Zabezpečenie spôsobilosti výrobného procesu

	Trenčianska Univerzita Alexandra Dubčeka v Trenčíne Fakulta Mechatroniky
	Zabezpečenie spôsobilosti výrobného procesu zadanie práce Diplomová práca

Autor:	Bc. Michal Páleník
Pedagogický vedúci:	Prof. Ing. Michal Obmaščík, Csc.
Študijný odbor:	Manažérstvo kvality produkcie
Akademický rok	2009/2010

Obsah práce

1.	Výrobný proces
2.	Metrológia, meranie, chyby a neistoty v meraní
3.	Systém manažérstva merania
4.	Spôsobilosť výrobného procesu
5.	Spôsobilosť vonkajších krúžkov kuželíkových ložísk v procese výroby

Abstrakt Cieľom tejto diplomovej práce je poskytnúť informácie o spôsobilosti výrobného procesu. Časť práce sa zaoberá teoretickými poznatkami o výrobnom procese. Práca definuje metrológiu a meranie ako neodmysliteľnú súčasť pri získavaní údajov potrebných pri riadení a zlepšovaní kvality procesov vo výrobe. Podstatná pozornosť sa venuje štatistickému riadeniu, pretože v súčasnosti patrí k najdôležitejším metódam na sledovanie a zlepšovanie kvality vo výrobnom procese. Dôležitou oblasťou štatistického riadenia je štatistická regulácia a jeho najčastejšie používaný nástroj regulačný diagram. Pomocou regulačných diagramov dokážeme určiť, či je proces štatisticky zvládnutý a následne prejsť k zisťovaniu spôsobilosti procesu pomocou indexov spôsobilosti. Praktická časť sa zaoberá zistením a zabezpečením spôsobilosti výrobného procesu pre vonkajší krúžok kuželíkového ložiska.

Abstract The aim of this thesis is to provide information about the capability of the manufacturing process. Part of the work deals with theoretical knowledge of the production process. The work defines metrology and measurement as indispensable part in obtaining the data needed to manage and improve quality in manufacturing processes. Much attention is paid to statistical management because it is one of the most important methods for monitoring and improving the quality of the production process. One important area of statistical control is a statistical regulation and the its most frequently used tool - regulatory diagram. With control charts it is possible to determine whether a statistical process is managed and then move on to a survey by the process capability using index capability. The practical part deals with finding and ensuring the capability of the manufacturing process for the outer ring tapered roller bearings.

Úvod V súčasnosti je kvalita výrobku hlavnou zbraňou v konkurenčnom boji výrobných podnikov. Firmy sa snažia poskytovať zákazníkom kvalitnejšie výrobky, ktoré by spĺňali rastúce požiadavky zákazníka. Vyžaduje si to však zvýšene úsilie pri jej dosahovaní. Preto je potrebné na dosiahnutie tohto cieľa využívať množstvo nástrojov a metód, zavádzať nové technológie do výroby, no hlavne úsilie všetkých pracovníkov firmy. Na zlepšovanie kvality procesov vo výrobe sa práve preto využíva aj štatistické riadenie kvality. Je súčasťou pri získavaní a realizácii efektívneho systému manažérstva kvality. Aby sme však mohli kvalitu riadiť, je potrebné mať dostatočné informácie. Preto je zbieranie a zhromažďovanie údajov dôležitým aspektom riadenia kvality. Jedným zo spôsobov ako zlepšovať kvalitu výrobných procesov je aj zisťovanie spôsobilosti procesu a uskutočnením prípadných nápravných opatrení. Preto sa aj v mojej praktickej časti diplomovej práce pokúsim zistiť spôsobilosť procesu pri výrobe kuželíkových ložísk, prípadne navrhnúť nápravne opatrenia, ktoré by zabránili vzniku výroby nezhodných výrobkov. Práca je rozdelená do piatich kapitol.

Prvé kapitola nám stručne vysvetľuje definíciu výrobného procesu, členenie a etapy výrobného procesu. V druhej kapitole sa oboznámime s metrológiou, jej definíciou a dôležitosťou pri riadení kvality procesu výroby, pretože ak chceme riadiť kvalitu výroby, musíme ju vedieť aj zmerať. V tejto kapitole sú spomenuté aj chyby a neistoty merania, ktoré sa pri zbieraní údajov môžu vyskytnúť. Tretia kapitola tiež v stručnosti hovorí o systéme manažérstva merania a metrologickej konfirmácii čo nám hovorí o tom, či je meracie zariadenie v zhode s požiadavkami, ktoré sa naň kladú.

