ANALIZA SPOSOBNOSTI MERILNEGA PROCESA V ...Diplomsko delo obravnava analizo sposobnosti merilnega procesa na gumbu nastavitve hitrosti paličnega mešalnika v podjetju BSH Hišni aparati

ANALIZA SPOSOBNOSTI MERILNEGA

PROCESA V PROIZVODNJI PALIČNEGA

MEŠALNIKA Diplomsko delo

Študent: Uroš KLEMŠE

Študijski

program: Visokošolski strokovni študijski program strojništvo

Smer: Proizvodno strojništvo

Mentor: red. prof. dr. Bojan Ačko

Maribor, februar 2014

Univerza v Mariboru – Fakulteta za strojništvo Diplomsko delo

II


III

I Z J A V A

Podpisani Uroš Klemše izjavljam, da:

• je bilo predloženo diplomsko delo opravljeno samostojno pod mentorstvom red.

prof. dr. Bojana Ačka;

• predloženo diplomsko delo v celoti ali v delih ni bilo predloženo za pridobitev

kakršnekoli izobrazbe na drugi fakulteti ali univerzi;

• soglašam z javno dostopnostjo diplomskega dela v Knjižnici tehniških fakultet

Univerze v Mariboru.

Maribor, 17.1.2014 Podpis: ___________________________


IV

ZAHVALA

Zahvaljujem se mentorju red. prof. dr. Bojanu

Ačku za pomoč in vodenje pri opravljanju

diplomskega dela. Zahvaljujem se tudi podjetju

BSH hišni aparati, ki mi je omogočilo izvajanje

meritev in uporabo programske opreme.

Posebna zahvala velja staršem, ki so mi

omogočili študij in punci Mojci za veliko

potrpežljivosti.


V

ANALIZA SPOSOBNOSTI MERILNEGA PROCESA V

PROIZVODNJI PALIČNEGA MEŠALNIKA

Ključne besede: merilni proces, meroslovje, merilna negotovost,

sposobnost procesa, kakovost

UDK: 531.76:658.562.3(043.2).

POVZETEK

Diplomsko delo obravnava analizo sposobnosti merilnega procesa na gumbu

nastavitve hitrosti paličnega mešalnika v podjetju BSH Hišni aparati d.o.o. Nazarje.

Opisani so koraki kontrole paličnega mešalnika skozi celotno proizvodnjo, nadaljuje

pa se z analizo in postopki, s katerimi želimo merilni proces izboljšati ter zmanjšati

pogreške merilca. Najprej je bilo potrebno prepoznati vzroke pogreškov merilca,

nato pa z vpeljavo namenskih merilnih pripomočkov in kalibrov tudi v praksi

izboljšati merilni proces.


VI

MEASURING SYSTEM ANALYSIS IN THE PROCESS OF

HAND BLENDER PRODUCTION

Key words: measuring process, metrology, measurement uncertainty,

process capability, quality

UDK: 531.76:658.562.3(043.2).

ABSTRACT

This diploma thesis discusses the analysis of the measuring system of the speed

control button on a hand blender that took place in company BSH Home Appliances

Nazarje. Quality control steps through entire production process were described.

Further on, the analysis and operations which aim to improve measurement process

and reduce operator defect were explained. Firstly, causes for defect were

recognized and later with introduction of measuring attachment and gauges the

measuring process was practically improved.


VII

KAZALO

1 UVOD ............................................................................................................................ 1

1.1 OPIS PROBLEMA ......................................................................................................... 1

1.2 CILJI IN TEZE ............................................................................................................... 1

1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE DIPLOMSKEGA DELA ....................................... 2

1.4 PREDVIDENE METODE ............................................................................................. 2

2 BSH HIŠNI APARATI NAZARJE ............................................................................. 3

2.1 PREDSTAVITEV PODJETJA BSH HIŠNI APARATI D.O.O. ...................................... 3

2.2 ORGANIZACIJA PODJETJA ....................................................................................... 5

2.3 ORGANIZACIJA ODDELKA KONTROLA KAKOVOSTI ........................................ 6

3 OSNOVE MEROSLOVJA .......................................................................................... 8

3.1 POJMI MERJENJA ........................................................................................................ 8

3.2 KATEGORIJE MEROSLOVJA .................................................................................. 11

3.3 MEDNARODNI SISTEM ENOT SI ............................................................................ 12

4 ANALIZA MERILNIH SISTEMOV (MSA) IN MERILNA NEGOTOVOST .... 13

4.1 ANALIZA MERILNIH SISTEMOV ........................................................................... 13

4.2 POVEZAVA S STANDARDOM KAKOVOSTI ........................................................ 13

4.3 KAZALCI KAKOVOSTI MERILNEGA SISTEMA .................................................. 14

4.4 MERILNA NEGOTOVOST ........................................................................................ 18

5 PROCES KONTROLE V PROIZVODNJI PALIČNEGA MEŠALNIKA .......... 22

5.1 OPIS PALIČNEGA MEŠALNIKA ............................................................................. 22

5.2 VHODNA KONTROLA .............................................................................................. 23

5.3 PROIZVODNA LINIJA ............................................................................................... 23

5.4 KONČNA PRESOJA APARATOV ............................................................................ 25

6 MSA NA GUMBU PALIČNEGA MEŠALNIKA ................................................... 27

6.1 OPIS IZDELKA ........................................................................................................... 27

6.2 IZBIRA DIMENZIJ ZA IZDELAVO MSA ................................................................ 28

6.3 TRENUTNO STANJE ................................................................................................. 28

6.4 PREDLOGI IZBOLJŠAV ............................................................................................ 32

6.5 IZBOLJŠANO STANJE .............................................................................................. 33


VIII

6.6 PREDLOG OPTIMIZACIJE ....................................................................................... 36

6.7 OPTIMIRANO STANJE .............................................................................................. 37

7 DISKUSIJA ................................................................................................................. 39

8 SKLEP ......................................................................................................................... 41

9 VIRI, LITERATURA ................................................................................................ 42

10 SEZNAM SLIK .......................................................................................................... 43

11 SEZNAM TABEL ...................................................................................................... 44

12 PRILOGE .................................................................................................................... 45


IX

UPORABLJENI SIMBOLI

k - Faktor širitve

P - Verjetnost, da je izmerjena veličina v določenem intervalu

s - Eksperimentalni standardni odmik

U - Razširjena merilna negotovost

u - Standardna merilna negotovost

x - Aritmetična srednja vrednost zmerjenih veličin

xn - Izmerjena vrednost

σ - Standardni odmik


X

UPORABLJENE KRATICE

8D - Poročilo, ki ga dobavitelj izpolni ob reklamaciji

ABS - Akrilonitril-butadien stirel

APQP - Advanced Product Quality Planning

BSH - Bosch Siemens Hausgeräte

CTS - Kritično glede varnosti (Critical To Safety)

FMEA - Failure Mode and Effects Analysis

MK22 - Skupina aparatov za pripravo hrane Bosch

MSA - Measuring System Analysis

MSM6S - Skupina paličnih mešalnikov Bosch

PA - Product Audit

PEP - Proces razvoja izdelka (Produkt Entwicklung Prozess)

PKP - Plan kontrole in preskušanja

POM - Polioksimetilen

QFD - Quality Of Design

QM - Quality Management

RUN IN - Dnevni test v sklopu izvajanje presoje aparatov

SAP - Informacijski sistem

SI - Mednarodni sistem enot

SPC - Statistical Process Control


- 1 -

1 UVOD

1.1 OPIS PROBLEMA

V diplomski nalogi bomo analizirali merilni proces na vrtljivem gumbu paličnega

mešalnika. Nadzor nad to komponento nam zagotavlja zahtevan moment zavrtitve

vrtljivega gumba. V primeru odstopanja uporabnik zazna to kot trše vrtenje gumba ali celo

kot onemogočeno funkcijo izbire hitrostjo obdelave živil.

Pod drobnogled bomo vzeli dolžinsko mero, ki lahko v primeru že manjših odstopanj

direktno vpliva na povečan moment vrtenja gumba.

1.2 CILJI IN TEZE

Namen diplomskega dela je zmanjšati vpliv pogreška merilca z vpeljavo namenskih

merilnih pripomočkov in priprav.

Cilji:

- prepoznati dimenzije, ki vplivajo za zgoraj opisani problem;

- izdelati tolerančno verigo v ujemih teh dimenzijah;

- analizirati merilni proces pri uporabi obstoječe merilne metode;

- izdelati in integrirati namenske merilne pripomočke in priprave;

- ponovno analizirat merilni proces po vpeljavi namenskih merilnih pripomočkov.

