DI CONFORMITA NEI PRODUTTIVI. Prof. Marcantonio Catelani Scuola di Ingegneria - Dipartimento di Ingegneria dell Informazione - Firenze

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Ilaria Dolce
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1 VERIFICHE DI CONFORMITA NEI PROCESSI PRODUTTIVI Prof. Marcantonio Catelani Scuola di Ingegneria - Dipartimento di Ingegneria dell Informazione - Firenze marcantonio.catelani@unifi.it 1

2 Qualità secondo ISO QUALITA : grado in cui un insieme di caratteristiche intrinseche soddisfa i requisiti [ UNI EN ISO 9000] Caratteristica: elemento distintivo di una entità (item, nel senso di prodotto: componente, apparato,.) Le caratteristiche possono essere: fisiche (meccaniche, elettriche, ecc.), funzionali, temporali (affidabilità, disponibilità, manutenibilità, sicurezza, ecc.), ecc. 2

3 L item deve avere le seguenti caratteristiche: Possedere la capacità tecnica per fare ciò che è richiesto L entità è caratterizzata da determinate prestazioni Mantenere nel tempo la propria capacità tecnica La capacità tecnica vincolata al tempo introduce il concetto di affidabilità Poter essere utilizzata nel momento in cui è richiesta la sua funzione Si introduce il concetto di ripristino e, quindi, di manutenibilità e disponibilità 3

4 Le caratteristiche sono tradotte in prestazioni misurabili: Conformità (conformity): rispondenza dei parametri funzionali (prestazioni) ai valori prestabiliti (specifiche). La conformità è definita e misurabile attraverso valore nominale e tolleranza di una caratteristica (es. lunghezza), numero di elementi difettosi/scarti di un processo di produzione, misura di variabilità/capability di processo, ecc. Conformity assessment - activity to determine whether specied requirements relating to a product, process, system, person or body are fullfilled [Adapted from ISO/IEC 17000: ] 4

5 Oltre ad altri aspetti time dependent : Affidabilità (reliability): attitudine di un entità a svolgere la funzione richiesta in condizioni date per un dato intervallo di tempo. Manutenibilità (maintainability): attitudine di un entità ad essere mantenuta o riportata in uno stato nel quale può svolgere la funzione richiesta. Disponibilità (availability): attitudine di un entità ad essere in grado di svolgere la funzione richiesta, in determinate condizioni, supponendo che siano assicurati i mezzi esterni eventualmente necessari. 5

6 I concetti di Conformità e Guasto Guasto - La cessazione dell attitudine dell item ad eseguire la funzione/i richiesta Conformità: rispondenza dei parametri funzionali di un prodotto (componente,, sistema) ai valori prestabiliti (specifiche) Dipende (anche) dalla variabilità del processo produttivo Lower Spec. Limit Upper Spec. Limit Non accettabile Accettabile Non accettabile Guasto catastrofico Fuori specifica confor Fuori specifica Guasto catastrofico Grandi deviazioni -Toll Valore Nominale +Toll Grandi deviazioni Conformità Qualificazione (caso bilaterale) 6

7 la Conformità a Specifiche dove misurarla? Il Processo secondo ISO 9000 Requisiti Tecnologie Risorse umane Infrastrutture Materiali... Progettazione Industrializzazione Produzione Prodotto Servizio Soluzione A: misurare e valutare la conformità ai requisiti progettuali Rischio : presenza di NC, eventuali azioni correttive su NC rilevate, costi, 7

8 Variabilità e Conformità di prodotto Requisiti Input. Prodotto caso ideale casi reali PROCESSO PROCESSI NC LIS V.N. LSS PRODOTTO NC LIS V.N. LSS PRODOTTO Soluzione B: misurare la variabilità di processo Vantaggio : prevenire le NC, eventuali azioni preventive 8

9 Variabilità di processo Variabilità intrinseca (o naturale) e relative Cause Qualunque processo produttivo è caratterizzato da variabilità naturale dovuta all effetto cumulato di molteplici fattori spesso non eliminabili, costanti o casuali. Cause comuni (aleatorie, accidentali o non identificabili): sono strettamente inerenti il processo e sono generate da numerosi fattori (fattori casuali) di scarsa entità singolarmente presi, ma che producono un effetto cumulativo esempi di fattori casuali: variabilità materie prime, variabilità condizioni ambientali, variabilità prestazioni macchinari, ecc. Cause speciali (sistematiche o identificabili): per la presenza di fattori sistematici (fattori specifici) che producono temporanee ed improvvise deviazioni della caratteristica esempi di fattori sistematici: errori degli operatori, usura dei macchinari, mancata regolazione, interruzione alimentazione, impiego di materiale non rispondente a specifiche, fuori taratura della strumentazione, ecc. 9

10 alcune definizioni sulla Variabilità [UNI ISO ] Variabilità intrinseca del processo: variabilità di un processo allorchè questi opera in uno stato di controllo statistico Stato di controllo statistico: stato del processo in cui le variazioni tra i risultati delle osservazioni possono essere attribuite (prevalentemente) a cause aleatorie che rimangono pressoché invariate nel tempo Variabilità totale del processo: variabilità intrinseca del processo e variazioni dovute ai fattori sistematici ed altre cause identificabili 10

