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工業(yè)在線SPC統(tǒng)計過程的系統(tǒng)設(shè)計論文
摘要：隨著IATF16949：2016新版的發(fā)布，汽車行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量的要求也越來越高.在其相關(guān)參數(shù)及尺寸的設(shè)計生產(chǎn)過程中，若能采用在線SPC仿真系統(tǒng)對其進行實時有效的控制，對其生產(chǎn)質(zhì)量的提升具有積極的作用。文章對在線SPC統(tǒng)計控制系統(tǒng)的構(gòu)造、設(shè)計實現(xiàn)及其運行效果進行簡單分析，對于汽車零部件生產(chǎn)效率及生產(chǎn)質(zhì)量的提升都具有非常重要的作用。
關(guān)鍵詞：統(tǒng)計過程控制；在線系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)拓撲；數(shù)據(jù)庫技術(shù)
隨著汽車的普遍應(yīng)用，汽車零配件市場也在快速的發(fā)展，除了零部件數(shù)量需求的增大，對于其生產(chǎn)質(zhì)量的要求也在不斷地提升，要保證汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量，保證其能夠滿足客戶的相關(guān)需求，在其生產(chǎn)的過程中，加強生產(chǎn)質(zhì)量的控制，保證其生產(chǎn)質(zhì)量的穩(wěn)定性，并在此基礎(chǔ)上有效地降低低生產(chǎn)成本是非常重要的，要實現(xiàn)這一目標(biāo)，就需要建立起完善的質(zhì)量控制系統(tǒng)，SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用對于提升汽車零配件的生產(chǎn)質(zhì)量具有非常重要的作用，本文就對其建立及應(yīng)用進行簡單分析。
1工業(yè)在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的建立
1.1基礎(chǔ)資料為了對汽車零配件的生產(chǎn)過程進行有效的控制，本次研究中提出的在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)基于LabVIEW和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，開發(fā)的在線SPC系統(tǒng)具有報表查詢、數(shù)據(jù)分析、過程監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)維護、基礎(chǔ)資料設(shè)置等多種功能，并且通過該軟件系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)報表自動生成、質(zhì)量狀況實時監(jiān)控、制程異常自動報警、改善方案建議等功能。1.2工業(yè)在線SPC的網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)本次研究中建立的在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)在運行的過程中，應(yīng)用到了自動錄入、電腦錄入、串口量儀錄入等各種數(shù)據(jù)錄入方式，其控制系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)由多個部分組成，主要有：現(xiàn)場SPC工作站、管理層監(jiān)控工作站、現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集工作站、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器等，對其網(wǎng)絡(luò)拓撲結(jié)構(gòu)進行簡單分析，其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器下設(shè)SPC工作站管理層與SPC工作站公司領(lǐng)導(dǎo)層，系統(tǒng)中的各個單元中的每個工作站中的串口儀器設(shè)備會自動完成各種數(shù)據(jù)的自動采集，將采集到的數(shù)據(jù)傳送至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中，供SPC工作站的管理層及領(lǐng)導(dǎo)層查閱及決策用，應(yīng)用層服務(wù)器中具有各個SPC工作站管理層，用戶可以通過應(yīng)用服務(wù)器來進行SPC工作站管理層各項數(shù)據(jù)信息的查詢，并將其應(yīng)用于實際的控制管理工作中，對于整個控制管理工作具有積極的作用。1.3產(chǎn)品關(guān)鍵質(zhì)量特性的識別建立在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的一個重要的功能就是要對產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量進行有效的控制，產(chǎn)品的關(guān)鍵質(zhì)量特性包含了設(shè)計和過程兩個方面�！白鰧Φ氖�，把事做對”只有選取了正確的產(chǎn)品質(zhì)量特性，而后進行的管控才有意義。關(guān)鍵質(zhì)量特性可以依據(jù)客戶的實際需求及關(guān)鍵設(shè)計參數(shù)進行識別，在具體的質(zhì)量識別特性設(shè)計過程中，還需要參照DFMEA、PFMEA及產(chǎn)品控制計劃等文件來進行確定，這對于控制系統(tǒng)的工作效率及工作質(zhì)量具有非常重要的影響。
2在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的實現(xiàn)
