Разработка методики статистического анализа точности и стабильности процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20

Автор: Желнинская Н.В., Клейменова Н.Л., Игуменова Т.И.

Журнал: Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий @vestnik-vsuet

Рубрика: Фундаментальная и прикладная химия, химическая технология

Статья в выпуске: 2 (64), 2015 года.

Бесплатный доступ

Статистические методы играют важную роль в объективной оценке количественных и качественных характеристик процесса и являются одним из важнейших элементов системы обеспечения качества продукции и всего процесса управления качеством. Для получения качественной продукции необходимо знать реальную точность имеющегося оборудования, определять соответствие точности выбранного технологического процесса заданной точности изделия, оценивать стабильность технологического процесса. Большинство случайных явлений, происходящих в жизни, в частности, в производстве и научных исследованиях, характеризуются наличием большого числа случайных факторов, описывается законом нормального распределения, который является основным во многих практических исследованиях. Современные статистические методы довольно сложны для восприятия и широкого практического использования без углубленной математической подготовки всех участников процесса. Когда известно распределение случайной величины, можно получить все особенности данной партии изделий, определить среднее значение и дисперсию. С помощью статистических методов контроля и управления качеством проведен анализ точности и устойчивости технологического процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20. Оценены числовые характеристики закона распределения контролируемых параметров и определен процент брака исследуемого объекта продукции. Для оценки устойчивости процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20 выбраны контрольные карты Шухарта, использующие количественные данные, карты индивидуальных значений Х и скользящих размахов R. С помощью диаграммы Парето определены причины, влияющие на низкую динамическую вязкость в наибольшей степени. Для анализа низких значений динамической вязкости проведен поиск причин возникновения дефектов при помощи диаграммы Исикавы, которая показывает наиболее типичные факторы изменчивости результатов процесса. Для устранения проблемы рекомендуется модифицировать полимерную композицию углеродными фуллеренами и использовать разработанную методику для производства эпоксидной смолы.

Еще

Эпоксидная смола, анализ, брак, статистические методы

Короткий адрес: https://sciup.org/14040412

IDR: 14040412

Текст научной статьи Разработка методики статистического анализа точности и стабильности процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20

В качестве напольного покрытия используются композиционные материалы на основе эпоксидных смол.

По физико-механическим показателям эпоксидно-диановые смолы должны соответствовать требованиям по ГОСТ 10587- 84 «Смолы эпоксидно-диановые, неотвержден-ные. Технические условия».

Эпоксидная смола ЭД-20 представляет собой прозрачную вязкую жидкость желтоватого цвета без видимых механических включений.

Целью разработки методики статистического анализа точности и стабильности процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20 является возможность контроля и своевременная корректировка технологического процесса. Главная задача – это поиск возможных разновидностей брака и основных причин его возникновения.

Для анализа процесса производства ЭД-20 применялись основные инструменты контроля качества – построение гистограмм распределения значений, контрольных карт Шухарта, диаграммы Парето, диаграммы Исикавы, диаграммы рассеяния.

Анализ гистограммы распределения значения показателя динамической вязкости ЭД-20 показал, что данные подчиняются нормальному закону распределения, но имеется брак, определенный с помощью функции Лапласа и равный 6 % (рисунок 1).

Динамическая вязкость, Па∙с

Рисунок 1. Гистограмма распределения значения показателя динамической вязкости эпоксидной смолы ЭД-20

Для определения статистической управляемости процесса построены ( X-R ) – карты Шухарта, с помощью которых возможно обнаружение отклонений значений характеристик для ЭД-20, вызванные причинами. Контрольные карты основаны на данных выборок и используются для обнаружения вариаций, которые обусловлены неслучайными причинами.

Карты среднего и размахов для ЭД-20 представлены на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2. Контрольная Х - карта по показателю динамическая вязкость для ЭД-20

Номер выборки

Рисунок 3. Контрольная R – карта по показателю динамическая вязкость для ЭД-20

Для поиска причин возникновения дефекта построена причинно-следственная диаграмма, представленная на рисунке 4, которая является одним из методов анализа взаимосвязей между входом процесса и возможными причинами появления отклонений на выходе. Анализ диаграммы Исикавы позволил выявить наиболее важные причины отклонения по данному показателю – это технология, сырье, оборудование и персонал .

