Научный журнал
Современные наукоемкие технологии
ISSN 1812-7320
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,021

ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОМБИНАЦИИ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОКАТА СОРТОВОГО ГОРЯЧЕКАТАНОГО КРУГЛОГО

Калинина А.В. 1 Дворянинова О.П. 1 Клейменова Н.Л. 1 Назина Л.И. 1 Орловцева О.А. 1
1 ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет инженерных технологий»
Настоящая статья посвящена обоснованию выбора статистических методов управления процессами для улучшения производства проката сортового горячекатаного круглого. Современные методы управления позволяют совершенствовать производимую продукцию с наименьшими затратами, улучшать взаимосвязи между производством и потребителем. Целью настоящего исследования является выбор методов оценки процесса управления качеством при производстве проката сортового горячекатаного круглого. Проведен анализ потерь с использованием экспертной оценки производства проката сортового горячекатаного круглого, которые необходимо устранить. Выявлены внутренние и поверхностные дефекты продукции в ходе выполнения различных видов контроля. Анализ технологического процесса производства проката сортового горячекатаного круглого позволяет установить связь между причинами и результатами исследования, которые можно отнести к результатам процесса контроля. Проведенный анализ технологического процесса способствует повышению удовлетворенности потребителя с целью предотвращения возникновения разногласий между ним и исполнителем. Применение контрольной р-карты позволило сделать вывод о том, что процесс производства проката сортового не находится в статистически устойчивом состоянии. Выявлены основные причины появления дефектов производимой продукции, с применением диаграммы разброса определены рациональные технологические режимы нагрева исходной заготовки с целью уменьшения доли дефектов. Таким образом, методы управления качеством, выбранные для использования на каждом этапе совершенствования производственного процесса, представляют собой комбинацию методов управления качеством для его совершенствования.
прокат сортовой горячекатаный
прокатка
металлургия
методы управления качеством
инструменты качества
1. Назина Л.И., Попов Г.В., Кульнева Н.Г. Статистические методы контроля и управления качеством: курсовое проектирование: учеб. пособие. Воронеж: ВГУИТ, 2015. 52 с.
2. Клиот Ю.М. Система непрерывного менеджмента как основной инструмент внедрения и практического использования системы менеджмента качества в организациях // Вопросы современной науки и практики. Университет им. В.И. Вернадского. 2012. № 1. С. 198–205.
3. Краснова Е.А. Система менеджмента качества предприятия и целесообразность внедрения методики учета и анализа затрат на качество // Наука и бизнес: пути развития. 2013. № 1 (19). С. 64–67.
4. Майборода В.П., Азаров В.Н., Панычев А.Ю., Установ Ю.А. Всеобщее управление качеством. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2014. 447 с.
5. Магомедов Ш.Ш., Беспалова Г.Е. Управление качеством продукции. М.: Изд-во АГРАФ, 2014. 260 с.

На металлургическом предприятии могут применяться несколько различных технологических процессов, которые постоянно необходимо усовершенствовать, при этом прогресс может быть достигнут для каждой операции. Комбинация методов управления качеством выбирается для конкретного технологического процесса с учетом его особенностей. Поэтому актуальным является выбор различных методов управления качеством, используемых на различных этапах усовершенствования технологического процесса.

В данной работе осуществлен выбор методов управления качеством применительно к процессу производства проката сортового горячекатаного круглого. Новизна проведенного исследования заключается в разработке поэтапного совершенствования процесса производства проката, базирующегося на комбинации методов управления качеством и инструментов бережливого производства, наиболее рациональных для данного вида изделий [1].

Целью настоящего исследования является выбор наиболее рациональных методов управления качеством применительно к производству проката сортового горячекатаного круглого.

Задачи исследования – оценка потерь, возникающих в ходе производственного процесса изготовления металлопроката; анализ методов управления качеством и проблем при их внедрении; обоснование их выбора.

Материалы и методы исследования

Для совершенствования технологического процесса производства проката сортового горячекатаного круглого проведен анализ потерь, возникающих в ходе производства и реализации с использованием экспертной оценки. Степень выраженности каждого из факторов установлена по заранее выбранной шкале оценок [2, 3]. Определим виды потерь для процесса производства проката сортового горячекатаного круглого (рис. 1).

kal1.tif

Рис. 1. Виды потерь производства проката сортового горячекатаного круглого

Таким образом, установлено, что в производственном процессе преобладают потери, связанные с производством дефектной продукции, лишними движениями сотрудников на рабочем месте, связанными с выбором инструментов и приспособлений, а также простоями в работе оборудования.

