ИСО 2859-3-91. Статистические методы. Процедуры выборочного контроля по альтернативному признаку. Часть 3. Планы выборочного контроля с пропуском партий.

ИСО 3951-89. Статистические методы. Процедуры выборочного контроля и карты контроля по количественному признаку для процента несоответствующих единиц продукции.

1.4 Контрольные карты – средство управления процессом

Совершенствование процесса с помощью контрольных карт есть итерационная процедура, в которой повторяются основные фазы сбора данных, управления и анализа. Во-первых, данные собирают согласно плану, затем эти данные используют для расчета контрольных границ, которые дают основу для интерпретации данных на статистическую управляемость. Когда процесс статистически управляем, они могут использоваться для оценки воспроизводимости процесса. Чтобы усовершенствовать управление и воспроизводимость, должны быть идентифицированы обычные и особые причины, и процесс соответственно модифицирован. Затем цикл начинается снова, и собираются новые данные, которые интерпретируются и используются как основа для действия.

1 Сбор: Данные о характеристике (процесса или продукта) изучают и приводят к форме, в которой они могут быть нанесены на контрольную карту. Этими данными могут быть измеренные значения размера обработанной детали, число отверстий в виниловом сите, время пробега рельсовой тележки, число бухгалтерских ошибок и т.д.

2 Управление: На основе данных рассчитывают пробные контрольные границы. Они изображаются на карте как направление для анализа. Контрольные границы не являются пределами спецификации (допуска) или целями, а основываются на естественной изменчивости процесса и выборочном плане.

Затем данные сравнивают с контрольными границами, чтобы узнать, стабильна ли изменчивость и исходит ли она только от обычных причин, Если очевидно наличие особых причин, изучение процесса продолжается для определения того, что влияет на него. После принятия действий (обычно локальных) собирают дополнительные данные, контрольные границы пересчитывают, если необходимо, и на некоторые дополнительные особые причины воздействуют снова.

3 Анализ и совершенствование: После обращения ко всем особым причинам и приведения процесса в статистически управляемое состояние контрольная карта продолжает вестись для наблюдения. Индексы воспроизводимости процесса также рассчитываются. Если изменчивость от обычных причин чрезмерна, процесс не может производить продукт, который устойчиво соответствует требованиям потребителя. Процесс должен быть исследован и, как правило, должны быть предприняты менеджерские действия для совершенствования системы.

Выгоды получаемые от использования контрольных карт:

• Контрольные карты являются эффективным средством для понимания изменчивости процессов и помогают достичь статистически управляемого состояния. Они часто пригодны для ведения на рабочих местах операторами процессов. Они дают непосредственную информацию о работе процесса, позволяющую надежно судить о том, когда должно быть произведено то или иное действие, а когда действия не нужны (т.е. избежать изменений регулировки );

• Когда процесс статистически управляем, его эффективность предсказуема. Таким образом, изготовитель и потребитель могут полагаться на стойкий уровень качества и на стабильные затраты по обеспечению этого уровня качества;

• Процесс, находящийся в статистически управляемом состоянии, может быть дополнительно усовершенствован посредством снижения изменчивости от обычных причин и улучшения центрирования (настроенности) процесса. По данным контрольных карт могут быть проверены ожидаемые последствия предлагаемых усовершенствований в системе и определены действительные влияния даже относительно малых изменений. Требуемое количество данных будет зависеть от изучаемого процесса. Такие усовершенствования процесса могут снизить затраты и повысить производительность сокращением изменчивости около целевого значения.

• Контрольные карты предоставляют общий язык для сообщения информации о настроенности процесса между двумя или тремя сменами персонала процесса, между производственниками (оператор, инспектор) и вспомогательными службами (обслуживание, управление материалами, технологи, служба качества), между разными рабочими местами в процессе, между поставщиком и потребителем, между заводом по изготовлению/сборке и конструкторскими организациями;

• Контрольные карты благодаря различению обычных и особых причин изменчивости, хорошо показывают, следует ли проблему решать локально или она потребует менеджерских действий. Это сокращает путаницу, растерянность и излишние затраты от неправильных усилий по решению проблемы.

В статистических методах контроля применяют контрольные карты для количественного признака, а также контрольные карты для альтернативного признака.

Контрольные карты для количественного признака применяются, когда при регистрации данных фиксируют измеренные значения характеристик процесса.

Данные карты являются мощным средством, которое может быть использовано, когда в процессе возможны измерения. Примерами могут быть диаметр подшипника, усилие при закрывании двери или время для рассмотрения ваучера. Карты по количественному признаку, и в особенности их наиболее употребительные формы - карты X и R - представляют типичные примеры применения контрольных карт к управлению процессами (рис 1.2).

Рисунок 1.2 – Данные измерений промежуточных и окончательных результатов процесса

Контрольные карты для количественного признака особенно полезны по нескольким причинам:

1. Большинство процессов и их результатов имеют измеримые характеристики, так что потенциальная применимость широка.

2. Количественное значение (например, диаметр равен 16,45 мм) содержит больше информации, чем простое высказывание "да-нет" (например, диаметр внутри допуска).

3. Хотя получение одного измеренного данного в общем дороже, чем получение одного данного "да-нет", меньшее количество единиц требуется измерить, чтобы получить больше информации о процессе, так что общая цена измерений в некоторых случаях ниже.

4. Благодаря меньшему числу единиц, необходимых для проверки при принятии надежного решения, временная задержка между изготовлением деталей и корректирующим действием часто может быть сокращена.

5. С количественными данными может быть проанализирована настроенность процесса и улучшение может быть количественно оценено, даже если все индивидуальные значения лежат внутри установленного допуска. Это важно при проведении непрерывного усовершенствования.

Карты по количественному признаку могут объяснить данные процесса как по разбросу (изменение от единицы к единице), так и по положению (среднему процесса). Благодаря этому, контрольные карты по количественному признаку могут анализироваться попарно: одна карта для положения и другая - для разброса. Наиболее, часто используется пара карт X и R. Х- это среднее значение небольшой подгруппы - мера положения, R - это размах значений внутри каждой подгруппы (большее минус меньшее значение в подгруппе) - мера разброса.

Карты X и R, как пара, составляются по измерениям конкретной характеристики выхода процесса. Эти данные получают по небольшим подгруппам постоянного объема, обычно включающим от 2 до 5 последовательных изделий с периодическим отбором подгрупп (например, каждые 15 минут, дважды за смену и т.д.), В качестве основы сбора должен быть разработан план сбора данных, который также используется при записи и нанесения данных на карту.

а) Объем подгрупп. Первый ключевой шаг при подготовке карт по количественному признаку - это определение "рациональных подгрупп". Они будут влиять на эффективность и действенность использующих их контрольных карт.

Подгруппы должны быть выбираемы так, чтобы возможности изменения среди единиц внутри подгруппы были малыми. Если изменения внутри подгруппы представляют собой только изменчивость от изделия к изделию за очень короткий период времени, то любое необычное изменение между подгруппами будет отражать изменения в процессе, которые должны быть исследованы для принятия соответствующих действий.

При первоначальном обследовании процесса подгруппы обычно должны состоять из 4-5 последовательно изготовленных изделий, представляющих только один вариант хода процесса (т.е. один и тот же инструмент, головку, камеру и т.д.). Цель такова, чтобы все изделия внутри каждой подгруппы были произведены при одинаковых производственных условиях за очень короткий интервал времени без других систематических взаимосвязей между собой. Следовательно, изменчивость внутри подгрупп будет в первую очередь отражать обычные причины. Когда эти условия не выполнены, получаемая контрольная карта не может эффективно отличить особые причины изменчивости или может представлять необычный ход процесса. Объем выборок должен оставаться постоянным для всех подгрупп.

б) Частота, подгрупп. Целью является обнаружение изменений процесса во времени. Подгруппы должны отбираться достаточно часто, чтобы они могли отразить потенциальные возможности изменений. Такие потенциальные причины изменений могут возникнуть из-за различия между сменами или замены операторов, тенденции прогрева, партий материала и т.д.

На протяжении первоначального обследования процесса подгруппы отбираются последовательно или через короткие интервалы, чтобы обнаружить, может ли процесс измениться и проявить другие нестабильности за короткие периоды времени. Когда процесс демонстрирует стабильность (или делаются усовершенствования процесса), интервал времени между подгруппами может быть увеличен. Частота подгрупп для идущего процесса может быть дважды в смену, ежечасно или с другой разумной периодичностью.

в) Число подгрупп. Оно должно удовлетворять двум критериям. С точки зрения выявления свойств процесса должно быть собрано достаточно подгрупп, чтобы все главные причины изменчивости имели возможность проявиться. Обычно 25 или более подгрупп, содержащие 100 или более индивидуальных значений, дают хороший тест на стабильность и, если она есть, хорошую оценку настройки и разброса процесса.

В некоторых случаях могут быть использованы существующие данные, которые могут ускорить эту первую фазу обследования. Однако они могут использоваться только в том случае, если они получены недавно и если основа для выделения подгрупп ясно понята.

Хотя контрольные карты наиболее часто применяются для количественного признака, были разработаны также их варианты для альтернативных признаков (рисунок-1.3). Альтернативные данные имеют только два значения (соответствуют/ не соответствуют, проходит/ не проходит, присутствует/ отсутствует), но они могут быть подсчитаны для регистрации и анализа. Другими примерами являются характеристики, которые измеримы, но результаты фиксируются в простой форме да/нет, такие как соответствие диаметра штифта, проходному калибру, приемлемость краев двери при визуальной или приборной проверке, выполнение срока поставки.

Рисунок 1.3- Данные по альтернативному признаку

Контрольные карты для альтернативных признаков важны по нескольким причинам:

• Ситуации с данными об альтернативных признаках существуют в любом техническом и административном процессе, так что анализ признаков полезен для многих применений. Самая значительная трудность - создать точные рабочие определения несоответствия;

• Данные об альтернативных признаках доступны во многих ситуациях - при любом контроле, отборе для ремонта, сортировке материалов и т.п. В этих случаях не требуется никаких дополнительных затрат на сбор данных, только усилия по переводу данных в форму контрольных карт;

• Когда должна собираться новая информация, данные об альтернативных признаках в общем можно получить быстро и недорого, причем с использованием простых калибров (типа да-нет), не требуется специальное обучение;

• Многие данные, собираемые для отчетов руководству, имеют форму альтернативных признаков и могут выиграть от анализа контрольных карт. Примеры - процент принятых с первого предъявления, объемы брака, отклонения при проверке качества и материалов. Благодаря возможности различать изменчивость от обычных и особых причин, анализ контрольных карт может быть значимым в интерпретации этих отчетов для руководства;

При введении контрольных карт в организации важно определить первоочередные проблемы и использовать карты там, где они наиболее необходимы. Сигналы проблем могут исходить от системы управления издержками, претензий потребителей, узких внутренних мест и т.п. Применение контрольных карт для альтернативных признаков для ключевых показателей общего качества часто может указать путь к конкретным областям процессов, требующим более детального изучения, включая возможное использование конкретных карт для количественного признака.

В данном дипломном проекте применялись следующие типы контрольных карт для альтернативного признака:

1) р-карты для долей несоответствующих единиц (из выборок не обязательно равного объема);

2) c-карты для числа несоответствий (для выборок равного объема).

Р-карты измеряют долю несоответствующих (или так называемых дефектных) изделий в контролируемой группе. Это может быть выборка из 75 изделий, берущаяся дважды в день, некоторый процент продукции, группируемой на почасовой или ежедневной основе, доля поставок вовремя и т.д. Можно опираться на оценку одной характеристики (была ли установлена конкретная часть) или многих характеристик (были ли какие-либо ошибки в электрической системе?). Важно, что:

• Каждая компонента, часть или изделие, будучи проверено, записывается как соответствующее или несоответствующее (даже если изделие имело несколько конкретных несоответствий);

• Результаты этого контроля группируются на осмысленной основе, и несоответствующие изделия выражаются в виде долей от объема подгруппы.

Прежде чем применять р-карту, на любом предприятии необходимо осуществить ряд подготовительных шагов:

• Создать среду, подходящую для работы. Любой статистический метод потерпит неудачу, если менеджмент не подготовит заинтересованную среду; т.е. страх в организации, который может помешать людям, быть объективными, должен быть устранен;

• Определить процесс. Процесс должен быть понятен в смысле его связи с другими операциями/пользователями и элементами процесса (люди, оборудование, материалы, методы и среда), влияющими на него на каждой стадии.

Такие методы, как диаграмма причин и следствий, помогут сделать эти связи видимыми;

• Определить характеристики, подлежащие управлению. Сконцентрировать усилия на тех характеристиках, которые наиболее перспективны для усовершенствования процесса.

Подходящими будут несколько следующих соображений:

- потребности потребителей. Они включают как последующие процессы, использующие продукт или услугу, как вход, так и потребителей конечного изделия;

- области текущих и потенциальных проблем. Необходимо рассмотреть имеющиеся свидетельства потерь или плохой эффективности (например, брак, переделки, избыточные затраты времени, недостигаемые цели) и области риска (например, учащающиеся изменения конструкции продукта или услуги и элемента процесса);

- корреляция между характеристиками. Для эффективного и результативного изучения необходимо воспользоваться преимуществами взаимосвязи между характеристиками. Если несколько отдельных характеристик изделия имеют тенденцию изменяться вместе, может быть выгодно, строить карту только для одной из них;

• Определить технологичную измерительную систему. Характеристики должны быть технологично определены, так чтобы факты могли сообщаться всем заинтересованным лицам таким образом, чтобы они имели одно и то же значение сегодня и вчера. Это требует указания той информации, которая должна собираться, где, когда и при каких условиях. Особенно трудно установить технологичное определение, когда присутствуют субъективные оценки. Определение характеристик повлияет на тип используемых контрольных карт - карты для альтернативных признаков, например, р-карта или карты для количественного признака.

• Минимизировать изменчивость, не являющуюся неизбежной. Прежде чем начинать изучение процесса, следует снизить внешние источники изменчивости, которые не являются неизбежными,

Цель этого - избежать очевидных проблем, которые могут и должны быть решены даже без контрольных карт, во всех случаях должны вестись записи, отмечающие все существенные события, такие как процедурные изменения, новый исходный материал и т.п. Это поможет в последующем анализе процесса.

С-карта измеряет число несоответствий (отклонений или так называемых дефектов) в контролируемой партии (в отличие от числа единиц, признанных несоответствующими, для np-карты).

Карта требует постоянного объема выборки или проконтролированного материала. Она применима к двум главным типам ситуаций контроля:

• Когда несоответствия разбросаны по непрерывному потоку продукта (например, трещины на болте из винила, пузыри в стекле или точки тонкой изоляции провода) и когда может быть выражена средняя доля несоответствий (например, число трещин на 100 кв.метров винила);

• Когда несоответствия, появляющиеся из-за многих потенциальных источников, могут быть найдены в одной контролируемой единице (например, контроля на авторемонтном предприятии, где каждый отдельный автомобиль может иметь один или несколько дефектов широкой номенклатуры).

1.5 Компьютерные технологии в обеспечении контроля и управления качеством

Осознавая динамичное развитие рыночных условий и растущие запросы со стороны потребителей, можно сказать, что задача номер сегодня – это эффективное управление производством с целью получения продукции максимального качества, в кратчайшее сроки и с минимальными производственными затратами.

Новые технологии: ERP, JIT, MPRII, SPC и IQC – все это инструменты, помогающие в достижении идеального конечного результата – эффективного менеджмента. Безусловно, небезынтересным является богатый опыт, накопленный в этой области американскими и японскими компаниями, все шире и успешнее использующими в ходе производства автоматизацию и компьютеризацию.

Контроль качества с использованием компьютеров превращается из рутинной и малоосмысленной операции в несложный и высокоинформативный процесс, предоставляющий новые сведения о возможностях улучшения качества продукции, оптимальном использовании ресурсов и организации производства. (рис.1.4)



Рисунок 1.4- Интерфейс программы STATISTICA

Применяя статистические методы, на предприятиях персонал стремится найти закономерности в случайных данных и воспользоваться найденными закономерностями. Ранее, до появления мощных персональных ЭВМ, практическое применение статистических методов было делом чрезвычайно сложным, требующим больших интеллектуальных усилий и временных затрат. Теперь, благодаря таким системам как STATISTICA, открылся путь к новым технологиям статистической обработки данных (рис 1.5), максимально сокращающий рутинные процедуры.



Рисунок 1.5- Обработка контрольных карт.

Использование системы STATISTICA не требует наличия специальной математической подготовки и позволяет полностью сосредоточиться на данных и моделях, не вникая в технические детали того или иного статистического метода.

Если раньше каждый шаг исследований, начиная от представления данных, перевода их в нужный формат, проверки, группировки, сортировки, сжатия, графической интерпретации, подготовки программ обработки, задания параметров анализа, и до просмотра результатов, был трудной задачей, то теперь: достаточно двух-трех щелчков мыши, чтобы огромные объемы данных чрезвычайно быстро преобразовались, обработались и появились на экране в виде графиков, диаграмм и таблиц.

