ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ ФАКТОРОВ СВАРОЧНО-МОНТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА

ПОВЫШЕНИЕ КАЧЕСТВА СВАРНЫХ ИЗДЕЛИЙ НА ОСНОВЕ
ОПТИМИЗАЦИИ ТЕХНИЧЕСКОГО УРОВНЯ ДОМИНИРУЮЩИХ
ФАКТОРОВ СВАРОЧНО-МОНТАЖНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Занковец П.В., к.т.н., Институт сварки и защитных покрытий (ИСЗП) НАНБ,
Денисов Л.С., д.т.н., БНТУ, г. Минск
Качество продукции (включая новизну, технический уровень, отсутствие дефектов при исполнении, надежность в эксплуатации) является одним из важнейших
средств конкурентной борьбы, завоевания и удержания позиций на рынке. Поэтому
управление качеством продукции стало основной частью производственного процесса
и направлено не столько на выявление дефектов или брака в готовой продукции, сколько на проверку качества изделия в процессе его изготовления.
Необходимо подчеркнуть, что большинство предлагаемых в настоящее время
методик ограничивается рассмотрением конкретных показателей, в то время как главная задача заключается в том, чтобы на основе сделанной оценки выбрать направление
инновационной политики предприятия, обеспечивающее гармоничное развитие производства. Только во взаимосвязи с инновационной направленностью оценка производственных возможностей будет иметь смысл. Для этого важно установить взаимозависимость между показателями уровня производства и показателями качества выпускаемой продукции для наиболее эффективного вложения инвестиций в инновационную
деятельность по различным направлениям. Этого весьма важного аспекта оценки уровня производства имеющиеся методики не затрагивают. По терминологии международных стандартов ISO серии 9000 сварка относится к специальным процессам, качество
использования которых, а следовательно, и безопасность готовой продукции не могут
быть однозначно установлены методами контроля и испытания на завершающих стадиях изготовления. В полной мере качество сварки выявляется лишь в эксплуатации, поэтому судить о качестве готовой сварочной продукции можно только по тому, какие и
в каком объеме при ее изготовлении были использованы материалы, какова квалификация персонала рассматриваемого сварочного производства, в каком состоянии находится производственное оборудование и контрольно-измерительные приборы, какая
была применена технология сварки, внедрены ли в сварочном производстве специальные меры, направленные на гарантированное предотвращение дефектов (идентификация и прослеживаемость, корректирующие и предупреждающие действия). Требования к качеству сварки должны охватывать все аспекты процесса сварочного производства, влияющие на качество готовой продукции. Выполненные нами исследования
позволяют сделать заключение, что для успешного решения поставленной проблемы
необходимо решить ряд важнейших задач:
– расчет норм трудозатрат (основного и дополнительного времени) на сборку и
сварку на всех этапах конкретного сварочно-монтажного производства;
– расчет обоснованных норм расхода сварочных материалов (электродов, проволоки, флюсов, газа и т.п.) на сварку конкретных типоразмеров сварных соединений;
– систематизация сварочного производства по его элементам в статистически однородные базовые совокупности (БС) стыков;
– разработка универсальных показателей (единиц измерения) качества (дефектов)
по количеству и размерности;
– разработка границ регулирования и допустимости уровня дефектности сварных
соединений;
– исследование причинно-следственных связей образования дефектности и разработка математических моделей по определению и предупреждению брака сварных
соединений;
1
– разработка экономико-математических моделей и инженерных формул по расчету
и оценке технического уровня и уровня качества конкретного сварочного производства.
Первые две задачи позволяют на основе современных информационных технологий оперативно рассчитать необходимый объем трудозатрат и материалов на сварочно-монтажные работы по конкретному объекту, дают возможность оптимизировать
сроки строительства в зависимости от количества исполнителей, приобретение и поставку на объект необходимого количества сварочных материалов и оборудования.
