U控制圖在空冷器管箱焊接中的應(yīng)用

陳震冰

摘 要：通過對(duì)實(shí)際生產(chǎn)中U控制圖的應(yīng)用舉例，介紹了U控制圖在空冷器管箱焊接過程中如何對(duì)焊接缺陷進(jìn)行控制和采取相應(yīng)的質(zhì)量改進(jìn)。

關(guān)鍵詞：控制圖；缺陷；焊接

美國(guó)貝爾試驗(yàn)室的休哈特博士，受到正態(tài)概率分布中不同質(zhì)量特性會(huì)下值的概率特點(diǎn)的啟示，于1927年發(fā)明了控制圖，為質(zhì)量管理從傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)階段發(fā)展到統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段提供了有效的工具。休哈特博士認(rèn)為對(duì)100%的質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)施質(zhì)量控制是不可能實(shí)現(xiàn)的。那么，控制多少質(zhì)量數(shù)據(jù)才能實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的控制呢？在μ±3σ范圍內(nèi)包含全部質(zhì)量數(shù)據(jù)的99.73%，是絕大部分，如果能夠?qū)⑦@99.73%的質(zhì)量數(shù)據(jù)控制住，過程就基本實(shí)現(xiàn)了受控。1924年休哈特繪制了世界上第一張控制圖，此后控制圖作為統(tǒng)計(jì)過程控制的重要工具得到了廣泛應(yīng)用。控制圖可以用來直接控制與診斷過程，是質(zhì)量管理七個(gè)工具的重要組成部分。應(yīng)用控制圖可以對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控，發(fā)現(xiàn)異常后查明原因，及時(shí)采取措施加以消除。下面結(jié)合空冷器管箱焊接工序繪制控制圖的實(shí)例，介紹一下控制圖的應(yīng)用。

管箱是空冷器管束中的重要部件，管箱焊接過程屬特殊過程也是關(guān)鍵過程，其質(zhì)量特性為[A]級(jí)，管箱焊接質(zhì)量問題將嚴(yán)重影響管束的使用性能。針對(duì)這個(gè)特殊過程的質(zhì)量特性的監(jiān)控公司采用的是無損檢測(cè)，通常是采用20%或100%X射線檢測(cè)。針對(duì)這個(gè)質(zhì)量特性的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)屬計(jì)點(diǎn)值，數(shù)據(jù)服從泊松分布。在這里我們采用U控制圖（單位缺陷數(shù)控制圖），它可以用來控制某批產(chǎn)品中存在于產(chǎn)品的缺陷數(shù)，如平板玻璃上氣泡、電鍍件表面的針孔、布匹表面的疵點(diǎn)、電路板的不良焊點(diǎn)、鋼板表面的劃傷等。U控制圖是以確定的單位計(jì)量，如每平方米面積上的劃傷、每百米長(zhǎng)度上的疵點(diǎn)和每件產(chǎn)品上的缺陷數(shù)等，所以不論樣本大小相等還是不相等，U控制圖可以使用。請(qǐng)看某月X光片統(tǒng)計(jì)的管箱焊接情況記錄。

表1

我們按如下步驟來繪制管箱焊接U控制圖：

（1）統(tǒng)計(jì)、計(jì)算每日的拍X光片總數(shù)，因統(tǒng)計(jì)數(shù)為管箱不同部位的拍片情況（管箱、接管、法蘭）且每臺(tái)箱拍片數(shù)量和比例并不相同，所以在此我們將每日生產(chǎn)臺(tái)數(shù)按拍片總數(shù)做一轉(zhuǎn)換。按每臺(tái)管箱拍片50張，將所拍片量折合為管箱標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)數(shù)（取整數(shù)）。

（2）統(tǒng)計(jì)每日不合格片數(shù)與對(duì)應(yīng)日的標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)數(shù)，計(jì)算出逐日的每臺(tái)焊接不良品數(shù)u，填入數(shù)據(jù)表中。