STATISTICA представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Она состоит из следующих основных компонент, объединенных в рамках одной системы:

• электронных таблиц для ввода и задания исходных данных, а также специальных таблиц для вывода численных результатов анализа;

• мощной графической системы для визуализации данных и результатов статистического анализа;

• набора специализированных статистических модулей, в которых собраны группы логически связанных между собой статистических процедур;

• специального инструментария для подготовки отчетов;

• встроенных языков программирования SCL (STATISTICA Command Language) и STATISTICA BASIC, которые позволяют пользователю расширить стандартные возможности системы.

Для проведения законченного статистического исследования пользователю не потребуется дополнительное программное обеспечение - все этапы статистического анализа, начиная от ввода исходных данных и их преобразований и заканчивая подготовкой отчета или написания собственных процедур обработки, можно выполнить, используя только систему STATISTICA.

STATISTICA предоставляет пользователю уникальную среду экспериментирования, разведки, графического отображения и углубленного анализа данных, в которой статистическая обработка становится не рутинным занятием, а увлекательным исследованием с использованием новейших компьютерных технологий и современных приемов.

Статистический анализ - это не только формулы и вычисления, но и графическое представление данных. Сотни типов графиков, включая научные, деловые и специализированные статистические графики, включены в систему STATISTICA.(рис 1.6)



Рисунок 1.6- Интерфейс статистического анализа.

В STATISTICA имеются сотни типов графиков, предназначенных как для графической визуализации исходных данных, разведочного анализа, так и для графического вывода результатов и выбора последующих направлений анализа. Такие уникальные графики, как лица Чернова, диаграммы Вороного, матричные, категорированные графики, трассировочные и др., а также большой выбор двумерных и трехмерных научных и деловых графиков и диаграмм становятся легко доступными для пользователя при помощи нескольких щелчков мыши.

Кроме стандартных типов графиков, в STATISTICA имеется чрезвычайно большое количество специализированных статистических графиков: “ящиков с усами” с разнообразными опциями по выбору средней точки, граничных значений, подгонки, определения выбросов, - различных гистограмм, графиков на нормальной вероятностной бумаге, графиков типа “вероятность-вероятность”, “квантиль-квантиль”, специальные графики для анализа пропущенных данных и т.д. Графики можно уменьшать, увеличивать, накладывать друг на друга, изменять масштабы, вращать, корректировать перспективу, применять средство “Рентген” в трехмерной графике, чтобы увидеть “очертания дальних гор на фоне ближних”, определять собственную палитру цветов, добавлять в график пользовательский текст, рисунки, стрелки и т.д. Графики могут автоматически изменяться при изменении связанного с ними файла данных. Все эти действия производятся всего несколькими щелчками мыши.

STATISTICA включает в себя следующие специализированные статистические модули: Основные статистики и таблицы, Непараметрическая статистика, Дисперсионный анализ, Множественная регрессия, Нелинейное оценивание, Анализ временных рядов и прогнозирование, Кластерный анализ, Факторный анализ, Дискриминантный функциональный анализ, Анализ длительностей жизни, Каноническая корреляция, Многомерное шкалирование, моделирование структурными уравнениями и др. Несколько модулей объединены в группу Промышленная статистика: Контроль качества, Анализ процессов и Планирование эксперимента. Отдельные модули предназначены для взаимодействия с корпоративными базами данных (Business Query) и анализа больших объемов сложных данных (Нейронные сети). В совокупности модули системы STATISTICA покрывают весь спектр современных методов статистического анализа.

Статистический анализ данных в системе STATISTICA может быть разбит на следующие основные этапы:

• ввод данных в электронную таблицу с исходными данными и их предварительное преобразование перед анализом (структурирование, построение необходимых выборок, ранжирование и т. д.);

• визуализация данных при помощи того или иного типа графиков;

• разведочный анализ и определение подходящих методов статистической обработки;

• применение конкретной процедуры статистической обработки;

• вывод результатов анализа в виде графиков и электронных таблиц с численной и текстовой информацией;

• подготовка и печать отчета;

• автоматизация рутинных процессов обработки при помощи макрокоманд, языка SCL или STATISTICA BASIC.

STATISTICA представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Система состоит из следующих основных компонент:

• многофункциональной системы для работы с данными, которая включает в себя электронные таблицы для ввода и задания исходных данных, а также специальных таблиц (Scrollsheet) (рис.1.7) для вывода численных результатов анализа. Для сложной (специализированной) обработки данных в STATISTICA имеется модуль Управления данными. Для статистической обработки чрезвычайно больших массивов данных имеется специальный инструмент Менеджер мегафайлов, который может быть использован и для предварительной обработки данных перед вводом их непосредственно в электронную таблицу STATISTICA;

• мощной графической системы для визуализации данных и результатов статистического анализа;

• специального инструментария для подготовки отчетов. При помощи текстового редактора, встроенного в систему, можно готовить полноценные отчеты. В STATISTICA также имеется возможность автоматического создания отчетов;

• встроенных языков SCL и STATISTICA BASIC, которые позволяют автоматизировать рутинные процессы обработки данных в системе.



Рисунок 1.7 – Интерфейс таблицы Scrollsheet

Все структурные компоненты STATISTICA настолько тесно интегрированы между собой, что разделение на различные компоненты во многом условно и является полезным лишь для изучения системы с методической точки зрения.

STATISTICA работает с четырьмя различными типами документов, которые соответствуют основным структурным компонентам системы. Это:

• электронная таблица Spreadsheet, которая предназначена для ввода исходных данных и их преобразования;

• электронная таблица Scrollsheet для вывода численных и текстовых результатов анализа;

• график - документ в специальном графическом формате для визуализации и графического представления численной информации;

• отчет - документ в формате RTF (Расширенный текстовой формат) для вывода текстовой и графической информации.

В соответствии со стандартами среды Windows каждый тип документа выводится в своем собственном окне в рабочей области системы STATISTICA . Как только это окно становится активным, изменяется панель инструментов и меню. В них появляются команды и кнопки, доступные для активного документа.

Имеются несколько различных способов работы с системой STATISTICA.

1.5.1 Возможные способы взаимодействия с системой STATISTICA

Статистический анализ данных может быть проведен пользователем в одном из следующих режимов.

• Интерактивный режим работы. В этом случае взаимодействие с системой осуществляется при помощи последовательного выбора различных команд из меню. Этот способ работы применяется обычно на этапе предварительного анализа данных.

• Использование макрокоманд. В STATISTICA имеется возможность записи последовательности команд в одну макрокоманду. При этом можно записывать как последовательности нажатий клавиш на клавиатуре, так и движения мыши. Это удобное средство позволяет автоматизировать выполнение часто повторяющихся шагов статистического анализа, готовить уроки и презентации.

• При помощи встроенного языка STATISTICA BASIC пользователь может написать свои собственные процедуры обработки данных. Это мощный язык, ориентированный на структуру данных системы STATISTICA, содержит большое количество специальных математических и статистических функций (например, операции работы с матрицами - всевозможные разложения матриц, нахождения собственных векторов и собственных значений и др., вычисление всевозможных статистических распределений и.т.д.).

Отметим, что пользователь имеет возможность разместить собственную кнопку на панели инструментов системы STATISTICA и присвоить ей выполнение либо макрокоманды, либо последовательности команд на языке SCL, либо программы на языке STATISTICA BASIC.

1.5.2 Ввод данных

Данные в STATISTICA организованы в виде электронной таблицы - Spreadsheet. Они могут содержать как численную, так и текстовую информацию. Данные в электронной таблице могут иметь различные форматы, например, даты, времени, денежный и научный форматы и др. Электронные таблицы в STATISTICA поддерживают различные типы операций с данными, такие как: операции с использованием Буфера обмена Windows; операции с выделенными блоками значений (аналогично MS Excel), в том числе и с использованием метода Drag-and-Drop - “Перетащить и отпустить”, автозаполнение блоков и т.д.

Ввести данные в электронную таблицу можно одним из следующих способов.

Непосредственно ввести их в электронную таблицу с клавиатуры. В STATISTICA имеются развитые инструментальные средства для автоматизации ручного ввода данных.

• Вычислить новые данные на основе уже введенных данных при помощи формул, которые можно задать в электронной таблице. При этом имеется возможность быстрого доступа к большому количеству специализированных математических и статистических функций, допускается использование логических операторов. Для задания сложных процедур преобразования данных можно воспользоваться встроенным языком STATISTICA BASIC.

• Воспользоваться данными, подготовленными в другом приложении. При этом доступны следующие способы ввода данных из других приложений в систему STATISTICA:

w Операции копирования данных через Буфер обмена - Clipboard системы Windows.

w Импорт данных из наиболее популярных приложений (включая импорт данных при помощи стандарта ODBC).

w Использование механизма динамической связи DDE между данными в STATISTICA и другим Windows приложением.

1.5.3 Вывод численных и текстовых результатов анализа

Численные результаты статистического анализа в системе STATISTICA выводятся в виде специальных электронных таблиц, которые называются таблицами вывода результатов - Scrollsheet. Таблицы Scrollsheet могут содержать любую информацию (как численную, так и текстовую), от короткой строчки до мегабайтов результатов. Обычно даже в результате простейшего статистического анализа мы получаем на выходе большое количество численной и графической информации. В системе STATISTICA эта информация выводится в виде последовательности (очереди) которая состоит из набора таблиц Scrollsheet и графиков.

STATISTICA содержит большое количество инструментов для удобного просмотра результатов статистического анализа и их визуализации. Они включают в себя стандартные операции по редактированию таблицы (включая операции над блоками значений, Drag-and-Drop - “Перетащить и отпустить, автозаполнение блоков и др.), операции удобного просмотра (подвижные границы столбцов, разделение прокрутки в таблице и др.) доступ к основным статистикам и графическим возможностям системы STATISTICA. При выводе целого ряда результатов (например, корреляционной матрицы) STATISTICA отмечает значимые коэффициенты корреляции цветом. Пользователь также имеет возможность выделить при помощи цвета необходимые значения в таблице Scrollsheet.

Одной из основных задач, стоящих перед SPC-системами является обеспечение пользователей инструментами для мониторинга производственных процессов. SEWSS позволяет использовать для этих целей множество специальных графиков, в том числе обновляющихся в реальном режиме времени.

Система SEWSS включает также все необходимые вычислительные процедуры для анализа повторяемости и воспроизводимости измерительной системы (т.е. ее точности).

С ними инженеры всегда будут уверены в точности показаний датчиков и смогут подобрать оптимальные временные интервалы для повторной калибровки.

2. Технологический процесс сборки и сварки передка каркаса кабины автомобиля МАЗ

2.1 Разработка технологического процесса заготовительных операций для деталей, входящих в изделие. Обоснование выбора заготовительного оборудования

Заготовка деталей для передка производится в заготовительно-штамповом цехе. Наиболее рациональным методом заготовки детали для узлов является штамповка. Гнутые профили изготовляют штамповкой. Детали с более простой конструкцией гнут на приспособлениях или универсально-гибочном прессе.

Технологический процесс заготовки деталей изделий из проката начинается с подбора металла по размерам и маркам стали, и включает следующие операции: правку металла, разметку, резку, обработку кромок, гибку, очистку. Металл, поступающий с металлургических заводов, заготовки после резки и других заготовительных операций, требует правки. Вследствие неравномерного остывания, после прокатки металл деформируется, получает дополнительную деформацию при вырезке деталей. Правка деформированного металла осуществляется путем создания местной пластической деформации и может производиться в холодном стоянии или при предварительном подогреве.

Разметка – это процесс нанесения на металл в натуральную величину контура детали. В процессе разметки необходимые указания по обработке наносят на металл с использованием мерительного и специального инструмента: металлических рулеток, линеек, чертилок, угольников, молотков и др. Качество разметки во многом зависит от точности мерительного инструмента.

Резка металла может быть заготовительная и как операция изготовления деталей без последующей механической обработки. Она является наиболее трудоемкой и сложной операцией. На вырезание деталей затрачивается 30…50% времени необходимого для их полного изготовления. Вырезание деталей или заготовок в зависимости от вида изделия, для которого вырезают деталь, материала и размеров деталей производят различными способами: механическим, термическим и др.

Механическая резка осуществляется ножницами, пилами, на прессах. Листовой металл режут на пресс-ножницах, гильотинных, дисковых и виброножницах.

Гибка, формообразование заготовок и деталей может производиться по кривой или под углом в горячем или холодном состоянии на двух, трех или четырех валковых вальцах, прессах и т.д. При холодной гибке пластическую деформацию металла ограничивают радиусом гибки, равным или более двадцати пяти толщин металла. Обычно на практике металл вальцуют в холодном состоянии толщиной до 50мм.

Очистка листовой стали, поверхностей цветных металлов, деталей от загрязнений является трудоемкой операцией. Существуют следующие способы очистки металла: ручным инструментом, механическими щетками, абразивными кругами, пескоструйный способ, дробеметный и дробеструйный способы, химический и др. [2]

Эти методы заготовки позволят получить детали требуемой конфигурации и формы с конструктивными размерами требуемой точности. Вышеприведенные методы заготовки позволят деталям выполнить свое служебное назначение на определенный срок и даже более длительный срок, если будут соблюдены все технические условия изготовления и своевременно будет производиться ремонт в процессе эксплуатации.

Экономически выбирают ресурсосберегающее оборудование для заготовительных операций, то есть то оборудование, которое позволит свести к минимуму отходы материала, требующегося на изготовление изделия.

Штамповка наиболее целесообразна в массовом и крупносерийном производстве. Увеличение выпуска продукции на базовом предприятии будет способствовать более эффективному использованию такого вида изготовления заготовок.

2.2 Расчет потребности в материалах на изготовление изделия

Для снижения себестоимости изготовления узла каркаса кабины автомобиля МАЗ (передок) необходимо экономить металл при его производстве.

Норма расхода металла на одно изделие (22 кг) при коэффициенте использования металла равным 0,9 составляет 19.8 кг.

На годовую программу норма расхода: 19.8•5840 = 115632 кг = 115,632 т.

Основные мероприятия по экономии металла:

1 применение рациональной схемы обрезки профильных труб с составлением карт обрезки, при которых обеспечивается наименьшее количество отходов и наименьшая суммарная длина резов;

2 получение мерного проката – минимальный процент отходов при обрезке;

3 систематизация номенклатуры деталей, с целью применения прогрессивного оборудования для снижения отходов.

Утилизация отходов предусмотрена в следующих направлениях:

1. Изготовление мелких деталей изделий, включенных в производственную программу завода. В этом случае некоторая часть отходов используется не только в проектируемом сборочно-сварочном цехе, но и в других цехах завода.

2. Изготовление продукции ширпотреба.

2.3 Выбор и обоснование способа сварки

Для производства передка выбран способ сварки в среде защитного газа. Защитным газом является Аr взамен сварки в СО₂ ; так как сварка в аргоне является более экономичным способом сварки плавлением, обеспечивает достаточно высокое качество швов. За счёт уменьшения сил поверхностного натяжения расплавленного металла под действием кислорода стабилизируется процесс переноса металла, уменьшается разбрызгивание, улучшается внешний вид и формирование шва. По сравнению со сваркой в СО₂ сварка в аргоне увеличивается предел выносливости при работе на переменных нагрузках. Возрастает также технологическая прочность шва, уменьшается склонность к образованию кристаллизационных и холодных трещин.

С учётом зачистки швов, горелок, производительности процесса сварка в Аr оказывается дешевле сварки в СО2.

2.4 Выбор и обоснование сварочных материалов

Сварочные материалы при сварке панели задка принимаются исходя из способа сварки.

В курсовом проекте для сварки изделия выбрана проволока сварочная диаметром 1,2 мм марки Св-08Г2С по ГОСТ 2246-70, так как она наиболее оптимально подходит к рассчитанным режимам сварки.

Проволока сварочная диаметром 1,2 мм, марки Св-08Г2С, предназначенная для сварки (наплавки), с омеднённой поверхностью. Такая проволока, как и многие другие, должна поставляться или с омеднённой поверхностью, или с неомеднённой поверхностью, но с удалением следов мыльной смазки. При этом вид поверхности поставляемой проволоки устанавливается изготовителем, если в заказе не оговорена поставка проволоки с омеднённой поверхностью.

Проволока должна быть принята техническим контролем предприятия- изготовителя. Изготовитель должен гарантировать соответствие поставляемой проволоки требованиям ГОСТ 2246-70. В таблице 3.2.1 приведён химический состав проволоки Св-08Г2С.

Таблица 2.1- Химический состав проволоки Св-08Г2С, %

Марка проволоки	С	Si	Mn	Cr	Ni	S	Р
не более
Св-08Г2С	0,05-0,11	0,7-0,95	1,8-2,1	£ 0,2	£ 0,25	0,025	0,03

2.5 Выбор, обоснование и расчет режимов сварки

Режимы полуавтоматической сварки плавящимся электродом в смеси Ar устанавливают в зависимости от марки и диаметра проволоки и характера выполняемых сварных швов. Режимы сварки выбирают в пределах, рекомендованных паспортом проволоки.

К параметрам режима сварки в смеси Ar относятся: род и полярность сварочного тока, диаметр сварочной проволоки, величина тока, напряжение дуги, скорость подачи и вылет электродной проволоки, расход газа, положение электрода относительно шва и скорость сварки.

Выбираем сварочную проволоку диаметром 1,2 – 1,4 мм, так как толщина свариваемых изделий 2+2 мм.