Причины появления несоответствий выявлены по диаграмме Парето. Для этого рассчитан интегральный процент, расположив все причины дефекта в порядке убывания значимости.

В таблице 1 перечислены основные причины появления брака, связанного с низкой динамической вязкостью эпоксидной смолы ЭД-20.

Рисунок 4. Диаграмма Исикавы

Причины появления низкой динамической вязкости ЭД-20

Таблица 1

Причины появления низкой динамической вязкости ЭД-20	Количество несоответствий, %	Кумулятивный процент несоответствий, %
Температура при сушке, ^оС	58,8	58,8
Несоответствие нормативной документации	22,6	81,4
Давление	11,3	92,8
Несвоевременная очистка оборудования	4,5	97,3
Недостаточная квалификация персонала	2,3	99,5
прочее	0,5	100

По полученным данным построена диаграмма Парето, изображенная на рисунке 5.

Рисунок 5. Диаграмма Парето по причинам появления низкой динамической вязкости ЭД-20

Таким образом, наиболее существенными причинами появления дефектов при производстве эпоксидной смолы являются: температура при сушке эпоксидной смолы и несоответствие нормативной документации.

Алгоритм методики статистического анализа точности и стабильности процесса производства эпоксидной смолы представлен на рисунке 6.

Начало

Брак установлен

Взаимосвязь существует?

Конец

Наличие особых структур

Разработка рациональных технологических режимов

Выбор вида контрольной карты

Определение контрольных границ и анализ контрольных карт, определение показателя возможностей процесса

Нет

Причинно-следственной диаграммы Исикавы и выявления возможных причин дефектов и брака

— . *

Построение диаграммы рассеяния и проведение корреляционного анализа

Определение видов дефектов и брака объекта с помощью диаграммы Парето

" * --------

Выявление главных причин дефектов и брака с помощью диаграммы Парето

Определение объекта контроля

Сбор экспериментальных данных ▼ "

Оценка числовых характеристик закона распределения контролируемых параметров и процента бракованных изделий

Выявление причин неустойчивости процесса

Разработка корректирующих мероприятий

Рисунок 6. Алгоритм методики статистического анализа точности и устойчивости технологического процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20

Для снижения выпуска бракованной продукции рекомендуется модифицировать полимерную композицию углеродными фуллеренами и использовать методику статистического анализа точности и устойчивости технологического процесса производства ЭД-20, которая позволит рационально повысить качество готового продукта, а также использовать сырье для производства, предотвращая перерасход исходных материалов.

Список литературы Разработка методики статистического анализа точности и стабильности процесса производства эпоксидной смолы ЭД-20

Назина Л.И., Кульнева Н.Г., Клейменова Н.Л. Использование статистических методов анализа для оценки качества сахара-песка//Методы менеджмента качества. 2012. № 9. С. 40-44.
Кульнева Н.Г. и др. Статистическое моделирование при получении и очистке диффузионного сока в свеклосахарном производстве//Вестник Воронежского государственного университета инженерных технологий. 2013. № 1 (55). С. 150-155.
Желнинская Н.В., Леонтьева М.А., Клейменова Н.Л. Улучшение качества композитного материала на основе эпоксидной смолы с использованием углеродных фуллеренов//Системный анализ и моделирование процессов управления качеством в инновационном развитии агропромышленного комплекса: матер. Междунар. науч.-практ. конф. Воронеж, Воронеж: Изд-во ВГУИТ, 2015. С. 237-238.
ГОСТ Р 50779.42-99. Статистические методы. Контрольные карты Шухарта. М.: ИПК Издательство стандартов Публ., 1999. 32 с.
ГОСТ Р 50779.44-2001. Статистические методы. Показатели возможностей процессов. Основные методы расчета. М.: ИПК Издательство стандартов Публ., 2003. 16 с.

Статья научная