مقدمه
به منظور جلوگيري از ضايعات، افزايش بهره وري در واحدهاي توليدي و خدماتي، جلب رضايت خاطر مشتريان داخلي و خارجي و افزايش صادرات، ايجاب مي‌كند تا شركتها و كارخانجات كنترل كيفيت را توليد كالا و خدمات خود لحاظ كرده و روز به روز سطح آن را افزايش دهند. براي افزايش سطح كنترل كيفيت لازم است كه از طريق وضع كنترلها و بازرسيهاي متناوب و سختگيرانه در راستاي اين امر اقدام شود.

براي كنترل كيفيت فرايند توليد در طي زمان و اينكه آيا فرايند تحت كنترل است يا خير؟ مي‌توان از S.P.C و خصوصاً از ابزار نمودارهاي كنترلي SPC استفاده كرد.
همچنين براي اخذ تصميمات مختلف در طول فرايند توليد از سيستمهاي اندازه گيري كه به عنوان ابزار دقيق (Gauge) معروف هستند استفاده مي‌شود. اگر چه اغلب واحدهاي توليدي از انواع مختلف سيستمهاي اندازه گيري استفاده مي‌كنند ولي متأسفانه از تحت كنترل بدون و يا با صلاحيت بودن (كارايي) آنها اطلاع كمي دارند و بطور كلي از ميزان نوسانات مربوط به علل خاص و علل عام در فرايند اندازه گيري هيچگونه اطلاعي در دست نبوده و مسئولان همچنان از وسايل اندازه گيري (ابزار دقيق) با اين فرض كه اين وسايل كارشان را دقيق انجام مي‌دهند، استفاده مي‌كنند.

در اينجا مبحثي به نام تجزيه و تحليل سيستمهاي اندازه گيري (M.S.A) مطرح مي‌شود كه هدف آن ارائه دستورالعملهايي است كه به مهندسان و مسئولان سيستمهاي اندازه گيري كمك كند تا با تدوين رويه‌هايي، كيفيت سيستم اندازه گيري را تعيين كند.

معرفي محل كارآموزي
شركت صنعتي مددرويان در آدرس ميدان بسيج، جاده خاوران كيلومتر ۴۶، شهرك صنعتي عباس آباد، خيابان خليج فارس، خيابان آبنوس، نبش تقاطع چهارم واقع شده است.
مساحت زمين شركت ۱۳ هكتار است كه سالنهاي توليد و مونتاژ هر كدام ۲۲۰۰۰ متر مربع مساحت دارند.

ابتداي شروع فعاليت آن به سال ۱۳۶۰ مي‌رسد و آقايان علي خندان و عزيز ا.. لواساني مديران شركت مي‌باشند.
همچنين شركت گواهينامه A ساپكو را دارا و همچنين گواهينامه QM2000 – IS0100-2002, IS09001 در اختيار دارد.

پرسنل شاغل در آن شامل : ۱۷۰ نفر اپراتور ۱۲ نفر كنترل كيفيت ۵ نفر تداركات، نفر فني مهندسي، ۶ نفر برنامه ريزي و ۱۱ نفر نفر امور مالي مي‌باشد.
فعاليت عمده اين شركت توليد جكهاي پيكان، پرايد، پژو، مزدا و غيره … مي‌باشد و همچنين توليد قطعات مورد نياز خودرو مانند : حافظ ستون پرايد، لولاي درب موتور سمند، ميله در موتور مزدا، براكت چراغ پرايد، لوله بوستر نيسان و درب باك پرايد. در اين شركت انجام مي‌شود و ظرفيت توليد انواع جك ۱ ميليون عدد و واشر مندل ۱۰۰ هزار و براكت چراغ ۱۰۰ هزار عدد در سال مي‌باشد.

برخي از دستگاه‌هاي مورد استفاده در اين شركت را مي‌توان به ترتيب ذيل نام برد :
پرس ضربه‌اي از ۶ الي ۱۲۰ تن ۱۷ عدد ـ پرس هيدروليك ۶۰ و ۱۲۰ تن هر كدام يك عدد دستگاه رولينگ: ۲ عدد ـ دريل ۴ عدد ـ پرس جوش ۲ عدد ـ دستگاه تراش ۳ عدد ـ دستگاه تراپل ۱ عدد ـ پرچ دستي ۴ عدد ـ جوش CO2 ـ خط شستشو با ۵ حوضچه ـ دستگاه رنگ الكترواستاتيك

شركت صنعتي مدد رويان
نمودار سازماني مشاغل شركت صنعتي مدد رويان

در اينجا ما به دو مبحث كيفي M.S.A و S.P.C به صورت خلاصه و گزارشي اكتفا مي‌كنيم.