Сварку в Ar выполняют постоянным током обратной полярности при помощи источника питания с жесткой характеристикой. Возможна сварка от источника питания с другими характеристиками и на переменном токе с осциллятором, но при этом увеличивается разбрызгивание и ухудшается формирование сварного шва. Сварку нужно производить короткой дугой при напряжении 22…34 В. Увеличение напряжения приводит к повышенному разбрызгиванию металла и сильному окислению металла шва, что может также способствовать образованию пор в металле шва.

Диаметр проволоки выбирается в зависимости от толщины металла, катета шва и от качества сборки.

Величину сварочного тока для сварки в нижнем положении выбираю в зависимости от диаметра электродной проволоки.

Скорость сварки в зависимости от толщины свариваемого металла, качества подготовки свариваемых изделий и площади поперечного сечения шва устанавливается технологическим процессом или самим сварщиком. Расход газов в зависимости от положения сварки в пространстве, от движения окружающего воздуха колеблется от 5 до 20 дм³/мин.

Расчет режимов ведем исходя из следующих соображений.

Определяем величину сварочного тока, которая, зависит от требуемой глубины проплавления, и от диаметра электрода. Требуемая глубина проплавления, в свою очередь, зависит от толщины металла и условий сварки. Для односторонних стыковых швов глубина проплавления равна толщине свариваемого металла, h=d.

Для сварки в среде аргона силу сварочного тока определяют по формуле:

А, (2.1)

где k_n- коэффициент пропорциональности, зависящий от условий сварки, k_n=1,55.

Уточняем диаметр сварочной проволоки по формуле:

, (2.2)

мм,

где j - допустимая плотность тока, А/мм², для диаметра проволоки <2 мм j=90-200 А/мм².

Напряжение на дуге для сварки в аргоне:

,

Скорость сварки вычисляют по формуле:

, (2.3)

м/ч,

где a_н- коэффициент наплавки, г/А час;

I_св- сила сварочного тока, А;

g- плотность металла, г/см³; g=7,8 г/см³;

F_н- площадь поперечного сечения наплавленного металла за один проход, см².

Коэффициент наплавки для сварки в аргоне a_н=(12-14) г/А час.

Площадь наплавленного металла зависит от типа сварного соединения. Для стыкового соединения она определяется про формуле:

,

где Fз – площадь зазора между деталями



Fв – площадь валика шва,

Скорость подачи сварочной проволоки вычисляют по формуле:

, (2.4)

м/час

где F_э- площадь поперечного сечения проволоки.

, (2.5)

мм².

Расчет режимов для контактной точечной сварки dя=5.

Сварочный ток рассчитываем по закону Джоуля – Ленца (с.47 ист.[1]):

(2.6)

где Q_ээ – общее количество теплоты, затраченной на образование соединения;

m_r=1 –коэффициент, учитывающий изменение сопротивления участка электрод-электрод в процессе сварки;

2r_дк – суммарное сопротивление деталей к концу процесса сварки;

t_СВ - время протекания сварочного тока, с.

Q_ээ определяется по уравнению теплового баланса (c.44 ист.[1]):

Q_ээ=Q₁+Q₂+Q₃ (2.7)

где Q₁ – энергия, затраченная на плавление металла в объеме ядра;

Q₂ - тепловые потери за счет теплопроводности в окружающий металл;

Q₃ - тепловые потери в электроды;

Q₁ рассчитываем по формуле (с.46 ист.[1]):



где d_э – диаметр электрода;

S – толщина свариваемых изделий;

с – теплоемкость металла свариваемых изделий;

- плотность металла свариваемых изделий;

Т_пл – температура плавления металла свариваемых изделий.

Q₂ рассчитываем по формуле (c.47 ист.[1]):





где R₁ – коэффициент, близкий к 0,8, учитывает, что средняя температура кольца несколько ниже средней температуры Т_пл/4 в связи со сложным распределением температуры по ширине этого кольца, т.к. наиболее интенсивно нагретые участки расположены у внутренней поверхности кольца,

X₂ - расстояние от границы ядра на котором наблюдается заметное повышение температуры.

x₂=4(а_м ^. t_св)^0,.5 = 4 (0,124 ^. 10^-4. 0,2)^0,.5=0,0062 м

Q₃ рассчитываем по формуле (с.47 ист.[1]):





где R₂ – коэффициент, учитывающий форму электрода;

X₃ – длина нагреваемого участка электрода;

с – теплоемкость металла электрода;

- плотность металла электрода;

Т_пл – температура плавления металла.

x₃=4(а_э ^. t_св)^0.5=4 (8 ^. 10^{-5 .} 0,2)^0.5=0,018 мм

где, а_Э - коэффициенты температуропроводности свариваемого металла и материала электродов, м²/с;

t_СВ - время протекания сварочного тока, с.

По формуле (2) определяем Q_ээ

Q_ээ=2104+997+1651,5=4752,5 Дж

Определяем I_св

.

Расчет режимов для контактной точечной сварки dя=6.

Сварочный ток рассчитываем по закону Джоуля – Ленца (с.47 ист.[1]):

(2.8)

где Q_ээ – общее количество теплоты, затраченной на образование соединения;

m_r=1 –коэффициент, учитывающий изменение сопротивления участка электрод-электрод в процессе сварки;

2r_дк – суммарное сопротивление деталей к концу процесса сварки;

t_СВ - время протекания сварочного тока, с.

Q_ээ определяется по уравнению теплового баланса (c.44 ист.[1]):

Q_ээ=Q₁+Q₂+Q₃ (2.9)

где Q₁ – энергия, затраченная на плавление металла в объеме ядра;

Q₂ - тепловые потери за счет теплопроводности в окружающий металл;

Q₃ - тепловые потери в электроды;

Q₁ рассчитываем по формуле (с.46 ист.[1]):



где d_э – диаметр электрода;

S – толщина свариваемых изделий;

с – теплоемкость металла свариваемых изделий;

- плотность металла свариваемых изделий;

Т_пл – температура плавления металла свариваемых изделий.

Q₂ рассчитываем по формуле (c.47 ист.[1]):





где R₁ – коэффициент, близкий к 0,8, учитывает, что средняя температура кольца несколько ниже средней температуры Т_пл/4 в связи со сложным распределением температуры по ширине этого кольца, т.к. наиболее интенсивно нагретые участки расположены у внутренней поверхности кольца,

X₂ - расстояние от границы ядра на котором наблюдается заметное повышение температуры.

x₂=4(а_м ^. t_св)^0,.5 = 4 (0,124 ^. 10^-4. 0,2)^0,.5=0,0062 м

Q₃ рассчитываем по формуле (с.47 ист.[1]):





где R₂ – коэффициент, учитывающий форму электрода;

X₃ – длина нагреваемого участка электрода;

с – теплоемкость металла электрода;

- плотность металла электрода;

Т_пл – температура плавления металла.

x₃=4(а_э ^. t_св)^0.5=4 (8 ^. 10^{-5 .} 0,2)^0.5=0,018 мм

где, а_Э - коэффициенты температуропроводности свариваемого металла и материала электродов, м²/с;

t_СВ - время протекания сварочного тока, с.

По формуле (2) определяем Q_ээ

Q_ээ=2214+1099+1754,5=5067,5 Дж

Определяем I_св

.

2.6 Выбор и обоснование сварочного оборудования

Сварочные полуавтоматы совместно с источником питания должны обеспечивать устойчивое течение и поддержание заданных режимов в процессе сварки. На основании расчетных данных для сварки панели задка выбираем полуавтомат Kemppi Pro Evolution 3200, который предназначен для сварки сплошной проволокой в среде защитного газа стыковых, нахлесточных и угловых соединений из низкоуглеродистых и легированных сталей.

Полуавтомат состоит из подающего механизма, источника питания, шкафа управления, универсального унифицированного держателя, сварочного шланга, газового редуктора с расходометром и подогревателем газа.

Полуавтомат служит для подачи электродной проволоки, защитного газа, через унифицированный держатель в зону сварки.

В полуавтомат входят: кассета с тормозным устройством, подставка, механизм подачи, отсекатель газа.

Кассета служит в качестве емкости для электродной проволоки.

Подставка служит для установки на ней механизма подачи отсекателя газа, а также органов управления электрической схемой полуавтомата. Механизм подачи служит для подачи сварочной проволоки в зону сварки. Он приводится в движение электродвигателем мощностью О,12 кBт.

Подача осуществляется подающими и прижимными роликами. Усилие прижатия проволоки обеспечивается с помощью прижима, расположенного в верхней части корпуса механизма подачи. Изменение скорости подачи электродной проволоки производится поворотом маховиков, расположенных на передней стенке механизма подачи.

Держатель унифицированный предназначен для подвода в зону сварки защитного газа, сварочного напряжения и электродной проволоки.

Таблица 2.2 Техническая характеристика Kemppi Pro Evolution 3200

Характеристики	Pro Evolution 3200
Напряжение сети, 3-50/60 Гц	400В (-15%,...+20%)
Сетевой кабель, Предохранитель	4 х 6S-5м/25 А
Диапазон сварочного тока MMA	10-320 А
Диапазон сварочного тока TIG	5-320 А
Диапазон сварочного тока MIG	10-36 В
Макс. сварочный ток	46 В/300 А
Коэффициент мощности на min	0.93
Габариты Д х Ш х В, мм	530 х 230 х 520
Масса, кг	37

Kemppi Pro Evolution - это сварочный аппарат, обеспечивающий рентабельное, экономичное производство и превосходное качество. Благодаря своей модульной конструкции и превосходным возможностям регулирования, эта система является наиболее универсальной из всех имеющихся на рынке. Её легко смонтировать, какой бы ни была область ее применения. При использовании такого надежного сварочного аппарата объем необходимых отделочных работ сводится к минимуму, Выбор аппарата Kemppi Pro Evolution, позволяющего выполнять сварку любыми методами, включая импульсную сварку МИГ, является оптимальным решением для профессионального использования в производстве тяжелых и средних металлоконструкций.

2.7 Анализ деформаций сварной конструкции, разработка мероприятий по их уменьшению

Деформация при сварке возникает в результате неравномерного нагрева металла. Таким образом, после сварки остаётся деформация укорочения свариваемого изделия. Центральные слои после остывания испытывают остаточные напряжения растяжения, а удалённые от шва слои - напряжения сжатия. Данный вид напряжения действует вдоль сварного шва, поэтому их называют продольными. Наряду с продольными напряжениями действуют и поперечные напряжения.

Весь комплекс мероприятий по борьбе с деформациями и напряжениями можно разделить на три группы: мероприятия, реализуемые до сварки, в процессе сварки и после сварки.

1.Рациональная последовательность выполнения сборочно-сварочных операций, т. е. происходит сборка всей конструкции на прихватках, а затем производим сварку.

2.Использование правильных режимов и способов сварки, обеспечивающих минимальное тепловложение и узкую зону термического влияния.

3.Сварные швы симметрично расположены на сварной конструкции. Не рекомендуется выполнять сварные швы близко друг от друга.

4.Рациональная последовательность наложения сварных швов на конструкцию. При сварке протяженных швов, сварку необходимо производить от середины к концам.

5.Сварку производим в специальных приспособлениях, которые обеспечивает жесткое закрепление свариваемых деталей.

Возникающие при сварке деформации и напряжения отрицательно влияют на технологический процесс изготовления передка кабины автомобиля МАЗ, а также на его качество и работоспособность. При изготовлении передка возникают преимущественно деформации изгиба. Эти деформации имеют место в основном при несимметричном расположении сварных швов в изделии. Деформации изгиба сопровождаются продольным сокращением – продольной усадкой швов и поперечным сокращением – поперечной усадкой швов.

При разработке техпроцесса сборки и сварки передка каркаса кабины для уменьшения деформаций и остаточных напряжений были выполнены следующие мероприятия:

Меры борьбы с деформациями, применяемые до сварки:

1.сварка конструкции должна иметь минимальный объем наплавленного металла. Катеты не должны превышать расчетные значения, стыковые швы должны выполняться без разделки кромок.

2.необходимо использовать способы и режимы сварки, обеспечивающие минимальное тепловложение и узкую ЗТВ.

3.сварные швы должны быть по возможности симметрично расположены на сварной конструкции, не рекомендуется располагать швы вблизи друг друга.

Мероприятия, применяющиеся в процессе сварки:

1.рациональная последовательность наложения сварных швов на конструкции.

2.сварку целесообразно вести в приспособлениях, обеспечивающих жесткое закрепление деталей. Это снижает деформации изгиба и угловые деформации.

3.предварительная деформация свариваемых деталей.

4.тепловое воздействие на сварную конструкцию.

5.прокатка сварного шва, которая проводится сразу после сварки

Мероприятия, применяющиеся после сварки:

механическая правка - производится вручную.

2.8 Расчленение конструкции на узлы и описание маршрутной технологии сборки и сварки

С целью облегчения сборки и сварки передка производится расчленение всей конструкции на узлы. То есть, входящие в передок, собираются, прихватываются и свариваются заранее, а затем устанавливаются в приспособление для сборки и сварки передка и свариваются в общую конструкцию.

Маршрутная технология устанавливает последовательность операций по изготовлению деталей данного изделия.

2.9 Разработка операционной технологии сборки и сварки. Заполнение карт операционной технологии

Техпроцесс обязан обеспечивать:

1. Качественное изготовление изделий в соответствии с требованиями документации;

2. Рациональное использование материальных и трудовых ресурсов;

3. Необходимую производительность;

4. Минимальную себестоимость.

Для правильного построения техпроцесса необходимы исходные данные:

1. Конструкторская документация;

2. Программа выпуска изделия;

3. Нормативы технологических режимов;

4. Нормативы расходов материалов.

Правила разработки техпроцесса состоят из комплекса взаимосвязанных в определенной последовательности действий технолога, регламентируемых ГОСТ 14.301-83. Эта последовательность включает:

1. Подбор и изучение исходных данных;

2. Выбор вида производства;

1. Составление технологического вида обработки;

2. Расчет производительности;

3. Разработка технологических операций;

4. Нормирование технологического процесса.

2.10 Нормы времени сборочно-сварочных и вспомогательных работ

Нормы времени сборочно-сварочных и вспомогательных работ приведены в таблице 2.3

Таблица 2.3 – Нормы времени на сборку и сварку узла каркаса автомобиля МАЗ (передок)

№ рабочего места по планировке, выполняемая операция	Оборудование, оснастка	Т шт
Позиция 1 Приварка гаек М6 , М8 к панели внутренней 6430-5301108/109	МТ-30001	3 мин.
Приварка гаек М6 к о дну 6430-8102597		30 сек
Приварка гаек М6 к стойке передней 6430-5301058/059		30 сек
Приварка гаек М6 к усилителю стойки 6430-5301110		25 сек
Приварка гаек М6 к панели внутренней верхней 6430-53010104		10 сек
Приварка гаек М8 к усилителю 6430-5301092		25 сек
Приварка гаек М6 , М8 к щитку 6430-5301084		5,5мин,
Позиция 3 Сборка и сварка гаек М6 к воздухов 6430-8102595	Fronius Vario Star	3 мин
Позиция 2 Сборка и сварка держателя петли 6430-6101042	МТП-1409	25 сек
Позиция 10 Сборка и сварка стойки передней 6430и держателя петли 6430-6106042	Fronius Vario Star, 0854-6341	4 мин
Позиция 7 Сборка и сварка панели верхней 6430-5301112 и 6430-530104	МТП-1409, 0854-6272	2 мин
Позиция 4 Сборка и сварка воздуховода 6430-8102595 и усилителя6430-5301092	МТП-1409, 0851-6341	50сек
Позиция 5 Сборка и сварка дно, усилитель 6430-5301110 панель внутренняя 6430-5301106, щиток 6430 5301084, гайки М8	МТП-1409, 0851-6342 Fronius Vario Star	10 мин
Позиция 6 Сборка и сварка узла, собранного на предыдущей операции с усилителем стойки 6430-5301062/063, панель нижняя 6430-53010272/273, сверление отверстий	МТП-1409, 0855-6171 Fronius Vario Star	21 мин
Дуговая сварка	Fronius Vario Star	3 мин
Позиция 8 Сборка и сварка панели окна6430-5301044/045, панели нижней 6430-5301043	МТП-1409, 0855-9150	4 мин
Позиция 9 Сборка узла точечной сваркой, зачистка	МТП-1409, 0858-6177	15 мин
Позиция 11 Сборка и сварка узла, собранного на предыдущей операции с панелями окна наружными и панелью нижней, привинчивание поручней 6430-822034, зачистка	МТП-1409, 0849-6262	15 мин

3 Статистическое управление процессами сборки и сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ

3.1Анализ и группировка сварочных дефектов, обнаруживаемых при сварке каркаса кабины автомобиля МАЗ

Исследования показали, что дефекты в сварной конструкции каркаса кабины автомобиля МАЗ носят технологический характер. К ним относятся:

1. дефекты – несплошности сварного шва или сварных точек (на их долю приходится примерно 50% всех дефектов);

2. дефекты – искажения формы и отклонения геометрических размеров сварного шва или сварных точек (примерно 25% всех дефектов);

3. дефекты – несоответствия химического состава и структуры металла сварного шва или зоны термического влияния.

Дефекты – несплошности дуговой сварки плавлением классифицируются по следующим признакам:

• по возможности выявления: явные; скрытые.