（3）根據(jù)質(zhì)量目標(biāo)規(guī)定的合格片數(shù)為94%，可計(jì)算出■=CL=6/2=3，表示每100張片中允許有6張不合格片，按照第1步驟中的規(guī)定即表示每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)管箱（50張片）允許有3張不合格片。此處■按實(shí)際指標(biāo)計(jì)算得到，而不是用統(tǒng)計(jì)樣本近似計(jì)算，作者認(rèn)為這樣可直接與質(zhì)量目標(biāo)相聯(lián)系起來，更有實(shí)際意義。

（4）按公式分別計(jì)算每個(gè)樣本的控制界限，填入數(shù)據(jù)表。

UCL=U+3■

LCL=U-3■

其中，n為每個(gè)樣本中標(biāo)準(zhǔn)臺(tái)的臺(tái)數(shù)，從公式可以看出控制線與每個(gè)樣本的臺(tái)數(shù)有關(guān)，所以每個(gè)樣本對(duì)應(yīng)不同的控制線。

（5）作分析用U控制圖

在坐標(biāo)紙中繪制出上、下控制線UCL和LCL，并在相應(yīng)位置標(biāo)出“平均不良數(shù)”。

（6）分析

圖中超出上控制界限，說明焊接過程有異常因素，應(yīng)進(jìn)行質(zhì)量分析，具體分析可結(jié)合排列圖、因果分析圖、對(duì)策表等。

從控制圖可以看出這個(gè)月的焊接操作中，第3、9、15、18、25日焊接的不良品數(shù)超出了上控制線UCL。當(dāng)我們?cè)谑褂每刂茍D時(shí)，是即時(shí)繪制，不是月底才繪制出全月的曲線，因?yàn)檫@樣有利于我們及時(shí)采取措施。當(dāng)我們依據(jù)圖中提示發(fā)現(xiàn)異常時(shí)，應(yīng)該如何采取糾正措施呢？

首先我們應(yīng)當(dāng)找出是哪些管箱產(chǎn)生的不良片數(shù)最集中，這時(shí)我們可以應(yīng)用排列圖找出關(guān)鍵的少數(shù)。

然后，我們可以填寫調(diào)查表，將該管箱的工程號(hào)、管箱材質(zhì)、工藝規(guī)程編號(hào)、工藝評(píng)定編號(hào)、焊機(jī)編號(hào)、操作者鋼印號(hào)、焊材廠家、材料質(zhì)量證明書等信息進(jìn)行收集。

接著，我們應(yīng)該按照調(diào)查表提供信息，請(qǐng)專業(yè)技術(shù)人員排查分析，此時(shí)最合適的工具就是因果分析圖，我們應(yīng)從人、機(jī)、料、法、環(huán)等因素中找出產(chǎn)生質(zhì)量問題的癥結(jié)。這些原因包括：操作者是否具有相應(yīng)資質(zhì)、操作者技術(shù)培訓(xùn)是否到位、操作者責(zé)任心和質(zhì)量意識(shí)是否足夠強(qiáng)、焊接工藝是否嚴(yán)格執(zhí)行、焊機(jī)性能是否良好、焊接材料是否合格、母材質(zhì)量是否合格、輔材質(zhì)量是否合格、焊接工藝評(píng)定是否合格、焊接工藝規(guī)程是否理、焊接工藝參數(shù)是否合適、焊接操作環(huán)境是否適宜等等。

最后，針對(duì)找到的問題原因，我們可以編制對(duì)策表以規(guī)定措施實(shí)施負(fù)責(zé)人和完成日期及具體措施等。當(dāng)糾正措施涉及到完善圖樣、工藝規(guī)程和管理制度等時(shí)，應(yīng)將其及時(shí)標(biāo)準(zhǔn)化、制度化以利于日后執(zhí)行，而不重復(fù)出現(xiàn)類似問題。

總之，通過在統(tǒng)計(jì)過程控制中的控制圖的使用可以讓我們較早發(fā)現(xiàn)存在的質(zhì)量問題，及時(shí)采取措施，避免問題的擴(kuò)散和損失的擴(kuò)大，充分發(fā)揮其在質(zhì)量改進(jìn)的作用。