Evoluzione competitiva dei controlli in produzione nelle filiere dei mezzi di trasporto. Torino, Centro Congressi Lingotto aprile 2010

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1 Evoluzione competitiva dei controlli in produzione nelle filiere dei mezzi di trasporto INDICI E PIANI DI PROCESS CAPABILITY Prof. Biagio Palumbo (Università di Napoli Federico II - Dipartimento Ingegneria Aerospaziale) Marco Loffredo (ELASIS, Manufacturing Engineering Specialist-Geometry)

2 GRUPPO DI LAVORO Università di Napoli Federico II Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale Biagio Palumbo, Amalia Vanacore Fabrizio Frascà, Marco Loffredo, Antonio Riccio Paolo D Ambrosio, Antonio Lepore

3 OBIETTIVI OBIETTIVI DEL PROCESSO = IPOTESI ANALISI TOLLERANZE COMPONENTI: singola popolazione gaussiana Cp = Cpk = 1.33 ATTREZZATURE: IT= ±0.1 (distribuzioni uniformi) metodi di assemblaggio come da progetto ausiliari come da progetto (analisi corpi deformabili) ANALISI TOLLERANZE PROCESSO DI ASSEMBLAGGIO ASSEMBLY: singola popolazione gaussiana Cp = 1.33 Cpk =

4 VERIFICA DOCUMENTAZIONE TECNICA PROBLEMA SOLVING RICONOSCIMENTO PROCESSI di lastratura ATTREZZI DI SALDATURA PRESENTE NELLA STRUTTURA CONOSCENZA PROCESSI E METODOLOGIE D' INTERVENTO CARRELLO ATTREZZATO /copleto di spessori a pettine GESTIONE RICAMBI (perni di rif.) SCHEDE: MANUT. PREV./PROG.; SCHEDE: PULIZIE TECNICHE PROGRAMMA PULIZIE TECNICHE PROGRAMMA MANUTENZIONE MASCHERE PROGRAMMA MANUTENZIONE STAMPI PERSONALE MANUTENZIONE STAMPI PIANI DI CONTROLLO SU COMPONENTI CAPACITA' DI ANALISI METODO ANALISI CAPACITA' DI COORDINAMENTO VERIFICA LAVORAZIONE SEMILAVORATI SU FLUSSO PRODUTTIVO VERIFICA IMBALLI ANALISI GIORNALIERA FRAMEWORK DI CONTROLLO PROPOSTO TECNOLOGIE TECNOLOGO/ATTREZZISTA 23 QUALITA'/METROLOGIA IDENTIFICAZIONE LOTTO STAMPATI 24 CONTROLLI VOLANTI Verifiche su gestione processo MANUTENZIONE SCHEDE CONTROLLI - SCHEDE UTILIZZO CALIBRI PRESENZA SOSTEGNI/CALIBRI STATO/CONFORMITA' SOSTEGNI /CALIBRI CONSEGNA AI PROPRI FORNITORI PIANI DI CONTROLLI SU CUI PRESENTARE LE CAPABILITY CONTROLLO QUALITA' ELEMENTI DI FORNITURA VERIFICA QUALITA' SEMILAV. ALL'INTERNO DELL'AZIENDA CAPACITA' MACCHINA DI MISURA CHECK LIST VERIFICHE ANALISTA 32 PERSONALE SUFFICIENTE (metrologi) 33 PROCEDURA CERTIFICAZIONE SOSTEGNI 34 PROGRAMMI VELOCI PER CALCOLO CP CPK 35 COMUNICAZIONE AL CLIENTE PIANO DI RIENTRO 36 GESTIONE A VISTA DELLE MISURE DA ESEGUIRE 22 CONFORMITA' CALCOLO CAPABILITY QUALITA'/METROLOGIA 37 CONSEGNA MENSILE AL CLIENTE DELLE CAPABILITY E PIANIFICAZIONE DI RIENTRO SU EVENTUALI ANOMALIE Analisi della stabilità processo CARTE DI CONTROLLO Analisi di correlazione ISTOGRAMMI E TABELLE DI CORRELAZIONE Analisi di capacità CAPABILITY PLOT 4

