Verona, 16/04/2010 Controllo in accettazione secondo la norma UNI ISO UNI 2859

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1 Verona, 16/04/2010 Controllo in accettazione secondo la norma UNI ISO UNI 2859 Ing. Gianni Campatelli Accademia Italiana del Sei Sigma

2 Agenda 1. Contesto normativo 2. Campionamento per variabili ed attributi 3. LQA e QMR 4. Tipologia e livello di collaudo 5. Strategia campionamento 6. Curve Operative 7. Procedura operativa 2

3 La norma ISO :2007 Riguarda la modalità per effettuare il campionamento per attributi di una serie continua di lotti. Con tale norma si vuole garantire che la qualità dei lotti ritenuti accettabili è superiore ad un valore fissato di LQA. Norme precedenti: ISO :1989 ISO :1991 ISO/TR 8550:1994 (lotti isolati) ISO 8422:1991 (campionamento sequenziale) ISO :2001 3

4 La norma ISO 2859:2007 Più in generale la norma ISO 2859:2007 descrive la procedura di campionamento per lotti. Teoria: Lotti continui: Lotti isolati o unici: Salto di lotti: (approccio per fenomeni di lungo periodo con qualità del processo costante o degrado lento; solo per qualità produzione superiore all LQA e previo accordo con il Cliente) 4

5 Campionamento La grande importanza del controllo qualità con campionamento risiede nella caratteristica di controllare il livello di Qualità della produzione e costruire un rapporto fornitore/committente basato su di una realtà oggettiva. I termini contrattuali possono essere rivisti o aggiornati in funzione dell andamento della Qualità nella produzione. 5

6 Campionamento Il campionamento della produzione ha inoltre il vantaggio di monitorare continuamente il livello di Qualità del prodotto. In questo modo si rende possibile una tempestiva individuazione delle cause che determinano il deteriorarsi della Qualità e si rende possibile un intervento correttivo mirato ed efficace. (Carte di controllo) 6

7 Campionamento per variabili Cosa è una variabile? La variabile è una grandezza continua che può essere misurata sul prodotto al fine di valutare la sua adeguatezza alle specifiche. Tale grandezza deve essere oggettivabile ed esprimibile con una unità di misura. Variabili sono: - Il diametro di un foro - la luminosità (Lux) di un lampadario a parità di lampadine - Il peso di una confezione di gelato 7

8 Cosa è un attributo? Campionamento per attributi Un attributo è una caratteristica binaria che il prodotto deve soddisfare per potere essere considerato conforme. Per un attributo sono possibili solo due possibilità: c è / non c è; passa / non passa; funziona / non funziona; dimensione minore di / maggiore di Attributi sono: - La presenza di una caratteristica a disegno del particolare - Il funzionamento o meno della lampadina - La composizione di una mescola edile entro una specifica 8

9 Campionamento per attributi Vantaggi: - Il campionamento per attributi è più semplice sia per la raccolta che per la gestione ed organizzazione dei dati. - I piani di campionamento sono notevolmente più semplici anche se richiedono in generale numerosità di campioni più elevate. Svantaggi: - Non si hanno delle stime precise come per il campionamento per variabili sulla capacità del processo. Spesso è la semplicità del campionamento per attributi che ne determina la scelta rispetto a quello per variabili. 9

10 Campionamento per attributi Quando si vuole effettuare un campionamento per attributi la prima scelta da fare è se lavorare considerando: - numero NC presenti nel campione - prodotti NC nel campione Il primo caso si usa per prodotti molto complessi che hanno molti attributi da soddisfare e che possono essere considerati buoni con alcune NC non critiche (automobile). Il secondo caso si utilizza per prodotti più semplici che hanno pochi attributi da controllare e per i quali avere una NC comporta il non utilizzo del prodotto (vite, lampadina, cavo elettrico ). 10

11 Scopo collaudo Consegnare al Cliente un prodotto di qualità superiore a quella dell LQA. LQA = livello di qualità accettabile; indica quante NC (in %) il Cliente od il mercato è disposto a tollerare in un lotto. Il collaudo non elimina i difetti, fornisce solo un controllo della loro frequenza. E propedeutico alla soluzione delle criticità, non una soluzione in se stessa. 11

