I Metodi statistici utili nel miglioramento della qualità 27

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1 Prefazione xiii 1 Il miglioramento della qualità nel moderno ambiente produttivo Significato dei termini qualità e miglioramento della qualità Le componenti della qualità Terminologia tecnica nell ingegneria della qualità Breve storia dei metodi per il controllo della qualità Metodi statistici per il miglioramento della qualità La qualità totale (TQM) Filosofia della qualità Il legame tra qualità e produttività Costi legati alla qualità Realizzazione del miglioramento della qualità 24 I Metodi statistici utili nel miglioramento della qualità 27 2 Modelli della qualità del processo La descrizione della variabilità I grafici rami e foglie Distribuzione di frequenza e istogramma Sintesi numerica dei dati Rappresentazione dei dati mediante box plot Presentazione dei dati mediante elaboratore Distribuzioni di probabilità Le principali distribuzioni discrete La distribuzione ipergeometrica La distribuzione binomiale La distribuzione di Poisson La distribuzione di Pascal e altre a essa collegate Le principali distribuzioni continue La distribuzione normale La distribuzione esponenziale 57

2 vi Indice generale La distribuzione gamma La distribuzione di Weibull Qualche utile approssimazione La distribuzione binomiale come approssimazione a quella ipergeometrica La distribuzione di Poisson come approssimazione a quella binomiale La distribuzione normale come approssimazione a quella binomiale Commenti sulle approssimazioni considerate 66 3 Inferenze riguardanti la qualità dei processi produttivi Statistiche e distribuzioni campionarie Il campionamento da distribuzione normale Il campionamento da distribuzione bernoulliana Il campionamento da distribuzione di Poisson La stima dei parametri di una variabile casuale Stima puntuale Stima intervallare La verifica d ipotesi dei parametri di una variabile casuale Verifica d ipotesi sulle medie con varianza nota L impiego del P-valore nelle verifiche d ipotesi Verifica d ipotesi sulle medie di distribuzioni normali con varianza non nota Verifica d ipotesi sulla varianza di distribuzioni normali Verifica d ipotesi sui parametri della distribuzione binomiale Verifica d ipotesi sui parametri della distribuzione di Poisson Carte di probabilità La probabilità dell errore di II tipo 105 II Il controllo statistico di processo Teoria e metodi del controllo statistico di un processo produttivo Introduzione Fonti di variabilità nella qualità Fondamenti statistici delle carte di controllo Introduzione Scelta dei limiti di controllo Dimensione del campione e frequenza di campionamento Sottogruppi razionali Analisi degli andamenti tipici di una carta di controllo Commento alle regole di sensibilità per le carte di controllo Altri strumenti dei magnifici sette Come applicare l SPC 139

3 vii 4.6 Esempio di applicazione dell SPC Applicazioni dell SPC a industrie non manifatturiere Carte di controllo per variabili Introduzione Carte di controllo x e R Fondamenti statistici delle carte di controllo Costruzione e uso delle carte x e R Carte basate su parametri noti Interpretazione delle carte x e R Effetto della non-normalità sulle carte x e R Funzione operativa caratteristica Lunghezza media delle sequenze per le carte x Carte di controllo per x e S Costruzione e uso delle carte di controllo x e S Carte di controllo x e S con dimensione campionaria variabile Carte di controllo S Carte di controllo per misure singole Sommario delle procedure per le carte x, R e S Applicazioni delle carte di controllo per variabili Carte di controllo per attributi Introduzione Carte di controllo per frazione di non conformi Costruzione della carta di controllo Dimensione campionaria variabile Applicazioni a produzioni di tipo non manifatturiero Aspetti computazionali per la curva operativa caratteristica e per la lunghezza media delle sequenze Carte di controllo per non conformità (numero di difetti) Procedure con dimensioni campionarie costanti Procedure per dimensioni campionarie variabili Sistemi basati su tipologie di non conformità Curva operativa caratteristica Bassa difettosità Applicazioni non manifatturiere Scelta tra carte di controllo per attributi e carte di controllo per variabili Linee guida per l applicazione delle carte di controllo Carte di controllo CUSUM ed EWMA Le carte CUSUM Principi base: le carte CUSUM per il controllo della media del processo 251