Teze:

- če hočemo prepoznati variacijo procesa, moramo ovrednotiti in upoštevati merilno

negotovost;

- z namenski merilnimi pripomočki bomo izboljšali merilni proces za minimalno

20%;


- 2 -

- meritve merilca 1 so primerljive meritvami merilca 2 in merilca 3. Med merilci

ne bo signifikantnih odstopanj;

- oznaka mesta oz. točke meritve na načrtu in drugi dokumentaciji vpliva na

primerljivost meritev.

1.3 PREDPOSTAVKE IN OMEJITVE DIPLOMSKEGA DELA

Predpostavljamo, da bomo v analizi obstoječega stanja ugotovili, da pogreški merilca

v nedovoljenem obsegu vplivajo na merilne rezultate.

Omejili se bomo na meritve ene dimenzije na kosu. Število izdelka bo 10 kosov

(populacija vsebuje vsa gnezda v orodju za plastiko), merilci bodo trije, vsak merilec pa bo

meritev ponovil 2-krat v naključnem vrstnem redu.

1.4 PREDVIDENE METODE

Na začetku diplome na osnovi študija literature ter spletnih in ostalih virov definiram

teoretične osnove. Sledi opis podjetja BSH Hišni aparati d.o.o. Nazarje in postopka

kontrole v proizvodnji paličnega mešalnika, vse od vhodne kontrole do zaključnega

statističnega pregleda končnega aparata. Jedro naloge predstavlja analiza merilnega

procesa v vhodni kontroli na primeru gumba nastavitve hitrosti paličnega mešalnika.

Deskriptivna metoda teoretičnega dela: pomagali si bomo z domačimi in tujimi viri

iz različnih medijev ter internimi viri podjetja.

V okviru analitičnega pristopa bomo uporabili metodo analize, kjer bomo opredelili

vzorec in način vzorčenja. Za aplikacijo klasičnih statističnih metod bomo uporabili

različno programsko opremo za obdelavo in analizo dobljenih podatkov.


- 3 -

2 BSH HIŠNI APARATI NAZARJE

2.1 PREDSTAVITEV PODJETJA BSH HIŠNI APARATI d.o.o.

Bosch and Siemens Home Appliances Group je mednarodna skupina podjetij, katere

razvojno in proizvodno mrežo sestavlja 42 tovarn v 13 državah. Družba izdeluje visoko

kakovostne gospodinjske aparate, ki jih trži po vsem svetu. Skupina BSH, v kateri je

zaposlenih okoli 45.000 ljudi, ustvari 9,1 milijarde evrov prihodka. S tem se uvršča med tri

vodilne družbe v svoji panogi, na zahodnoevropskem trgu pa prepričljivo vodi. Skupina

BSH je v Sloveniji navzoča od leta 1993, ko je v Nazarjah prevzela proizvodnjo malih

gospodinjskih aparatov na motorni pogon [16].

Tovarna BSH Hišni aparati d.o.o. se nahaja v Nazarjah v Zgornji Savinjski dolini. Na

tej lokaciji se od leta 1974 izdelujejo mali gospodinjski aparati na motorni pogon. Danes

poleg le-teh proizvodnja obsega tudi aparate za pripravo hrane in napitkov. Na leto tovarna

izdela skupno okoli 7 milijonov aparatov [14].

Slika 2.1: BSH Hišni aparati Nazarje [7].


- 4 -

V zadnjem desetletju se je tovarna iz proizvodnega obrata razvila v sodoben center

za razvoj in proizvodnjo vseh motoričnih malih gospodinjskih aparatov za pripravo hrane

ter tehnološko zahtevnejših termičnih aparatov za pripravo napitkov z višjo dodano

vrednostjo. Vključena je v razvojno in produktno mrežo skupine BSH in zanjo veljajo

enake smernice in standardi kot za vse ostale proizvodne lokacije znotraj skupine. Izdelki,

razviti in proizvedeni v Nazarjah, se na svetovnem trgu pojavljajo pod blagovnimi

znamkami Bosch, Siemens in Ufesa [14].

Slika 2.2: Proizvodni program podjetja [15].

Z namenom zagotoviti odličnost poslovanja je bil leta 1996 v podjetju razvit sistem

zagotavljanja kakovosti ISO 9001 (08/94). V letu 2002 smo v podjetju nadgradili sistem

zagotavljanja kakovosti s pridobljenim standardom ISO 9001: 2000, v letu 2011 pa se je

izvedla ponovna recertifikacija, s tem pa smo pridobili certifikat ISO 9001: 2008 [14].


- 5 -

2.2 ORGANIZACIJA PODJETJA

PRODAJA / MARKETING

GOSPODARJENJE TEHNIČNO PODROČJE

Razvoj aparatov za prip. hrane

Razvoj aparatov za

prip. napitkov

Razvoj Tassimo Slovenija

Aprobacije

Tovarna CP Nazarje

Servis

Pravna služba

Marketing

Prodaja

Finance

Gospodarje. tovarne

Kadri

Gospodarje. prodaje

Proizvodnja

Oskrbovalna veriga

Upravljanje kakovosti

Industrijski inženiring

Varstvo okolja

VODSTVO PODJETJA BSH-SLO

Slika 2.3: Organizacijska shema podjetja [6].


- 6 -

2.3 ORGANIZACIJA ODDELKA KONTROLA KAKOVOSTI

Oddelek Upravljanje kakovosti je del tehničnega področja organizacijske sheme

podjetja BSH Hišni aparati.

Aparati za pripravo napitkov

Aparati za pripravo

hrane

Administracija

UPRAVLJANJE KAKOVOSTI /QM

Tehnologija kakovosti za

razvoj aparatov

Kakovost na tržišču

QM sistem

6 Sigma

Končna presoja

aparatov PA

Delo z dobavitelji

Končna presoja

aparatov PA

Delo z dobavitelji

Tehnologija kakovosti za

razvoj aparatov

Slika 2.4: Organizacijska shema oddelka Kontrola kakovosti [6].

Oddelek Upravljanje kakovosti se v grobem deli na pododdelke:

• Aparati za pripravo napitkov,

• Aparati za pripravo hrane.

Vsak od teh pododdelkov pa se deli na:

• Tehnologija kakovosti za razvoj aparatov,

• Končna presoja aparatov (PA),

• Delo z dobavitelji.


- 7 -

Poleg tega so v sklopu oddelka Upravljanja kakovosti še pododdelki:

• Administracija,

• QM sistem,

• Kakovost na tržišču,

• 6 Sigma.

Tehnologija kakovosti za razvoj aparatov

Tehnologija kakovosti je vključena v projektnih timih vse od ideje za nov proizvod,

do redne proizvodnje ter spremljanje stanja na trgu (reklamacije kupcev, analize in ukrepi).

Tehnolog kakovosti, kot član tima, določi cilje na trgu, cilje na vhodni kontroli za

posamezne komponente dobaviteljev, sodeluje pri izbiri dobaviteljev, izdelavi APQP,

izdelavi PKP-jev ter konstruiranju in naročanju merilne opreme. V projektnem timu

aktivno sodeluje pri izvedbi FMEA (sistema, konstrukcije, procesa), QFD, riziko analizah

ter ostalih orodjih razvoja in kakovosti. Tehnolog kakovosti, kot zadnji v procesu potrditve

novega kosa, pregleda in po potrebi z dodatnimi analizami in meritvami potrdi izdelek

(potrditev komponente ali aparata kot končnega proizvoda) in s tem dovoli proizvodnjo le-

tega.

Končna presoja aparatov PA

Kontrolor presoje aparatov, glede na PKP, presoja aparate redne proizvodnje. V

primeru odstopanj poskuša ugotoviti vzrok neskladja ter v primeru večjih odstopanj

zaustavi odpremo aparatov. Spremlja tudi izvedbo korektivnih ukrepov, ki se nanašajo na

ugotovitve pri presoji (8D poročilo).

Delo z dobavitelji

Oddelek Delo z dobavitelji deluje predvsem na relaciji dobavitelj – BSH glede teme

zagotavljanja kakovosti. Med to spada nadzor kakovosti dobaviteljev, izvajanje presoj pri

dobaviteljih, izdelava kontrolnih planov, izdaja reklamacij, skrb nad aktivnostmi iz 8D

poročil.

Kontrolorji vhodne kontrole presojajo vhodni material glede na kontrolni plan,

izdelujejo merilna poročila in operativno izdajajo reklamacije.