12 Collaudo Il collaudo avviene estraendo dal lotto una data percentuale di prodotti e verificando se e quante NC sono presenti. Si confronta quindi il numero di NC con il numero di rifiuto (Nr) ed il numero di accettazione (Na) forniti dalla norma. In generale Na=Nr-1 Il collaudo ridotto presenta invece un gap maggiore di 1 fra Nr e Na. 12

13 Rischi Il collaudo è un fenomeno statistico. Se in un lotto di 500 prodotti si hanno 10 NC, estraendo 5 campioni è possibile che tutti e 5 siano NC (poco probabile ma possibile ). 100% difettosità valutata contro il 2% reale. 13

14 Rischi Fissata la qualità REALE del lotto si hanno sempre due possibili errori nella valutazione dell accettabilità dello stesso: 1) Rischio del committente (probabilità di accettare un lotto non soddisfacente, tipo I) 2) Rischio del fornitore (probabilità di non accettare un lotto soddisfacente, tipo II) 14

15 Rischi La probabilità associata ad ogni rischio (per es. 10% di probabilità di commettere un errore di tipo I) deve essere scelta in fase di capitolato e deve trovare d accordo entrambe le parti. Definito il valore di LQA del prodotto, è possibile scegliere il piano di campionamento (Na, Nr) in funzione del rischio che fornitore e committente sono disposti ad accettare. Più basso sarà il rischio (alta la confidenza del risultato) maggiore dovrà essere la percentuale di prodotti da controllare in un lotto. Tale scelta può essere fatta tramite le curve Caratteristiche Operative (CO) 15

16 Lotto Il lotto deve essere costituito da prodotti fabbricati in condizioni sostanzialmente identiche e nel corso di uno stesso periodo di tempo (dati omogenei). Più è numeroso il lotto minori (in percentuale) saranno i campioni da prelevare per valutare l accettabilità o meno dei prodotti (campionamento più economico). N.B. la precisione con cui si determina la qualità del lotto dipende dalle dimensioni del campione e non del lotto stesso. Per lotti più numerosi si utilizzano campioni più numerosi solo perché si vuole una confidenza maggiore. La non accettazione di un lotto grande è infatti sicuramente più onerosa della non accettazione di un lotto piccolo. 16

17 Lotti continui vs isolati Lotti continui Trend di qualità della produzione nel tempo La scelta del piano di campionamento dipende dalla storia Strategia della norma ISO Lotto isolato Si ha un lotto isolato quando non si conosce, o non esiste, una storia della qualità per un tale prodotto Per questi lotti è richiesto un numero maggiore di campioni, norma ISO

18 LQA (Lotti continui) LQA = Livello Qualità Accettabile Per definizione i lotti provenienti da un processo la cui qualità è uguale o migliore dell LQA saranno accettati nella maggior parte dei casi (problema statistico). Il valore di LQA influenza la scelta del processo produttivo e dei controlli necessari a garantire la qualità richiesta. Migliore LQA (più basso)= maggiori costi. 18

19 Scelta LQA LQA alto: minor criticità della NC Quando un componente NC può essere semplicemente messo da parte durante il montaggio e sostituito con un altro (es. apparecchio plastico graffiato) LQA basso: maggior criticità della NC Quando il componente può causare la disfunzione di un pezzo costoso in un momento in cui non è possibile o facilmente realizzabile la sostituzione con un componente funzionante (es. qdo si intacca la sicurezza mecc/elettr, sospensioni/cavi) 19

20 Valori preferenziali LQA Valori preferenziali di LQA sono indicati nella norma. 0,010 0,015 0,025 0,040 0,065 0,10 0,15 0,25 0,40 0,65 1,0 1,5 2,5 4,0 6, E consigliabile il loro uso in quanto i piani di campionamento proposti sono indicizzati in base a tali valori. NB i valori > 100 si riferiscono solo a NC per elemento! 20

21 Tipologie Collaudo (Lotti continui) ORDINARIO Si ipotizza che la qualità della produzione sia adeguata al LQA COLLAUDO RINFORZATO RIDOTTO Quando si sospetta che la qualità sia peggiore dell LQA Quando è storicamente dimostrata la buona qualità e stabilità del processo 21