4 viii Indice generale Forma tabulare o algoritmica delle CUSUM per il controllo della media del processo Raccomandazioni per la progettazione della carta CUSUM La carta CUSUM standardizzata Sottogruppi razionali Ottimizzazione delle CUSUM nel caso di salti di livello elevati Procedura di avviamento a risposta accelerata Carte CUSUM unilaterali Carte CUSUM per monitorare la variabilità Somme cumulate ottenute con altre statistiche campionarie La procedura maschera a V Le carte di controllo a medie mobili pesate esponenzialmente (EWMA) Le carte EWMA per il controllo della media del processo Progettazione della carta di controllo EWMA Sottogruppi razionali Estensioni della carta EWMA La carta di controllo a media mobile Altre tecniche statistiche di controllo del processo Il controllo statistico di processo per i processi di breve durata Carte per media e range nel caso di produzioni di breve durata Carta di controllo per attributi nel caso di produzioni di breve durata Altri metodi Carte di controllo modificate e di accettazione Carte per la media con limiti di controllo modificati Carte di controllo di accettazione Carte di controllo per gruppi nel caso di processi multipli Controllo multivariato Controllo delle medie Controllo della variabilità del processo SPC con dati correlati Collegamento tra SPC e controllo ingegneristico di processo Controllo di processo e regolazione Combinazione di SPC e EPC Progettazione delle carte di controllo secondo criteri di carattere economico Progetto di una carta di controllo Caratteristiche del processo Parametri di costo Lavoro preliminare e progetto semi-economico Modello economico della carta di controllo per la media Altri contributi Rassegna di altre procedure Usura degli impianti 346

5 ix Carte di controllo basate su altre statistiche campionarie Schemi adattivi Scelta del valore di riferimento ottimale per il processo Problemi di controllo di riempimento Precontrollo Analisi di capacità del processo Introduzione Analisi di capacità del processo attraverso istogramma e carta di probabilità Uso dell istogramma Grafici o carte di probabilità Indici di capacità del processo Uso e interpretazione degli indici di capacità Indici di capacità per un processo non centrato Normalità e indici di capacità Ulteriori considerazioni sulla centratura Intervalli di confidenza e test sugli indici di capacità Analisi della capacità del processo con le carte di controllo Analisi di capacità del processo con esperimenti programmati Studi di capacità di strumenti e di sistemi di misura Definizione dei limiti di specifica per componenti discrete Combinazioni lineari Combinazioni non lineari Stima dei limiti di tolleranza naturale di un processo Limiti di tolleranza basati sulla distribuzione normale Limiti di tolleranza non parametrici 393 III Progetto e miglioramento del processo produttivo tramite la programmazione statistica degli esperimenti I principi di base della programmazione degli esperimenti Che cos è la programmazione degli esperimenti? Esempi di esperimenti programmati nel miglioramento della qualità e del processo Esperimenti con un fattore Un esempio L analisi della varianza L analisi dei residui Confronto tra le medie individuali Uso dell elaboratore Il modello a componenti di varianza I blocchi e i fattori di disturbo Il piano a blocchi casualizzati 418

6 x Indice generale Analisi dei residui Criteri per la programmazione degli esperimenti Esperimenti fattoriali e frazionari Esperimenti fattoriali Un esempio Analisi statistica Analisi dei residui Piani fattoriali 2 k Il piano Il piano 2 k con k Il piano 2 k senza replicazioni Aggiunta di punti centrali in un piano 2 k Blocchi e confondimento nei piani 2 k Replicazioni frazionarie di piani 2 k La frazione 1/2 di un piano 2 k Frazioni minori: il piano fattoriale frazionario 2 k p L ottimizzazione del processo Metodi e piani per la superficie di risposta Il metodo della massima pendenza Analisi delle superfici di risposta del secondo ordine Conduzione evolutiva EVOP Il contributo di Taguchi all ingegneria della qualità La filosofia di Taguchi L approccio di Taguchi alla progettazione dei parametri Miglioramenti alla progettazione robusta dei parametri 516 IV Controllo campionario Piani di campionamento per attributi lotto per lotto Il problema del campionamento in accettazione Vantaggi e svantaggi del campionamento Tipi di piani di campionamento La formazione del lotto Il campionamento casuale Linee guida per l uso del campionamento in accettazione Piani di campionamento semplice per attributi Definizione di un piano di campionamento semplice La curva operativa caratteristica Costruzione di un piano di campionamento semplice con una curva OC specificata Ispezione con rettifica 537

7 xi 13.3 Piani di campionamento doppio, multiplo e sequenziale Piani di campionamento doppio Piani di campionamento multiplo Piani di campionamento sequenziale La normativa MIL STD 105E (ANSI/ASQC Z1.4, ISO 2859) Descrizione della normativa Procedura Osservazioni I piani di campionamento Dodge-Romig I piani AOQL Piani LTPD Stima della qualità media del processo Altre tecniche di campionamento in accettazione Campionamento in accettazione per variabili Vantaggi e svantaggi del campionamento per variabili Tipi di piani di campionamento disponibili Cautele nell impiego del campionamento per variabili Costruzione di un piano di campionamento per variabili con curva OC specificata La normativa MIL ST 414 (ANSI/ASQC Z1.9) Descrizione generale della normativa Uso delle tabelle Esame delle normative MIL STD 414 e ANSI/ASQC Z Altre procedure di campionamento per variabili Campionamento per variabili per garantire la qualità media del lotto o del processo Campionamento sequenziale per variabili Campionamento a catena Campionamento continuo CSP Altri piani di campionamento continuo I piani di campionamento skip-lot 587 A Appendice 591 Bibliografia 607 Indice analitico 615