Повышается производительность труда, а экономия энергоресурсов и сварочных материалов, как показали выполненные нами исследования, составляет от 5 до 15%. Следующие четыре задачи решают важные этапы теории управления качеством применительно к сборочно-сварочному производству. Это учет, контроль и анализ качества
сварочных работ и сварных соединений на основе данных неразрушающих методов
контроля, математической статистики и теории вероятностей с использованием компьютерной техники и информационных технологий. Сварочное производство отличается
крайней неоднородностью продукции, способами и условиями сварки. Поэтому для
исследования его качества математическими методами потребовалось решить задачу
систематизации в статистически однородные базовые совокупности (БС) стыков. Для
формирования однородной статистической совокупности соединений разработан алгоритм, учитывающий особенности сварочно-монтажного производства. Для оценки количества и протяженности (длины) дефектов в сварочном шве на участке контроля, их
частоты, типа и размерности нами предложены показатели Д и L. Систематизация и
классификация сварочного производства, создание базы данных и знаний по учету и
контролю сварочных работ и сварных соединений стали основой для разработки различных моделей и форм представления выходной информации о состоянии качества
сварки как за период (неделя, месяц, квартал, год), так и в разрезах – объект, этап,
конструктивный элемент, сварщик и принимать научно обоснованные решения по совершенствованию технологических процессов сварочных работ и сварных соединений,
см. таблицу 1.
Выполненные нами исследования причин образования дефектности позволили
установить, что по каждому фактору образуется уникальная, только ему присущая
структура дефектности. Таким образом, оказывается возможным по структуре дефектов определять доминирующие причины брака и их удельный вес в образовании дефектности, что открывает широкие возможности для оптимизации технического уровня
сварочного производства и обеспечения высокого качества продукции.
Система качества должна основываться на строго количественных показателях
(параметрах), адекватно отражающих технический уровень конкретного сварочномонтажного производства во взаимосвязи с уровнем качества производимой продукции. С другой стороны, оценка и оптимизация уровня качества сварочной продукции
априори предусматривает наличие эталона или шкалы оценки, от самой низкой до самой высокой, не имеющей аналогов, см. табл. 2. При этом для создания системы качества, отвечающей современному уровню, должны использоваться рекомендации международных стандартов ИСО-9000, ИСО-3834, в которых обобщен опыт создания таких
систем, накопленный в развитых странах. После разработки следует этап внедрения системы качества, в течение которого проводятся внутренние проверки системы и, как
правило, ее доработка по результатам проверок. Завершающим этапом можно считать
сертификацию системы качества на соответствие стандартам ИСО 9000. Получение такого сертификата от авторитетного независимого органа существенно укрепляет позиции предприятия на рынках сбыта, т.к. дает заказчикам дополнительную уверенность в
возможности предприятия стабильно обеспечивать требуемый уровень качества.
2
Таблица 1 – Статистический анализ причин дефектности сварных соединений
Толщина,
мм
3
Марка
стали
1
Диаметр
(D),
длина(L)),
мм
2
Забраковано (шт) / удельный вес причины брака в процентах
РНсВП
D=57
РНсВП
Оборудование
10
Подготовка
11
Прочие
Уровень
качества
%
8
Материалы
9
12
13
5/8,2
23/37,7
12/19,7
7/11,5
11/18,0
3/5,0
95,1
167
11/6,6
49/29,
32/19,2
9/5,4
41/24,6
25/15,0
90,7
570
29
3/10,3
8/27,6
5/17,2
2/6,9
7/24,1
4/13,8
94,9
14ХГС
1300
115
10/8,7
36/31,3
31/27,0
9/7,8
23/20,0
6/5,2
91,2
2,5
14ХГС
2790
215
14/6,5
57/26,5
43/20,0
18/8,4
51/23,7
32/14,9
92,3
D=112
2,8
У10А
680
25
3/12
6/24
7/28
2/8
5/20
2/8,0
96,3
РДС
D=289
4,2
14ХГС
5740
360
23/6,4
97/26,9
76/21,1
28/7,8
91/25,3
45/12,5
93,7
РДС
L=900
4
20Х
2800
91
6/6,6
29/31,9
23/25,3