2.1數(shù)據(jù)的輸入工業(yè)在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸入方式有：自動錄入、電腦錄入、串口量儀錄入。常用的串口量儀有：數(shù)顯游標(biāo)卡尺與數(shù)顯三爪千分尺，再通過連接應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)的47.61046接口線來進行數(shù)據(jù)的錄入，也可以應(yīng)用RS232來實現(xiàn)單通道模式的轉(zhuǎn)換并顯示數(shù)值。在實際的工作過程中，在對零部件的關(guān)鍵尺寸進行測量時，由現(xiàn)場的操作人員應(yīng)用帶有串口的RS232數(shù)據(jù)接口的游標(biāo)卡尺及內(nèi)徑三爪來進行測量，測量所得的結(jié)果會通過一定的傳輸方式傳送至SPC的處理機上，SPC處理機會對相關(guān)的數(shù)據(jù)進行有效的分析，能夠成功實現(xiàn)零部件的在線測量、相關(guān)數(shù)據(jù)的傳輸以及數(shù)據(jù)分析的一體化。2.2數(shù)據(jù)分析以及運行過程中的異常反饋在對零部件進行質(zhì)量特性識別之后，要依據(jù)相關(guān)的識別結(jié)果來進行在線SPC系統(tǒng)的控制圖的選擇及實現(xiàn)，對質(zhì)量關(guān)鍵點進行實施的測量與監(jiān)控，實時監(jiān)測其是否發(fā)生異常。一旦管制圖的點觸發(fā)八大判異，如：管制點超出控制界限，系統(tǒng)的界面上將該點標(biāo)紅顯示，同時界面上的報警按鈕閃動，同時系統(tǒng)自動的通過郵件的形式將系統(tǒng)中出現(xiàn)的異常情況向過程工程師、設(shè)計工程師以及管理人員進行反饋，同時給出相應(yīng)的處理建議方案。該系統(tǒng)的實現(xiàn)能再故障發(fā)生前提前預(yù)警，相關(guān)人員對異常進行判斷處理，采用相應(yīng)的對策，從而保證生產(chǎn)過程質(zhì)量。2.3系統(tǒng)中異常情況的處理方法如果在線控制系統(tǒng)在運行的過程中，發(fā)現(xiàn)了零部件生產(chǎn)過程中出現(xiàn)了異常情況，制造人員以及相關(guān)的質(zhì)量監(jiān)督管理人員，應(yīng)該立即的異常情況產(chǎn)生的原因進行有效分析，對于八大判異的不同情況，尋找制程異常的原因，處理并消除異常，消除后重新將系統(tǒng)導(dǎo)入制程。同時將異常的原因記入過程生產(chǎn)記錄簿并寫入SOP防止異常再次發(fā)生。2.4在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的運行效果本文選取一個簡單的控制實例來對其運行效果進行簡單分析，某汽車零部件的SPC系統(tǒng)零部件的基礎(chǔ)資料為：數(shù)據(jù)精度值為4，控制圖分區(qū)為：A，B，C，百分?jǐn)?shù)顯示精度為：2，顏色設(shè)置為：A區(qū)：紅色，B區(qū)：黃色，C區(qū)：綠色，層別信息為：生產(chǎn)日期、設(shè)備、零件號、過程變化、單元、操作人員、備注、班次、班產(chǎn)量。其缺陷項目只要有：（1）鑄造，尺寸超差、少肉、砂眼、氣紋、毛坯生銹、漏氣、冷隔、孔偏、多肉、材質(zhì)問題；（2）機加工，振紋、臺階、絲錐段、生銹、碰傷、毛刺、法蘭薄、尺寸超差、崩刀、孔偏。異常原因主要表現(xiàn)為：設(shè)備、人為原因、毛坯、量具、檢測、工裝、工藝、輔料、刀具、車間環(huán)境、操作方法。后將控制圖進行八大判異準(zhǔn)則分析，異常點警報并采取相應(yīng)措施。本次研究中所選實例的產(chǎn)品關(guān)鍵特性為法蘭孔內(nèi)徑：規(guī)格范圍為內(nèi)徑φ10.95±0.035mm，抽樣頻率為每兩小時一次，每次抽樣5件，故選用Xbar-R控制圖。質(zhì)量特性為內(nèi)徑：C，代碼為：HG-neijing，規(guī)格類型：雙側(cè)公差，規(guī)格限：10.915-10.985mm，樣本容量：5，計量單位：mm，顯示精度：5，控制圖：Xbar-RChart，控制標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)：3，質(zhì)量特性狀態(tài)：控制階段，LCL：Xbar:10.98546，R:0;CL：Xbar:10.95228.R:0.0575;UCL：Xbar:10.98546，R:0.1217，層別信息：過程變化，生產(chǎn)日期，零件號，單元，操作人員，班次，期望Cpk：Cpk=1.67。通過在線SPC仿真系統(tǒng)對內(nèi)徑為φ10.95±0.035mm的項點進行實時的檢測，繪制得到其Xbar-R控制界面圖（如圖1所示），圖中有一點觸犯規(guī)則6：連續(xù)5點中有4點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外，此時預(yù)警器紅燈閃。同時，系統(tǒng)將該判異點及觸犯規(guī)則起始點標(biāo)紅叉，并通過郵件的形式將異常情況反饋各相關(guān)的工作人員，經(jīng)過對故障原因進行分析檢查，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致該項異常出現(xiàn)的最主要的原因是物料供應(yīng)商的更換，通過對供應(yīng)商來料質(zhì)量的管控，并將新供應(yīng)商管理制度寫進SOP，最終整個生產(chǎn)系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定。通過工業(yè)在線SPC統(tǒng)計過程控制系統(tǒng)的應(yīng)用，汽車零部件的生產(chǎn)過程得到有效監(jiān)控，效率得到了有效提升，利用在線系統(tǒng)將出現(xiàn)過異常處理方法都納入了系統(tǒng)庫，有效地防止不不良再次發(fā)生，具有非常好的應(yīng)用效果。
3結(jié)束語
本文針對工業(yè)在線SPC仿真系統(tǒng)的構(gòu)建、設(shè)計與應(yīng)用進行了簡單分析，通過該系統(tǒng)能較好的實現(xiàn)工業(yè)連續(xù)制造過程生產(chǎn)質(zhì)量的監(jiān)控，通過管制圖的繪制與判定在不良趨勢產(chǎn)生前就預(yù)警，能提高產(chǎn)品的一次合格率從而提高生產(chǎn)能效。
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