Явные дефекты выявляют внешним осмотром, а скрытые – методами неразрушающего контроля.

• по возможности устранения: исправимые; неисправимые.

Дефекты типа сквозных трещин и прожогов являются, как правило, неисправимыми и изделия с такими дефектами подлежат бракованию, т.е. доработка их не допускается.

• по протяжённости: одиночные (отдельные);непротяжённые (расположены компактно);протяжённые (вытянутые в линию).

Примером одиночных дефектов является отдельная пора или включение. К компактно расположенным дефектам относят группу из нескольких пор, расстояние между которыми не более 2-3 их диаметров. Примером протяженных дефектов является цепочка пор образующаяся например, при дуговой сварке алюминиевых сплавов и располагающаяся вдоль линии сплавления.

• по форме: плоскостные (трещины, непровары);объёмные (поры, включения).

Плоскостные дефекты являются самыми опасными дефектами в связи с концентрацией напряжения в их зоне.

• по месту расположения

• наружные (поверхностные);

• внутренние (подповерхностные и глубинные);

• сквозные.

Дефекты могут располагаться и в различных зонах сварного соединения, т.е. в шве по границе сплавления или в околошовной зоне.

Приведенная классификация дефектов позволяет оптимизировать выбор методов неразрушающего контроля.

При оценке качества продукции по её дефектности необходимо нормировать характеристики допустимых дефектов. Эти характеристики классифицируют на:

● абсолютные;

● относительные;

● статистические.

К абсолютным характеристикам относят линейные размеры дефектов (длина, высота, глубина), их количество в сварном шве и расстояние между ними (для единичных дефектов). Для компактно расположенных дефектов определяют площадь дефектного участка, а для протяжённых дефектов определяют их суммарную длину.

Относительные характеристики дефектности используют для сравнительной оценки различных технологических решений, например, при выборе метода и режимов обработки.

К относительным характеристикам относят такие величины, как отношение линейных размеров дефектов, или суммарную их длину, или число дефектов, к единичной длине или толщине сварного шва.

Под единичной длиной сварного шва понимают или один погонный его метр, или – 100 мм (для коротких швов).

Относительной характеристикой является также площадь дефектного участка, отнесённая к площади поперечного сечения шва для компактно расположенных дефектов.

К статистическим показателям дефектности относят, например, суммарную длину дефектов по длине шва, отнесённую к общему числу дефектов. Статистические показатели используют при анализе большого числа сварных соединений (100 – 1000) в крупносерийном и массовом производстве.

Нормы допустимых дефектов устанавливают в нормативно-технической документации.

При производстве каркаса кабины применяются два вида сварки: контактная точечная сварка и дуговая сварка плавящимся электродом в среде защитного газа. Рассмотрим основные дефекты, возникающие при производстве сварных работ каркаса кабины.

При выполнении дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов, каркаса кабины в ходе исследования были выявлены следующие дефекты сварки: непровары в корне шва, подрезы, наплывы, кратеры, брызги металла, прожоги.

Помимо дефектов – несплошностей к дефектам дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитных газов относят: искажение формы соединения, связанное с деформацией, и несоответствие геометрических размеров сварного шва или точек, регламентированным значениям, установленным НТД (нормативно-технической документацией).

Сведения о дефектах дуговой сварки плавлением в среде защитных газов при производстве каркаса кабины автомобиля приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1 - Дефекты сварки плавлением каркаса кабины автомобиля МАЗ

Дефекты	Определение дефекта (ГОСТ 2601-84)	Причины образования дефектов	Особенности дефекта и способы исправления и исключения его образования
Прожоги одиночные; протяженные; дискретные	Дефект в виде сквозного отверстия, образовавшийся в результате вытекания сварочной ванны	большая погонная энергия; увеличенный зазор; малая величина притупления; большое смещение кромок; коробление кромок и отставание их от подкладки при сварке	Характерны при сварке тонкостенных элементов, а так же первого (корневого) шва при многослойной сварке. Как правило, брак, если возможно выполняют подварку.
Наплывы на сварном соединении	Дефект в виде натекания жидкого металла на поверхность основного или ранее выполненного валика и несплавление с ним	большой ток; большая скорость сварки; длинная дуга (повышенное напряжение); смещение электрода; большая скорость подачи присадочной проволоки; наклон электрода (неправильное ведение)	Возникает с лицевой стороны соединения или обратной стороны из-за некачественного поджатия к подкладке и , как правило, при сварке в горизонтальном и вертикальном положении, а также на спуск и на подъем. Концентратор напряжения. Исправление – зашлифовка..
Подрезы зоны сплавления. -односторонний; -двухсторонний	Дефекты в виде протяженного углубления вдоль линии сплавления основного металла и шва	большой ток; большая скорость; длинная дуга; наклон электрода (неправильное ведение)	Как правило, возникает при сварке концентрированными источниками в режиме глубокого проплавления, а также при сварке угловых швов.Концентратор напряжения. Ослабление сечения. Исправление – заглаживание дугой при неглубоких подрезах и подварка при глубоких
Брызги металла.	Дефект в виде затвердевших капель жидкости металла на поверхности сварного соединения.	несоблюдение техники сварки; длинная дуга.	Возникает при сварке толстопокрытыми электродами, в СО2 или электроннолучевой сварке с глубоким проплавлением. Исправление - вырубка

Основным методом контроля сварных соединений в цеху кабин автомобиля МАЗ является визуальный метод.

Дефекты КТС классифицируют на поверхностные и внутренние.

К поверхностным дефектам относят:

а) смещение центров сварных точек или сварного шва от оси разметки;

б) глубокие вмятины;

в) большой диаметр вмятины;

г) потемнение поверхности;

д) наружные трещины;

е) наружный выплеск.

К внутренним дефектам - непровар; внутренний выплеск; усадочные дефекты.

При КТС может в некоторых случаях образоваться прожог.

Общие сведения о дефектах контактной сварки приведены в таблице 3.2

Таблица 3.2 – Дефекты контактной точечной сварки при производстве каркаса кабины автомобиля МАЗ

Дефект	Причины образования дефекта	Особенности дефекта
Смещение центров сварных точек от оси разметки	Нарушение технологии; Неисправность оборудования; Низкая квалификация сварщика.	Может сопровождаться разрывами нахлестки.
Глубокие вмятины	большой ток; большая длительность импульса; малая рабочая поверхность электродов.	Сопровождается выплеском и образованием дефектов усадочного происхождения (рыхлоты, трещины)
Большой диаметр вмятины	большое сварочное усилие; большая рабочая поверхность электродов.	Приводит к уменьшению диаметра ядра.
Наружный выплеск: начальный; конечный.	-большой ток; малая длительность импульса; малое сварочное усилие; перекос электродов; некачественная подготовка поверхности.	Иногда сопровождается образованием сквозного отверстия в верхнем листе. Имеет место при сварке плоскими электродами. Снижает коррозионную стойкость сварной точки.
Непровар: полный; частичный.	малый сварочный ток; малая длительность импульса; большое сварочное усилие; большой размер рабочей поверхности электрода; малый шаг между точками; большая толщина плакировки; большие зазоры между деталями; раннее включение ковочного усилия.	Наиболее опасный и трудно выявляемый. Особенно опасен дефект в виде полного непровара. Признак непровара – малый диаметр отпечатка. Фиксируется путем ручной отгибки кромки при сварке пластичного металла.
Внутренний выплеск: начальный; конечный.	большой ток; большая длительность импульса; малое сварочное и ковочное усилие; большие сборочные зазоры; плохая подготовка поверхности; малая нахлестка.	Признак выплеска – большая глубина отпечатка. Приводит к загрязнению частицами металла внутренней полости при сварке оболочковых конструкций.

3.2 Организация контроля производственного процесса сборки и сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ

Для регистрации данных визуального контроля в цеху кабин предусмотрен пост (рис 3.3). В представленных на рисунке 3.3 журналах контролер отмечает: в первом (желтый цвет) журнале приемки узлов каркаса кабины количество проверенных узлов каркаса кабины за одну смену. Во втором (синем) журнале приемки кабин (количество кабин проверенных за смену). Контролер, отыскав на узлах кабины какое-либо несоответствие, отмечает данное место мелом, с пометкой такого характера как: “доварить”, “зачистить”, “равнять” и т.д. Данных о количестве несоответствий по сварке в цехе не ведут.



Рисунок 3.3 – Пост для оформления информации по результатам визуального контроля

Для осуществления контроля качества сварки, узлов каркаса кабины МАЗ, а также кабины в целом применяют инструмент, по виду напоминающий отвертку. Данный инструмент контролер изготавливает самостоятельно и приспосабливает его для контроля качества сварной точки на разрыв. Суть контроля заключается в следующем: контролер выборочно определяет сварной узел, где используется контактная точечная сварка. Место, где есть возможность контроля на разрыв точки, при помощи отвертки (рис 3.4) проверяется, есть ли образование литого ядра. Если сварная точка не разрушается, контроль прекращает.



Рисунок 3.4 - Приспособление для визуального контроля сварных соединений каркаса кабины автомобиля МАЗ

Техническую документацию контроля разделяют на три вида:

1. Технологическая документация;

2. Сопроводительная документация;

3. Накопительная документация.

Под технологической документацией понимают операционные карты и ведомости операций.

Операционные карты (ОК) и ведомости операций (ВОП) используют для описания технологических операций и технологических процессов технического контроля. В составе комплекса ЕСТД разработан ГОСТ 3.1502-85 « ЕСТД. Формы и правила оформления документов на технический контроль».

Выбор технологического документа определяет технолог производства, согласовывая его с ОТК и метрологической службы.

Операционные карты предназначены для описания технологических операций технического контроля с указанием содержания и последовательности переходов. Под переходом понимают элементарную часть технологической операции. Операционные карты, как правило, разрабатывают для сложных операций с большим числом переходов. Они используются в крупносерийном и массовом производстве. В их указывают контролируемые параметры, данные о применяемых средствах технологического оснащения и норм времени.

Ведомости операций предназначены для операционного описания технологических операций технического контроля в технологической последовательности с указанием переходов. Их разрабатывают в том случае, если технологический процесс содержит большое число операций технического контроля, а сами операции состоят из двух – трёх несложных переходов.

Ведомости операций и операционные карты должны применяться совместно с маршрутной картой (МК) или заменяющими ее картами технологического процесса (КТП) или картой типового (группового) технологического процесса (КТТП) в зависимости от того, разрабатывается комплект документов на единичный или типовой (групповой) технологический процесс.

В зависимости от сложности изделия и объема контролируемых параметров операции технического контроля могут входить в самостоятельный технологический процесс технического контроля, так и быть составными частями технологических процессов, специализированных по методам обработки, оформления и сборки.

Наименование операций технического контроля следует применять по классификатору технологических операций машиностроения и приборостроения.

Операции технического контроля могут быть описаны в маршрутном или маршрутно-операционном описании (в единичном и мелкосерийном производстве) либо в операционном описании (в крупносерийном и массовом производстве).

Для разработки технологической документации на испытания в составе ЕСТД разработан ГОСТ 3.1507- 84 «ЕСТД. Правила оформления документов на испытания». Их разрабатывают в форме маршрутных карт (МК).

Совместно с ОК, ВОП и МК могут применяться карты эскизов (КЭ), на которых помещаются графическое изображение зоны изделия, подлежащие контроля или испытаниям, таблицы контролируемых параметров, схемы и т.п.

При разработке технологических документов используют унифицированные и машинно-ориентированные формы, обеспечивающие возможность обработки содержащейся в них информации с применением средств вычислительной техники.

Сопроводительная документация сопровождает каждое изделие или партию изделий на протяжении всего технологического процесса. К сопроводительным документам относят технологический паспорт, технологическую бирку и сопроводительный ярлык.

Технологический паспорт предназначен для указания содержания выполняемых при изготовлении изделия операций и проставления подписей исполнителей и контролирующих лиц. Документ используется для учёта и анализа результатов контроля при изготовлении особо ответственных изделий.

Технологический паспорт оформляется также на специфические технологические процессы, например, когда время выполнения отдельных операций или между их выполнением регламентировано. Этот документ после приемки и сдачи изделия хранится в ОТК весь период, рассчитанный на эксплуатацию изделия. В технологический паспорт могут входить вспомогательные документы: карты измерений и испытаний. Их используют для регистрации результатов измерения контролируемых параметров при изготовлении изделий и регистрации условий, режимов и контролируемых параметров при проведении испытаний. На картах проставляются даты выполнения и подписи исполнителей.

Технологическая бирка является разновидностью паспорта и оформляется на несколько изделий одного типа.

Сопроводительный ярлык является разновидностью технологической бирки при изготовлении большой партии.

На ряде предприятий к сопроводительным документам относят рабочие карты (рабочие наряды, сменные задания). В этих документах оформляются сведения, указывающие общее количество контролируемых объектов и результаты проверки их качества.

Накопительные документы используются для дальнейшего анализа и обобщения результатов контроля и получения сводных карт (отчётов) по контролю. К таким документам относятся: акты (извещения) о браке, рекламационные карточки и журналы контроля технологического процесса и др.

Акты о браке оформляются контролерами БТК. Он является основным первичным документом для учета и анализа брака. Браком считается продукция, которая по своему качеству не соответствует НТД. На основании актов составляются сменные или ежедневные сводки по браку. Они позволяют более углубленно изучать причины брака с целью разработки эффективных мероприятий по его устранению.

3.3 Возможности статистических методов контроля и управления при производстве сварочных работ каркаса кабины автомобиля МАЗ

3.3.1 Определение объема репрезентативной выборки для контроля качества кабины

Статистические методы контроля относятся к методам активного контроля, использующимся в крупносерийном и массовом производствах и обеспечивающим управление качеством продукции. В условиях крупносерийного и массового производства сплошной контроль, применяемый для особо ответственных изделий, не возможен. К тому же сплошной контроль еще не гарантирует сплошное качество, т.к. при сплошном контроле контролер быстро устает, его внимание ослабевает и в результате он может пропустить дефектное изделие и забраковать годное изделие. Кроме того, при сплошном контроле требуется увеличение численности контролирующего персонала учитывая, что трудоемкость контроля нередко превышает трудоемкость самих технологических операций. В этих условиях выход может быть найден в использовании статистических методов контроля. Статистические методы контроля основаны на использовании методов теории вероятности и математической статистики при выборочном контроле небольшой по количеству изделий выборке (части партии)и оценивании по ее результатам качества всей партии.

Статистические методы контроля можно разделить на две группы:

1. Статистический приёмочный контроль готовой продукции;

2. Статистическое регулирование качества технологических процессов.

Для организации статистического приёмочного контроля готовой продукции разрабатывают систему правил - план контроля. План контроля включает такие вопросы, как: объём контролируемой выборки, процедуру отбора изделий в выборку, процедуру принятия решений о приёмке партии или дальнейшем продолжении контроля, методику получения обобщённых статистических характеристик и т.д.

Различают приёмочный контроль по количественному и качественному показателям. К количественным показателям относят:

• среднее число дефектов на сварной шов;

• среднюю длину дефектов на стык или погонный метр шва и др.

К качественным показателям относят:

• долю дефектных изделий в партии;

• долю бракованных изделий в партии.

При принятии решения о приёмке партии или продолжении контроля могут быть предусмотрены две схемы.

1. Одноступенчатый контроль. Решение принимается по результатам контроля только одной выборки.

2. Двухступенчатый контроль. Решение принимается на основании контроля двух последовательных выборок.

Характеристика: Наличие в узле кабины автомобиля МАЗ несоответствий от п/а сварки (прожоги). Процедура определения: Исследование. Элементы: Узел каркаса кабины автомобиля МАЗ (основание), наличие дефектов. Критерий для идентификации целевых элементов: Наличие бракованных узлов кабины Примечания: Нет

Заданное значение ро = 0,30 Выбранный уровень значимости= 0,05 Объем выборки =32 Число целевых элементов в выборке = 13

Процедура проверки гипотезы

Критические значения известны Гипотезу отклоняют, если . В противном случае гипотезу не отклоняют.

Критические значения неизвестны а) Случай Гипотезу не отклоняют. b) Случай 1) Процедура для Определяют Гипотезу отклоняют, если , в противном случае гипотезу не отклоняют. 2) Процедура для - Случай = 0,910631801 Гипотезу отклоняют, если , в противном случае гипотезу не отклоняют. - Случай По таблице для определяют = Гипотезу отклоняют, если , в противном случае гипотезу не отклоняют.

Результаты проверки гипотезы: Гипотеза отклонена Гипотеза не отклонена

Рисунок 3.5 - Форма В.1 по ГОСТ ИСО 11543-2005

В цеху кабин статистические методы контроля не применяются. В технологическом процессе по каждому узлу определена репрезентативная выборка, которая отвечает за всю генеральную совокупность. Выборка определена в карте технологического процесса (приложение 2). Как правило, эта цифра приводится в процентах от выпускаемой за смену партии. Так, для основания кабины выборка составляет 30% от произведенных за смену, боковина правая-40%, боковина левая – 40%, панель задка – 30%, крыша – 10%, панель передка: правильность сборки внешним осмотром – 10%, а качество сварки внешним осмотром – 100%.