- 8 -

3 OSNOVE MEROSLOVJA

Meroslovje (metrologija) je skupek naukov o merjenju. Zajema vse vidike merjenja,

tako praktične kakor teoretične, ne glede na njihovo raven točnosti in ne glede na področje

znanosti in tehnologije [11].

3.1 POJMI MERJENJA

3.1.1 Osnovni pojmi

Merjenje

Je eksperimentalni proces, s katerim določamo posebno vrednost merilne veličine kot

mnogokratnik ali del celote oz. dogovorjene referenčne vrednosti [3].

Statično merjenje

Je merjenje veličine, katere vrednost se med potekom meritve ne spreminja. Beseda

''statično'' se nanaša na merjeno veličino in ne opisuje merilnega postopka [3].

Dinamično merjenje

Je določanje trenutne vrednosti merjene veličine in če je potrebno tudi njenega

časovnega poteka. Beseda''dinamično'' se nanaša na merjeno veličino in ne opisuje

merilnega postopka [3].

Merjena veličina

Je veličina, katere vrednost ugotavljamo pri merjenju. Opisana je z merilnim

rezultatom. Merilni rezultat je vrednost merjene veličine s pogreškom, ki ga dobimo iz

merjenih vrednosti ene merjene veličine ali iz merjenih vrednosti različnih merjenih veličin

s pomočjo predpisanih enoznačnih zvez [3].


- 9 -

Merilna negotovost

Je parameter, ki je povezan z merilnim rezultatom in označuje raztros vrednosti, ki

jih je mogoče upravičeno pripisati merjeni veličini. [2]

Merilni rezultat

Je z merjenjem dobljena vrednost, predpisana merjeni veličini. Popoln merilni

rezultat vsebuje informacijo o merilni negotovosti. [2]

Pogreški, odstopki

Med pogreškom in odstopkom je bistvena razlika. Odstopek pri merjenju je razlika

med izmerjeno in imensko vrednostjo (oz. nastavljeno vrednostjo pri primerjalnih

meritvah). Merilni pogrešek je tisti odstopek merilnega rezultata, ki nastane zaradi

nepravilnosti pri merjenju [22].

3.1.2 Ostali pojmi

Štetje

Je merjenje številčnih veličin. S štetjem ugotavljamo število elementov, ki se

pojavljajo v procesu. Štetje je osnova digitalnih merilnih postopkov za merjenje fizikalnih

veličin. Štejemo lahko tudi posredno s pomočjo merjenja (npr. določanje števila vijakov s

tehtanjem) [3].

Preskušanje

Preskušanje pomeni ugotavljanje, ali kontrolirani predmet (preizkušanec) izpolnjuje

enega ali več dogovorjenih, vnaprej predpisanih ali pričakovanih pogojev, zlasti ali ustreza

vnaprej predpisanim mejam pogreška ali toleranc. Preskušanje ja lahko subjektivno (čutna

zaznava brez merilnega inštrumenta), ali objektivno (s pomočjo merilnega ali kontrolnega

inštrumenta) [5].

Umerjanje

Je skupek opravil, s katerimi ugotavljamo zvezo med vrednostjo vhodne veličine in

vrednostjo izhodne veličine na merilni opremi. Pri merilnih napravah in materializiranih


- 10 -

merah ugotavljamo odstopek izhodne vrednosti od dogovorjene prave vrednosti, ki jo

predstavlja mera etalona [3].

Sledljivost

Je lastnost merila, ki omogoča njegovo navezavo na pripadajoče etalone, v splošnem

mednarodne ali državne, skozi neprekinjeno verigo primerjav [3].

Justiranje

Merilni instrument lahko zaradi staranja, pogoste uporabe ali različnih vplivov okolja

pokaže nepravilne vrednosti. Na podlagi tega mora biti merilni inštrument tako nastavljen,

da je odstopanje, ki ga določi proizvajalec, čim manjše [5].

Pomerjanje

Pomerjanje predstavlja posebno vrsto preizkušanja. Z njim se ugotavlja ali določene

dolžine, koti ali oblike obdelovanca ležijo v področju predpisanih mej, oziroma v katero

smer so le te prekoračene, vendar pa velikosti odstopanja pri tem ne moremo ugotoviti.

Popolno pomerjanje s kalibri zahteva dve materializirani meri, ki ustrezata zgornji in

spodnji skrajni meri [5].

Slika 3.1: Kaliber za kontrolo notranjega premera puše paličnega mešalnika ter

kaliber za zunanji premer zobnik MK22.


- 11 -

3.2 KATEGORIJE MEROSLOVJA

3.2.1 Znanstveno in industrijsko meroslovje

Znanstveno meroslovje: ukvarja se z organizacijo in razvojem etalonov ter njihovim

vzdrževanjem na najvišji ravni; naloga znanstvenega meroslovja je tudi razvoj merilnih

metod in instrumentov [2].

Industrijsko meroslovje: zagotoviti mora ustrezno delovanje merilnih instrumentov v

industriji (v proizvodnih in preskusnih procesih); glavne naloge so izbira merilnih

instrumentov, razvoj merilnih postopkov, zagotavljanje ustreznih merilnih pogojev,

umerjanje in vzdrževanje merilnih instrumentov ter usposabljanje kadra za meritev [2].

Etalon je materializirana mera, merilni instrument, referenčni material ali merilni

sistem, katerega namen je, da definira, realizira, ohranja ali reproducira neko enoto ali eno

ali več znanih vrednosti z namenom, da se s pomočjo primerjave prenese na druga merila.

Etalona ne uporabljamo za merjenje, pač pa kot referenco za ugotavljanje meroslovnih

karakteristik merilnih instrumentov in za nastavljanje referenčnih mer na instrumentu [1].

Dva bistvena pojma v znanstvenem in industrijskem meroslovju:

• Sledljivost: sledljivost meritve dosegamo z neprekinjeno verigo primerjav

(umerjanj), ki morajo zagotoviti primerjavo merilnega rezultata oz. vrednosti

etalona na višji ravni. Ta veriga primerjav se zaključi na najvišji ravni s primarnim

etalonom [1].

• Umerjanje ali kalibracija merilnega instrumenta: je osnovno orodje za

zagotavljanje sledljivosti meritve. Rezultati umerjanja se zapišejo v

poročilo/certifikat o umerjanju/kalibraciji, umerjeni merilni instrument pa se

običajno označi z nalepko, ki vsebuje vsaj datum umerjanja in sklic na

poročilo/certifikat o umerjanju/kalibraciji preko identifikacijske številke [1].

3.2.2 Zakonsko meroslovje

Zakonsko meroslovje zajema vse dejavnosti, za katere so predpisane zakonske

zahteve za merjenje, merske enote, merilne instrumente in metode merjenja. Te dejavnosti


- 12 -

morajo biti s strani ali v imenu državnega organa izvedene, da se zagotovi ustrezna raven

verodostojnosti rezultatov meritev v nacionalnem regulativnem okolju.

To ne velja samo za trgovanje, ampak tudi za zaščito posameznikov in družbe kot

celote (npr. meritve za kazenski pregon, zdravje in varnost).

Zakonsko meroslovje običajno vključuje določbe v zvezi z merskimi enotami, do

rezultatov meritev (npr. predpakirani proizvodi) in merilnih instrumentov. Te določbe

pokrivajo zakonske obveznosti v zvezi z rezultati meritev in merilnih instrumentov, kakor

tudi pravni nadzor, ki se izvaja s strani ali v imenu vlade [18].

3.3 MEDNARODNI SISTEM ENOT SI

Sistem enot SI je zbir definiranih osnovnih in izpeljanih enot določenih veličinskih

sistemov, katerih povezava je možna z enačbami.

Osnovo mednarodnega sistema enot SI predstavlja sedem osnovnih SI enot: meter,

kilogram, sekunda, amper, kelvin, kandela in mol [3].


- 13 -

4 ANALIZA MERILNIH SISTEMOV (MSA) IN MERILNA

NEGOTOVOST

4.1 ANALIZA MERILNIH SISTEMOV

Analiza merilnega sistema (MSA) uporablja znanstvena orodja za določitev

vrednosti skupnega odstopanja merilnega sistema. Cilj metode je ocena veljavnosti sistema

merjenja in zmanjševanja dejavnikov, ki bi lahko pretirano vplivali na točnost podatkov.

[13]

4.2 POVEZAVA S STANDARDOM KAKOVOSTI

4.2.1 ISO 9001:2008

Obvladovanje kontrolnih in merilnih naprav

Organizacija mora identificirati potreben nadzor meritev in merjenja ter nadzorne in

merilne naprave za priskrbo dokazov o skladnosti proizvoda z zahtevami [12].