تجزيه و تحليل سيستمهاي اندازه‌گيري (M.S.A)
هدف: شناخت انواع نوسانات در فرايند اندازه‌گيري مرتبط با عكس‌العملهايي كه سيستم اندازه‌گيري با عوامل محيطي خود داشته و با توجه به اين نوسانات از قابل اعتماد بودن نتايج حاصل از اندازه‌گيري اطمينان حاصل شود.

دامنة كار: ابزارهاي بازرسي ـ نيروي انساني مرتبط
شرايط اوليه انجام روش: مدير كنترل كيفيت كه مسئوليت اجرايي اين روش را بر عهده دارد بايد:
۱ـ مشخصه مورد اندازه‌گيري را مطابق برنامه كنترل محصول توليدي انتخاب كند.
۲ـ انتخاب ويژگي آماري (خطايي) كه بايد مورد بررسي قرار گيرد.
۳ـ تعداد بازرسي‌ها، قطعات معيوب و دفعات اندازه‌گيري را تعيين كند.

۴ـ مسئول انجام اندازه‌گيري را انتخاب كند.
۵ـ كاليبره بودن تجهيزات اندازه‌گيري اطمينان داشته باشد.
۶ـ از ابزاري با دقت حداقل ۱۰ برابر دقت تلرانس مشخصه مورد بررسي استفاده كند.

۷ـ جمع‌آوري اطلاعات تحت شرايط اندازه‌گيري كور يعني توسط فردي كه نمي‌تواند سيستم اندازه‌گيري در حال ارزيابي است انجام شود.
مراحل انجام روش M.S.A كه در اين گزارش ارائه شده است به ترتيب شامل:‌
تعيين توانايي ابزار اندازه‌گيري (cg, cgk) تعيين ثبات ابزار اندازه‌گيري، تعيين ارتباط خطي ابزار اندازه‌گيري، آناليز سيستم اندازه‌گيري داده‌هاي كمي و آناليز سيستم اندازه‌گيري داده‌هاي وصفي مي‌باشد.

توانايي ابزار اندازه‌گيري Capability of Gouge (cg)
ابتدا براي هر ابزار و هر موقعيت اندازه‌گيري بايد توانايي ابزار اندازه‌گيري محاسبه شود تا ملاحظه شود كه آيا ابزار صلاحيت (توانايي) حداقلي كه مورد پذيرش شركت است يعني عدد يك را داراست يا خير؟‌
براي محاسبه cg,cgk كه همانند cp,cpk تفسير مي‌شود به ترتيب ذيل عمل مي‌كنيم:‌
۱ـ ابتدا قطعه‌اي كه اندازه‌اش را داريم به عنوان مرجع انتخاب مي‌كنيم ( )
۲ـ ۵۰ـ۲۵ بار قطعه مرجع اندازه‌گيري مي‌شود و در هر بار اندازه‌گيري قطعه را روي زمين گذاشته و سپس برمي‌داريم.
۳ـ نتايج را ثبت كرده و سپس نمودار روند را براي تأييد تصادفي بودن مشاهدات رسم مي‌كنيم.
۴ـ مقادير Sg, Xg را بصورت مقابل محاسبه مي‌كنيم.

۵ـ محاسبه تمايل (Bios)

۶ـ شاخص‌هاي توانايي ابزار (cg, cgk) را از جدول زير محاسبه مي‌كنيم.
براساس حدود فرايند براساس حدود تلرانس

۳۳/۱ ۱ حداقل معيار پذيرش

۷ـ مقايسه نتيجه با حداقل معيار پذيرش: در صورتي كه نتيجه كمتر از حداقل معيار پذيرش نباشد، توانايي ابزار تأييد مي‌شود در غيراينصورت، ابزار اندازه‌گيري صلاحيت ندارد.
(مثالها مشاهده مي‌شود)
تعيين ثبات (Stability)

براي يك موقعيت اندازه‌گيري از هر ابزار يك مرحله ثبات كه شامل بررسي دقت و صحت ابزار اندازه‌گيري در طي زمان است، انجام مي‌گيرد. اندازه‌گيري براي (بررسي) ثبات سيستم اندازه‌گيري، قطعه مرجع (شبيه قطعات توليدي) را با استفاده از همان وسيله اندازه‌گيري كه بايد ثبات آن بررسي گردد، اندازه‌گيري كنند. اين كار به مدت ۲۵ روز كاري و در هر روز ۳ تا ۵ نوبت قطعه‌ اندازه‌گيري و سوابق در فرم نمودار كنترلي ثبت مي‌گردد.

