Контроль качества продукции при автоматизированном управлении технологическими процессами.

В реальных производственных условиях значения параметров технологического процесса и характеристик выпускаемой продукции не только изменяются в разные стороны за счет случайных погрешностей, но и очень часто с течением времени отклоняются от заданных значений. Такие постоянные и односторонние значения называют несистематической погрешностью. Систематические погрешности должны ликвидироваться путём выявления и устранения вызываемых их причин. Проблема заключается в том, что в реальных производственных условиях систематические погрешности трудно отличить от случайных. Незначительные систематические погрешности без специального статистического анализа могут оставаться незамеченными на фоне случайных погрешностей. Анализ основан на том, что когда систематические ошибки отсутствуют, фактические значения параметров изменяются случайным образом. Однако их средние значения и основные ошибки остаются неизменными. В таком случае конструкцию называют стабильной, а технологический процесс - устойчивым.

Объект контроля — это предметы труда (материалы, РЭСИ, техническая документация), средства труда или технологическое и общезаводское оборудование, технологическая оснастка и инструмент, процессы создания продукции, труд исполнителей, условия труда и тд. Объект контроля обладает рядом определенных признаков (свойств), по совокупности которых оценивается его качество. Контролируемые признаки (свойства), как известно, в квалиметрии называются показателями качества.

Методы контроля — это совокупность правил применения определенных принципов для осуществления контроля: технология проведения, количество контролируемых параметров, требуемая точность измерений.

В зависимости от технической сложности контролируемых изделийразличают сплошной контроль, при котором контролируется каждая единица продукции (например, проверка качества функционирования бортовой радиолокационной станции самолета, компьютерной техники, систем управления и т.п.), и выборочный, при котором решение о качестве контролируемой продукции принимается по результатам проверки одной или нескольких выборок из большой партии продукции (микросхем, резисторов, трансформаторов, плат, приборных корпусов, штампованных или пластмассовых литых деталей и т.д.).

В зависимости от возможностей дальнейшего использования проконтролированной продукцииметоды контроля подразделяются на разрушающие и неразрушающие.

При автоматизированном контроле применяются автоматизированные системы контроля, которые обеспечивают проведение контроля оператором-контролером с использованием автоматизированных средств контроля или автоматических систем контроля, которые обеспечивают проведение контроля с использованием' автоматических измерительных средств без участия оператора-контролера.

При стабильном технологическом процессе случайные погрешности подчиняются нормальному закону распределения с центром (математическим ожиданием) m=x₀.

Средние значения параметров, получаемых в различных партиях, x_ср, x”_ср…x⁽ⁿ⁾_ср должны быть приближённо равны x₀, следовательно, все они приближённо равны между собой:

x’_ср@x”_ср@…@x⁽ⁿ⁾_ср@x_0. (1)

Материалом для анализа могут быть составлены из выборок, отобранных через определённые промежутки времени. Интервалы между выборками называют в этом случае временными пробами, которые устанавливают в зависимости от частоты разладок технологического оборудования. В случае малой выборки точность приближённого равенства (1) можно оценить, исходя из того, что величина отклонения t определяется по формуле

t=(x’_ср –x”_ср)/s (2)

и подчиняется распределению Стьюдента с параметром n=n₁+n₂-2, где n₁ и n₂ - количество исследованных образцов в первой и второй партиях. В частности, при n₁=n₂ получим n=2×(n-1). В этом случае среднеквадратичное отклонение будет равно:

 

 

При заданном критерии значимости средние значения в различных партиях могут различаться не более чем на величину ts, т.е.

Когда выполняется это условие, можно считать, что обе партии взяты из одной и той же генеральной совокупности. В такой совокупности среднее значение равно x₀ и величины распределены по нормальному закону. В самом неблагоприятном случае обе выборочные партии располагаются в противоположных краях кривой нормального распределения (Рис.1).

Общая совокупность

Выборка 2

Выборка 1

 

 

Рис. 1. Контроль стабильности производственных процессов

выборочным методом

Если же различие средних значений в двух партиях будет превосходить величину ts, то уже нельзя считать, что расхождение вызвано только случайными причинами. При этом нужно признать, что первоначальное предположение об отсутствии систематических ошибок неверно, и, следовательно, большое различие средних значений в двух партиях вызвано тем, что они принадлежат к разным совокупностям (с разными x₀). Иными словами, среднее значение не остаётся постоянным, а значит процесс нестабилен (соответственно процесс неустойчив).

Таким образом, расхождение средних значений в различных партиях больше, чем на ts, указывает на наличие систематических ошибок и необходимость принятия мер по устранению причин, вызвавших нестабильность.