V štvrtej kapitole je obšírnejšie popísane o spôsobilosti procesu. Kapitola začína komplexným riadením kvality výrobného procesu. Je tu aj spomenutá kontrola kvality procesu, ktorá je pri zabezpečovaní spôsobilosti dôležitá. Komplexné riadenie kvality procesu zahŕňa aj štatistické riadenie. Štatistické riadenie nám umožňuje sledovať a zlepšovať kvalitu procesu, preto je dôležitou súčasťou pri dosahovaní cieľov a konkurenčnej výhody každej firmy. Riadenie zahŕňa oblasti do ktorých patrí aj štatistická regulácia, ktorá tvorí značnú časť tejto kapitoly. Štatistická regulácia nám pomáha dosiahnuť a udržať stabilný výrobný proces. Najpoužívanejším nástrojom sú regulačné diagramy. Nakoniec sú v tejto kapitole spomenuté indexy spôsobilosti procesu, ktoré nám ukazujú či je proces v hraniciach, ktoré môžu byť zadané zákazníkom alebo normou, a čí je proces schopný sa v týchto tolerančných hraniciach aj udržať.

Posledná kapitola je experimentálna časť, pri ktorej bola zisťovaná spôsobilosť procesu pre konkrétny výrobok. V mojom prípade išlo o vonkajší krúžok kuželíkového ložiska.

Výrobný proces

Hlavným znakom úspešnej činnosti každého výrobného podniku je výroba, v ktorej sa uskutočňuje výrobný proces. Výrobná činnosť ovplyvňuje fungovanie podniku, kvalitné výrobky sú významným faktorom konkurencieschopnosti a postavenia na trhu. Spojením viacerých definícii výrobného procesu by som mohol uviesť, že výrobný proces je súbor činností ľudí, výrobných prostriedkov a fyzikálnych procesov, pri ktorých sa mení vstupný materiál na hotový výrobok. Tento proces je ohraničený časovým intervalom a jeho funkciou je vytvárať úžitkovú hodnotu.[4],[5] Jednoduchý model výrobného procesu si môžeme ukázať na nasledujúcom obrázku (obr. 1).

Obr. 1 Model výrobného procesu [6]

Výrobný proces sa uskutočňuje vo výrobnom systéme, pričom výrobný systém je zoskupenie strojov za účelom výroby výrobku (súčiastky). Úlohou výrobného systému je uskutočnenie technologického procesu tak, aby z polovýrobku vznikol výrobok (súčiastka) s predpísanými geometrickými a kvalitatívnymi vlastnosťami, ktoré sú dané technickou dokumentáciou [7].

Členenie výroby

Výrobu môžeme členiť podľa rôznych hľadísk. Môže to byť napríklad: členenie z hľadiska výrobného programu, z hľadiska vzťahu k výrobnému procesu, podľa stupňa vývoja výrobnej techniky, podľa hromadnosti, členenie z hľadiska priebehu výrobného procesu.

Členenie z hľadiska výrobného programu

Z hľadiska výrobného programu sa člení na [8]:

• základnú výrobu - je tá časť výroby, ktorá zodpovedá základnému výrobnému programu a špecializácii podniku.
• doplnkovú výrobu - výstupom sú výrobky, ktoré nie sú hlavným výrobným programom, napomáhajú však lepšie využiť výrobné zariadenia alebo využitie voľných výrobných kapacít.[8] Môže tiež ísť o výrobu polovýrobkov alebo náhradných dielcov [9]
• pridruženú výrobu – výstupom sú výrobky, ktoré nesúvisia so špecializáciou podniku. [8]

Členenie podľa vzťahu k výrobnému procesu

Z hľadiska vzťahu k výrobku môžeme rozdeliť výrobu na [8]:

• hlavnú výrobu – ide o súhrn operácii podieľajúcich sa na zhotovení základného výrobku, tieto výrobky sú určené na odbyt
• pomocnú výrobu – ide o produkciu výrobkov, ktoré sú určené na zabezpečenie hlavnej výroby
• vedľajšiu výrobu – jedná sa o výrobu rôznych druhov energií pre hlavnú a pomocnú výrobu, ale môže ísť napríklad aj o opravu strojov v podniku