5 GESTIONE ATTIVITA DI CONTROLLO Prima di iniziare la fase di controllo e l analisi geometria, occorre accertarsi che siano garantite: Documentazione TECNOLOGIE QUALITA'/METROLOGIA 1 VERIFICA DOCUMENTAZIONE TECNICA 23 IDENTIFICAZIONE LOTTO STAMPATI 2 PROBLEMA SOLVING 24 CONTROLLI VOLANTI TECNOLOGO/ATTREZZISTA 25 SCHEDE CONTROLLI - SCHEDE UTILIZZO CALIBRI Stato impianti RICONOSCIMENTO PROCESSI di lastratura ATTREZZI DI SALDATURA PRESENTE NELLA STRUTTURA PRESENZA SOSTEGNI/CALIBRI STATO/CONFORMITA' SOSTEGNI /CALIBRI CONSEGNA AI PROPRI FORNITORI PIANI DI CONTROLLI SU CUI PRESENTARE LE CAPABILITY 6 CONOSCENZA PROCESSI E METODOLOGIE D' INTERVENTO 29 CONTROLLO QUALITA' ELEMENTI DI FORNITURA 7 CARRELLO ATTREZZATO /copleto di spessori a pettine MANUTENZIONE VERIFICA QUALITA' SEMILAV. ALL'INTERNO DELL'AZIENDA CAPACITA' MACCHINA DI MISURA 8 GESTIONE RICAMBI (perni di rif.) 32 PERSONALE SUFFICIENTE (metrologi) 9 SCHEDE: MANUT. PREV./PROG.; 33 PROCEDURA CERTIFICAZIONE SOSTEGNI 10 SCHEDE: PULIZIE TECNICHE 34 PROGRAMMI VELOCI PER CALCOLO CP CPK Movimentazione elementi PROGRAMMA PULIZIE TECNICHE PROGRAMMA MANUTENZIONE MASCHERE PROGRAMMA MANUTENZIONE STAMPI COMUNICAZIONE AL CLIENTE PIANO DI RIENTRO GESTIONE A VISTA DELLE MISURE DA ESEGUIRE CONSEGNA MENSILE AL CLIENTE DELLE CAPABILITY E PIANIFICAZIONE DI RIENTRO SU EVENTUALI ANOMALIE 14 PERSONALE MANUTENZIONE STAMPI ANALISTA 15 PIANI DI CONTROLLO SU COMPONENTI 16 CAPACITA' DI ANALISI 17 METODO ANALISI Metrologia CAPACITA' DI COORDINAMENTO VERIFICA LAVORAZIONE SEMILAVORATI SU FLUSSO PRODUTTIVO VERIFICA IMBALLI 21 ANALISI GIORNALIERA 22 CONFORMITA' CALCOLO CAPABILITY QUALITA'/METROLOGIA 5

6 ANALISI STABILITA DI PROCESSO In questa fase si analizzano, nel dettaglio, le distribuzioni statistiche relative agli errori geometrici delle caratteristiche sotto controllo. Occorre accertarsi che siano garantite le ipotesi relative al calcolo delle tolleranze e di conseguenza otterremo: Verifica stabilità di processo Individuazione eventuali cause speciali Individuazione popolazione rappresentativa del processo Analisi variabilità rispetto ai limiti di specifica 6

7 VERIFICA IPOTESI CALCOLO USL LSL CARATTERISTICA STABILE UCL LCL LSL USL Simmetria della distribuzione Discreto adattamento alla distribuzione gaussiana (punti estremi critici) 7

8 ESEMPIO DI MANCATA APPLICAZIONE CASO CASO CASO Cp = 0.93 Cpk = 0.91 Caso 1: processo capace a meno delle 3 cause speciali Caso 2: due popolazioni diverse entrambe capaci Caso 3: processo non capace 8

9 INDICATORI Cp E Cpk Situazione generale visualizzabile in due modi: nel primo caso per ogni caratteristica abbiamo i valori di Cp e Cpk, nel secondo caso leggiamo semplicemente il numero di caratteristiche capaci e non capaci Cp Cpk TOTALE 127 caratt. >1.33 <1 Cp Cpk 75 0 Impossibilità di mostrare l andamento temporale delle capacità ed eventuali andamenti correlati tra più caratteristiche >1 < Impossibilità di mostrare eventuali variazioni concomitanti con gli interventi sulle attrezzature Le analisi sulle medie delle distribuzioni devono essere fatte separatamente, poiché dai semplici valori di Cp e Cpk non si evince né la loro entità, né il verso. 9

10 PROCESS CAPABILITY PLOT Il piano di process capability consente di fotografare lo stato attuale dell intera fase del processo o di visualizzarne l andamento temporale, confrontando le capacità espresse dalle singole caratteristiche e valutandone sia la centratura che la variabilità. δ ץ σ γ = µ δ = T Cp Cpk 10

11 COSTRUZIONE DEL PIANO C p USL LSL = = 6σ 3σ C pk { LSL USL } min µ ; µ µ T = = 3σ 3σ Coord. punti µ δ = T σ γ = C pk C p = 3σ µ T = 3σ C C pk p 1 = 3γ 1 δ = 3γ Eq. rette γ = 1 3C p 1 δ γ = δ 1 3C pk 11

12 PROCESS CAPABILITY PLOT Uno dei maggiori vantaggi del piano di capability sta nella possibilità di filtrare le caratteristiche. In tal modo sarà possibile facilitare le analisi dividendole per gruppi di interesse. Le possibilità di FILTRAGGIO sono: Caratteristiche correlate Caratteristiche per priorità Caratteristiche relative alla stessa direzione 12

13 PROCESS CAPABILITY PLOT Relazione tra intervento fatto su riferimenti Y & caratteristiche misurate lungo Y Il grafico esemplificativo illustra la possibilità di tracciare l andamento cronologico delle caratteristiche. 13