22 Regole commutazione Score di almeno 30 punti (circa 10 lotti consecutivi accettati) Collaudo ordinario 2 su 5 consecutivi non accettati Collaudo ridotto Na>NC>Nr Lotto non accettato 5 lotti consecutivi accettati 5 lotti cumulativi non accettati Collaudo rinforzato Miglioramento qualità Blocco produzione 22

23 Regole commutazione - Il collaudo rinforzato ha la stessa numerosità del campione del collaudo ordinario; cambiano Na e Nr (più severi nel rinforzato) - Il collaudo ridotto ha una numerosità del campione minore rispetto al collaudo ordinario; Na e Nr non consecutivi 23

24 Lotti NC Quando il lotto non supera il collaudo: - Il lotto viene totalmente scartato - Il lotto viene collaudato al 100% e eliminati i prodotti NC - Il lotto viene rilavorato, il controllo successivo dovrà focalizzarsi su quegli aspetti che ne hanno decretato la non accettazione E da notare che se un lotto non accettato viene ripresentato senza modifiche allo stesso collaudo si avrà che, dopo alcuni tentativi, il lotto sarà accettato per la statistica del campionamento) 24

25 Qualità Media Risultante (QMR) La QMR è il valore di difettosità che il cliente riceve. Questa nasce da due contributi: dalla qualità reale del processo (p) e dal numero di lotti non accettati e collaudati al 100%. In tali lotti infatti non si avranno NC. La presenza di un lotto non accettato collaudato al 100% aumenta la QMR. Diversamente se i lotti non accettati vengono eliminati la QMR è pari alla qualità media reale del processo. Questo valore dipende dal piano di campionamento scelto. 25

26 LQA e QMR LQA QMR Scelta piano di campionamento Accordo Fornitore-Cliente Verifica qualità percepita Cliente 26

27 Calcolare QMR Nel caso di lotti non accettati campionati al 100%: p = qualità del processo Pa = percentuale lotti accettati (1-Pa) lotti sono privi di NC Pa lotti hanno una % di NC pari a p QMR = Pa x p NB La % di lotti accettati dipende dal valore di LQA scelto e dal piano di campionamento utilizzato. 27

28 Calcolare QMR - esempio Si ha una produzione caratterizzata da una qualità circa costante nel tempo p=2,3% Fissato per il prodotto un LQA di 2,5% dalla norma si ricava che per un collaudo ordinario il 90% dei lotti saranno accettati. QMR = (2,3 * 90)% = 2,07% QMR < p, in quanto si hanno in uscita lotti con NC pari a p mentre il 10% dei lotti avrà zero NC (dopo collaudo al 100%) 28

29 Individuare il piano corretto LQA Numerosità lotto Livello Collaudo Codice Piano Campionamento Modalità campionamento n Na Nr CO 29

30 Livello collaudo Il livello di collaudo costituisce una indicazione di quanto si vuole essere sicuri sulla valutazione dell accettabilità del lotto. Si ha infatti che la confidenza sul risultato scende secondo questo ordine di livelli: III, II, I, S4, S3, S2, S1. Responsabile di questa minore confidenza è la dimensione del campione minore. Si ha infatti che il livello di collaudo S1 presenta una numerosità del campione minore rispetto agli altri livelli. Il livello II (più utilizzato), il livello I ha metà campioni ed il livello III ha circa il 50% di campioni in più rispetto al II 30

31 Livello collaudo I livelli S1, S2, S3, S4 sono chiamati speciali, in quanto la numerosità del campione richiesta è molto bassa. Bisogna però ricordare che tale numerosità ha un forte impatto sulla confidenza con la quale è possibile valutare l accettabilità del lotto. Tali livelli devono quindi essere utilizzati solo quando realmente necessario o quando la qualità del processo è significativamente maggiore dell LQA. L adozione di tali livelli di campionamento è motivata da un minore costo di collaudo. 31

32 Codice campione La norma definisce vari piani di campionamento sulla base di un codice campione. Le lettere codice (da A a S) identificano la numerosità del campione da estrarre dal lotto. Più le lettere sono vicine alla S più il campione è numeroso. Tre sono i parametri influenti sulla scelta della lettera codice: la numerosità del lotto, il livello di collaudo e la tipologia di collaudo. 32

33 Modalità campionamento Definita la tipologia di collaudo (ordinario, ridotto, rinforzato) è necessario scegliere anche la modalità di campionamento. Le possibilità sono: - Campionamento semplice - Campionamento doppio - Campionamento multiplo - Campionamento sequenziale Il collaudo individua il livello di severità del test (Na più basso), il campionamento la modalità di estrazione dei campioni (voglio risparmiare su n). 33

