Στατιστικός Έλεγχος Ποιότητας | Statistical Quality Control
8
7
Περιέχει : πίνακες, διαγράμματα, εικόνες, σχήματα.
Στόχος αυτής της εργασίας είναι να αναδείξει τους παράγοντες που επηρεάζουν σημαντικά τη μεταβλητή απόκρισης του πειράματος που διεξήχθει με την εφαρμογή του Στατιστικού Ελέγχου Ποιότητας στην παραγωγική διαδικασία των καλωδίων μέσης τάσης, βελτιώνοντας την εκτίμηση της τιμής της μεταβλητής απόκρισης του υπό μελέτη καλωδίου μέσης τάσης. Το πείραμα που διεξήχθει αφορά την παραγωγική διαδικασία καλωδίου μέσης τάσης AL/XLPE/CWS/PVC6/10KV-IEC αγωγού 1x240 AL-C2, με στόχο τη βελτίωση της εκτίμησης της τιμής της ωμικής αντίστασης του συγκεκριμένου καλωδίου (Ohm/Km σε DC, σε σταθερή θερμοκρασία στους 20οC), ώστε να επιτευχθεί ο επιθυμητός στόχος (0,125 Ohm/Km σε DC, σε σταθερή θερμοκρασία στους 20οC) για την ωμική αντίσταση του καλωδίου με ταυτόχρονη μείωση της μεταβλητότητας της διεργασίας. Η επιτρεπόμενη ανοχή για την ωμική αντίσταση είναι ± 3%.
Η διατομή του αγωγού του καλωδίου είναι μία μεταβλητή που επηρεάζει σημαντικά την ωμική αντίσταση του καλωδίου. Σύμφωνα με τα έως τώρα δεδομένα μας, ορίζουμε τρία επιτρεπόμενα επίπεδα διατομής του αγωγού (ανοχή ± 0,5%) τα οποία είναι: 238,80 mm2, 240 mm2 και 241,2 mm2. Η παραγωγή του καλωδίου εκτελείται σε 2 μηχανές εναλλακτικά, επομένως το πείραμα διεξάγεται σε 2 μηχανές, των οποίων οι τύποι αποτελούν τη μηχανή Α και τη μηχανή Β αντίστοιχα. Παράλληλα, μία ακόμη μεταβλητή που επηρεάζει την ωμική αντίσταση του καλωδίου είναι η ταχύτητα της γραμμής παραγωγής η οποία ορίζεται ως τα μέτρα (m) του καλωδίου που παράγονται ανά ώρα (h) από τη μηχανή. Από τα μέχρι τώρα δεδομένα επιλέγονται 2 επίπεδα ταχύτητας στα οποία λειτουργούν οι 2 μηχανές: 1000 m/h και 1250 m/h.
Οι μηχανές λειτουργούν σε 3 βάρδιες (πρωινή-απογευματινή-βραδινή) ανά 24 ώρες (8 ώρες ανά βάρδια) και οι χειριστές τους αλλάζουν ανά βάρδια. Εξετάζοντας τις παραπάνω μεταβλητές και σύμφωνα με τα δεδομένα μπορούμε να ισχυριστούμε ότι μπορεί να υπάρχει αλληλεπίδραση μεταξύ της διατομής του αγωγού, της ταχύτητας της γραμμής παραγωγής, της μηχανής και της βάρδιας.
Στο πρώτο κεφάλαιο περιγράφονται αναλυτικά τα βασικά στάδια της παραγωγικής διαδικασίας των καλωδίων μέσης τάσης, παρουσιάζοντας και τη δομή ενός τυπικού εργοστασίου παραγωγής καλωδίων, έχοντας κατά τον τρόπο αυτό μία πλήρη εικόνα του προϊόντος σχετικά με την παραγωγική του διαδικασία και τη δομή της επιχείρησης που το παράγει, καθώς και εντοπίζονται οι παράγοντες που επηρεάζουν τη μεταβλητή απόκρισης κατά τη διαδικασία αυτή.