با رسم نمودارهاي براي داده‌هاي بدست آمده، در صورت تحت كنترل بودن اين نمودار، به عنوان نمودار مبنا تلقي شده و از حدود آنها براي بررسي ثبات فرايند اندازه‌گيري استفاده مي‌شود، در غير اينصورت نياز به اقدام اصلاحي براي برقراري ثبات داريم.

همچنين با شناسايي حالتهاي خارج از كنترل و علل آن و حذف حالتهاي خارج از كنترل شرايط ثبات برقرار مي‌شود. علل خارج از كنترل بودن معمولاً نشان از تغيير در قطعه مرجع يا تغيير در فرايند است كه نياز به اصلاح دارد.

نمودار x، تغييرات تمايل سيستم اندازه‌گيري در طي زمان و نمودار R، تغييرات دقت سيستم اندازه‌گيري در طي زمان را مي‌رسانند، بديهي است كه هرچه R در طي زمان كاهش يابد، نشان دهنده دقت بيشتر و بهبود سيستم اندازه‌گيري مي‌باشد.
در ضمن حدود كنترل نمودار به صورت ذيل محاسبه مي‌شود:‌
و
و
در خصوص تناوب نمونه‌برداري كه اگر توليد محموله‌اي است، اندازه گيري پس از توليد كامل هر محموله انجام شود. همچنين هنگام استفاده از يك ابزار جديد اندازه‌گيري، بايد فواصل اندازه‌گيري كوتاه‌تر باشد تا زماني كه ابزار اندازه‌گيري به مدت چند ماه از ثبات برخوردار باشد آن ابزار قابل قبول است. و در آخر اندازه‌گيري قطعه مرجع در زمانهاي متفاوت و كاملاً تصادفي انجام شود.
(مثالها مشاهده شود)

تعيين ارتباط خطي (Linearity)
در اين قسمت لازم است براي هر ابزار اندازه‌گيري يكبار ارتباط خطي آن اندازه‌گيري شود تا مقدار تمايل اندازه‌گيري در كل محدوده كاربرد آن محاسبه نماييم. ابزاري مورد قبول است كه تفاوت در تمايل اندازه‌هاي بدست آمده در طول محدودة كاربرد اندازه‌گيري خط راست ايجاد كند در غير اينصورت غيرقابل قبول مي‌باشد.
در حقيقت نمودار ارتباط خطي شامل اندازه واقعي (محور افقي) و ميانگين تمايل‌ها (محور عمودي) مي‌باشد.

روش محاسبه ارتباط خطي
۱) ۵ قطعه را كه اندازة آنها كل محدودة مورد استفاده ابزار اندازه‌گيري را مي‌پوشاند را به شكل تصادفي انتخاب كنيم (فواصل قطعات مساوي باشد) بعنوان مثا اگر كوليس mm200 باشد ۵ قطعه مرجع ۴۰،‌ ۸۰، ۱۲۰، ۱۶۰ و ۲۰۰ ميليمتري را انتخاب مي‌كنيم (۵n=)
2) اندازه واقعي هر يك از اين قطعات را از طريق اندازه‌گيري با يك ابزار اندازه‌گيري دقيق‌تر بدست مي‌آوريم.
۳) هر يك از اين قطعات را ۱۲ بار توسط فردي كه معمولاً قطعات را در فرايند اندازه‌گيري مي‌كند، اندازه‌گيري مي‌كنيم.
۴) مقدار تمايل هر قطعه را براي هر بار اندازه‌گيري بدست مي‌آوريم.