11 Conformity assessment : quali tecniche? Conformity assessment - Activity to determine whether specied requirements relating to a product, process, system, person or body are fullfilled. Misurare le prestazioni di un processo produttivo: studio della variabilità e misure di capacità Carte di controllo Analisi di capacità ed indici 11

12 Analisi della variabilità di processo: le carte di controllo UNI ISO Carta di controllo : grafico su cui sono tracciati i limiti di controllo superiore (UCL) ed inferiore (LCL) e riportati i valori di un parametro statistico (mean, range, st.d., ) per una serie di campioni o sottogruppi, in ordine di tempo o di numero di campione. Il grafico mostra solitamente una linea centrale (LC) che consente di individuare una deriva dei valori riportati verso uno o l altro dei limiti di controllo (LCL, UCL) Campione: una o più unità campionarie prelevate da una popolazione e destinate a fornire informazioni sulla popolazione / processo Numerosità del campione (dimensione) : numero di unità campionarie costituenti il campione 12

13 Rappresentazione grafica Parametri statistico Caratteristica di qualità UCL CL LCL Numero del campione o tempo Classificazione a seconda della natura della caratteristica oggetto di studio Carte per variabili : quando la caratteristica di qualità è una grandezza misurabile secondo una scala di valori Es: Carte media-range; media-scarto tipo, Carte per attributi: quando il controllo è basato su osservazioni espresse tramite giudizi qualitativi Es: Carta numeri di elementi non conformi, numero difetti per elemento,. 13

14 Tolleranza naturale del processo: limiti per una caratteristica che includono una determinata frazione di elementi di una popolazione (prodotti) Se i limiti sono posti a ± 3σ intorno alla media μ del processo per una distribuzione normale, essi includono il 99,73% delle unità prodotte quando il processo è in controllo statistico. 0.2 ( μ σ 2 ) X : N, σ 0, ,9973 0, X 0,00135 X 0,50 X 0,99865 μ -3σ μ μ +3σ Lower Natural Tolerance Limit LNTL UNTL Upper Natural Tolerance Limit lower 3σ upper 3σ 14

15 alcune definizioni sulla Capacità Capacità del processo: valutazione della variabilità intrinseca del processo (variabilità del processo quando opera in controllo statistico) per una data caratteristica. La capacità del processo può essere misurata attraverso lo scarto tipo σ. Analisi della capacità del processo: procedura di stima della capacità effettuata in riferimento alla forma della distribuzione di probabilità, alla sua media e alla sua deviazione standard L analisi di capacità può essere sintetizzata attraverso indicatori 15

16 Misure di capacità capacità potenziale e indicatori di I^ generazione Campo attuale Campo ammissibile Capacità potenziale C p = intervallo di intervallo variazione ammissibile di variazione attuale ed in riferimento alle specifiche di prodotto C p = USL - LSL 6σ Considerazioni non si tiene conto della posizione del processo; l indice confronta solo gli intervalli di variazione Capacità potenziale!!! sono auspicabili valori di C p elevati (> 1) 16

17 Caso particolare : Se µ = T (valore obiettivo) il processo è centrato ; C P capacità : rappresenta una misura di P NC = 2Φ( 3C P ) C P Quantità di osservazioni all interno dell intervallo C P Minima % NC 6 σ 1,00 0,27 x σ 1,33 0,6334 x σ 1,67 0,5733 x σ 2,00 0,1973 x 10-8 Minima quantità di NC per diversi valori dell indice di capacità assumendo µ=(usl+lsl)/2 17

18 Processo centrato - casi particolari Distribuzioni normali con stesso valore medio e diversa varianza C p = 2 C p = 1,33 f(x) C p = X Difettosi : μ = V.N. C p = 1 ; 2700 ppm 6 σ C p = 1,33 ; 90 ppm 8 σ C p = 2 ; 0,0018 ppm 12 σ 18

19 Considerazioni su C P un processo è capace quando? Process capability index C P < 1 1 C P < 1,33 Assessment Fail Needs watching Response Need to consider changing procedures, changing equipment and changing tolerance. Inspect total output Danger of producing defects. Needs watching C P 1,33 Pass Sufficient to inspect at start of operations. 19

20 Misure di capacità indicatori di II^ generazione : C pk σ µ LSL M USL Lower 3σ Upper 3σ µ-lsl USL -µ C PU = dispersione superiore ammissibile dispersione superiore attuale = USL μ 3σ C PL = dispersione inferiore ammissibile dispersione inferiore attuale = μ LSL 3σ C pk = min ( C,C ) PU PL = d μ M 3σ t.c. d = USL 2 LSL ; M = USL + 2 LSL 20

21 Grazie per l attenzionel Marcantonio Catelani Dipartimento di Ingegneria dell Informazione Via S.Marta, Firenze marcantonio.catelani@unifi.it 21

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