34 Campionamento semplice Il campionamento semplice prevede una singola estrazione dei prodotti da collaudare. Analizzato il campione estratto l accettabilità dello stesso verrà valutata immediatamente; non sono richieste ulteriori prove. E la tipologia di campionamento più semplice. Es. LQA = 0,65%, livello di collaudo II, lotto = 3000 viti E possibile determinare: campione = 125 viti Na = 2, Nr = 3. 34

35 Campionamento doppio Nel campionamento doppio si estrae un campione di numerosità inferiore rispetto al campionamento semplice. Se la qualità è sufficientemente buona il lotto è accettato, se la qualità è sufficientemente scarsa il lotto è scartato, se la qualità è intermedia occorre estrarre un nuovo campione di numerosità pari al precedente per decidere se accettare o rifiutare il lotto. In pratica si ricorre al secondo lotto solo (risparmio in termini di prodotti collaudati) quando questo si rivela necessario. 35

36 Esempio campionamento doppio LQA = 0,65% Lotto = 5000 lampade Livello collaudo = II Campionamento doppio: 1 campione = 125 lampade Na = 1 Nr = 4 Campionamento doppio: 2 campione = 125 lampade Na = 4 Nr = 5 Campionamento semplice: campione = 200 lampade Na = 3 Nr = 4 36

37 Esempio campionamento doppio Il campionamento semplice ha una numerosità del campione indipendente dalla qualità della produzione (sempre 200 elementi da provare). Il campionamento doppio ha invece una numerosità dipendente dalla qualità della produzione: migliore sarà la qualità della produzione, maggiori saranno i lotti accettati dopo aver estratto un solo campione (125 elementi soltanto). Analogo per qualità decisamente peggiore. La numerosità di elementi da provare cresce però quando si hanno molti lotti con una qualità intermedia (250 elementi da provare). 37

38 Campionamento multiplo Il campionamento multiplo è l estensione del campionamento doppio. Non si hanno più due possibili campioni da estrarre ma il loro numero è sette (con uguale numerosità del campione). In generale la decisione di accettare o rifiutare un lotto viene presa molto prima del settimo campione. Per alcuni campioni la norma non fornisce il numero di accettazione ma il simbolo #. Questo significa che con quel campione non è possibile accettare il lotto ma è necessario estrarre un nuovo campione. Rimane però la possibilità di rifiutarlo. 38

39 Campionamento multiplo Per il lotto di lampade precedenti il piano di campionamento è: Campione Numerosità Cumulativa Na Nr #

40 Campionamento sequenziale Nel campionamento sequenziale gli elementi sono prelevati in modo casuale nel lotto e collaudati uno dopo l altro. Il campionamento si ferma non appena una regola stabilisce l accettazione o la non accettazione del lotto. Esiste inoltre un numero massimo di pezzi che il campionamento prevede di collaudare (troncamento della prova). Le regole di accettazione e rifiuto dei piani di campionamento sequenziali non sono direttamente presenti nella norma ISO ; questa fa riferimento alla ISO

41 Campionamento sequenziale Le regole di accettazione e rifiuto si presentano come delle rette nel grafico: campioni collaudati NC trovate NC RIFIUTO Lotto accettato ACCETTAZIONE n campione 41

42 Confronto Nella scelta del piano di campionamento da utilizzare i rischi del fornitore e del cliente non sono rilevanti; hanno infatti curve Caratteristiche Operative (CO) simili. Le ragioni che influenzano la scelta sono: - Semplicità - Numero elementi da provare - Facilità prelievo - Durata prova - NC multiple Numerosità media Semplice Doppio Multiplo p 42

43 Curve Caratteristiche Operative (CO) Le curve Caratteristiche Operative (CO) quantificano i rischi del cliente e del fornitore per ogni dato piano di campionamento. La curva ideale accetta tutti i lotti con qualità migliore di LQA e rifiuta gli altri. Pa CO ideale Pa = Probabilità accettazione p = qualità del processo 1 Il campionamento statistico dà una curva non ideale. LQA p 43