Для определения репрезентативной выборки основания каркаса кабины воспользуемся рекомендациями ГОСТ ИСО 11543- 2005 «Статистическое представление данных». Алгоритм расчета выборки в соответствии с ГОСТ представлен в формах В.1, В.2.(рис 3.6), (Приложение 4)

Репрезентативность выборок в цеху кабин не подтверждена математически, основывается на интуиции и практическом опыте ОТК. В работе предпринята попытка определить репрезентативную выборку в соответствии с ГОСТ ИСО 11453-2005, выдвинув и проверив гипотезу.

Установлено, что для узла каркаса кабины «основание кабины 6430» контролируется 30% генеральной совокупности. Выдвинем гипотезу Н₀: процент контролируемых оснований кабин отвечает за репрезентативность выборки.

Таблица 3.7 – Исходные данные по предприятию для проверки гипотезы

% контролируемых деталей	Объём выборки	Выбранный уровень значимости	Число целевых элементов в выборке
0,3	32	0,05	10

Вычислим расчетное значение в соответствии с ГОСТ ИСО 11453-2005.

p l,0=

0,910631801

Результаты проверки гипотезы:

Н₀ отклонена т.к., p _l,0> p₀

Так как гипотеза отклонена, произведем последующие расчеты (табл. 3.8)

Таблица3.8 - Среднее и накопленное число дефекта «прожог»

№	количество дефектов (прожоги)	Накопленное количество дефектов	Среднее количество дефектов	Накопленное среднее количества дефектов
1	6	6	6,00	6,0
2	4	10	5,00	5,5
3	4	14	4,67	5,2
4	4	18	4,50	5,0
5	7	25	5,00	5,0
6	5	30	5,00	5,0
7	4	34	4,86	5,0
8	3	37	4,63	5,0
9	4	41	4,56	4,9
10	5	46	4,60	4,9
11	4	50	4,55	4,8
12	6	56	4,67	4,8
13	3	59	4,54	4,8
14	3	62	4,43	4,8
15	5	67	4,47	4,8
16	4	71	4,44	4,7
17	5	76	4,47	4,7
18	4	80	4,44	4,7
19	6	86	4,53	4,7
20	6	92	4,60	4,7

Произведем графическую интерпретацию полученных результатов определения накопленных средних количеств дефекта (рис. 3.9)



Рисунок 3.9 - Зависимость выявленных дефектов сварки каркаса кабины от объёма репрезентативной выборки

Выдвинем альтернативную гипотезу, полученную в результате наблюдения. Н_а: процент контролируемых оснований кабин должен составлять 25 %.

Таблица 3.10 – Данные по результатам наблюдения для проверки альтернативной гипотезы

% контролируемых деталей	Объём выборки	Выбранный уровень значимости	Число целевых элементов в выборке	u1-α/2	q	Расчётные значения u1	U2
0,25	32	0,05	5	1,96	0,975	0,9535122

-1,41852

Согласно ГОСТ ИСО 11453-2005 рассчитаем критические значения. C_l,t =12 C_u,t=13. Это такие значения, для которых проверка гипотезы не ведет к её отклонению.

Результаты проверки гипотезы:

Н₀ не отклонена, т.к., u₁ < u_1-α/2 и u₂ < u_1-α/2.

Таким образом, можно сделать предположение о снижении объёма выборки на 5 %. На рисунке 3.3.4 видно что зависимость выявленных дефектов от объёма генеральной совокупности имеет «тенденцию». Исходя из этого, нет необходимости увеличивать объём контролируемых узлов кабины более 5 единиц, что составляет 25% вместо определенных технологической картой 30 %. Такое изменение не повлияет на результативность контроля, но сократит затраты на него.

3.4 Процедура выбора контрольных карт, их построение и анализ при производстве каркаса кабины автомобиля МАЗ

Статистическое управление процессами состоит в выявлении неслучайных нарушений процесса. При этом управляющее воздействие (регулирование) применяется тогда, когда выпускаемая продукция или услуга еще удовлетворяет заданным требованиям, но некоторые статистические показатели дают основание предполагать наличие неслучайной причины, которая приведет к нарушению процесса [3].

Совершенствование процесса с помощью контрольных карт есть итерационная процедура, в которой повторяются основные фазы сбора данных, управление и анализа. Данные собирают согласно плану (приложение 3), затем эти данные используют для расчета контрольных границ, которые дают основу для интерпретации данных на статистическую управляемость. В случае управляемости процесса, оно могут использоваться для оценки его воспроизводимости. Чтобы усовершенствовать управление и воспроизводимость, должны быть идентифицированы обычные и особые причины, и процесс соответственно модифицирован. Затем цикл начинается снова, и собираются новые данные, которые интерпретируются и используются как основа действия.

В статистическом смысле карты регулирования качества – графическая интерпретация случайных событий в системе координат. До тех пор, пока отклонения не выходят за грани дозволенного, процесс считается управляемым.

Процедура выбора контрольных карт для управления качеством сварочных работ при производстве каркаса кабины автомобиля МАЗ представлена на рис.3.11.



Рис.3.11 - Процедура выбора контрольных карт для каркаса кабины

Для исследования вариации результатов процессов сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ в работе применялись карты двух групп: по качественным и количественным признакам.

По количественным признакам: X-R карта для контроля вариации отклонения длины шва основания кабины от технологического значения 50 мм и X-R карта для контроля вариации отклонения шага сварки основания кабины от технологического значения 120мм.

По качественным признакам: Р – карты числа дефектов в партии узлов кабины (непровары от контактной точечной сварки), С- карта числа дефектов в партии узлов кабины (вмятины от контактной точечной сварки более 2 мм с прорывом металла), С – карта числа дефектов сварки в генеральной совокупности основания кабины (количество прожогов, наплывов, подрезов), Р – карта по количеству непроваренных точек.

Статистическое регулирование качества технологического процесса сборки и сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ сможет являться методом предупредительного контроля в цеху кабин, и будет заключаться в том, что в определённые моменты времени контролер будет замерять определенные в ходе исследования параметры, такие как в данном случае шаг сварки и длина шва. В отделе управления качеством данные необходимо будет обрабатывать с целью получения результатов по управляемости данного процесса. В случае его выхода за предельные границы необходимо проводить корректирующие и предупреждающие действия Попадание контролируемого показателя в интервал между границами технического и предупредительного допусков является сигналом об отклонении от стабильности технологического процесса и возможном в дальнейшем появлении брака при контроле другой выборки. В этом случае необходимо принимать мероприятия по корректировке технологического процесса. Если все точки, соответствующие выборочным средним значениям контролируемого параметра изделия из выборки, оказываются внутри верхней или нижней границы предупредительного допуска, то технологический процесс считается как находящийся в контролируемом и стабильном состоянии. Процесс считается контролируемым, если систематические отклонения регулярно выявляются и устраняются, а остаются только случайные отклонения, которые, как правило, распределяются в соответствии с нормальным законом распределения.

Если же по результатам контроля выборки наблюдается тенденция выхода контролируемого параметра за предупредительные границы, то за процессом следует наблюдать более внимательно. Это позволяет предвидеть возможности появления недопустимых отклонений в будущем и рассмотреть необходимость подналадки оборудования на конкретной операции или же подрегулирования хода технологического процесса.

В целях управления качеством продукции кроме контрольных карт используют гистограммы, диаграммы и другие инструменты управления.

В дипломном проекте предпринята попытка применить контрольные карты для анализа и управления процессами контактной и сварки плавлением. Контрольные карты выполнялись с помощью программного пакета Statistica 6.0. Использование этой программы позволяет оперативно производить анализ и накапливать информацию с целью дальнейшего мониторинга.

Для определения допустимых границ отклонений для эксперимента в цеху кабин определялась небольшая партия кабин с наилучшими показателями качества сварки. Для оценки отклонения от нормы анализировались результаты тестирования нескольких выборок, исходя из которых выполнялась графическая интерпретация полученных показателей качества. Сбор первичной информации проводился при помощи контрольных листков приведенных в приложении 3.

Далее результаты обрабатывались с помощью программного пакета Statistica 6.0. Использование этой программы позволяет оперативно производить анализ и накапливать информацию с целью дальнейшего мониторинга.

На рисунке 3.12_ представлена Х-R карта отклонения длины шва основания кабины от нормативного значения для выборки с наилучшими показателями.



Рисунок 3.12 - Контрольная карта отклонения длины шва основания кабины от нормативного значения (выборка с наилучшими показателями)

В партии с наилучшими показателями длины шва каркаса кабины среднее ее значение составляет 64 мм, максимальное – 87 мм, минимальное -42 мм.

Для исследования фактического состояния по результатам замеров длины шва узла «основание кабины», произвели случайную выборку и обработали результаты также с помощью контрольных карт в пакете Statistica 6.0., оставив контрольными пределы из выборки с наилучшими показателями (рис 3.12). В данном случае, значения длины шва основания кабины сильно отличаются от нормативного, колеблясь от 80 до 140 мм. В варианте случайной выборки контрольная карта длины шва выглядит, как представлено на рисунке 3.13.



Рис.3.13 - Контрольная карта отклонения длины шва основания кабины от нормативного значения

Как видно из рис. 3.13 все контролируемые значения из случайной выборки находятся выше верхнего предела выборки с наилучшими показателями.

На практике для принятия решения по контрольным картам используется в основном одно правило: процесс считается статистически управляемым тогда, когда определяемый по результатам измерений показатель лежит внутри контрольных границ [3]. В нашем случае фактически все замеры превышают верхнюю предельную границу, что свидетельствует о выходе процесса из-под контроля. По параметру «длина шва основания кабины» не выдерживается нормативное значение 50 мм, что говорит о несоблюдении технологической дисциплины рабочими сварщиками. Таким образом, наши исследования показали, что процесс сварки узла «основание каркаса кабины 6430» вышел из под контроля.

На рис 3.14 - представлена кабина, в которой замерялись: длина шва и шаг сварки.



Рисунок 3.14 - Кабина автомобиля МАЗ

Сварщики, не выдерживая катет шва в целях обеспечения надежности основания кабины, увеличивают длину шва. Это приводит к перерасходу сварочных материалов и электроэнергии. В данном случае необходимо переобучение сварщиков навыкам работ по технологическому процессу, более жесткий контроль по этой операции до ввода ее в заданные технологические рамки.

Аналогичным образом с помощью контрольных карт и пакета Statistica 6.0 обработаны результаты по шагу сварки узла «основание каркаса кабины 6430». Первичная информация представлена в контрольном листке (приложение 3).

На рис.3.15 - представлена контрольная карта средних значений и размахов, (лучшая выборка)



Рис.3.15 - Отклонение шага сварки основания кабины от нормативного

Выводы по результатам данного исследования аналогичны предыдущим. При нормативном значении шага сварки 120 мм, фактические значения варьируются от 110 до 230 мм. Большая вариабельность процесса и выход большинства замеренных параметров шага за контрольные пределы свидетельствуют о неконтролируемости процесса.



Рисунок 3.16 – X-R карта шаг сварки.

Рекомендации аналогичные: более жесткий контроль по операции до ввода ее в заданные технологические рамки.

Для исследования уровня дефектности по таким параметрам как количество непроваров от контактной точечной сварки, применялись С- карты. Основным видом сварки каркаса кабины является контактная точечная сварка. Работы по контактной точечной сварке боковин роботизированы. Из-за некачественной подготовки деталей под контактную сварку на переделе «штамповка», происходит уменьшение ширины нахлестки, которое приводит к выплескам и непроварам, что отчетливо видно на фотографии рис.3.17. Такие несоответствии являются недопустимыми по ГОСТ 15878 – 79. Как видно из представленной на фотографии партии боковин, такие несоответствия достаточно часты, что подтверждает необходимость вмешательства в процесс с целью повышения его управляемости.





Рис.3.17 - Несоответствия при контактной точечной сварки боковины левой

Первичные данные для исследования результатов контактной точечной сварки боковин представлены в контрольном листке (приложение 3). Данные обрабатывались в пакете Statistica 6.0, программа «Индустриальная статистика» (рис.3.18). В виду недопустимости непроваров от контактной точечной сварки в соответствии с ГОСТ 15878 – 79, в работе отслеживается статистика несоответствий. Так, в среднем на партию боковин 30 штук приходится 116 непровараренных точек. Наибольшее количество составляет 149 непроваренных точек, наименьшее 84. Такова фактическая статистика. Для повышения управляемости процесса необходимо отслеживать его динамику до получения положительного тренда, выяснять и искоренять причины данных несоответсвий.



Рисунок 3.18 – Число несоответствий ”непровары от контактной точечной сварки”

На основании анализа контрольной карты числа несоответствий «непровары от контактной точечной сварки» полученной из исследования выборки 30 узлов (боковина левая), получены следующие выводы: в среднем на одну боковину приходится до 4 непроваренных точек. Максимальное их количество доходит до 7 – 8 непроваров. Причиной такого явления является плохая заготовительная операция узлов каркаса кабины - штамповка.

Аналогичным образом исследовалась дефектность при сварке плавящимся электродом в среде защитных газов. Первичные данные для исследования результатов представлены в приложении 3. На рисунке 3.19 показана динамика количества прожогов узла каркаса кабины автомобиля МАЗ (основание кабины).



Рисунок 3.19 – Число дефектов (количество прожогов)

В среднем на партию 30 штук, приходится четыре прожога. На карте видно, что динамика не имеет тенденции. В последующем данный прожог заваривают, что повышает себестоимость продукции.

Причиной данного несоответствия является нарушение технологии сварки. Отдел управления качества ПРУП “МАЗ” необходимо отслеживать динамику этих несоответствий с целью их нивелирования.

На рисунке 3.20 представлена динамика наплывов.

В течении наблюдения динамика по наплывам положительна. На карте видно, что среднее значение на партию, приходится ноль прожогов. Необходимости в наладке процесса нет.



Рисунок 3.20 – Число дефектов (количество наплывов)



Рисунок 3.21 – Число дефектов сварки (количество подрезов)

На рисунке 3.21 представлено количество подрезов. Среднее значение на партию составляет один подрез.

Таким образом, наши исследования показали, что применение контрольных карт при определении вариабельности результатов сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ позволят:

- снизить количество брака;

- заранее определить необходимость принятия мер по предотвращению или ликвидации брака.

Карты регулирования качества предназначены для использования непосредственно на рабочем месте и дают сотрудникам достоверную информацию о том, когда должна быть приняты меры.

Рекламационные карты заполняются после анализа причин отказов продукции. Она может быть полезной при последующем обобщении и сопоставлении с данными контроля по другим рекламациям. В журналы контроля заносится текущая информация о контроле качества материалов и полуфабрикатов, состоянии технологических операций и процессов и результатах приемочного контроля готовой продукции.

Накопительная документация позволяет получить историю качества по выпуску продукции данного типа с целью управления процессом изготовления продукции и прогнозирования её качества. Для систематизации сведений о браке продукции и автоматизации учёта результатов контроля вводятся классификаторы. Они представляют собой шифры из набора цифр и букв. С помощью шифра фиксируют виды и причины брака, а также их виновников.

При анализе причин брака принимают во внимание следующие принципы:

•Сначала формируются предположение (версия), которая затем уточняется путём проведения определённой исследовательской работы;

•Область поиска причин дефектности сужают, переходя от общего к частному;

•Устанавливаются отрицательно действующие на качество факторы и определяются характеризующие их параметры, которые нужно контролировать;

•Анализ причин дефектности должен быть направлен на выявление причино-следственных связей;

•Определяют наиболее существенные причины брака или отказа и результаты исследования изображают в виде диаграмм или графиков;

•Если трудно выявить отдельные причины брака, которые могут быть зависимы от нескольких факторов, используют методы статистического анализа.

3.5 Показатели возможностей процесса. Индексы воспроизводимости процесса дуговой сварки основания кабины

Показатель качества изделия должен находиться в некоторых заранее установленных границах – в пределах допуска. Для определения того, способен ли технологический процесс выпускать изделия, имеющие показатели качества в пределах допуска, используются индексы воспроизводимости.

Индексы воспроизводимости – безразмерная величина, показывающая связь между характеристиками технологического процесса и допуском. Рассчитаем индекс воспроизводимости для карты построенной по данным длины шва. Пусть USL (130,22) и LSL (80,584) – соответственно верхняя и нижняя границы поля допуска, а - среднеквадратичное отклонение показателя качества в технологическом процессе.(= 8,23). Тогда если показатель имеет нормальное распределение и его среднее значение находится в середине поля допуска, индекс воспроизводимости определяется по формуле

= , (4.1)

= ,

где при контроле технологического процесса с помощью карт Шухарта в качестве несмещенной оценки стандартного отклонения принимается величина

В этих условиях при =1 вероятность брака теоретически составляет 0,27%; при этом доля несоответствующих изделий составит при этом изделий на миллион. Стандарт рекомендует в качестве минимального приемлемого значения =1,33.

