6-szigma

  • Az adatgyűjtés és minőségbiztosítás részben már említést tettünk a technikai feltételekről. A másik fontos komponens az adatok helyes algoritmusokkal történő elemzése. Ezek a statisztikai számítások nagyon sokat segíthetnek a minőségbiztosítási problémák megoldásában. Egyre nagyobb teret hódít a 6s, (SixSigma) módszertana. Ennek ismertetése nem célunk, nagyon röviden és nem egzakt módon megfogalmazva talán így jellemezhetnénk:

    A legtöbb gyártási művelet minden munkadarabon ismétlődik. Az elvégzett művelet egy, vagy több (névleges) paraméterrel jellemezhető. A valóságban a technikai okokból következő pontatlanság miatt e körül a névleges érték körül mozog az adott paraméter mérhető értéke. Sok munkadarab vizsgálata során látjuk, hogy az érték az eredeti (névleges) érték körül szórást mutat, mely legtöbb esetben normál eloszlású és Gauss-görbével jellemezhető. A Gauss-görbe un. inflekciós pontjának távolságát a névleges értéktől nevezzük szigmának (s). Ennek a távolságnak a hatszorosa a 6s. A Gauss-görbén a névleges értéktől 6-sigma távolságra már csupán a teljes vizsgált populáció kb. 10-6 (egymilliomod) része esik. A SixSigma célja tehát a selejt 1/1000000 arányra való csökkentése. Természetesen ehhez az kell, hogy a névleges értéktől 6s, vagy nagyobb távolságra legyen a még elfogadható értéke a vizsgált paraméternek. Ezt elképzelni könnyű, megvalósítani egyáltalán nem az.

Ez az elsőre misztikus hangzású dolog többszöri nekifutásra már nem tűnik teljesíthetetlennek. Nekünk is sikerült néhány hasznos SixSigma projektet véghez vinni. Egy egyszerű és könnyen érthető példával illusztráljuk fentiek gyakorlati megvalósítását.

Kiindulási helyzet

A gyártás során van egy művelet, amellyel egy kovácsolt acél alkatrészt kell egy üvegszál erősítésű epoxy-gyanta rúd végére préselni. Az acél alkatrész fala vastag (8-15mm) és sokkal keményebb, mint a rúd, amire préselik. Így igen kicsi az a tartomány, ahol a préselés megfelelőnek nevezhető. Ha a préserő (présút) kisebb a szükségesnél, a két darab könnyen szétcsúszhat. (A préselés után kötelező teszt húzás következik, ami az ilyen esetekben azonnal hibát jelez.) Ha pedig túlpréseljük a fém alkatrészt, benne a műanyag rúd azonnal elreped. Ez szintén selejt lesz. A préspofák elmozdulását érzékeny (μm felbontású) elmozdulás-mérő figyeli és a préselés ennek értéke szerint történik.

A probléma

A préselés kiinduló pontja az a pont, ahol a préspofa a fém alkatrész falának ütközik. Könnyen észlelhető ennek bekövetkezte, a préspofákat mozgató hidraulikus folyadék nyomásának hirtelen növekedése által. Azonban mind a műanyag rúd külső-, mind a préselendő fém alkatrész belső átmérőjének értékeiben igen nagy szórás mérhető. Ha tehát a fent említett kezdőponttól mindig ugyanannyi présutat választunk, az hol túl kevésnek, hol pedig túl soknak bizonyul. Ha pl. kis rúd-átmérőhöz véletlenszerűen nagy furat párosul, a préselés gyenge lesz, a teszt során a két alkatrész szétcsúszik (=selejt). Ha pedig „vastag” rúdhoz szűk furat párosul, ugyanaz a présút széttöri a műanyag rudat (=ismét selejt).

Megoldás (6-szigma Projekt)

Valójában mennyi présútra van szükség?

Először is meg kell szüntetni a távolságot a két alkatrész fala között. Ez mindig más és más az átmérőktől függően.

Másodszor a két felület érintkezése után mindig ugyanannyit kell préselni (feltételezve, hogy az anyagok egyéb fizikai tulajdonságai változatlanok) ahhoz, hogy pontosan ugyanolyan feszültség keletkezzen a rúdban. (Az egyszerűség kedvéért az acél alkatrész belső feszültségét nem vesszük figyelembe, valamint a préselés után bekövetkező rugalmas alakváltozást sem)

Az elmozdulás mértéke egyszerűsítve:  s = (D – d) + p

Ahol: s a teljes présút; D a fém alkatrész belső; d a műanyag rúd külső átmérője; p pedig a további préselés útja a kellő szilárdság kialakítása érdekében.

(p = I1-I0). A valóságban a préspofák P0-tól P1-ig mozdulnak el. Hívjuk ezt az utat s’-nek (s’ = P1-P0)Ez az elmozdulás nincs összefüggésben az eredeti D – d értékkel, hiszen mind D, mind d értéke szórást mutat a nominális értéktől.

Ha az átmérők szórásából adódó hibát ki akarjuk venni az egyenletből, (vagyis elfelejteni D – d-t), akkor a referencia pontot, ahol a présút mérését kezdjük, azután kell felvennünk, hogy a D – d érték már nulla. Ez akkor következik be, ha a két felület egymáshoz ért. A probléma, hogy ezt az eseményt valahogy észlelnünk kell, ahhoz, hogy a referencia értéket felvehessük. Pontosan erről szól a SixSigma projekt. Egy olyan eszköz kifejlesztése, ami erre képes. Mindenféle akusztikus-, UH-, illetve egyéb módszer tesztelése után rendkívül egyszerű megoldás született.

Mindaddig, amíg a két alkatrész felülete nem találkozik, a rúd könnyen forgatható az acél alkatrészben. Ha a felületek találkoztak, a rúd beszorul. Ennek az eseménynek minél pontosabb meghatározására fejlesztettük ki egy speciális eszközt, amely a présgépre szerelve jelzi a vezérlő szoftvernek a referencia pont helyzetét. Az eredeti szoftverbe az új funkciót beépítve a présgép most már az átmérő-szórásból adódó hibákat kiszűrve, mindig ugyanolyan erővel préseli össze az alkatrészeket. (A folyamat nem ilyen egyszerű a valóságban. Rengeteg empirikus mérés kell ahhoz, hogy az elmélet és a gyakorlat összhangba kerüljön.)

Hasonló problémák bármilyen gyártási műveletnél előfordulhatnak, ennél sokkal bonyolultabb, több faktoros helyzetek adódhatnak. A problémák matematikai- fizikai megértése és leképezése a legfontosabb lépés. Utána jöhet csak a technikai megoldás kidolgozása.

A 6S, mint az egyik legjobb analitikai módszer a legtöbb gyártási szituációban alkalmazható. Ha a gyártósoron bárhol szűk keresztmetszetet okozna valamilyen minőségbiztosítási hiányosság/probléma egy 6S projekttel megpróbáljuk megoldani azt.

6s@ap-x.hu