Необходимо предложить набор наиболее рациональных методов управления качеством для устранения выявленных видов потерь.

Результаты исследования и их обсуждение

Применим экспертную оценку для выбора методов управления качеством и совершенствования технологического процесса производства проката [3]. Результаты экспертной оценки методов управления процессами представлены на рис. 2. В составе экспертной комиссии приняли участие технологи, инженеры по качеству и метрологи в количестве семи человек одного из металлургических комбинатов Центрально-Черноземного района.

kal2.tif

Рис. 2. Применение основных методов управления качеством и инструменты контроля качества

Анализ рисунка показал, что наиболее предпочтительными в данном случае являются: диаграммы Парето, контрольные карты, диаграмма разброса и древовидная диаграмма. Диаграмма Парето позволит выявить наиболее значимый вид дефектов проката; контрольные карты позволят осуществить статистическое управление процессами и своевременное определение необходимости разработки и внедрения корректирующих мероприятий; диаграмма разброса позволит определить взаимосвязь параметров технологического процесса и параметров качества продукции; древовидная диаграмма – для систематизации и детализации на различных уровнях показателей качества проката, наиболее значимых для потребителей.

С помощью древовидной диаграммы проведен детальный анализ технических требований к прокату и методов, используемых для их контроля. Данная диаграмма имеет древовидную структуру, элементами которой являются различные способы и методы контроля качества (рис. 3).

kal3.wmf

Рис. 3. Древовидная диаграмма качества проката сортового горячекатаного круглого

Анализ древовидной диаграммы показал, что для потребителей наиболее важными являются внутренние и поверхностные дефекты проката, определяемые в ходе визуального и инструментального контроля, а также в процессе ультразвукового и Магнотест-контроля.

С помощью контрольной карты проанализированы все этапы технологического процесса с целью выявления их статистической стабильности.

Метод контрольных карт представляет графический метод оценки степени статистической управляемости процесса с помощью сравнения отдельных статистических данных из групп выборок или подгрупп с контрольными границами. Преимущество контрольных карт заключается в том, что они просты в применении, общедоступны, нетрудоемки в обработке, легки в понимании, оценке и интерпретации. Контрольные карты обеспечивают наглядное представление данных и позволяют отличить изменения, присущие устойчивому процессу, от изменений, вызванных неслучайными причинами [4]. Кроме того, на график карт может наноситься любая переменная, исследуемая характеристика изделия или процесса. В работе выбран вид контрольной карты для качественных признаков: р – карта, в которой используется удельный вес бракованных изделий [5].

Долю бракованных изделий в генеральной совокупности в условиях контролируемого технологического процесса оценивают на основе большого числа выборок:

p = N/n,

где N – общее число изделий во всех выборках;

n – общее число изделий, подвергнутых контролю.

Результаты выборок штанг с дефектом «плена» для проката сортового горячекатаного круглого представлены в табл. 1.

Таблица 1

Результаты выборок штанг с дефектом «плена» проката сортового горячекатаного круглого

Номер выборки

Число штанг с дефектом «плена», на каждые 150 штанг

Номер выборки

Число штанг с дефектом «плена», на каждые 150 штанг

1

4

11

2

2

1

12

4

3

6

13

8

4

3

14

3

5

4

15

5

6

7

16

4

7

3

17

6

8

9

18

5

9

6

19

3

10

5

20

2

kal4.tif

Рис. 4. Контрольная карта качественных данных по дефекту «плена» проката сортового горячекатаного круглого

Определены контрольные границы для аппроксимации биномиального распределения, используя нормальное распределение. По результатам расчета построена контрольная карта (рис. 4).

Анализ p-карты позволяет сделать вывод о том, что процесс производства проката сортового не находится в статистически устойчивом состоянии. Точка, соответствующая 15-й выборке, вышла за верхнюю контрольную границу, поэтому необходимо определить причину такого состояния и предпринять корректирующие и предупреждающие действия. В результате исследования было выявлено, что выход точки обусловлен нарушением температурного режима.