Organizacija mora vzpostaviti procese, s katerimi zagotovi, da se lahko nadzorovanje

in merjenje izvajata na način, ki je skladen z zahtevami za nadzorovanje in merjenje [12].

4.2.2 ISO TS 16949

Analiza merilnega sistema

Razpršenost rezultatov vseh vrst sistemov merjenja in preskušanja je treba analizirati

s statističnimi preučevanji. Ta zahteva velja za merilne sisteme, navedene v planih

obvladovanja. Analitične metode in uporabljeni kriteriji sprejemljivosti morajo ustrezati

navedbam v odjemalčevih priročnikih za analizo merilnih sistemov. Z odobritvijo

odjemalca se lahko uporabijo tudi druge analitične metode [8].


- 14 -

4.3 KAZALCI KAKOVOSTI MERILNEGA SISTEMA

Kazalci kakovosti merilnega sistema so: [4]

• sistematični pogrešek merila,

• linearnost,

• stabilnost,

• ponovljivost,

• obnovljivost.

4.3.1 Sistematični pogrešek merila

Sistematični pogrešek merila je razlika med srednjo vrednostjo vseh meritev in

referenčno vrednostjo. Referenčna vrednost je lahko določena z izvajanjem več meritev z

natančnejšim merilnim sistemom (vsaj 10 krat natančnejši) [4].

Slika 4.1: Grafični prikaz sistematičnega pogreška merila [13].

4.3.2 Linearnost

Linearnost merilnega območja je stabilnost merilnega sistema po celotnem merilnem

območju [13].

Odraža se kot število pogreškov v merilnem območju merilnega instrumenta. Je tudi

število deviacij glede na idealno premico meritev merilnega instrumenta [19].


- 15 -

Slika 4.2: Linearnost merilnega sistema [4].

4.3.3 Stabilnost

Stabilnost je variacija meritve istega kosa, ki jo izvede ista oseba z istim merilnim

sredstvom skozi daljše časovno obdobje [4].

S stabilnostjo spremljamo spremembo v odvisnosti od časa. Analiziramo jo z

uporabo kontrolnih kart (SPC kontrolne karte) [9].

Slika 4.3: Stabilnost merilnega sistema [9].


- 16 -

4.3.4 Ponovljivost

Ponovljivost pomeni ujemanje rezultatov zaporednih meritev iste merilne veličine

pod enakimi pogoji merjenja. Pogoji merjenja se imenujejo pogoji ponovljivosti in

obsegajo:

• isti merilni postopek,

• istega opazovalca,

• isti merilni instrument, uporabljen pod enakimi pogoji,

• isti kraj,

• ponavljanje v kratkem časovnem obdobju [20].

Ponovljivost se lahko izrazi količinsko z upoštevanjem značilnosti raztrosa merilnih

rezultatov [20].

Slika 4.4: Grafični prikaz ponovljivosti [9].

NEPONOVLJIVO IN

NETOČNO

PONOVLJIVO, VENDAR

NETOČNO

PONOVLJIVO IN TOČNO

Slika 4.5: Prikaz ponovljivosti in točnosti [23].


- 17 -

4.3.5 Obnovljivost

Obnovljivost je variacija meritve istega kosa, ki sta jo opravila dve ali več merilcev

z merilnim sredstvom [4].

Obnovljivost ali reproduktivnost predstavlja zmožnost ujemanja merilnih rezultatov

iste merjene veličine pri spremenjenih merilnih pogojih. Obnovljivost je povezana z

dogovorom o rezultatih poskusov različnih operaterjev, naprav in krajev. Vrednosti

rezultata so primerljive (v različnih poskusih) glede na isti obnovljivi opis poskusa in

postopka, zato je pomembno, da se pri ugotavljanju obnovljivosti navedejo pogoji, ki so

bili spremenjeni. Ti spremenljivi lahko obsegajo: [10]

• merilno načelo,

• merilne metode,

• merilce,

• merilne inštrumente,

• referenčne etalone,

• kraj meritve,

• pogoje uporabe,

• čas meritve [10].

Slika 4.6: Grafični prikaz obnovljivosti [9].


- 18 -

4.4 MERILNA NEGOTOVOST

Ob zavedanju, da so pri vsaki izvedbi meritve prisotni takšni ali drugačni merilni

pogreški, se pri kontroli meril in obdelavi merilnih podatkov upošteva oziroma ugotavlja

tako imenovana merilna negotovost posameznega merila oziroma merilnega sistema. Ta

negotovost meritve poenostavljeno pomeni dvom v veljavnost merilnega rezultata. Po

definiciji je merilna negotovost parameter, ki je povezan z merilnim rezultatom in označuje

raztros vrednosti, ki jih je mogoče upravičeno pripisati merjeni veličini [2].

Vsak merilni instrument ima svoje pripadajoče območje merilne negotovosti in

pogreška meritev. Celo najpreciznejše in najzahtevnejše merilne naprave nam ne morejo

zagotavljati dejanske vrednosti, saj je za takšen podatek potrebno posedovati praktično

neomejeno precizno merilno napravo [10].

Negotovost meritve pomeni dvom v veljavnost merilnega rezultata. Je odraz

pomanjkljivega poznavanja natančne vrednosti merilne veličine. Rezultat meritve je po

korekciji zaradi vpliva določljivih sistematičnih pogreškov še vedno samo ocena vrednosti

merjene veličine, in sicer zaradi negotovosti, ki jo povzročajo naključni pogreški in

nedoločljivi sistematični pogreški [1].

Izraz merilna negotovost ima negativen prizvok, saj želimo predvsem pri preciznih

meritvah biti gotovi, da je merilni rezultat pravilen. Če se torej tej negotovosti (dvomu) iz

že naštetih razlogov ne moremo izogniti, želimo vsaj, da je čim manjša. Majhno

negotovost pa lahko dosežemo samo tako, da dobro obvladujemo vse parametre, ki

vplivajo na merilni rezultat (instrument, merilec, metoda, postopek, merjenec, okolje). Če

nekdo ob merilnem rezultatu ne poda merilne negotovosti, to ne pomeni, da meri absolutno

točno, saj je to nemogoče, pač pa pomeni, da ne obvladuje meritve [1].

Negotovost meritve združuje v splošnem veliko komponent. Nekatere od njih lahko

ovrednotimo s pomočjo statističnih porazdelitev rezultatov serij meritev – označuje jih

eksperimentalni standardni odmik (tip A ovrednotenja negotovosti meritve). Druge

komponente, ki jih prav tako označuje standardni odmik, pa ovrednotimo s pomočjo

predpostavljenih verjetnostnih porazdelitev na osnovi izkušenj ali drugih informacij (tip B

ovrednotenja negotovosti meritve) [1].

Ker je negotovost vedno le ocenjena vrednost in ker moramo nekako določiti stopnjo

zaupanja v to oceno, temelji določanje merilne negotovosti na statistični verjetnosti.

Osnova za izračun raztrosa izmerjenih vrednosti je standardni odmik s. Ploščine odsekov


- 19 -

pod krivuljo verjetnosti predstavljajo verjetnost, da se bo izmerjena vrednost pojavila v

določenem odseku [1].

Slika 4.7: Normalna porazdelitev merilnih podatkov [1].

1

)(1

2

−

−

=

∑=

n

xx

s

n

ii

(4.1)

s - standardni odmik

nxx ...1 - izmerjena vrednost

x - aritmetična srednja vrednost izmerjenih vrednosti

P - verjetnost, da je izmerjena vrednost xi v določenem intervalu

Če to prenesemo v izjavo o merilni negotovosti, lahko ugotovimo naslednje:

• Če je merilna negotovost U=s, bo raven zaupanja v našo izjavo približno 68%, kar

pomeni, da v 32% primerov ne bo držala.

• Če je merilna negotovost U=2s, bo raven zaupanja v našo izjavo približno 95%, in

torej ne bo držala le še v 5% primerov.


- 20 -

• Če je merilna negotovost U=3s, bo raven zaupanja v našo izjavo približno 99,7%,

kar pomeni, da v 1000 primerih ne bo držala le trikrat [1].

4.4.1 Standardna merilna negotovost

Standardna negotovost je negotovost merilnega rezultata, izražena kot standardni

odmik [1].