4. Устранение потерь в рабочем процессе производства сварной конструкции узла «передок кабины автомобиля МАЗ»

4.1 Поисковая оптимизация как потенциал устранения потерь в рабочем процессе производства узла «передок кабины автомобиля МАЗ»

Исследование любой области с производства применением аппарата поисковой оптимизации позволяет выявить как потери, так и возможности для улучшения. Все действия рабочих можно разделить на:

- потери бесполезные повторяющиеся действия, которые должны быть немедленно исключены;

- работу, не создающую добавленной ценности;

- работу, создающую добавленную ценность. Работа, не создающая добавленной ценности, может в общепринятом смысле рассматриваться как потери. Например, на участке сборки и сварки детали «передок кабины» рабочий идет к месту складирования заготовок от штамповки через весь участок, так как заготовки хранятся на центральном проходе цеха (рис.4.1), теряя на этой операции достаточно большое количество времен. Чтобы исключить такую работу, необходимо частично изменить условия труда.



Рисунок 4.1.- Панорама участка сборки и сварки детали «передок кабины»

Работа, создающая добавленную ценность, подразумевает изменение вида или формы отдельных деталей или узлов. Обработка добавляет ценность. Иными словами, в результате обработки сырье или детали превращаются в определенную продукцию, добавляя ей ценность. Примерами обработки в нашем случае являются сборка узла, штамповка, сварка и покраска кабины.

Можно выделить основные виды потерь на участке сборки и сварки детали «передок кабины»:

-дефекты. В случае производства сварной конструкции «передок кабины» к ним относятся: при контактной точечной сварке - прожоги, наличие глубоких вмятин, не выдерживается диаметр точки, шаг сварки; при сварке плавлением- пористость, отклонение по ширине и высоте шва, наплыв, подрезы, прожоги.

- запасы деталей, стоящих в очереди на сборку и сварку. Излишние запасы скрывают множество неприятных проблем качества, таких как переделка и дефекты, проблемы планирования рабочей силы и производства, завышенное время выполнения операции. Излишние запасы способствуют неэффективному использованию производственных площадей,-

-Излишняя обработка. Ненужные операции при обработке деталей. Неэффективная обработка из-за низкого качества инструмента или непродуманного конструктивного решения, которая влечет за собой лишние движения и ведет к появлению дефектов. Например, по технологическому процессу при выполнении операции «приварка гайки к щитку воздуховода» эта операция выполняется на контактной машине, а фактически сварка производится полуавтоматом Fronius. Это приводит к дополнительным расходам в виду неэффективного использования сварочных материалов и электроэнергии.

- Ненужное перемещение сварщиков. Сварщики совершают лишние перемещения по территории участка сборки и сварки передка кабины, а также вокруг оборудования, на котором им не требуется в данный момент выполнять работы. Такие перемещения можно устранить и за счет этого ускорить процесс. Это одна из наиболее неприятных потерь и для рядового персонала, и для руководства, так как потраченное время и простои лишают эффективности производственные процессы, утяжеляя труд рабочих. Несмотря на то что большинство производственных процессов изначально разрабатываются с учетом минимизации лишних движений, они возникают незаметно и приводят к сбоям.

- Ненужная транспортировка. Перемещение незавершенного производства на большие расстояния, порождающее неэффективность транспортировки, а также перемещение материалов, деталей и готовых изделий на склад и обратно. Рабочие участки следует располагать таким образом, чтобы минимизировать потребность в использовании автопогрузчиков, конвейеров или других транспортных устройств для перемещения материалов на следующую операцию.

Перечисленные потери увеличивают издержки производства, а также срок окупаемости инвестиций и ведут к снижению мотивации рабочих. Главное условие повышения результативности производственного процесса — систематическое изучение затрат рабочего времени и дальнейшее использование материалов наблюдения. С использованием материалов анализа можно сделать обоснованные выводы о наличии «узких мест» на предприятии, причинах и размерах потерь рабочего времени, намечают мероприятия по совершенствованию труда и производства.

4.2 Параметрическая оптимизация межоперационных заделов на участке сборки и сварки узла «передок кабины автомобиля МАЗ»

Для устранения потерь в рабочем процессе производства сварной конструкции «передок 6430-5301006» поставлена задача анализа технологического процесса с точки зрения исследования следующих параметров:

- объем заделов на каждой операции сборки и сварки;

- продолжительность каждой операции сборки и сварки.

Для выполнения поставленной задачи первым этапом является проведение хронометража рабочего времени по производству передка кабины. Результаты хронометража представлены в таблице 4.2.

Таблица 4.2 –Результаты хронометража процесса изготовления узла «Передок 6430-5301006»

№ рабочего места по планировке, выполняемая операция	Оборудование, оснастка	Т шт
Позиция 1 Приварка гаек М6 , М8 к панели внутренней 6430-5301108/109	МТ-30001	3 мин.
Приварка гаек М6 к о дну 6430-8102597		30 сек
Приварка гаек М6 к стойке передней 6430-5301058/059		30 сек
Приварка гаек М6 к усилителю стойки 6430-5301110		25 сек
Приварка гаек М6 к панели внутренней верхней 6430-53010104		10 сек
Приварка гаек М8 к усилителю 6430-5301092		25 сек
Приварка гаек М6 , М8 к щитку 6430-5301084		5,5мин,
Позиция 3 Сборка и сварка гаек М6 к воздухов 6430-8102595	Fronius Vario Star	3 мин
Позиция 2 Сборка и сварка держателя петли 6430-6101042	МТП-1409	25 сек
Позиция 10 Сборка и сварка стойки передней 6430и держателя петли 6430-6106042	Fronius Vario Star, 0854-6341	4 мин
Позиция 7 Сборка и сварка панели верхней 6430-5301112 и 6430-530104	МТП-1409, 0854-6272	2 мин
Позиция 4 Сборка и сварка воздуховода 6430-8102595 и усилителя6430-5301092	МТП-1409, 0851-6341	50сек
Позиция 5 Сборка и сварка дно, усилитель 6430-5301110 панель внутренняя 6430-5301106, щиток 6430 5301084, гайки М8	МТП-1409, 0851-6342 Fronius Vario Star	10 мин
Позиция 6 Сборка и сварка узла, собранного на предыдущей операции с усилителем стойки 6430-5301062/063, панель нижняя 6430-53010272/273, сверление отверстий	МТП-1409, 0855-6171 Fronius Vario Star	21 мин
Дуговая сварка	Fronius Vario Star	3 мин
Позиция 8 Сборка и сварка панели окна6430-5301044/045, панели нижней 6430-5301043	МТП-1409, 0855-9150	4 мин
Позиция 9 Сборка узла точечной сваркой, зачистка	МТП-1409, 0858-6177	15 мин
Позиция 11 Сборка и сварка узла, собранного на предыдущей операции с панелями окна наружными и панелью нижней, привинчивание поручней 6430-822034, зачистка	МТП-1409, 0849-6262	15 мин

Параметрическая оптимизация по объему заделов и времени выполнения операций технологического процесса сборки и сварки передка кабины на основании данных хронометража была произведена с помощью программного обеспечения «Имитационное моделирование производственных процессов», разработанной на кафедре «Экономическая информатика» Белорусско-Российского университета.

Алгоритм параметрической оптимизации производится в соответствии [4]:

Математическая формулировка оптимизационной задачи имеет вид:

, (4.1)

где - вектор управляемых (оптимизируемых) параметров технического объекта; - вектор, определяющий область работоспособности, задаваемую ограничениями:

> 0; (4.2)

(4.3)

< < , i = ; (4.4)

, j = , - вектор-функция ограничений-неравенств;

, = , - вектор-функция ограничений-равенств;

N – количество прямых ограничений на параметры; L и M – количество функций ограничений-неравенств соответственно.

Вопросы теории и методы решения задач условной оптимизации рассматриваются в области математики, называемой математическим программированием.

При проектировании технических объектов используются алгоритмические математические модели. Если оптимизация параметров осуществляется при непосредственном использовании этих моделей в процедурах анализа, то определение значений целевой функции, функций-ограничений и их градиентов осуществляется на уровне результатов численного решения системы управлений модели и вычисления значений выходных параметров объекта, которые являются функционалами фазовых координат объекта. Следовательно, в этом случае отсутствуют аналитические выражения, которые устанавливали бы прямую связь между управляемыми параметрами и функциями.

Для решения задачи в такой ситуации используют поисковую оптимизацию. Сущность: поиск экстремальной точки в пространстве управляемых параметров осуществляется последовательными шагами, ведущими от исходной точки через некоторые промежуточные отображающие точки , соединенных отрезками прямых, называется траекторией поиска. Переход из точки в точку представляет собой одну итерацию (или шаг) поиска, обеспечиваемую соответствующим алгоритмом оптимизации. На каждом шаге поиска решается система уравнений, составляющих математическую модель технического объекта, и вычисляются значения выходных параметров, на основе использования которых формируется целевая функция. Нетрудно понять, что поиск оптимального решения таким путем требует огромных затрат машинного времени.

Применение экспериментальных факторных моделей на этапе оптимизации параметров объекта позволяет сократить эти затраты. Факторные модели представляют собой простые полиномиальные зависимости выходных параметров объекта от его внутренних параметров, подлежащих оптимизации, поэтому решение задачи можно в принципе получить классическими методами, использую необходимые и достаточные условия экстремума. Однако в процессе проектирования регрессионную модель объекта приходится постоянно уточнять, что приводит к изменениям выражений целевой функции, функций ограничений и их производных. В результате оказывается целесообразным использовать поисковые методы оптимизации и в этом случае.

Алгоритм поисковой оптимизации включает следующие этапы:

1. Задание параметров алгоритма.

2. Выбор исходной точки поиска и вычисление значения целевой функции в этой точке .

3. Определение направления движения в пространстве управляемых параметров.

4. Осуществление шага поиска: переход из точки в точку .

5. Вычисление целевой функции F() в новой точке .

6. Оценку успеха поиска: сравнение значений и .

7. Изменение параметров алгоритма поиска.

8. Проверку условий окончания поиска. Если условия окончания поиска не удовлетворяются, то осуществляется переход к этапу 3.

Таким образом, процесс оптимизации представляет собой целенаправленное движение в пространстве управляемых параметров к точке, в которой достигается экстремум целевой функции.

Затраты машинного времени при поисковой оптимизации можно оценить по формуле

, (4.5)

где - время, затрачиваемое на один вариант анализа функционирования объекта при фиксированном значении управляемых параметров ( при этом решается система уравнений математической модели, определяются выходные параметры объекта, вычисляются значения целевой функции и функций ограничений); и - число вариантов анализа объекта соответственно на этапе определения направления поиска и на этапе вычисления целевой функции после осуществления шага поиска; - число шагов поиска.

Значения и определяют потери на поиск и характеризуют эффективность алгоритма оптимизации. К показателям эффективности также относят точность определения экстремальной точки и надежность алгоритма. Под надежностью подразумевается вероятность получения решения задачи с заданной точностью.

Для решения поставленной задачи представим процесс производства передка кабины в виде маршрутной карты, позволяющий структурировать и визуализировать материальные потоки. Маршрутная карта движения сборочных единиц передка кабины по операциям представлена на рис 4.3.



Рис.4.3 - Структурная схема материальных потоков на участке сборки и сварки детали «передок кабины»

Oбъем выпуска нормируется на 1 работника. Норма составляет 4 штуки за 1 смену на одного сварщика. На участке работают 3 сварщика.

С операции на операцию детали и сварные узлы передаются поштучно вручную без помощи транспортных средств, т.к. расстояние между станками небольшое. На сборку и сварку в цех кабин детали перевозятся в специальной ручной тележке по 3 штуки. Режим работы данного цеха – односменный, пятидневный график работы. Длительность смены – 8 часов.

Технологический процесс изготовления сварной конструкции передка кабины описан в работе с помощью внутренних и выходных параметров.

К внутренним параметрам относятся:

- количество работников, занятых на данном технологическом процессе;

- количество технологического оборудования;

- величины сформированных перед операциями заделов.

К выходным параметрам относятся:

- незавершённое производство по операциям и в целом по участку сборки и сварки передка кабины;

- средние коэффициенты загрузки по каждой операции и в целом по участку;

- количество передков кабины.

На коэффициент загрузки оборудования и на величину незавершенного производства влияют такие параметры, как величина заделов на каждой операции и количество единиц оборудования на операциях. На количество изготавливаемой продукции за смену влияет длительность и количество смен, количество оборудования на операции, величина заделов.

При этом необходимо учесть следующие ограничения и допущения, которые позволят упростить имитационную модель:

1) технологическое оборудование работает без перерывов и остановок на ремонт;

2) длительность технологических операций моделируется по закону распределения Вейбулла;

3) количество рабочих мест на операциях ограничено станочным парком и должно быть целым положительным числом;

4) поставка мелких заготовок (гаек М6, М8) на все операцию осуществляется бесперебойно;

5) фонд рабочего времени составляет одну смену, т.е. 480 минут;

6. допускается перегрузка на одного рабочего не более 10-12%.

7. не учитывается социальный фактор (т.е. рабочий может покинуть свое рабочее место в течение смены);

8) не учитывается фактор усталости (т.е. длительность выполнения операций не зависит от физического состояния работника (моделируется распределением Вейбула).

Время выполнения операций будет являться случайной величиной. Распределение такой случайной величины можно описать распределением Вейбулла, поскольку оно более точно соответствует реальному времени выполнения операции. Распределение Вейбулла характеризуется 2 параметрами: параметром формы и параметром масштаба . В данной курсовой работе будет использоваться распределение Вейбулла с параметром формы, равной 2. Модой является значение, заданное в технологическом процессе изготовления узла «Передок 6430-5301006», как наиболее часто повторяющееся значение при выполнении той или иной операции. Параметр определяется подбором параметров исходя из известных значений и моды.

Графическое изображение функции плотности вероятности закона распределения Вейбулла представлена на рисунке 4.4.

Рисунок 4.4 – Графическое изображение функции плотности вероятности закона распределения Вейбулла

Плотность распределения вероятности:

, (4.6)

где α – параметр формы;

β – масштабный параметр.

Случайную величину по закону Вейбулла можно рассчитать по формуле:

(4.7)

Результатом имитационного моделирования является получение оптимальных параметров межоперационных заделов на участке сборки и сварки передка кабины. Это позволяет оптимизировать количество заготовок на каждой операции сборки и сварки передка кабины и приблизится к применению метода «точно во время». На рис.4.5 представлены результаты параметрической оптимизации по величине межоперационных заделов. Сопоставление нотации «как есть» (рис.4.3) с нотацией «как надо» позволяет увидеть, насколько неэффективно используются производственные площади на участке.

Рис.4.5 - Результаты имитационного моделирования параметрической оптимизации межоперационных заделов

Кроме того, в процессе параметрического анализа при помощи имитационного моделирования было выявлено, что нормируемый объем производства может быть выполнен только при сокращении длительности операции на 40 %, что приводит к изменению заданных технологическим процессом режимов сварки и в итоге снижает качество сварного шва (рис.4.6 ) и увеличивает затраты.



Рис4.6. - Узел передка кабины

Таким образом, необходимо пересмотреть технологический процесс изготовления передка с учетом выявленного «узкого места» операции дуговой сварки плавящимся электродом в среде защитного газа необходимо осуществлять более жесткий контроль по операции до ввода ее в заданные технологические рамки.

5. Организационная часть

5.1 Организация и паспортизация рабочих мест

Под организацией рабочего места понимают систему мероприятий по созданию на рабочем месте необходимых условий для достижения высокопроизводительного труда при минимальной утомляемости и наиболее полном использовании технических возможностей оборудования.

Рабочее место – зона, оснащенная необходимыми техническими средствами, в которой совершается трудовая деятельность одного или группы исполнителей совместно выполняющих определенную работу.

Правильная планировка предполагает продуманное расположение всего необходимого для работы и удобства подъезда транспортных средств.

На предприятии должна быть создана и реализована система комплексного обслуживания рабочих мест. Обслуживание рабочего места включает следующие функции: выдача заданий на работу и инструктаже, наладка оборудования, обеспечение материалами и заготовками, обеспечение инструментом и приспособлениями, обеспечение всеми видами топлива и энергии, ремонт и межремонтное обслуживание, транспортное обслуживание, контроль качества продукции и уборка рабочего места.

Важной частью организации рабочих мест является их своевременное и полное обслуживания всем необходимым – технологической документацией, материалами, заготовками, инструментом и др. Более предпочтительным является предупредительное обслуживание рабочих мест, т.е. подготовка заранее всего необходимого и доставка их на рабочие места.

5.2 Организация управления цехом

Производственная структура цеха состоит из отделений и участков. Участок возглавляет мастер, который подчиняется старшему мастеру. Мастер осуществляет руководство коллективами рабочих, занятых на рабочих местах участка.

Мастер управляет производственно-хозяйственной деятельностью участка. При его участии разрабатывается и совершенствуется технология, устанавливаются и пересматриваются нормы, создаются оперативно-календарный и месячный планы. Мастер расставляет рабочих и загружает их работой, премирует за достижения высоких показателей в работе, представляет к повышению разряда, а за проступки – к дисциплинарному воздействию. Сменный мастер руководит коллективом участка определенной смены и обладает всеми правами и обязанностями мастера. Он организует коллектив на выполнение сменно-суточного задания, инструктирует рабочих. В распоряжении мастера имеется премиальный фонд 3% фонда заработной платы участка.

Перед окончанием смены мастер проверяет состояние оборудования, для передачи его следующей смене. Состояние передаваемого оборудования бригадиры, наладчики и сменные мастера отмечают в журнале смен, который проверяет старший мастер.