Для сбора данных при контроле, как по качественным, так и по количественным признакам, применяются контрольные листки, которые оформляются в виде бланков, заполняемых на рабочих местах при наступлении событий, учет которых ведется. Они служат для проверки определенных нормативных признаков, регистрации возникновения отдельных проблем (дефектов, поломок), отображения частоты наступления измеряемой величины в определенных пределах. В нашем случае контрольный листок заполнялся на наличие таких дефектов, как прокатная плена, раскатанная трещина, риска, закат, заусенец. Данный контрольный листок заполнялся с 1 декабря 2017 г. по 7 декабря 2017 г. (табл. 2).

Таблица 2

Контрольный листок по видам дефектов проката сортового горячекатаного круглого

ГОСТ 1050-2013

Контрольный листок по видам дефектов

Предприятие: АО ОЭМК

Цех: СПЦ-2

Участок: отделки вне потока

Изделие: прокат сортовой горячекатаный круглый

Операция: приемочный контроль

Контролер: А.В. Калинина

Количество штанг

Типы дефектов

Данные контроля

ИТОГО

Прокатная плена

/// ///// // / /// ///// /

20

Раскатанная трещина

// /// / / /

8

Риска

// //// //// /// //

15

Закат

/

1

Заусенец

// /// //// ///

12

Прочие

////

4

Всего

////////////////////////////////////////////////////////////

60

С помощью диаграммы Парето (рис. 5) установлены основные причины возникновения дефектов прокатной продукции – «плены»: раскатка рванин, глубокая зачистка дефектов, грубое механическое травмировние.

Анализ проведен экспертным методом, в результате сформирована таблица (табл. 3).

Таблица 3

Виды дефектов

п/п

Причины дефектов

Число

несоответствий

Кумулятивный процент

несоответствий, %

1

Раскатка рванин

69

56,56

2

Глубокая зачистка дефектов

32

82,79

3

Грубое механическое травмировние

11

91,80

4

Некачественная огневая зачистка

5

95,90

5

Прочие

5

100

Согласно ГОСТ 21014-88 «Прокат черных металлов. Термины и определения дефектов поверхности» рванина представляет собой дефект поверхности в виде раскрытого разрыва, расположенного поперек или под углом к направлению наибольшей вытяжки металла при прокатке или ковке, образовавшийся вследствие пониженной пластичности металла. Основной причиной появления рванин является неправильный режим нагрева исходной заготовки.

Для выявления взаимосвязи между поверхностными дефектами проката и технологическими режимами построена диаграмма разброса, для построения которой взята конкретная марка стали, определены необходимые режимы нагрева исходной заготовки перед прокаткой: выбрана подшипниковая сталь ШХ15-ПВ. Данная марка стали нагревается по четвертому режиму в печах нагрева. Максимальная температура для этого режима 1230 °С. Проверим зависимость появления прокатных «плен» от температуры нагрева с помощью диаграммы разброса, которая представлена на рис. 6.

kal5.tif

Рис. 5. Диаграмма Парето по причинам возникновения дефекта «плена»

kal6.tif

Рис. 6. Диаграмма рассеяния

Анализ полученной диаграммы позволяет сделать следующий вывод о том, что между анализируемыми переменными наблюдается тесная взаимосвязь. Количественная оценка тесноты связи определена при помощи корреляционного анализа, коэффициент линейной корреляции rху = 0,8718.

Выводы

Таким образом, наиболее предпочтительными для анализа производственного процесса изготовления проката сортового горячекатаного являются такие выбранные методы и инструменты управления качеством, как древовидная диаграмма, контрольная карта, контрольный листок, диаграмма Парето, диаграмма рассеяния. Все используемые методы управления качеством обеспечивают устранение причин выявленных потерь продукции в производственном процессе.


Библиографическая ссылка

Калинина А.В., Дворянинова О.П., Клейменова Н.Л., Назина Л.И., Орловцева О.А. ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА КОМБИНАЦИИ МЕТОДОВ УПРАВЛЕНИЯ КАЧЕСТВОМ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ПРОКАТА СОРТОВОГО ГОРЯЧЕКАТАНОГО КРУГЛОГО // Современные наукоемкие технологии. – 2018. – № 10. – С. 38-43;
URL: http://top-technologies.ru/ru/article/view?id=37191 (дата обращения: 20.06.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074