Standardno negotovost označujemo z malo črko u:

su = (4.2)

s - standardni odmik (enačba 4.2)

Ovrednotimo jo lahko s statistično analizo serije opazovanj ali na osnovi podatkov iz

priročnikov, poročil, certifikatov…[1].

Kadar merilni rezultat ne izhaja iz ponovljenih meritev, se standardna negotovost izračuna

na osnovi domnevne (znanstveno in z izkušnjami) – predpostavljene porazdelitve [21]:

• enakomerna porazdelitev,

• trikotna razporeditev,

• trapezna razporeditev,

• gaussova razporeditev,

• studentova,

• itd.

4.4.2 Razširjena merilna negotovost

Razširjena merilna negotovost je veličina, ki označuje interval okrog merilnega

rezultata, za katerega se lahko pričakuje, da obsega velik delež porazdelitve vrednosti, ki

jih je moč upravičeno pripisati merjeni veličini.

Razširjeno negotovost uporabljamo za komercialno predstavitev naših merilnih

zmogljivosti (točnosti meritev). Standardna negotovost za to ni primerna, ker je raven

zaupanja v izjavo prenizka [1].


- 21 -

ukU ⋅= (4.3)

U - razširjena negotovost

k - faktor širitve

Faktor širitve k izberemo glede na želeno stopnjo zaupanja v izjavo o merilni

negotovosti. Običajno je enak 2 ali 3 (raven zaupanja 95% ali 99,7%) [1].

2=k - za splošno industrijsko prakso, laboratoriji za umerjenje meril

3=k - za posebne primere, ki je zahtevana izjemno visoka stopnja zaupanja

Ko ob merilnem rezultatu navajamo merilno negotovost, bi morali obvezno navesti

tudi faktor širitve k [1].

Slika 4.8: Primer podajanja razširjene merilne negotovosti na kalibracijskem

certifikatu za kontrolne lističe v podjetju BSH Hišni aparati d.o.o..


- 22 -

5 PROCES KONTROLE V PROIZVODNJI PALIČNEGA

MEŠALNIKA

5.1 OPIS PALIČNEGA MEŠALNIKA

Palični mešalnik spada v skupino aparatov za pripravo hrane. Namenjen je za

sekljanje in mešanje živil, kot so izdelava majoneze, mešanje omak in napitkov, izdelavi

otroške hrane, sadja in zelenjave. Za sekljanje in mletje surovih živil (zelišča, česen,

čebula, …) pa se palični mešalnik uporablja v kombinaciji s sekljalnikom.

Slika 5.1: Palični mešalnik MSM6S s sekljalnikom [17].

Pod blagovno znamko BOSCH in SIEMENS podjetje BSH Hišni aparati d.o.o.

izdeluje 5 skupin paličnih mešalnikov v več kot 100 variantah. Variante se med seboj

razlikujejo v designu, barvi, električnih parametrih in tudi pripadajočem priboru. Za

zagotavljanje letne planirane količine proizvodnja poteka na več proizvodnih linijah.

Za skupino aparatov MSM6S je v naslednjih poglavjih opisan postopek kontrole od

oddelka vhodne kontrole do končne presoje gotovega aparata.


- 23 -

5.2 VHODNA KONTROLA

Za vse komponente paličnega mešalnika so kreirani kontrolni plani, po katerem

operater vhodne kontrole prevzema material. Pri tem koristi programsko opremo SAP Q-

modul in merilno opremo (pomična merila, višinsko merilo, kalibre, šablone in namenske

pripomočke). Vsa oprema je metrološko pregledana in označena ter vodena v evidenci

metrologije. Specialni kalibri so z evidenčno številko označeni na spremni dokumentaciji.

Kontrolni plan je narejen na osnovi pripadajoče dokumentacije (načrt, tehnični

predpis), ugotovitev FMEA in preteklih izkušenj (Lesson Learned). Po potrebi se

spreminja glede na morebitno aktualno problematiko.

Namen vhodne kontrole je preprečiti, da na proizvodno linijo pride material, ki ni

skladen z zahtevami in posledično povzroči težave na proizvodni liniji. Velikost vzorca je

odvisna od velikosti dobave ter od pomembnosti dela v nadaljnjem procesu.

Za posamezen palični mešalnik je kreirano od 10 do 15 kontrolnih planov, odvisno

od tipa aparata, za vsak dodaten priključek pa še en dodaten plan. Preverjajo se:

• vizualnost: poudarek na zunanjih delih, ki direktno vplivajo na izgled izdelka,

• dimenzije: SPC in kontrolne kote po načrtu,

• funkcionalnost: pri sklopih se preveri delovanje funkcije.

5.3 PROIZVODNA LINIJA

Za proizvodnjo skupine paličnih mešalnikov MSM6S je ob začetku projekta

postavljena linija PME4 v obliki U-shape. Linija vsebuje 4 delovna mesta sestave, kontrole

in pakiranja. Vsako delovno mesto vsebuje DKP, ki vsebuje parametre montaže in

kontrole.

Vsak aparat je podvržen 100% kontroli na namenskem kontrolnem pultu. Parametri,

ki se 100% kontrolirajo, so:


- 24 -

• električni parametri (moč, vrtljaji) v vseh stopnjah,

• prisotnost morebitnega stalnega vklopa po standardu EN 60335-2-14; točka

20.1031,

• smer vrtenja (levosučno vrtenje).

Slika 5.2: Kontrolni pult paličnega mešalnika MSM6S.

Če aparat ustreza predpisanim zahtevam kontrole, se označi kot dober z lasersko

gravuro napisne tablice s podatki o datumu proizvodnje, tipsko oznako in zakonsko

predpisanimi znaki napisne tablice. Po končani operaciji embaliranja na koncu linije, se

kontrolira še prisotnost sestavnih delov s tehtanjem embalaže kljub temu, da se uporablja

tehnologija Pick To Light.

1 Skladnost se preveri z valjem premera 40mm in polkrožnim koncem. Valj pritisnemo na vklopni

gumb s silo, ki ne presega 5N. Aparat pri tem ne sme delovati.


- 25 -

5.4 KONČNA PRESOJA APARATOV

Končna presoja aparatov se imenuje tudi zaključni statistični pregled aparatov pred

odpremo na trg. Kontrolor vzame embalirane aparate z linije in jih pregleda po planu

kontrole in preskušanja (PKP). Velikost vzorca je določen po smernici glede na to, v kateri

fazi se projekt nahaja glede na PEP.

Osnova za PKP je tehnični predpis aparata. V njem so predpisani vsi standardi,

smernice, zahteve za aparat ter atributivne in numerične karakteristike. Pri kreiranju in

posodobitvi plana se upoštevajo tudi:

• ugotovitve sistemske, konstrukcijske in procesne FMEA.

• izkušnje iz podobnih aparatov iz preteklosti – Lesson Learned.

• informacije s trga.

• rezultati analize vprašalnikov hišnega testiranja na slovenskem in na ciljnem

tržišču,

• kosovnica aparata.

Glavna struktura vseh PKP-jev je:

• kontrola ustreznosti embalaže, pripadajočih navodil za uporabo in kompletnosti po

kosovnici,

• vizualna kontrola površin (po potrebi v svetlobni komori),

• kontrola električnih parametrov (vrtljaji, moči),

• pregled pripadajočih priključkov,

• destruktivni preskusi.

Karakteristike pregleda, ki se direktno ali posredno navezujejo na standard in so bile

v FMEA zaznane kot CTS (Critical To Safety), so podvržene kontroli s povečano

frekvenco pregleda. Te točke so v PKP dodatno označene.

V sklop končne presoje aparatov spada tudi dnevni test (RUN IN). Izvede se test, ki

simulira obremenitev, ki jo stranka dosega pri obdelavi živil. Ta test traja 3-5% predvidene

življenjske dobe aparata. Aparat je s priključkom vpet v pripravi, katera preko pnevmatskih

cilindrov po predpisanem ciklu vklaplja in izklaplja aparat. Kot breme se uporablja


- 26 -

mešanica silikonskega olja in krede. Na enak način se izvaja tudi trajnostni test aparata,

vendar ta test poteka do 100% življenjske dobe aparata. Med testom se spremlja povprečna

moč aparata s priključkom ter temperatura na površju ali v notranjosti aparata (s sondo tipa

K).

Slika 5.3: Prikaz paličnega mešalnika med dnevnim testom.


