分享好友 技术首页 技术分类 切换频道

工艺优化中的可视化公差分析

2020-07-19 04:52220
  但是,切不可因此以为经典试验设计就是包治百病的灵丹妙药。不少企业在追求产品质量、流程能力精益求精的过程中,发现单纯地依靠经典试验设计,先天性地存在着一些不可避免的风险和隐患。zui常见的一类问题可以用图一表示:原本以为根据试验设计建立的统计模型,投入实际生产的产品结果将会地落入规格要求之内(如图左部的理想状态所示),但真正投产后却发现产品结果的波动相当大,相当一部分的数据超出了规格要求(如图右部的现实状态所示)。产生这样的结果不仅给企业带来了经济上的损失,而且也动摇了工程师进一步应用试验设计的信心。
其实,深入了解试验设计领域的研究人员都基本知晓产生这个问题的一个主要原因是:误差的传递!如图二所示,工艺流程的输入变量X是通过根据试验设计或回归方程获取的传递函数对工艺流程的输出变量Y发生作用。在这个传递过程中,流程自变量不仅会影响产品质量特征的均值(这是大家所熟知的),而且由于流程自变量不可避免地存在着变异(或称误差),它还会影响产品质量特征的变异,这就是所谓的“误差传递”。如果要定量地表达误差传递,可以用下列公式来表示。
  公差分析是克服误差传递干扰的一种合适方法,也是试验设计理论研究的有益扩充。通俗地说,公差分析就是运用统计分析的方法,事先给众多输入X设置合理的公差(而不仅仅是目标值),以保证经过工艺流程之后,产生的输出Y对输入的变异不敏感,依然落在顾客要求或技术规范之内。这个过程往往要求减小输入的公差,而减小输入的公差往往意味着产品加工成本的提高。因此,公差分析还强调选择合适的输入变量,减小到合适的公差幅度,以确保工艺优化的成本zui小化。同时,一次成功的公差分析常常不是一蹴而就的,一般需要工艺工程师和统计工程师等多方协作、不断沟通反馈后才能完成。
近年来,随着市场竞争的加剧,企业质量意识的增强,关于公差分析的研究与应用也越来越多,可视化公差分析就是其中之一。所谓可视化公差分析,就是指通过一组特定的图形、动画、动态交互等形式实现公差分析的过程(可视化交互式分析的实现,则主要借助专业分析软件实现,JMP软件是可视化分析zui的软件之一,以下分析都基于JMP软件进行。JMP软件是全球zui*的统计学软件集团SAS公司的统计发现软件,应用领域广泛,包括探索性数据分析(EDA),可视化数据展示和分析,质量改进、六西格玛、流程优化、研发改进等。/china。而在“全员参与质量管理”日益普及的今天,可视化公差分析对企业的价值也正在逐步凸现。

    从理论层面看,可视化公差分析并没有扩充很多复杂的公式、指标,只是增加了一些新型的图形化分析手段,比较典型的是“缺陷刻画器”和“缺陷参数刻画”,下面将逐一展开介绍。

    先看如图三所示的“缺陷刻画器”。图中的横轴代表某个工艺参数,纵轴代表流程zui终的缺陷率,不同颜色(如蓝色和红色)的曲线代表该工艺参数对不同输出规格限(如A和B)要求的影响规律。当然,我们zui关注的还是那条黑色的曲线,它代表的是总体缺陷率,即所有超出各个输出规格限的缺陷之和。这条黑色曲线的波谷位置就是zui低总体缺陷率,与它对应的工艺参数值往往就是zui我们期望找到的zui理想的工艺参数设定值。 
   再看如图四所示的“缺陷参数刻画”。同样的是,图中的横轴代表某个工艺参数,纵轴代表流程zui终的缺陷率。不同的是,四种不同颜色的曲线分别代表四种不同的工艺改进方法(调整平均值、缩小标准差、设定规格下限、设定规格上限)降低缺陷率的有效程度。实际工作中,调整平均值、缩小标准差这两种方法用得较多。图中一条红色虚线代表工艺参数的当前平均值的所在位置,两条蓝色虚线代表当前的工艺参数加减一倍的当前标准差值后的位置。在该图中可以看到,整个流程的zui低缺陷率出现在“缩小标准差”曲线的波谷位置,说明当工艺优化到一定程度后,通常缩小标准差是zui能见效的工艺改进方法,当然其成本也很可能比其他几种方法高,使用时应当综合考虑这些改进方法的利弊。 
  下面将结合一个案例分析(具体的计算分析还是通过专业统计分析软件JMP实现),说明可视化公差分析在工艺优化中的实际应用。

    例:一家橡胶轮胎公司打算提高其主打产品的质量,逐步向“六西格玛水准”迈进。该产品的质量特性涉及四个方面:磨损(只有下规格限为110)、弹性(只有上规格限为2000)、延展性(上下规格限分别为[350,550])、硬度(只有下规格限为65)。根据前期研究的结论,这些质量特性与轮胎中的硅Silica(当前公差范围为[0.95,1.55])、硅烷Silane(当前公差范围为[44,56])、硫磺Sulfur(当前公差范围为[1.8,2.7])三种成分关系密切。现在按照响应面设计的原理,又执行了20次试验(结果见图五),试用可视化公差分析方法来优化这三种橡胶成分的公差设置。
当然,这并不是该流程所能达到的极限zui佳状态。如果进一步观察公差改进之后重新绘制的缺陷刻画器(见图十)和缺陷参数刻画(见图十一),不难发现:工艺流程的公差范围还可以继续优化下去,只是这时调整平均值已经收效甚微,而采用缩小标准差(尤其是硅Silica和硫磺Sulfur的标准差)的方法将会显著地降低总体缺陷率。这个现象也从侧面反映了只要企业追求精益求精的质量目标不动摇,可视化公差分析必将具有长久的生命力,持续不断地在工艺优化中发挥作用。

免责声明:矿库网文章内容来源于网络,为了传递信息,我们转载部分内容,尊重原作者的版权。所有转载文章仅用于学习和交流之目的,并非商业用途。如有侵权,请及时联系我们删除。感谢您的理解与支持。

点赞 0
举报
收藏 0
评论 0
分享 1
供应FP20R06YE3 FP30R06KE3欧派克(EUPEC)原装EasyPIM2模块
供应FP20R06YE3 FP30R06KE3欧派克(EUPEC)原装EasyPIM2模块型号:FP20R06YE3/FP30R06KE3厂家:欧派克(EUPEC) 工作电压:600V 工作电流:20A/30A 我公司现供应七单元20安600伏IGBT ; 三相EasyPIM2封装模块FP20R06YE3,价格优惠洽淡。 EUP

0评论2020-07-20652

基于视频ATM智能监控系统缺陷及改进方案

0评论2020-07-1915

机床铸件的缺陷与修复

0评论2020-07-1912

消失模铸造的优点

0评论2020-07-1918

模具热处理中存在的缺陷

0评论2020-07-1921

冷光源强光灯片灯 技术说明

0评论2020-07-1925

模具热处理中存在的缺陷及预防

0评论2020-07-1913

美泰MFD500便携式超声波探伤仪特点

0评论2020-07-1816

按键表面检测标准

0评论2020-07-1810