Στο δεύτερο κεφάλαιο παρουσιάζονται τα βασικά εργαλεία του Στατιστικού Ελέγχου Ποιότητας, τα οποία μπορούν να χρησιμοποιηθούν στα επόμενα κεφάλαια κατά την ανάλυση των υπό εξέταση μεταβλητών. Οι γραφικές παραστάσεις και οι στατιστικοί πίνακες αποτελούν σημαντικά εργαλεία για να παρουσιαστούν με σαφήνεια τα δεδομένα.
Στο τρίτο κεφάλαιο αναλύονται τα δεδομένα των μεταβλητών σύμφωνα με την Περιγραφική Στατιστική Ανάλυση (κεντρική τάση, διασπορά, ασυμμετρία κτλ) καθώς και κατασκευάζονται τα αντίστοιχα γραφήματα για τις ποσοτικές (ιστόγραμμα, θηκόγραμμα) και τις ποιοτικές (κυκλικό διάγραμμα, ραβδόγραμμα) μεταβλητές.
Στο τέταρτο κεφάλαιο αναλύονται τα δεδομένα των μεταβλητών ακολουθώντας μεθόδους Επαγωγικής Στατιστικής, διεξάγοντας στατιστικούς ελέγχους, δημιουργώντας διαγράμματα ελέγχου και αναπτύσσονται προβλεπτικά μοντέλα (ANOVA), ώστε να εξετάσουμε στατιστικά εάν η ακρίβεια υπολογισμού της τιμής της ωμικής αντίστασης εξαρτάται από την επιρροή των υπό εξέταση μεταβλητών.
Aim of this work is to highlight the factors that have an important influence on the variable response of the experiment that was performed by the application of the Statistical Quality Control on the medium voltage cable production process. In this way there was an improvement on the estimation of the variable response’s rate of the medium voltage cable that was under study. The experiment was carried out on the production process of AL/XLPE/CWS/PVC6/10KV-IEC for conductor 1x240 AL-C2 medium voltage cable, with the aim of improving the estimate of the Ohmic Resistance of the particular cable (Ohm/Km in DC, constant temperature at 20οC) to achieve the desired target (0,125 Ohm/Km in DC, constant temperature at 20οC) for the Ohmic Resistance of the cable while simultaneously reducing the process variability. The allowed tolerance for the Ohmic Resistance is ± 3%.
The cross-section of the cable conductor is a variable that significantly influences the Ohmic Resistance of the cable. According to the current data, we define three permissible conductor cross-sectional levels (tolerance ± 0,5%): 238,80 mm2, 240 mm2 and 241,2 mm2. The production of the cable is carried out on two machines alternatively, so the experiment is carried out in two machines, the types of which are machine A and machine B respectively. At the same time, another variable that affects the Ohmic Resistance of the cable is the production line speed, which is defined as the measures (m) of the cable produced per hour (h) by the machine. Up to now, 2 speeds on which the two machines operate: 1000 m/h and 1250 m/h are selected.
The machines operate in 3 shifts (morning-afternoon-evening) every 24 hours (8 hours per shift) and their operators change per shift. By examining the above variables and according to the data, we can claim that there may be an interaction between the conductor cross-section, the speed of the production line, the machine and the shift.
The first chapter describes in detail the basic stages of the production process of medium voltage cables, presenting also the structure of a typical cable production plant, thus having a complete picture of the product, regarding its production process and the structure of the company producing it, as well as identifying the factors that affect the response variable in this process.
The second chapter describes the basic tools of the Statistical Quality Control, which can be used in the next chapters when analyzing the variables under consideration. Graphs and statistical tables are important tools for clearly presenting the data.
The third chapter analyzes the data of the variables according to the Descriptive Statistical Analysis (location measures-central tendency measures, variance, asymmetry etc) as well as corresponding graphs for the quantitative (histogram, box plot) and the quality variables (pie chart, bar chart).
In the fourth chapter we analyze the data of the variables by using Inferential Statistics methods, by conducting statistical tests, by creating control charts and by developing predictive models (ANOVA) in order to statistically examine whether the accurancy of calculating the Ohmic Resistance value depends on the influence of the variables under consideration.
Εφαρμογή Στατιστικού Ελέγχου Ποιότητας στην παραγωγική διαδικασία καλωδίων μέσης τάσης