- 27 -

6 MSA NA GUMBU PALIČNEGA MEŠALNIKA

6.1 OPIS IZDELKA

Glede na to, kakšno vrsto živila želimo s paličnim mešalnikom obdelati, izberemo

ustrezen nastavek. Vsak nastavek optimalno obdela živilo pri specifični hitrosti vrtenja

noža oz. metlice. Običajno se uporablja največja hitrost, za umešavanje pa je priporočljiva

regulirano zmanjšana hitrost. Uporabnik lahko sam nastavlja hitrost vrtenja od minimalne

hitrosti do maksimalne hitrosti. To naredi z regulacijo oz. vrtenjem gumba nastavitve

hitrosti.

Gumb nastavitve hitrosti preko potenciometra na elektroniki regulira hitrost vrtenja

motorja na izhodni osi. Izdelan je iz plastike ASB z dodatki barvila na večgnezdnem

orodju za brizganje plastike. Med procesom brizganja se statistično nadzoruje zunanja

mera po premeru. Dobavitelj gumba naloži analizo pri vsaki dobavi na BSH portal, tako da

so na voljo v vsakem trenutku.

Slika 6.1: Gumb nastavitve hitrosti [24].


- 28 -

6.2 IZBIRA DIMENZIJ ZA IZDELAVO MSA

Pri montaži se gumb vstavi v ohišje paličnega mešalnika. Kolizija med gumbom in

ohišjem se v teoriji ne more zgoditi nikjer, vendar pa v primeru odstopanja dimenzij obeh

delov lahko pride do nje v treh ujemih. Najprej smo definirali te ujeme, nato pa s pomočjo

tolerančne verige izbrali najbolj kritičnega:

• ujem I: zunanji premer gumba 15,025,070,37Ø −

−mm ter notranji premer ohišja

020,013,38Ø +

−mm,

• ujem II: zunanji premer gumba 03,003,05,822Ø +

−mm ter notranji premer 0

10,096,25Ø +

−mm,

• ujem III: dolžinska mera ohišja 10,005,047,10 +

−mm ter dolžinska mera gumba

010,006,8 +

−mm in 10,0

10,020,2 +

−mm.

Za pregled medsebojnih odvisnosti vplivnih dimenzij komponent smo izdelali

tolerančno verigo s programom Convolution Builder, analiza v prilogah od 1 do 3.

Ugotovili smo, da imamo najmanjšo teoretično rezervo v ujemu II. Tudi če imamo

obe dimenziji v ujemu v zahtevanih mejah, imamo samo 0,01mm teoretične rezerve.

Zaradi najmanjše širine tolerančnega polja smo se odločili, da za analizo merilnega sistema

izberemo zunanji premer gumba 03,003,05,822Ø +

−mm.

6.3 TRENUTNO STANJE

6.3.1 Opis pojmov in postopka

Merilec 1: dobavitelj.

Merilec 2: operater vhodne kontrole.

Merilec 3: operater končne presoje aparatov.

Merilnica: meritve merilnega laboratorija izvedene na 3D merilnem stroju

Brown&Shape Micro Xcel PFx.

Oprema merilcev: pomično merilo Mitutoyo 0-200 z natančnostjo po DIN862 in

delitvijo 0,01mm.


- 29 -

Postopek: za opravljaje analize smo izbrali 10 kosov posameznega izdelka populacije

vseh gnezd orodja za brizganje. Izdelke smo označili s številkami 1 do 10. Merilci so bili

trije, vsak od teh merilcev je opravljal meritve kosov po naključnem vrstnem redu. Meritve

so merilci nato ponovili še enkrat. Predložena je bila vsa dokumentacija, vendar z zakrito

nazivno mero in toleranco.

6.3.2 Meritve trenutnega stanja

Rezultati meritev stanja so zbrani v preglednici 6-1.

Preglednica 6-1: Meritve stanja.

Merilec 1 Merilec 2 Merilec 3 Merilnica

Vzorec Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] [mm]

1 25,84 25,84 25,86 25,83 25,88 25,89 25,847 2 25,83 25,83 25,83 25,85 25,88 25,90 25,839 3 25,84 25,85 25,86 25,88 25,90 25,85 25,843 4 25,85 25,83 25,86 25,87 25,90 25,86 25,842 5 25,84 25,84 25,85 25,85 25,89 25,87 25,845 6 25,84 25,84 25,86 25,84 25,87 25,88 25,843 7 25,84 25,83 25,85 25,85 25,87 25,85 25,838 8 25,83 25,84 25,89 25,87 25,86 25,85 25,840 9 25,85 25,84 25,86 25,84 25,81 25,90 25,845 10 25,85 25,85 25,86 25,84 25,88 25,90 25,843

SX1-2 0,007379 0,007379 0,014757 0,016193 0,025906 0,021731 0,002838

SX 0,007254 0,015389 0,023277

21−Xs - standardni odmik posameznega merilca pri posameznem ciklu meritev.

Xs - standardni odmik posameznega merilca glede na vse meritve.

6.3.3 Analiza trenutnega stanja

Meritve smo analizirali s pomočjo programske opreme Minitab 16. Naredila se je

Gage R&R analiza rezultatov meritev.


- 30 -

Slika 6.2: Analiza Gage R&R.

Ponovljivost rezultatov presega 172,88% celotnega tolerančnega polja izdelka,

obnovljivost pa 168,61% tolerančnega polja izdelka. 100% celotne varacije procesa lahko

pripišemo merilnemu sistemu, variacija merilnega sistema pa je enaka 241,49% celotne

tolerance. Vrednosti krepko presegajo zadovoljive cilje max.30%. Standardna deviacija

merilnega procesa trenutnega stanja je 0,024mm.

Merilec 3 ima večji raztros meritev, prav tako so vrednosti njegovih meritev višje od

ostalih dveh merilcev. To lahko pripišemo temu, da s pomičnim merilom ni meril na pravi

višini (2mm od roba).


- 31 -

Slika 6.3: Analiza Gage R&R (ANOVA).

6.3.4 Komentarji merilcev

Vsi merilci so imeli tekom izvajanja meritev določene pomisleke in težave:

• težko določanje merilne višine 2mm od spodnjega roba in držanje te višine skozi

celotno meritev,

• težko določanje mesta meritve glede na prerez izdelka,

• manipulacija – hkratno držanje in merjenje izdelka.

Med opazovanjem merilcev smo opazili enake težave, kot so jih komentirali merilci

sami. Največjo težavo je predstavljalo določevanje višine merjenja in pa sama

manipulacija (držanje) izdelka skupaj z merjenjem. Čas meritev se je za 1 kos izdelka gibal

nekje med 40 - 45 sekundami.

Pogoje merjenja so vsi trije merilci imeli primerljive. Noben merilec ni bil časovno

omejen ali voden glede same meritve.


- 32 -

6.4 PREDLOGI IZBOLJŠAV

V iskanju izboljšanja procesa merjenja smo se osredotočili na mesta, kjer so imeli

merilci največje težave. Cilje smo določili z namenom:

• zagotoviti konstantno višino merjenja, neodvisno od posameznega merilca,

• zagotoviti vedno isto mesto glede na obseg izdelka,

• zagotoviti vpetje izdelka med izvajanjem meritev.

Z namenom doseganja zgornjih ciljev se je izdelal merilni pripomoček: Gumb

nastavitve hitrosti MSM6S. Merilni pripomoček je sestavljen iz vpenjalnega dela ter

nastavka za zagotavljanje konstantnega mesta meritve. Uporabljeni material za vpenjalni

del je POM, za nastavek pa hitrorezno jeklo.

Slika 6.4: Merilni pripomoček: Gumb nastavitve hitrosti.

Postopek merjenja ponovimo z vsemi tremi merilci po istem zaporedju kot prvič,

vendar si sedaj pomagamo z uporabo merilnega pripomočka.


- 33 -

6.5 IZBOLJŠANO STANJE

6.5.1 Opis pojmov in postopkov

Pojmi so podrobno opisani v poglavju 5.4.1. Postopek ostaja enak z razliko od tega,

da si bodo vsi merilci pomagali z namenskim merilnim pripomočkom.

6.5.2 Meritve stanja po uvedbi namenskega merilnega pripomočka

Rezultati meritev stanja po uvedi pripomočka so zbrani v preglednici 6-2.

Preglednica 6-2: Rezultati meritev po uvedbi merilnega pripomočka.