14 VERIFICA DOCUMENTAZIONE TECNICA PROBLEMA SOLVING RICONOSCIMENTO PROCESSI di lastratura ATTREZZI DI SALDATURA PRESENTE NELLA STRUTTURA CONOSCENZA PROCESSI E METODOLOGIE D' INTERVENTO CARRELLO ATTREZZATO /copleto di spessori a pettine GESTIONE RICAMBI (perni di rif.) SCHEDE: MANUT. PREV./PROG.; SCHEDE: PULIZIE TECNICHE PROGRAMMA PULIZIE TECNICHE PROGRAMMA MANUTENZIONE MASCHERE PROGRAMMA MANUTENZIONE STAMPI PERSONALE MANUTENZIONE STAMPI PIANI DI CONTROLLO SU COMPONENTI CAPACITA' DI ANALISI METODO ANALISI CAPACITA' DI COORDINAMENTO VERIFICA LAVORAZIONE SEMILAVORATI SU FLUSSO PRODUTTIVO VERIFICA IMBALLI ANALISI GIORNALIERA FRAMEWORK DI CONTROLLO PROPOSTO TECNOLOGIE TECNOLOGO/ATTREZZISTA 23 QUALITA'/METROLOGIA IDENTIFICAZIONE LOTTO STAMPATI 24 CONTROLLI VOLANTI Verifiche su gestione processo MANUTENZIONE SCHEDE CONTROLLI - SCHEDE UTILIZZO CALIBRI PRESENZA SOSTEGNI/CALIBRI STATO/CONFORMITA' SOSTEGNI /CALIBRI CONSEGNA AI PROPRI FORNITORI PIANI DI CONTROLLI SU CUI PRESENTARE LE CAPABILITY CONTROLLO QUALITA' ELEMENTI DI FORNITURA VERIFICA QUALITA' SEMILAV. ALL'INTERNO DELL'AZIENDA CAPACITA' MACCHINA DI MISURA CHECK LIST VERIFICHE ANALISTA 32 PERSONALE SUFFICIENTE (metrologi) 33 PROCEDURA CERTIFICAZIONE SOSTEGNI 34 PROGRAMMI VELOCI PER CALCOLO CP CPK 35 COMUNICAZIONE AL CLIENTE PIANO DI RIENTRO 36 GESTIONE A VISTA DELLE MISURE DA ESEGUIRE 22 CONFORMITA' CALCOLO CAPABILITY QUALITA'/METROLOGIA 37 CONSEGNA MENSILE AL CLIENTE DELLE CAPABILITY E PIANIFICAZIONE DI RIENTRO SU EVENTUALI ANOMALIE Analisi della stabilità processo CARTE DI CONTROLLO GQM Analisi di correlazione ISTOGRAMMI E TABELLE DI CORRELAZIONE Analisi di capacità CAPABILITY PLOT 14

15 GQM Software in Matlab (GEOMETRIC QUALITY MANAGMENT) 15

16 ATTIVITA OBIETTIVI Verifiche su gestione processo COMPONENTI: singola popolazione gaussiana ANALISI TOLLERANZE ASSEMBLY: Analisi della stabilità processo Cp = Cpk = 1.33 ATTREZZATURE: IT= ±0.1 (distribuzioni uniformi) metodi di assemblaggio come da progetto PROCESSO DI ASSEMBLAGGIO singola popolazione gaussiana Cp = 1.33 Cpk = 1.33 Analisi di correlazione ausiliari come da progetto (analisi corpi deformab.) Analisi di capacità 16

17 CONCLUSIONE La metodologia proposta nasce incrociando le attuali metodologie di controllo statistico di processo con i risultati di un attività di ricerca, svolta da Elasis in collaborazione con la facoltà di ingegneria dell Università degli studi di Napoli Federico II. La valutazione dell adattamento della distribuzione campionaria alla distribuzione gaussiana è fondamentale sia per poter considerare attendibili i valori delle capability, sia per poter confrontare i valori empirici con i valori ottenuti dal calcolo tolleranze. Il Piano di Capacità si dimostra più efficace del classico Report di Capacità, nell analizzare e sintetizzare le misure di capacità del processo in esame. Esso inoltre può essere utilizzato come supporto nella fase di analisi grazie alle diverse funzioni implementate nel software in Matlab (GQM). 17

18 RINGRAZIAMENTI Si ringrazia il consorzio PRO.DE. (Consorzio per il Disegno e lo Sviluppo dei Prodotti Industriali) per aver finanziato l attività di ricerca promossa dall Ente Tecnologie di Élasis S.C.p.A. Tale attività è stata sviluppata in collaborazione con il Dipartimento di Ingegneria Aerospaziale dell Università di Napoli Federico II ed è stata coordinata dai proff. Biagio Palumbo e Amalia Vanacore. Si ringrazia inoltre il prof. Pasquale Erto per gli incoraggiamenti ed i suggerimenti ricevuti.