44 CO pro-cliente Una curva che soddisfi il cliente dovrebbe fornire una bassa probabilità di accettazione per lotti con qualità peggiore di LQA. Tale soluzione non è però soddisfacente per il fornitore che, per garantirsi una Pa elevata dovrà produrre ad un livello di qualità molto superiore dell LQA (maggiori costi). 1 Pa LQA p 44

45 CO pro-fornitore Una curva soddisfacente per il fornitore dovrebbe avere una alta percentuale di lotti con qualità pari a LQA accettata. In questo caso si ha però una considerevole probabilità di avere prodotti con qualità più scadente accettati. 1 Pa LQA 2 LQA p 45

46 CO In realtà la soluzione è sempre di compromesso. L approssimazione della CO reale con quella ideale dipende dalla numerosità del campione e dal valore di Na (deve essere più grande possibile, compatibilmente con il valore di LQA). Si può dimostrare che se LQA x campione > 200 si ha almeno il 98% di accettazione per lotti con qualità migliore di LQA. 1 Pa LQA n = 1250 n = 13 p 46

47 CO La norma presenta nei prospetti X (relativamente ad ogni codice campione) le curve CO per il collaudo ordinario. Sono inoltre tabulati i valori del collaudo rinforzato. Le curve CO non sono influenzate dalla tipologia di campionamento (semplice, doppio, ecc ) in quanto tali piani di campionamento sono stati creati in modo da avere circa la stessa CO. 47

48 Codice campione livello collaudo Nel costo del collaudo è però da considerarsi che, utilizzando tali livelli speciali, aumenta il rischio del fornitore. Si hanno cioè più lotti accettabili scartati rispetto all adozione di un livello normale (solitamente II). Questo può essere verificato con lo studio delle CO. Si sconsiglia l uso di livelli speciali per lotti numerosi (aumento eccessivo costo legato ad un errore). 1 Pa LQA Livello II Livello S3 p 48

49 CO Se non si vuole ricorrere ai grafici delle curve CO è possibile utilizzare una regola approssimata, valida per il campionamento semplice. Si moltiplica il valore di LQA per la numerosità del campione e da questo prospetto è possibile ricavare il valore di Pa in modo approssimativo. LQA x campione Na Pa 12,5 0 88, , , , , , , , , , ,5 49

50 Esempio CO Si ha un piano di campionamento semplice con: - LQA = 0,65 % - livello di collaudo II - numerosità N del lotto = 2500 Dalla norma si ricava: lettera codice K n = 125 elementi Na = 2 NC Nr = 3 NC LQA x campione = 0,65 x 125 = 81,25 Dalla tabella Pa = 95,3% 50

51 Classificazione NC Nei prodotti industriali si hanno sempre più tipologie di NC. Per es. copertura graffiata, difetto elettrico, mancanza di una filettatura. Essendo le gravità delle tipologie NC diverse è uno sbaglio accomunare insieme tutte le NC riscontrate. Ideale sarebbe di adottare un LQA differente per ogni tipologia di NC. Questo porta alla definizione di tanti Nr e Na quante sono le tipologie di NC. Difficoltà: identificazione della NC, confronto con Nr differenti e valori di LQA troppo bassi. 51

52 Esempio classificazione NC Prodotto: Videocitofono Tipologia NC LQA Mancato funzionamento audio/video A Mancata attivazione campanello Superficie interna del vetro di protezione sporca 0,65% Graffi sulla maschera anteriore B Colore maschera alterato Sporco sulla superficie esterna del vetro di protezione 4,0% 52

53 Esempio classificazione NC I piani di campionamento per il videocitofono sono: Classe Campione Na Nr A B

54 Riepilogo conclusivo Quando si deve stabilire un piano di campionamento è necessario: 1) Analizzare le possibili NC del prodotto, stabilendo in modo chiaro per l operatore cosa intendere per NC. 2) Definire due o più categorie di gravità per le NC in modo che queste siano degli insiemi di NC di gravità paragonabile. 3) Stabilire per ogni categoria un valore di LQA, basandosi sulle richieste del Cliente o del mercato. Tale valore di LQA può essere variato per venire incontro alle esigenze del mercato ma NON del campionamento. 54