Členenie podľa stupňa vývoja výrobnej techniky

Podľa charakteru účasti ľudskej práce môže ísť o [10]:

• ručnú výrobu – ide o vynakladanie živej práce s použitím náradia, čiže pôsobenie človeka na pracovný predmet
• strojovú (mechanizovanú) výrobu – je to sústava človek – stroj – predmet. Proces prebieha aj súpravu riadi človek
• automatizovanú – ide o sústavu pracovný stroj – pracovný predmet, ktorá tvorí uzatvorenú technickú sústavu. Tento proces prebieha samočinne v určitých podmienkach a účasť človeka spočíva v uvedení zariadenia do chodu a v kontrole chodu zariadenia

Členenie podľa hromadnosti výroby

Z hľadiska hromadnosti by sme mohli výrobu rozdeliť na tieto základne typy [8]:

• hromadná výroba – ide o výrobu jedného alebo malého počtu druhov výrobku ale vo veľkom množstve, pričom je charakteristická vysoká produktivita práce, vysoká deľba práce, vysoký stupeň mechanizácie a automatizácie
• sériová výroba – na zariadení sa vyrobí obmedzený počet rovnakých výrobkov, po určitom čase sa jednotlivé druhy produkcie striedajú
• kusová výroba – ide o veľký počet druhov ale v malom množstve, resp. v kusoch, charakteristická je univerzálnosť strojov, vysoko kvalifikované pracovné sily, náročná konštrukčná a technologická príprava

Členenie z hľadiska priebehu

Z hľadiska spojitosti ide o [8]:

• nespojitú (diskontinuálnu) výrobu (pretržitá) – v určitých krokoch sa opakuje, medzi ktorými je prerušovaná, ide teda o časové prestávky vo výrobe
• spojitá (kontinuálna) výroba (nepretržitá) – táto výroba prebieha bez časového prerušenia, zastavuje sa v prípade poruchy alebo potrebnej úpravy

Môže byť rozšírená o [4]:

• cyklickú výrobu - opakuje sa v pravidelných cykloch a hovoríme o sériovosti výroby
• necyklickú výrobu - ide o sporadickú výrobu, ktorá je charakteristická pre kusový typ výroby.

Etapy výrobného procesu

Výrobný proces (obr.2) sa skladá z troch etáp [7]:

• predvýrobná
• výrobná
• povýrobná (odbytová)

Predvýrobná etapa zahŕňa činnosti nevýrobných útvarov a patrí sem technická príprava výroby, čiže výskum a vývoj, projekcia, konštrukcia, technologická príprava, zabezpečenie materiálov, nástrojov, meradiel, výrobných zariadení, až do okamžiku zahájenia vlastnej výroby. V tejto etape sa uskutočňuje technická príprava výroby.

Výrobná etapa – ide o časť od začatia výroby až po odovzdanie do skladu. Vykonávajú sa tu technologické zmeny východiskových materiálov. Výrobku sa tu dáva tvar alebo zloženie, aké bolo určené technickou dokumentáciou, aby bola dosiahnutá úžitková hodnota s požadovanou úrovňou kvality výroby a s minimálnymi výrobnými nákladmi. Výrobnú etapu delíme na tri fázy:

• predhotovanie – uskutočňuje sa výroba polovýrobkov, čiže výroba výkovkov, odliatkov a podobne.
• zhotovovanie – v tejto fáze sa vyrábajú súčiastky a dielce pomocou obrábania
• dohotovovanie – báza výrobného procesu, v ktorom sa uskutočňujú montážne práce potrebné na zhotovovanie výrobkov

Povýrobná (odbytová) etapa najčastejšie zahŕňa skladovanie, balenie, expedíciu a preberanie výrobku zákazníkom [8].

Obr. 2 Etapy výrobného procesu[7]

Zložky výrobného procesu

Na výrobe výrobkov sa podieľajú viaceré zložky. Za základné zložky výrobného procesu, považujeme [11]:

• pracovné predmety – sú to suroviny, energie vo výrobnom procese
• pracovné sily – ľudia, ktorí sa podieľajú na výrobnom procese
• pracovné prostriedky – sú to stroje a zariadenia