Старший мастер является руководителем коллектива и организатором производства и труда на вверенных ему производственных правах. В своей работе старший мастер опирается на мастеров, бригадиров, передовых рабочих и профсоюзную организацию.

5.3 Организация технического контроля

Технический контроль представляет собой комплексную систему управления качеством. Контроль качества продукции осуществляется после того, как определены и зафиксированы в соответствующей нормативной документации основные требования к качеству продукции и её производству.

Основной задачей технологического контроля является своевременное получение полной и достоверной информации и качества продукции и состоянии технологического процесса с целью предупреждения неполадок и отклонений, которые могут привести к нарушениям ГОСТов, ТУ и другого.

К функциям технического контроля относятся: контроль технической и нормативной документации; входной контроль материалов и комплектующих изделий, поступающих на предприятие; контроль продукции в процессе производства; контроль оборудования, технологической оснастки, измерительного и режущего инструмента и средств контроля; учёт и анализ брака; разработка технологий контроля; разработка мероприятий по предупреждению брака и др.

Контроль качества в процессе изготовления продукции осуществляет ОТК. Техническая подготовка контрольных операций, разработка и внедрение эффективных методов контроля осуществляет техническое бюро ОТК. Центральная измерительная лаборатория контролируют состояние инструмента и оснастки, в том числе используемых при контроле качества.

Главными задачами отдела технического контроля являются предотвращение выпуска продукции, не соответствующей требованиям стандартов, технических условий, эталонов, технической документации, договорным условиям, а также укрепление производственной дисциплины и повышение ответственности всех звеньев производства за качество выпускаемой продукции.

5.4 Организация вспомогательных служб

Вспомогательные службы охватывают процессы, цель и назначение которых обеспечить бесперебойное и эффективное выполнение основного производственного процесса.

Организация инструментального хозяйства

Инструментальное хозяйство предприятия – это совокупность цеховых и общецеховых подразделений занятых приобретением, изготовлением, ремонтом и восстановлением инструмента и оснастки, их учета, хранения и выдачи в цеха и на рабочие места. Инструментальное хозяйство состоит: инструментальный отдел; цех, участок ремонта и восстановления инструмента; участки централизованной заточки; центральный инструментальный склад и др.

Обеспечение рабочих мест технологической оснасткой осуществляют инструментально-раздаточные кладовые, которые получают технологическую оснастку по лимитным кадрам из центрального склада инструментального хозяйства; хранят оснастку цеха; обеспечивают оснасткой рабочие места; собирают и передают в центральный склад отработанную и изношенную оснастку; передают режущий инструмент для централизованной заточки; собирают и передают оснастку в ремонт.

Организация ремонтного хозяйства

Для выполнения комплекса работ по организации ремонта и технического обслуживания оборудования создается служба ремонтного хозяйства. Задачей этой службы является обеспечение бесперебойной и качественной эксплуатацией всего оборудования предприятия при минимальных затратах на эти цели.

Ремонтное хозяйство возглавляет главный механик. Он подчиняется главному инженеру. Главному механику подчиняется отдел главного механика и ремонтные цехи. В число ремонтных цехов входят: ремонтно-механический цех, цех капитального ремонта и цех по производству запасных частей.

Основными способами проведения ремонтов является агрегатный и последовательно-агрегатный. При агрегатном способе отдельные сборочные единицы заменяются запасными новыми или уже отремонтированными. Таким способом ремонтируется оборудование одной модели. При последовательно-агрегатном методе ремонтируется конструктивно обособленные сборочные единицы. Они ремонтируются последовательно по одной единице оборудования, в нерабочую смену. Внедрение этих способов является условием выполнения ремонтных работ без остановки производства. При выполнении капитальных ремонтов может осуществляться модернизация оборудования. Она заключается в том, что посредством внесения частичных изменений и усовершенствований в конструкцию машин они приводятся в соответствие с современными техническими параметрами. При модернизации также производится замена приборов и устройств.

Организация энергетического хозяйства

Основной задачей организации энергетического хозяйства является бесперебойное обеспечение промышленного производства всеми видами энергии. Наибольший удельный вес в энергопотреблении занимает электроэнергия.

Система энергоснабжения должна надёжно и бесперебойно обеспечивать всеми видами энергии. Энергетическое хозяйство предприятия делится на общее (генерирующие, преобразующие и производственные установки и устройства, которые объединяются в специальные подразделения) и цеховое (первичные энергоприёмники и внутрицеховые распределительные сети).

Руководство всем энергетическим хозяйством возлагается на отделы главного энергетика или на зам. главного механика по энергетической части.

Экономного использования энергии можно добиться за счет и применения энергосберегающих технологий и оборудования, сокращения потерь в сети.

Организация транспортного хозяйства

В процессе перемещения грузов на предприятии создается согласованная связь между цехами, складами, участками и рабочими местами.

Уровень механизации транспортных операций оказывает влияние на производственный цикл изготовления продукции, а, следовательно, и на оборачиваемость свободных средств и себестоимость оборотных средств, и себестоимость продукции.

Совершенствование заводского транспорта должно идти по следующим направлениями: механизация и автоматизация транспортных работ, то есть замена ручного труда, при перемещении грузов, различными машинами; рациональная организация использования транспортных средств как по грузоподъемности, так и по времени обеспечения бесперебойного обслуживания транспортными средствами процесса производства; повышение производительности труда транспортных рабочих и снижение себестоимости транспортных перевозок.

6. Метрология, стандартизация и сертификация

6.1 Метрологическое обеспечение технологического процесса. Методы и средства измерений

Метрология – наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Основными задачами метрологии являются создание образцовых средств измерений, разработка стандартных методов и средств испытания и контроля; разработка теории измерений и методов оценки погрешностей; систематические проверки мер и измерительный приборов; внедрение научно-технической документации и контроль за соблюдением её требований, контроль норм точности технологического процесса; анализ причин нарушений технологического процесса.

Все измерения в проекте и метрологическое обеспечение проводится в соответствии с ГОСТ 8.044-80 «Государственная система обеспечения единства измерения. Эталоны единиц физических величин. Основные положения».

Средства измерений выбирают с учетом метрологических, эксплуатационных и экономических показателей.

Для проведения измерений используют прямые и косвенные методы. При прямых измерениях искомое значение находится непосредственно из опытных данных. При косвенных измерениях искомое значение величины находят вычислением по известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям.

На участке сборки и сварки каркаса крыши троллейбуса при проведении приёмочного контроля правильность сборки и сварки проверяется визуально. Заданные размеры обеспечиваются оснасткой. Соответствие оснастки проверяется один раз в год заводскими шаблонами. Катеты швов проверяются катетомерами.

6.2 Сертификация продукции и систем управления качеством в соответствии со стандартами ИСО 9000 и ИСО 14000

Все сварочное оборудование и материалы, используемые в проекте, должны быть сертифицированы. С этой целью проводится сертификация.

Сертификация – это действие третьей независимой стороны по подтверждению соответствия должным образом сертифицированной продукции или услуг конкретному нормативному документу.

Сертификация проводится аккредитованными органами сертификации.

По итогам сертификации выдается сертификат соответствия, указывающий, что обеспечивается необходимая уверенность в том, что должным образом продукция соответствует стандарту или другому нормативному документу.

Качество продукции и услуг является одним из важнейших факторов успешной деятельности любой организации.

Сертификация используется для решения следующих задач:

1. Обеспечение безопасности жизни, здоровья, имущества граждан, охраны окружающей среды.

2. Обеспечение совместимости технических средств.

3. Для повышения качества продукции.

Стандартизация – это деятельность, заключающаяся в нахождении решений для повторяющихся задач в сферах науки и экономики, направленная на достижение оптимальной степени упорядочения в определенной области.

Стандартизация предполагает выбор и разработку наиболее оптимальных решений, учитывающих тенденции и направления технического прогресса.

Стандарты серии ИСО 9000 устанавливают требования к системе качества, необходимые для оценки возможности поставщика проектировать и поставлять продукцию, соответствующую установленным требованиям, которые направлены на удовлетворение потребителя посредством предупреждения несоответствия продукции на всех стадиях от проектирования до обслуживания.

Стандарты серии ИСО 14000 устанавливают требования к системе управления окружающей средой в целях оказания помощи организации в определении её политики и целевых показателей с учётом требований законов и данных о существенных воздействиях на окружающую среду.

7. Энерго- и ресурсосбережение

Энерго- и ресурсосбережение это одна из главных целей на предприятии. Добиться этих целей можно путем применения различных методов: экономия, применение новейших технологий и т.п.

На участке сборки и сварки узла каркаса кабины автомобиля МАЗ (передок) имеется существенный недостаток влияющий на энерго- и ресурсосбережение. Этот недостаток заключается в нарушении технологического процесса, приварки рельефной гайки М6 к воздуховоду. По тех.процессу необходимо осуществлять приварку данной гайки на контактной машине, а операция выполняется дуговой сваркой плавящимся электродом в среде защитных газов. Данное несоответствие приводит к дополнительным затратам сварочной проволоки, СО2,электроэнергии, что не эффективно и энергозатратно.

Размеры сварных швов в стыковых и угловых соединениях определяются толщиной свариваемых деталей. Нередко катеты сварных швов выполняют завышенными. Термин «усилие» шва, пришедший к нам с того времени, когда сварные швы не были равнопрочными с основным металлом, встречается и сейчас, в том числе и литературе. Доказано, что излишнее утолщение шва создает концентрацию напряжений в местах резкого перехода от металла шва к основному металлу и тем самым не усиливает, а ослабевает сварное соединение. Связующие угловые швы, которые не являются несущими, следует выполнять с минимальным катетом, тем самым будет меньший расход сварочной проволоки.

Непременным условием позволяющим упорядочить расход сварочных материалов, является правильное их нормирование.

Снижение затрат на расходование цехами и участками газов может быть достигнуто не только их обоснованным рациональным использованием, но и путем отказа от непроизводительной перевозки тяжелых (по сравнению с массой газов) баллонов с мест их наполнения к рабочим местам и от обратной перевозки пустых баллонов. Такие газы как кислород, двуокись углерода или аргон могут доставляться на заводы – потребители в жидком виде в специальных цистернах, если эти газы не добываются на месте. Из цистерн по трубопроводам они подаются к рабочим местам.

Значительная доля затрат, связанных с выполнением сварочных работ приходится на сварочные материалы: проволоку и защитные газы. Эти затраты могут достигать 30-50% стоимости сварочных работ.

Экономия материалов при сварке достигается различными приемами, основные из которых направлены на снижение объема наплавленного металла (расхода сварочных материалов), необходимого для формирования шва, и снижение непроизводительных расходов на потери, отходы, разбрызгивание и т.д.

Ниже приведены некоторые из приемов:

1. применение сварочных материалов образующих более прочные швы, а также материалов с большей проплавляющей способностью и коэффициентом наплавки позволяет сэкономить 30-60% сварочных материалов.

2. повышение точности подготовки кромок и сборки позволяет сэкономить 10-30% сварочных материалов.

3. выбор оптимальных режимов сварки позволяет сэкономить 10-30% сварочных материалов.

4. улучшение организации хранения и выдачи, использование и учета сварочных материалов позволяет сэкономить 10-20%

5. соблюдение заданных размеров позволяет сэкономить 10-50% сварочных материалов

Для повышения производительности процесса применяется сварка с повышенным вылетом сварочной проволоки. Этот способ особенно эффективен при использовании тонкой сварочной проволоки, т.к. из-за большой плотности сварочного тока она поступает в зону горения дуги, нагретой до высокой температуры, что увеличивает скорость ее плавления и объем расплавленного металла.

Чтобы избежать самопроизвольного блуждания конца сварочной проволоки при большом вылете применяют специальные наконечники из фарфоровой или керамической трубки. Увеличение длины вылета на 40-50 мм позволяет на 30-40% повысить производительность сварки и объем наплавленного металла и несколько снизить глубину проплавления основного металла, что существенно может улучшить качество сварных швов, уменьшить количество прожогов, наплывов на узлах каркаса кабины автомобиля МАЗ. Соответственно достигается энерго- и ресурсосбережение за счет экономии сварочной проволоки, СО2,электроэнергии необходимой для исправления брака (заварки прожогов, дополнительная механическая обработка).

Для сварки стали Ст3 перспективным является защитная смесь Аr + СО2. При использовании этой смеси улучшаются технологические характеристики процесса сварки, и повышается качество швов. Сварка в смеси на основе аргона обеспечивает снижение уровня разбрызгивания электродного металла в 3-4 раза, набрызгивания – в 8-10 раз, улучшает формирование швов, повышает стойкость соединения против хрупкого разрушения и увеличивает производительность сварочных работ.

При выполнении сварочных работ расходуется значительное количество электроэнергии.

На каждый килограмм наплавленного металла при полуавтоматической сварке ее расход доходит до 5,5 кВт*ч. Поэтому экономия электроэнергии при сварке имеет большое народно-хозяйственное значение и достигается реализацией ряда мероприятий, например, таких как:

1. применение оптимальных режимов сварки в 1,1-1,3 раза снижает расход электроэнергии на 1 кг наплавленного металла.

2. повышение точности подготовки кромок и сборки под сварку в 1,1-1,3 раза уменьшает количество наплавленного металла.

3. соблюдение заданных или минимально допустимых размеров шва в 1,1-1,5 раза уменьшает количество наплавленного металла.

4. выбор рациональных защитных газов в 1,2-1,4 раза уменьшает количество наплавленного металла.

8 Охрана труда

8.1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов в проектируемом объекте

Выполнение сборочных и сварочных работ на участке сборки и сварки каркаса кабины автомобиля МАЗ при неправильной организации производства и труда приводит к появлению опасных и вредных производственных факторов, которые при неблагоприятном стечении обстоятельств могут вызвать несчастные случаи.

При выполнении дуговой сварки, а также контактной точечной сварки в той или иной степени существует возможность опасных воздействий на сварщика в связи со следующими факторами:

- ожоги от брызг металла при сварке;

- поражение электрическим током при прикосновении человека к токоведущим частям электрической цепи;

- недостаточная освещённость рабочих мест;

- травмы различного рода механического характера при подготовке тяжёлых изделий к сварке и в процессе сварки;

- возможность возникновения пожаров при выполнении сварочных работ;

- повышенный фон ультрафиолетового излучения сварочной дуги, который вызывает ожоги незащищенных участков кожи;

- повышенный уровень электромагнитного и электрического поля, источником возникновения которых является сварочное оборудование;

- повышенная запылённость и загазованность воздуха рабочей зоны;

- повышенная температура поверхностей оборудования, изделий и материалов;

- острые кромки, заусенцы и шероховатость на поверхностях заготовок, инструмента и оборудования;

8.2 Технические, технологические, организационные решения по устранению опасных и вредных факторов, разработка защитных средств

Санитарные правила при сварке металла предусматривают следующие правила:

1. Все виды работ должны производиться в сварочных цехах или на специально оборудованных участках;

2. Сварочные посты необходимо ограждать переносными щитами или ширмами для защиты окружающих от брызг расплавленного металла;

3. В сварочных цехах должны быть предусмотрены проходы, обеспечивающие удобство и безопасность сварочных работ, и передвижение цехового транспорта.

4. Сборочно-сварочные цеха должны иметь отопление, для того чтобы температура в рабочей зоне была в зимний период не ниже 16^оС.

5. В сварочных цехах должна применяться система общего или комбинированного освещения.

6. Сварочные работы должны выполняться в специальной одежде и обуви, которые защищают от лучистой энергии, брызг металла. Для защиты лица и глаз от лучей и брызг металла сварщики должен иметь специальные очки с прозрачными стеклами.

Необходимо обеспечить регулярную и тщательную проверку исправности всех механических соединений, передач и механизмов, целостность кабелей, правильность и надежность функционирования средств безопасности.

Особое значение имеет поддержание порядка на рабочем месте. Недопустимо складирование заготовок и деталей на полу в непосредственной близости от рабочей зоны.

Во избежание поражения электрическим током необходимо соблюдать ряд требований:

1. Корпуса электрических машин и трансформаторов, и все металлические нетоковедущие части устройства должны быть надежно заземлены.

2. Подключение и отключение сварочных аппаратов, наблюдение за их исправной работой и ремонт должны осуществлять электромонтеры. Производить эти операции сварщикам запрещается.

3. Все провода сварочных аппаратов должны быть надежно изолированы и защищены от механических повреждений и действия высокой температуры.

4. Исправить электрическую цепь можно только при выключении рубильника.

Во время работы дверца шкафа управления должна быть закрыта. Для быстрого отключения оборудования от сети нужно обеспечить легкий доступ к рубильникам, кнопкам и другим отключающим устройствам.

Для создания благоприятных условий труда используется вентиляция согласно ГОСТ 12.4.021-75ССБТ “Системы вентиляционные”. Обмен воздушной среды в помещении, охлаждение работающих, своевременный отсос вредных выделений решаются с помощью вентиляции. Приточно-вытяжная система вентиляции в цеху делится на общецеховую и местную. Общецеховая вентиляция выполняется в виде общих для данного помещения воздуховодов. Место расположения приточного и вытяжного воздуховодов зависит от удельного веса удаляемых из помещения вредных веществ. Во избежание пожароопасной ситуации, так как пожар может возникнуть не сразу, а спустя некоторое время после окончания работ, поэтому после того, как работа окончена, следует внимательно осмотреть рабочее место. В соответствии с ГОСТ 12.1.004-85 “Пожарная безопасность. Общие требования”.