اندازه مرجع – ميانگين = تمايل
۵) ميانگين تمايل‌ها و اندازه واقعي قطعات را به صورت نمودار ارتباط خطي رسم مي‌كنيم (مقدار تمايل با y و اندازه واقعي قطعه با x نمايش داده مي‌شود).
۶) خطي كه بهترين موقعيت در ميان نقاط ترسيم شده را دارد را با استفاده از روش حداقل مربعات خطا برازش مي‌كنيم.
aشيب خط =

معادله خط برازش شده : Y=ax+b
توجه: هر چه مقدار به عدد يك نزديكتر باشد، بين نقاط ترسيم شده در نمودار، ارتباط خطي بهتري برقرار است. (مقادير بالاتر از ۷/۰ مناسب است)
توجه: هر چه درصد خطي بودن به صفر نزديكتر باشد، شيب خط كمتر است (تمايل و تفاوت كلي ديده مي‌شود) = درصد خطی بودن
اگر سيستم اندازه‌گيري ارتباط غيرخطي داشته باشد بايد در خصوص دلايل زير بررسي لازم انجام گيرد:
۱) كاليبره نشدن دستگاه اندازه‌گيري در محدوده اندازه‌گيري آن

۲) بروز خطا به هنگام جمع‌آوري نمونه‌هاي اصلي
۳) مستهلك شدن دستگاه اندازه‌گيري
۴) بروز برخي مشكلات در طرح مشخصات داخلي دستگاه
توجه: در صورتي كه ابزار اندازه گيري داراي ارتباط خطي نباشد، شايد بتوان از آن ابزار، فقط براي اندازه‌گيري مشخصه‌اي خاص استفاده كرد.
(مثالها مشاهده ‌شود)
آناليز سيستمهاي اندازه‌گيري داده‌هاي كمي
اگر در مرحله‌اي S.P.C براي داده‌هاي كمي انجام شود قبل از آن بايد M.S.A كمي متناسب با آن انجام شود. در غير اينصورت لزومي به بررسي M.S.A براي داده‌هاي كمي نمي‌باشد.
با استفاده از جدول ذيل، پس از تعيين تعداد قطعات و تعداد بازرسيهاي مكرر، نسببت به انجام اندازه‌گيري توسط هر يك از بازرسان / ابزار اقدام و نتايج را در فرم آناليز سيستم اندازه‌گيري داده‌اي كمي ثبت مي‌كنيم.

حداقل تعداد اندازه‌گيري حداقل تعداد قطعه ابزار اندازه‌گيري بازرسي يا اپراتور
۵ ۱۰ ۱ ۱
۳ ۱۵ ۲
۱ ۱
۲
۲ ۱۰ ۲
۳ و بيشتر
۱ يا ۲
۳ و بيشتر ۲
۱ يا ۲
۳ و بيشتر
۳ و بيشتر

در ابتدا لازم است كه به تعريف تكرارپذيري و تكثيرپذيري بپردازيم:
تكرارپذيري (Repeat ability): پراكندگي ناشي از سيستم (بوسيله اندازه‌گيري) به هنگام اندازه‌گيري مكرر قطعات است.
تكثير پذيري (Reproduciability): پراكندگي ناشي از تغيير هر يك از عوامل مؤثر در سيستم اندازه‌گيري (مانند اپراتور اندازه‌گيري،‌ ابزار و …) در هنگام مكرر قطعات است.

ترسيم نمودار دامنه (R) و محاسبه تكرارپذيري
محاسبه دامنه تغييرات مربوط به هر زير گروه (هر قطعه) را براي هر يك از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذيل:
(براي هر قطعه)
محاسبه متوسط دامنه تغييرات را براي هر يك از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذيل:
(براي هر بازرس) تعداد قطعه : n
محاسبه ميانگين كل دامنه تغييرات مطابق فرمول ذيل:
تعداد بازرس / ابزار : m
حدود كنترلي را مطابق فرمولهاي ذيل محاسبه و نسبت به رسم نمودار R براي بازرسان / ابزار اقدام مي‌نمائيم.

d2: از روي جداول به ازاي مقادير m (تعداد تكرار اندازه‌گيري) و g (تعداد قطعه‌ها × تعداد بازرسان) بدست مي‌آيد.