Merilec 1 Merilec 2 Merilec 3 Merilnica

Vzorec Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] Meritev 1

[mm] Meritev 2

[mm] [mm]

1 25,85 25,85 25,85 25,85 25,85 25,85 25,847 2 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,839 3 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,843 4 25,84 25,83 25,84 25,84 25,84 25,83 25,842 5 25,84 25,83 25,84 25,84 25,83 25,83 25,845 6 25,84 25,84 25,85 25,84 25,85 25,85 25,843 7 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,83 25,838 8 25,83 25,82 25,83 25,83 25,82 25,81 25,840 9 25,84 25,83 25,84 25,84 25,83 25,83 25,845 10 25,84 25,84 25,84 25,84 25,84 25,84 25,843

SX1-2 0,006749 0,008233 0,007888 0,006749 0,009718 0,011595 0,002838

SX 0,007608859 0,007163504 0,010462967 /

21−Xs - standardni odmik posameznega merilca pri posameznem ciklu meritev.

Xs - standardni odmik posameznega merilca glede na vse meritve.


- 34 -

6.5.3 Analiza meritev po uvedbi namenskega merilnega pripomočka

Slika 6.5: Analiza Gage R&R.

Ponovljivost rezultatov zavzame 34,16% celotnega tolerančnega polja izdelka,

obnovljivost pa 28,87% tolerančnega polja izdelka. 50,53% celotne varacije procesa lahko

pripišemo merilnemu sistemu, variacija merilnega sistema pa je enaka 44,72% celotne

tolerance. Standardna deviacija merilnega sistema po izboljšanju merilnega procesa je

0,009mm. Z uporabo merilnega pripomočka smo se zelo približali našemu cilju 30%,

vendar moramo še vedno izboljšati merilni proces.


- 35 -

Slika 6.6: Analiza Gage R&R (ANOVA).

Merilci imajo med seboj zelo primerljive rezultate. Še vedno pa ima merilec 3 velik raztros

meritev, zato je z njim potrebno opraviti razgovor in ugotoviti vzroke za takšen raztros.

6.5.4 Komentarji merilcev

Med izvajanjem meritev se predhodne težave niso ponovile. Merilni pripomoček v

vsakem primeru zagotavlja vedno isto višino merjenja, vedno se meri v isti točki glede na

prerez izdelka, hkrati pa je zagotovljeno vpenjanje izdelka med samim izvajanjem meritev.

Merilci so si bili enotni glede tega, da na pomično merilo med samim merjenjem ne

pritiskajo vedno s konstantno silo. Strinjali so se tudi, da so takšno težavo najverjetneje

imeli že pri prvih meritvah, vendar zaradi predhodnih težav tega niso opazili. Merilec 3 je

imel s tem največje težave, kar se tudi kaže na rezultatih meritev.

Čas meritve za 1 kos se je iz cca. 40 sekund zmanjšal na 15 sekund. Na tem mestu je

potrebno poudariti, da noben od merilcev ni bil časovno omejen ali obremenjen s časom

meritve, prav tako tudi ni bil voden glede samega procesa izvajanja meritve.


- 36 -

6.6 PREDLOG OPTIMIZACIJE

Za izločitev problematike glede zagotavljanja konstantne sile na pomično merilo

med samim postopkom merjenja lahko:

• uporabimo merilo, ki zagotavlja skozi celoten proces merjenja konstantno merilno

silo,

• izločimo pomično merilo in vpeljemo kaliber.

Z uvedbo kalibra se bo čas kontrole enega izdelka skrajšal na cca. 10 sekund, strošek

pa je v primerjavi specialnim merilom bistveno manjši.

Slika 6.7: Kaliber Gumba nastavitve hitrosti.

Kaliber je izdelan iz orodnega jekla za rezila W.NR.1.2842. Izdelek preko vodilnih

žlebov vpeljemo v območje kalibra na strani GRE in ga vodimo do območja NE GRE.

Podatki kalibra (razdalja med obema vodilnima ploščicama) so preračunani po standardu

DIN7150-2: (priloga 4)

• razdalja med ploščicami na strani GRE: 003,0003,05,8412 +

−mm,

• razdalja med ploščicami na strani NE GRE: 003,0003,05,7902 +

−.


- 37 -

Z upoštevanjem obeh pogojev prepoznamo dober izdelek, izločimo pa prevelik in

premajhen izdelek.

6.7 OPTIMIRANO STANJE

6.7.1 Opis pojmov in postopkov

Merilec 1: dobavitelj.

Merilec 2: operater vhodne kontrole.

Merilec 3: operater končne presoje aparatov.

Oprema merilcev: kaliber GRE / NE GRE.

Postopek: populaciji 10 kosov iz prejšnjih analiz smo dodali 2 kosa izdelka, ki sta

bila v merilnem laboratoriju izmerjena kot slaba (vzorec 4 in 9). Merilci so ostali isti,

preizkus s kalibrom so opravljali dvakrat v naključnem vrstnem redu. Predložena je bila

vsa dokumentacija, vključno z navodili za uporabo kalibra. Referenco smo določili glede

na meritve merilnice prejšnjih analiz.

6.7.2 Meritve stanja po uvedbi kalibra

Rezultati preskus s kalibrom so zbrani v preglednici 6-3.

Preglednica 6-3: Stanje kontrole s kalibrom.

Vzorec Merilec 1 Merilec 2 Merilec 3

Referenca Meritev 1 Meritev 2 Meritev 1 Meritev 2 Meritev 1 Meritev 2

1 DOBER DOBER DOBER DOBER DOBER DOBER DOBER



4 SLAB SLAB SLAB SLAB SLAB SLAB SLAB





9 SLAB SLAB SLAB SLAB SLAB DOBER SLAB





- 38 -

6.7.3 Analiza meritev po kontroli s kalibrom

Za pregled rezultatov smo uporabili MiniTab 16 in Gage R&R analizo atributivnih

karakteristik.

Slika 6.8: Analiza atributivnih vrednosti.

Kontrola s kalibrom v 98,6% primerih pravilno določi kakovost izdelka (dober ali

slab). Merilec 3 pri drugem ciklu preizkusa slab izdelek detektira kot dober, ostala dva

merilca sta pravilno razvrstila vse dobre in slabe izdelke. Čas kontrole za 1 kos izdelka se

je, kot smo predvidevali, skrajšal na 10 sekund.


- 39 -

7 DISKUSIJA

Pred začetkom pisanja diplomske naloge smo si zastavili naslednje teze, ki so

pojasnjene v nadaljevanju:

• Teza št.1: če hočemo poznati variacijo procesa, moramo določiti napako merjenja.

Drži. Šele ko določimo napako merjenja, lahko zaupamo rezultatom merjenja. V

primeru odstopanj se lahko takoj osredotočimo na analizo vzroka in definiranje

ukrepov, ne da bi dvomili v merilno metodo. Dobro poznavanje napake merjenja

nas pripelje do ustrezne merilne metode. Vsak dober kos, ki ga zaradi napake

merjenja prepoznamo kot slabega, pomeni direktno stroškovno obremenitev. Slab

kos prepoznan kot dober, pa pripelje do zastoja proizvodnje ali v skrajnih primerih

odpovedi na trgu.

• Teza št.2: z namenskimi merilnimi pripomočki bomo izboljšali merilni proces za

minimalno 20%.

Drži. Z namenskim merilnim pripomočkom smo merilni proces izboljšali za skoraj

200%, vendar smo še vedno imeli slab merilni proces. Z optimizacijo le tega in

vpeljavo kalibra za kontrolo izdelka, pa smo merilni proces izboljšali do te meje, da

dvoma v merilni proces ni več.

• Teza št.3: meritve merilca 1 so primerljive z meritvam merilca 2 in merilca 3. Med

merilci ne bo odstopanj, noben merilec ne bo odstopal

Ne drži. Pri analizi stanja je bilo ugotovljeno, da merilci med sabo niso primerljivi

kljub temu, da so vsi uporabljali isto merilo in imeli zelo primerljive pogoje. Z

vpeljavo namenskega merilnega pripomočka smo merilce z rezultati približali,

vendar ne dovolj. Šele z vpeljavo kalibra pa lahko trdimo, da so merilci (z vpeljavo

kalibra merilci postanejo preizkuševalci) primerljivi med sabo.

Med procesom so merilci naleteli na zelo podobne težave, ki smo jih upoštevali pri

izboljšavah merilnega procesa.


- 40 -

• Teza št.4: oznaka mesta oz. točke meritve na načrtu in drugi dokumentaciji vpliva

na ponovljivost meritev.

Drži. Označeno mesto meritve na načrtu pripomore k večji ponovljivosti meritev. V

fazi konstruiranja izdelka iz potrditve načrta je zato potrebno to v največji meri

upoštevati. Dodaten komentar ali pika kot označba merilnega mesta pripomoreta k

večji ponovljivosti meritev.