Транспортировка заготовок и деталей к рабочим местам осуществляется в специальной таре мостовым краном. Грузозахватные крюки с целью предотвращения соскакивания с них стропов при их ослаблении снабжены устройствами, надежно запирающими строп в зеве крюка. Для надежного закрепления листового материала при транспортировке его с помощью грузоподъемных механизмов применяются специальные грузозахватные устройства.

В цеху предусмотрены проходы, обеспечивающие удобство и безопасность проведения сварочных работ, и передвижение цехового транспорта. При всех условиях ширина прохода в цехе составляет не менее одного метра.

При выполнении сварочных работ на проектируемом предприятии могут возникнуть опасные факторы, устранение которых является первостепенной задачей руководящего персонала. Прежде всего, необходимо устранить опасность поражения работающего персонала электрическим током.

Различают два типа заземляющих устройств: выносное и контурное. На проектируемом предприятии представлены выносные заземляющие устройства (смотрите рисунок 8.1).



Рисунок 8.1- Схема выносного заземляющего устройства

Выносное заземляющее устройство вынесено за пределы площадки, на которой размещено заземляющее оборудование, и коэффициент прикосновения равен d₁=1. Поэтому замыкающие устройства применяются лишь при малых токах замыкания на землю (до 1000 В), что наблюдается в данном проекте.

Расчет защитного заземления имеет целью определить основные параметры заземления – число, размеры и порядок размещения одиночных заземлителей и заземляющих проводников.

Проектирование заземляющего устройства, при расчете заземлителей по допустимому сопротивлению тока заключается в подборе такой конструкции искусственного заземлителя, при которой выполнялись бы нормы на допустимое сопротивление при наименьших затратах на его сооружение.

Измерение сопротивления заземляющего устройства производится после монтажа, через год после включения в эксплуатацию и в последующем при комплексном ремонте электроустановки.

8.3 Разработка мер безопасности при эксплуатации объекта проектирования

Общие требования безопасности:

1 К самостоятельной работе на проведение электросварочных работ лица, не моложе 18 лет, прошедшие медицинскую комиссию, имеющие квалификацию соответствующую выполняемым работам, обученные безопасным методам и приемам труда, правилам пожара и электробезопасности, прошедшие инструктажи по охране труда и имеющие 2 квалифицированную группу по электробезопасности;

2 Электросварщик может быть допущен к работе после прохождения им вводного инструктажа по технике безопасности и производственной санитарии, инструктажа на рабочем месте, который должен проводиться также при каждом переходе на другую работу или при изменении условий работы;

3 Повторный инструктаж производится не реже одного раза в шесть месяцев; знание правил техники безопасности проверяется ежегодно;

4 Специально назначенные для электросварочных работ установки включаются в электросеть при помощи пусковых устройств. Осуществлять питание сварочной машины непосредственно от силовой или осветительной электросети запрещается;

5 Всё электросварочное оборудование должно быть в защищённом исполнении. Все органы управления оборудованием должны иметь надёжные фиксаторы, исключающие самопроизвольное их включение или отключение;

6 С целью предупреждения поражения рабочих электрическим током все металлические части электроустановок, которые могут оказаться под напряжением при каких-либо неисправностях, должны быть заземлены;

7 Для предохранения глаз и кожи от ожогов расплавленным металлом сварщик должен работать в очках с прозрачными стеклами, в спецодежде и рукавицах. Брюки и куртка носятся только на выпуск, карманы куртки должны быть закрыты клапанами, ботинки плотно зашнурованы;

8 При сварке в закрытом помещении рабочие места электросварщиков должны быть отделены от смежных рабочих мест и проходов экранами;

9 Во время работы сварщик должен быть внимательным, не отвлекаться на посторонние дела и разговоры и не отвлекать других;

10 Запрещается включать и останавливать (кроме аварийных случаев) машины, станки и механизмы, работа на которых не поручена администрацией;

11 Не разрешается отлучаться с рабочего места без разрешения мастера;

12 Курить только в специально отведённом месте.

Требования безопасности перед началом работы:

1 Перед началом работ электросварщик обязан осмотреть рабочее место;

2 Надеть спецодежду, при себе иметь средства индивидуальной защиты, которыми обязан пользоваться во время работы;

3 Привести в порядок своё рабочее место, освободив его от ненужных для работы предметов и оградив ширмами или щитками;

4 Заготовки, подлежащие сварке, не должны иметь следов влаги, ржавчины;

5 Подготовить к работе приспособление и убедиться в его исправности.

Требования безопасности во время работы:

1 При неисправности оборудования остановить его и заявить об этом мастеру

2 Запрещается оставлять включённым оборудование при перерывах в работе;

3 Базовые поверхности сборочно-сварочных приспособлений не должны содержать брызг металла;

4 Следить за тем, чтобы провода не попадали в воду и не подвергались воздействию высокой температуры, а также чтобы на них не попадали брызги расплавленного металл;

5 Электросварщику запрещается:

- работать без спецодежды и других защитных средств;

- приступать к работе при неисправной сварочной аппаратуре;

- ремонтировать электрическое оборудование самостоятельно;

- работать при недостаточном освещении рабочего места;

- касаться руками нагретых мест сварки;

- работать в нетрезвом состоянии;

6 В случае плохого самочувствия прекратить работу и сообщить об этом мастеру участка.

Требования безопасности в аварийных ситуациях:

1 При возникновении аварийной ситуации в работе оборудования, следует нажать кнопку "СТОП", отключить питание;

2 При поражении человека электрическим током необходимо отключить соответствующую часть электроустановки. При невозможности быстрого отключения нужно перерубить провода топором с деревянной ручкой или отбросить от пострадавшего провода любым неэлектропроводным предметом. При нарушении дыхания у пострадавшего необходимо сделать ему искусственное дыхание. При отсутствии признаков жизни нужно делать искусственное дыхание и наружный массаж сердца. В любом случае необходимо срочно вызвать медицинскую помощь и сообщить о случившемся мастеру участка;

3 При возникновении пожара гасить огонь сухим песком или огнетушителем. Во всех случаях пожара немедленно сообщить о нём в пожарную охрану.

Требования безопасности по окончании работы:

1 По окончании работы сварщик обязан отключить полуавтомат;

2 Готовое изделие уложить на место, отведённое для складирования;

3 Привести в порядок рабочее место, убрать инструмент и защитные приспособления в отведённое место;

4 Убедиться, что после работы не осталось тлеющих предметов (ветоши, изоляционного материала и т.п.);

5 Сообщить мастеру о всех замеченных во время работы неисправностях.

ТБ, противопожарные мероприятия и охрана окружающей среды

Общие требования безопасности при проведении сварочных работ регламентируются ГОСТ 12.3.003-86 “Работы электросварочные”. Требования безопасности, а также ГОСТ 12.1.004-85, ГОСТ 12.1.010-76, ГОСТ 12.3.002-75.

К числу опасных и вредных производственных факторов при сварке относятся: опасный уровень напряжения в электрической цепи, повышенная запыленность и загазованность воздуха рабочей зоны, повышенная температура дуги и материалов, мощное излучение дуги, наличие искр и брызг, которые могут вызвать пожар, высокое избыточное давление газов, хранящихся в баллонах и др.

Безопасность эксплуатации электросварочного оборудования обеспечивается: надёжной изоляцией, применением защитных ограждений и их автоблокировки, заземлением электрооборудования или его элементов, могущих оказаться под напряжением. Сварочное оборудование должно быть надёжно в работе и удобно в эксплуатации. Основные требования, предъявляемые к сварочному оборудованию, следующие.

Токоведущие части сварочной машины должны быть надёжно изолированы. Сопротивление изоляции должно быть не менее 4 Ом; проверка производится не реже одного раза в три месяца. Изоляция должна выдерживать напряжение 2КВ в течение 5 мин.

Использование в качестве обратного провода сети случайных проводников (газовых, водопроводных труб, металлических конструкций) запрещается. Допускается использование стальных шин, сварочных плит и самой свариваемой конструкции, причём соединение таких проводников должно выполняться при помощи болтов, струбцин, зажимов.

Корпуса электросварочного оборудования, сварочные столы и плиты, а также обратные провода должны быть заземлены. Защитное заземление осуществляется путём присоединения корпуса сварочных источников питания, снабжённого специальным болтом, к проводу заземляющего устройства, а также заземлением свариваемого изделия

Защита от поражения электрическим током. Корпус любой электросварочной установки необходимо заземлять. Последовательное включение в заземляющий проводник нескольких аппаратов запрещается.

Для предотвращения влияния на здоровье человека перечисленных факторов при сварочных работах необходимо выполнять определенные требования.

Отдельные элементы сварочной цепи, а также отрезки сварочных кабелей при наращивании длины должны быть соединены разъемными соединительными муфтами. Запрещается соединять сварочные цепи скрутками с оголенным кабелем. Токоведущие кабели сварочной цепи должны быть по всей длине изолированы и защищены от механических повреждений.

В качестве обратного провода, соединяющего свариваемые изделия с источниками сварочного тока, могут служить гибкие, а также металлические шины достаточного сечения, сварочные плиты и сама свариваемая конструкция. Использование в качестве обратного провода сети заземления металлических строительных конструкций здания, коммуникаций и не сварочного технологического оборудования запрещается. Соединение между собой отдельных элементов, используемых в качестве обратного провода, должно выполняться тщательно. При сварке круговых швов допускается соединение обратного провода со сварным изделием при помощи скользящего контакта.

Все электросварочные установки с источниками переменного и постоянного тока при сварке в особо опасных условиях (сварка внутри металлических емкостей, колодцев, отсеков, на понтонах и т.д.) должны быть оснащены устройствами автоматического отключения холостого хода или ограничения его напряжения до 12 В не позже чем через 1 с после размыкания сварочной цепи. Ограничитель, выполненный в виде отдельной приставки, должен быть заземлен отдельным проводником

Средства индивидуальной защиты работающих, требования к персоналу. Для защиты тела рабочего от тепловых воздействий применяется специальная одежда: костюм брезентовый по ГОСТ 12.4.105 - 81, ботинки по ГОСТ 12.4. 032 - 77 и рукавицы по ГОСТ 12.4.010 - 75.Для защиты органов зрения, лица и головы от брызг расплавленного металла, а также от ультрафиолетового излучения используются защитные щитки и маски в соответствии с ГОСТ 12.4.023-84. ССБТ “Щитки защитные лицевые. Общетехнические требования”. Спецодежда, спецобувь, средства индивидуальной защиты органов дыхания, глаз и головы должны выдаваться работающим в соответствии с типовыми отраслевыми нормами. Выбор СИЗ, следует производить исходя из конкретных условий труда, наличия опасных и вредных производственных факторов.

Для защиты от соприкосновения с влажной, холодной землей и снегом, а также с холодным металлом при наружных работах сварщики должны обеспечиваться подстилками, наколенниками и подлокотниками из огнестойких материалов с эластичной прослойкой.

Для защиты ног от ожогов, травм, переохлаждения или перегрева, а также от поражения электрическим током рабочие должны обеспечиваться специальной обувью, причем для рабочих сварочных профессий запрещается применять обувь с открытой шнуровкой и металлическими гвоздями в подошве.

Защита глаз и лица от искр и брызг расплавленного металла, пыли и горючих частиц шлака осуществляется защитными очками, наголовными и ручными щитами. Для защиты органов зрения щитки и очки должны быть укомплектованы защитными светофильтрами в зависимости от выполняемой работы.

Цехи и участки, где ведутся работы по электродуговой сварке, кислородной резке металлов, относятся к категории Г производства по пожарной и взрывной опасности. Количество огнетушителей и других первичных средств пожаротушения для таких цехов и участков должно выбираться в соответствии с типовыми правилами.

Помещения, в которых выполняются газовая сварка и резка металлов, должны быть построены из элементов конструкции по IV категории противопожарной безопасности (противопожарная стойкость не менее 2 ч).

Места, отведенные для проведения сварочных работ и установки оборудования, должны быть очищены от легковоспламеняющихся материалов в радиусе не менее 5 м. Сварочные работы вне производственного помещения могут производиться только по согласованию с заводской пожарной охраной.

Запрещается производить сварку свежеокрашенных конструкций до полного высыхания краски, сосудов, аппаратов, трубопроводов коммуникаций, находящихся под напряжением, избыточным давлением, заполненных горючими и токсичными материалами.

Сжатые газы, используемые при сварке, содержат в стальных баллонах емкостью 40 л. Хранение, перевозка и эксплуатация баллонов регламентируются специальными правилами.

Находящиеся в эксплуатации баллоны должны подвергаться периодическому освидетельствованию на заводах-изготовителях или на наполнительных станциях. Запрещается эксплуатировать баллоны, у которых истек срок периодического освидетельствования, отсутствуют установленные клейма; окраска и надписи не соответствуют правилам; неисправны вентили; поврежден корпус. Хранение баллонов с кислородом и горючими газами в одном помещении не допускается. Запрещается хранить баллоны в не приспособленных для этого помещениях, а также на расстоянии менее 1 м от отопительных приборов и печей и менее 5 м от источников теплоты с открытым огнем.

Баллоны с насаженными на них башмаками должны храниться в вертикальном положении в специальных гнездах или клетках. Баллоны без башмаков могут храниться в горизонтальном положении на деревянных рамах или стеллажах. Вентили баллонов должны быть обращены в одну сторону. Колпаки следует навернуть на баллоны.

Наполненные баллоны необходимо хранить отдельно от порожних. Баллоны для сжатых газов, сдаваемые потребителями заводам-наполнителям, должны иметь остаточное давление не менее 0,05 МПа, а баллоны для растворенного ацетилена — не менее 0,05 и не более 0,1 МПа. Совместная перевозка кислородных и ацетиленовых баллонов запрещается, за исключением транспортирования двух баллонов на специальной тележке к рабочему месту. Запрещается переноска баллонов на руках без носилок и на плечах. Не допускается бросать баллоны, катать по цеху, переносить, ухватившись за предохранительный колпак.

Меры борьбы с загазованностью и запыленностью воздуха рабочей зоны. Для снижения концентрации вредных веществ на рабочих местах до предельно допустимой концентрации необходимо, прежде всего, применять местные отсосы.

Освещение производственных помещений является одним из важнейших факторов правильной организации труда. Свет влияет на состояние высших психических функций и физиологические процессы в организме. Правильно выполненная система освещения повышает производительность двадцати процентов, уменьшает брак на 20%, снижает количество несчастных случаев на 30%. Работа при сварке может быть отнесена к работам малой точности (к пятому разряду), однако нередко характеристика и разряд работы бывают иными, например при разметке.

Во всех производственных помещениях, в которых пребывают люди, предусмотрено естественное освещение - СНБ 2.04.05-98 “Естественное и искусственное освещение”. Естественное освещение является основным при работах в производственных помещениях с оконными проемами и световыми фонарями. Для ослабления контраста между яркостью дуги, поверхностью стен и оборудованием их следует окрашивать в светлые тона с диффузным (рассеянным) отражением света. Освещенность в рабочей зоне от светильников общего освещения должна быть на участке сварки не менее 50 ЛК при лампах накаливания, а при люминесцентных лампах- 300 ЛК. Уровень освещенности рабочих мест естественным светом не является постоянным, так как он зависит от времени года и суток, состояния атмосферы и т. п.

Общее искусственное освещение производственных помещений, предназначенных для постоянного пребывания людей, должно обеспечиваться разрядными источниками света. Система общего освещения предназначена как для освещения рабочих поверхностей, так и всего помещения в целом. При наличии рабочих поверхностей у стен расстояние от крайнего ряда светильников до стены должно составлять от 0,25 до 0,3 расстояния между светильниками. Совмещенное освещение применяется в производственных зданиях с недостаточным естественным освещением, где недостаток естественного освещения в светлое время суток восполняется искусственным светом.

В производственных помещениях применяют систему общего и комбинированного искусственного освещения (общего и местного освещения). Первая система – система общего освещения предназначена как для освещения рабочих поверхностей, так и всего помещения в целом. В системе общего освещения принято различать два способа размещения светильников: равномерное и локализованное. Равномерный способ предполагает равные расстояния между светильниками в каждом ряду и между рядами. В системе общего локализованного освещения положение каждого светильника определяется соображениями выбора наиболее выгодного направления светового потока и устранение теней на освещенном рабочем месте, т.е. целиком зависит от расположения оборудования.

Равномерное расположение светильников общего освещения применяется обычно в тех случаях, когда необходимо обеспечить одинаковые условия освещения по всей площади помещения, а локализованное- при необходимости дополнительного подсвета отдельных участков освещаемого помещения, если эти участки достаточно велики по площади или по условиям работы в них невозможно устройство местного освещения

Воздухоприемники должны быть максимально приближены к источнику вредных выделений, поскольку скорость движения воздуха при удалении от всасывающего отверстия падает обратно пропорционально квадрату расстояний.

При полуавтоматической сварке в среде СО₂ небольших деталей на стационарных рабочих местах рекомендуется принять следующее устройство:

— панели равномерного всасывания;

— столы с подвижным укрытием и со встроенным местным отсосом;

— столы для сварщика с встроенным (верхним и нижнем) отсосом и др.