55 Riepilogo conclusivo 4) Individuare la dimensione del lotto in modo che questa sia la più grande possibile compatibilmente con l esigenza di omogeneità dei prodotti del lotto. 5) Stabilire un livello di collaudo di primo tentativo, valutando le risorse e necessità di precisione del campionamento (se si vuole un basso rischio del Cliente è inutile partire con un livello S1 o S2, ma sarà più realistico iniziare con un livello I). 6) Trovare la lettera codice relativa utilizzando il prospetto I o i normogrammi della

56 Riepilogo conclusivo 7) Calcolare Na e Nr per il piano di campionamento utilizzando il prospetto II. A questo punto è necessario stabilire anche la tipologia di collaudo; si parte in generale con un collaudo ordinario a meno che la storia di collaudo stabilisca diversamente (regole commutazione). E inoltre necessario verificare se tale lettera codice è possibile o se è necessario cambiare la dimensione del campione. 8) Valutare il rischio del Cliente e quello del fornitore utilizzando i prospetti X-codice. 9) Stabilire se tali rischi sono accettabili. In caso contrario è necessario aumentare il livello di collaudo e ripetere il procedimento dal punto 5. Si è così definito il piano di campionamento: n, Na e Nr. 56

57 Riepilogo conclusivo 10)Stabilire la modalità di campionamento dei lotti sulla base della semplicità del prodotto e della gestione delle informazioni durante la prova. Eseguire il campionamento dei prodotti, avendo cura che questo sia eseguito in maniera casuale. 11)Esaminare le NC presenti nel campione, suddividendole a seconda della classe di gravità alla quale appartengono. 12)Controllare se le NC di ogni classe sono inferiori ai relativi Nr. Se tutte le classi hanno un numero di NC inferiore ad Nr queste vengono accettate, altrimenti il lotto si considera da scartare. Un lotto scartato può essere collaudato al 100% o rilavorato. 57

58 Riepilogo conclusivo 13)Dai dati storici è possibile calcolare la qualità del processo, con la quale si calcola il QMR, ovvero la qualità realmente percepita dal Cliente. 58

59 Glossario essenziale N = dimensione del lotto, deve essere più grande possibile compatibilmente alle esigenze di omogeneità. n = dimensione del campione; da questa dipende la precisione con la quale è possibile valutare la reale qualità del lotto. LQA = livello di qualità accettabile; indica quante NC (in %) il Cliente od il mercato è disposto a tollerare in un lotto. p = qualità reale del processo, il livello di qualità alla quale è possibile produrre. QMR = Qualità percepita dal Cliente (diversa da p). 59

60 Glossario essenziale LQMR = limite di QMR che un piano di campionamento può garantire. Piano di campionamento = identifica i parametri necessari a provare un lotto (n, Na e Nr). Tipologia collaudo (ordinario, ridotto, rinforzato) = caratterizza la severità della prova alla quale il lotto è sottoposto. Nel caso ridotto si ha una prova più rilassata in quanto si ritiene la produzione nettamente migliore di LQA. Nel caso rinforzato la prova è più severa. Per passare da una tipologia di collaudo all altra si utilizzano le regole di commutazione. 60

61 Glossario essenziale Tipologia campionamento (semplice, doppio, multiplo, sequenziale) = stabilisce la modalità di prelievo dei campioni, non influenza né la precisione della prova né la severità. Il campionamento viene scelto sulla base della semplicità del prodotto e della prova. CO = curva Caratteristica Operativa. Identifica, per ogni piano di campionamento, i rischi del Cliente e del fornitore, ovvero che sia accettato un lotto con qualità peggiore di LQA o scartato un lotto con qualità migliore. Tali curve si trovano nei prospetti X. 61

62 Glossario essenziale Livello di collaudo (III, II, I, S4, S3, S2, S1) = stabilisce la precisione con cui si vuole effettuare la prova. Per precisioni maggiori sono necessari campioni più numerosi. Lettera codice = identifica la numerosità del campione; dipende dal livello di collaudo e dalla numerosità del lotto. NC = non conformità, quando un prodotto non rispetta una o più specifiche. Classi NC = classi nelle quali sono raggruppate tipologie di NC che hanno gravità paragonabile, solitamente 2 o 3 per prodotto. 62

63 Glossario essenziale Na = numero accettazione, il numero di NC che sono accettate in un campione per classificarlo accettabile. Nr = numero rifiuto, il numero di NC che fanno decretare il lotto non accettabile. 63