7/7,7
13/14,3
13/14,3
96,8
РАДС
L=900
18
20Х
1150
47
4/8,5
16/34,0
13/27,7
2/4,3
7/14,9
5/10,6
95,9
18070
1110
79/8,2
321/29,9
242/22,8
84/7,5
249/20,5
135/11,0
94,1
Способ
сварки
Всего,
шт
6
Технология
7
Сварщик
4
Проконтролировано
стыков, шт
5
2,5
09Г2
1250
61
D=89
2,5
09Г2
1790
РНбВП
D=112
2,8
20Х
РДС
D=112
2,8
РАДС
D=89
АСФ
ИТОГО:
Таблица 2. Пример шкалы оценки взаимозависимости технического уровня производства
и уровня качества сварочной продукции
Значение ТУ
0 - 0.09
0.091 - 0.2
0.21 - 0.36
0.361 - 0.6
0.61 - 0.8
0.81 - 1.0
Оценка ТУ
Очень низкий
Низкий
Удовлетворительный
Хороший, соответствующий отечественному
Высокий, соответствующий мировому уровню
Очень высокий, не имеющий аналогов
3
Брак, Р %
>10
9.9 – 8.1
8.0 – 5.8
5.7 – 3.2
3.1 – 1.5
1.4 – 0
При организации работ по качеству крайне важно обратить внимание на то, чтобы на всех этапах производственного процесса было предусмотрено все необходимое
для обеспечения качества продукции: необходимая документация, хорошо обученный
дисциплинированный персонал, сертифицированные сварочные материалы, современное оборудование, инструмент и средства измерений. Уместно здесь особо выделить
роль человеческого фактора в любой системе. В основе мотивации лежит принцип
предоставления работникам возможностей для реализации личных целей за счет добросовестного отношения к труду. Без этого нельзя говорить о сколько-нибудь серьезной
заинтересованности персонала в высоком качестве выпускаемой продукции. А без заинтересованности любые планы повышения качества вероятнее всего останутся лишь
на бумаге. Основой мотивации, без сомнения, является уровень заработной платы, но
большое значение имеет также премирование за высокое качество, штрафные санкции
за брак, социальные и моральные меры поощрения и т. п.
Причинно-следственный анализ позволяет определить причины дефектов, приводящих к наибольшим потерям и сосредоточиться на их устранении. При этом анализируются пять доминирующих факторов (см. табл. 1): подготовка и сборка под сварку,
сварщик, сварочные материалы, оборудование и технология сварки. При анализе этих
факторов выявляются вторичные, а, может быть, и третичные причины, приводящие к
дефектам и подлежащие устранению.
Заключение.
Таким образом, с использованием математического моделирования и компьютерных технологий разработана система, позволяющая вести учет, контроль и анализ
качества сварочных работ и сварных соединений, оперативно получать выходную оперативную и аналитическую информацию и принимать обоснованные решения по совершенствованию технологических процессов и оптимизации качества сварки. Предложена математическая модель и инженерные формулы для расчета, оценки и прогнозирования технического уровня и оптимального уровня качества как отдельного сварочного производства, так и организации в целом в зависимости от капиталовложений.
Разработка мероприятий по оптимизации качества сварочной продукции производится на основе анализа информации и должна предусматривать:
– корректирующие мероприятия, направленные на устранение выявленных дефектов и несоответствий;
– предупредительные (превентивные) мероприятия – для устранения причин выявленных дефектов и несоответствий, чтобы не допустить их повторения;
– профилактические мероприятия, предназначенные для устранения причин потенциальных дефектов, чтобы предотвратить их появление.
В соответствии с принципами обеспечения качества эти мероприятия могут
быть направлены на улучшение материальной базы, на активизацию человеческого
фактора или на совершенствование управления.
Так же, как и разработка мероприятий, принятие решений требует учета всех
факторов качества, чтобы решение было результативным. Иначе говоря, нужно учитывать не только технические, но и организационные и, в особенности, человеческие факторы. И если по результатам контроля и анализа информации были подготовлены и
успешно внедрены в производство все необходимые мероприятия, то следующий цикл
управления повторяется уже на более высоком уровне качества.
4