ترسيم نمودار ميانگين ( ) و محاسبه تكثيرپذيري
محاسبه ميانگين اندازه‌هاي مربوط به هر زير گروه (هر قطعه) را براي هر يك از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذيل:
تعداد تكرار اندازه‌گيري : r
محاسبه ميانگين اندازه‌هاي ثبت شده براي هر يك از بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذيل:

محاسبه دامنه تغييرات ميانگين اندازه‌هاي ثبت شده مربوط به بازرسان / ابزار مطابق فرمول ذيل:‌
هاي بازرسان) (بين
محاسبه مقدار خطاي تجديدپذيري (خطاي بازرسين) مطابق فرمول ذيل:‌
d2: از روي جدول به ازاي مقادير m (تعداد بازرس) و ۱g= بدست مي‌آيد:‌

تحليل نمودار دامنه (R)
ـ اگر تمام نقاط در محدوده كنترل باشند، تمامي اپراتورها كار اندازه‌گيري را مشابه يكديگر انجام مي‌دهند.
ـ اگر نتايج كار يك بازرس خارج از حدود كنترل باشد، نشان دهنده اين است كه عملكردش با ساير بازرسان متفاوت است.
ـ اگر نتايج كار هر دو بازرس خارج از حدود كنترل باشد، نشان دهنده اين است كه سيستم اندازه‌گيري به روش عملكرد هر دو نفر حساسيت نشان داده و در اين شرايط آموزش آنها جهت بهبود روش كار ضرورت دارد.

تحليل نمودار ميانگين ( )
در صورتيكه حداقل ۵۰% نقاط خارج از حدود كنترل باشد، نوسان سيستم اندازه‌گيري كمتر از نوسانات فرايند توليد بوده و سيستم قادر به شناسايي نوسانات فرايند مي‌باشد و جهت كنترل مشخصه مورد نظر مناسب است در غير اينصورت نياز به اصلاح دارد.

شاخص R & R%
به منظور تعيين ميزان دقت سيستم اندازه‌گيري بايد انحراف معيار آن محاسبه شود تا بوسيله آن، دامنه نوسانات تعيين شود براي اين كار از R&R استفاده مي‌شود.

در واقع R&R نشان دهنده يك فاصله اطمينان ۹۹% براي دامنه نوسانات سيستم اندازه‌گيري است.
ـ اگر R&R% كمتر از ۲۰% باشد، سيستم اندازه‌گيري قابل قبول است (جهت ابزار جديد حداكثر سطح پذيرش ۱۰% است)‌
ـ اگر R&R% بين ۲۰ تا ۳۰% باشد سيستم اندازه‌گيري مشروط است. پذيرش يا عدم پذيرش سيستم اندازه‌گيري به اهميت فعاليت اندازه‌گيري، هزينه ابزار، هزينه تعميرات، نظر مشتري و غيره بستگي دارد.
ـ اگر R&R% بيش از ۳۰% باشد، سيستم اندازه‌گيري مورد قبول نيست. درصد خطاهاي EV,AV بايد بررسي شده و اقدام اصلاحي انجام شود.
AV% = AV / RF × ۱۰۰% EV% = EV / RF × ۱۰۰%

مقادير RF
الف) اگر براي پارامتر مورد نظر S.P.C اجرا مي‌شود، انحراف معيار فرايند ( ) عنوان مقدار مرجع است.
(براي فاصله اطمينان ۹۹ درصد مقدار ( )
ب) اگر براي پارامتر مورد نظر S.P.C اجرا نمي‌شود و از طرف مشتري، مشخصات فني داده شده است، تلرانس نقشه به جاي RF
ج) اگر از طرف مشتري مشخصات فني داده نشده است و همچنين S.P.C اجرا نمي‌شود از استفاده مي‌شود.

نوسانات قطعه به قطعه (PV)
نوسانهاي قطعه به قطعه در واقع نماينده نوسانهاي واقعي فرايند توليد (پراكندگي قطعات استفاده شده در آزمايش) هستند.
Rp: اختلاف كمترين و بيشترين،‌ ميانگين كل هر قطعه
d2: از روي جدول به ازاي مقادير m (تعداد قطعه) و ۱ g= بدست مي‌آيد.
PV%=PV/RF × ۱۰۰%
اگر در نمودار ،‌ حداقل ۵۰ درصد نقاط خارج از حدود موردنظر باشند آن سيستم اندازه‌گيري مورد قبول است يعني كه سيستم اندازه‌گيري توان تشخيص نوسانهاي طبيعي قطعات را دارد در غير اينصورت خطاي تكرارپذيري آنقدر زياد است كه حتي نوسانهاي قطعات را نيز تشخيص نمي‌دهد. ولي در مورد نمودار R، تحت كنترل بدون نمودار مطلوب مي‌باشد و بيانگر اين است كه بين اپراتورها تكرارپذيري مناسبي وجود دارد.