- 41 -

8 SKLEP

V vsakem merilnem procesu moramo prepoznati vplivne dimenzije, katere lahko ob

odstopanjih vplivajo na zagotavljanje stabilnega procesa proizvodnje ali morebitnega

izpada funkcije. V takšnih primerih ne smemo dvomiti v sam proces meritev, zato s

predhodnimi analizami merilnega procesa poskušamo najti vzroke in jih z izboljšavo

procesa zmanjšati na kar se da najmanjšo raven.

Vsaka posamezna komponenta paličnega mešalnika je podvržena več stopnjam

kontrole; od kontrole dobavitelja, vhodne kontrole, procesne kontrole in vse do končne

presoje aparatov.

Za analizo merilnega sistema smo si izbrali takšno komponento paličnega mešalnika,

katere funkcijo končni uporabnik čuti kot trdoto vrtenja gumba nastavitve hitrosti. Ob

vsakih odstopanjih procesa izdelave in procesa kontrole lahko pride do odstopanj, to pa

lahko uporabnik čuti kot trdo vrtenje gumba nastavitve hitrosti, s tem pa je ogrožena

funkcija samega aparata. Dimenzij, ki lahko direktno vplivajo na to, je na gumbu več. S

tolerančno verigo smo določili tisto, ki ima največji vpliv. Analiza stanja je pokazala, da

imamo pri meritvah slabo ponovljivost in prevelik raztros meritev. Primerjalne meritve

smo izdelali na 3D koordinatnem merilnem stroju, ki ima 10-krat večjo natančnost, kot ima

pomično merilo, ki so ga uporabljali merilci. Vpeljali smo namenski merilni pripomoček,

kateri nam je vedno zagotavljal isto točko merjenja, obdržali pa smo merilno opremo.

Kljub temu, da smo izboljšali ponovljivost in obnovljivost meritev, pa s tem nismo bili

zadovoljni. Odločili smo se še za dodatno optimizacijo z uporabo kalibra. Rezultati

dobljeni s kalibrom so nam prinesli želeno izboljšanje našega merilnega sistema.

Literaturo smo pridobili iz učbenikov, spleta in internega gradiva podjetja BSH Hišni

aparati Nazarje. Za analize smo uporabili programsko opremo MiniTab16 in pa

Convolution Builder za izdelavo tolerančne verige.

Z vpeljavo kalibra pa seveda ne zaključimo z izboljšavami merilnega procesa na

paličnem mešalniku. Analizo bomo nadaljevali tudi na drugih komponentah, najprej pa na

priključku paličnega mešalnika. Karakteristika bo aksialni pomik gredi z nožem priključka.

Začeli bomo s tolerančno verigo in iskanjem najvplivnejše komponente, posnetjem

trenutnega stanja, predlogi izboljšave ter analizo procesa po uvedbi le-te.


- 42 -

9 VIRI, LITERATURA

[1] Ačko, B., Meroslovje in kakovost, Fakulteta za strojništvo MB, 2011

[2] Ačko, B., Osnove meroslovja in merjenje dolžin, Fakulteta za strojništvo MB, 2008

[3] Ačko, B., Proizvodne meritve, Fakulteta za strojništvo MB, 1999

[4] BSH interno gradivo, interno šolanje

[5] Čuš, F., Tehnika odrezavanja, Fakulteta za strojništvo Maribor, 1996

[6] Interne smernice podjetja BSH Hišni aparati d.o.o.

[7] Interni vir podjetja BSH Hišni aparati d.o.o.

[8] ISO TS 16949:2009, Kakovost v avtomobilski industriji

[9] Maeasurement Systems Analysis, Fourth edition, Chrysler Group LCC, 2010

[10] Pečnik, U., Optični nadzor kakovostnih karakteristik zobatega venca, Specialistično

delo, Maribor 2009

[11] Puhar, J., Tehnološke meritve I.del, Fakulteta za strojništvo Ljubljana, 1996

[12] Standard 9001:2008, Sistem vodenja kakovosti, ISO, 2008

[13] http://www.six-sigma-material.com/MSA.html (22.3.2013)

[14] http://www.bsh-group.si/index.php?page=107435 (7.2.2014)

[15] http://www.bosch-home.com/si/produkti/pomoč-pri-kuhanju (25.3.2013)

[16] http://www.bsh-group.si/

[17] http://www.bosch-home.com/de/produkte/ (9.4.2013)

[18] http://www.oiml.org/about/presentation.html (6.6.2013)

[19] http://www.toolingu.com/definition-350300-9241-linearity.html (17.8.2013)

[20] http://www.merteh.com/merjenje/faq-ji/kaj-pomeni-ponovljivost-meritve.html

(18.8.2013)

[21]http://studentski.net/gradiva/ulj/fel/el1/meritve.html?r=ulj_fel_el1_mer_sno_predavanj

a_08.pdf (1.9.2013)

[22] http://fs-server.uni-mb.si/si/inst/ips/ltm/Tabele/Dat/Studijska/Dodatni%20zapiski-

meroslovje.pdf (28.1.2014)

[23]http://www.gpimeters.net/storage/images/Accuracy_Repeatability_Targets.jpg?__SQU

ARESPACE_CACHEVERSION=1363012749919 (18.8.2013)

[24] http://www.kexagias-shop.gr/product.php?products_id=2679&language=en (26.1.2014)


- 43 -

10 SEZNAM SLIK

Slika 2.1: BSH Hišni aparati Nazarje [7] .............................................................................. 3

Slika 2.2: Proizvodni program podjetja [15] ......................................................................... 4

Slika 2.3: Organizacijska shema podjetja [6] ........................................................................ 5

Slika 2.4: Organizacijska shema oddelka Kontrola kakovosti [6] ........................................ 6

Slika 3.1: Kaliber za kontrolo notranjega premera puše paličnega mešalnika ter kaliber za

zunanji premer zobnik MK22 ...................................................................................... 10

Slika 4.1: Grafični prikaz sistematičnega pogreška merila [13] .......................................... 14

Slika 4.2: Linearnost merilnega sistema [4] ........................................................................ 15

Slika 4.3: Stabilnost merilnega sistema [9] ......................................................................... 15

Slika 4.4: Grafični prikaz ponovljivosti [9] ......................................................................... 16

Slika 4.5: Prikaz ponovljivosti in točnosti [23] ................................................................... 16

Slika 4.6: Grafični prikaz obnovljivosti [9] ......................................................................... 17

Slika 4.7: Normalna porazdelitev merilnih podatkov [1] .................................................... 19

Slika 4.8: Primer podajanja razširjene merilne negotovosti na kaibracijskem certifikatu za

kontrolne lističe v podjetju BSH Hišni aparati d.o.o. .................................................. 21

Slika 5.1: Palični mešalnik MSM6S s sekljalnikom [17] .................................................... 22

Slika 5.2: Kontrolni pult paličnega mešalnika MSM6S ...................................................... 24

Slika 5.3: Prikaz paličnega mešalnika med dnevnim testom............................................... 26

Slika 6.1: Gumb nastavitve hitrosti [24] .............................................................................. 27

Slika 6.2: Analiza Gage R&R.............................................................................................. 30

Slika 6.3: Analiza Gage R&R (ANOVA) ........................................................................... 31

Slika 6.4: Merilni pripomoček: Gumb nastavitve hitrosti ................................................... 32

Slika 6.5: Analiza Gage R&R.............................................................................................. 34

Slika 6.6: Analiza Gage R&R (ANOVA) ........................................................................... 35

Slika 6.7: Kaliber Gumba nastavitve hitrosti....................................................................... 36

Slika 6.8: Analiza atributivnih vrednosti ............................................................................. 38


- 44 -

11 SEZNAM TABEL

Preglednica 6-1: Meritve stanja ........................................................................................... 29

Preglednica 6-2: Rezultati meritev po uvedbi merilnega pripomočka ................................ 33

Preglednica 6-3: Stanje kontrole s kalibrom........................................................................ 37


- 45 -

12 PRILOGE


- 46 -

PRILOGA 1: Tolerančna veriga za ujem I


- 47 -

PRILOGA 2: Tolerančna veriga za ujem II


- 48 -

PRILOGA 3: Tolerančna veriga za ujem III


- 49 -

PRILOGA 3: Izračun kalibra po standardu DIN 7150-2

Documents

ANALIZA SPOSOBNOSTI MERILNEGA PROCESA V ...Diplomsko delo obravnava analizo sposobnosti merilnega procesa na gumbu nastavitve hitrosti paličnega mešalnika v podjetju BSH Hišni aparati