سیستم مدیریت عملکرد (1)

چکیده

یک روش مدیریت عملکرد و کیفیت جدید برای محصولات در پروسه های تولید فولاد معرفی شده است. روش پیشنهادی مبتنی بر کنترل پروسه ی آماری چندمتغیره است که یکی از کاربردهای تحلیل مولفه ی اصلی است. سیستم مدیریت عملکرد و کیفیت براساس روش پیشنهادی پیشرفت کرده و در کارخانجات واقعی مورد استفاده قرار گرفته است. روش پیشنهادی ما را قادر می سازد تا انحراف را از ارتباط نرمال میان شرایط کارخانه ای پروسه های تولیدی هدف شناسایی نماییم. اثرات چشمگیر بر روی تسریع شناسایی انحراف کیفیت در پروسه های تولید تبلیغاتی حاصل می گردد. سیستم پیشرفته در کاهش احتمال بروز مقادیر عظیمی از نقص های تولیدی همکاری بسزایی داشته است.
لغات کلیدی: مدیریت کیفیت، مدیریت عملکرد، تولیدات فولاد، کنترل پروسه آماری چندمتغیره، تحلیل مولفه ی اصلی

مقدمه

به منظور شناسایی اولیه ی انحراف و سرعت مدیریت پروسه ی کارخانه ای، یک سیستم مدیریت کیفیت و عملکرد ایجاد گردیده است. کیفیت محصولات فولاد در مجموعه ای از پروسه های کارخانه ای زیر ایجاد گردیده است: پروسه ی ساخت فولاد، پروسه ی نورد گرم، پروسه ی نورد سرد، و پروسه ی حرارت درمانی. برای ساختن محصولات موردنیاز با کیفیت بالا، پروسه های ضروری افزایش می یابند و سپس تعداد زیادی از شرایط پروسه های کارخانه ای کیفیت محصول را تحت تاثیر قرار می دهند. به طور معمول، روش عمومی به نام کنترل پروسه ی آماری در مدیریت عملکرد و کیفیت اجرا شده است. بدان علت که شرایط عملکردی بسیار زیادی برای مدیریت وجود دارد، انباشت مشاهدات در روش مرسوم بسیار بالاست و این مشکل وجود دارد که اگر ارزش های پروسه ی شرایط عملکرد، در حیطه ی کنترل باشند، روش مرسوم نتواند به راحتی نقص را شناسایی نماید. برای حل این مشکلات، سیستم برای پروسه های تولید فولاد بر مبنای تکنیک کنترل پروسه ی آماری چندمتغیره توسعه یافته است.
تا به امروز، در صنعت فولاد، به عنوان تکنیکی کاربردی، یک سیستک کنترل کننده برای ریخته گری متداوم وجود دارد، یعنی یکی از پروسه های تولیدی فولاد برای جلوگیری از شکست ها معرفی شده است. این یک سیستم برای روندی یگانه است. با وجود این، چگونگی مدیریت شرایط کیفیت و عملکرد پروسه های چندگانه حل نشده است.
این مقاله روش و سیستمی برای مجموعه ای از پروسه های تولید فولاد ارائه می دهد. کاربرد آن در امور فولاد JFE غرب ژاپن نیز نشان داده می شود.

پروسه ی هدف و روش مرسوم

الف) پروسه های تولید

مجموعه ای از پروسه های تولید فولاد که در نمودار یک آمده در این تحقیق نشان داده شده است. در پروسه ی ساخت فولاد، ترکیب شیمیایی مواد تطبیق داده می شود و محصولات میانی به نام اسلب ها قالب زده می شوند. در پروسه ی نورد گرم، این اسلب ها گرما داده می شوند تا به یک دمای مشخص برسند و سپس وارد پروسه ی حرارت دوباره گردند؛ سپس وارد کار پلاستیک در پروسه ی نورد می شوند تا شکل و ابعاد خاصی را پیدا کنند. در پروسه ی خنک سازی، خواص شیمیایی و میکروسازه مواد فولاد با سرد شدن تا حد یک دمای خاص، به محصول تبدیل می شوند. در پروسه های نورد سرد و نورد گرم، خواص مکانیکی و میکروسازه ی محصولا بعدا تطبیق داده می شوند. شاخص های کیفیت محصول برای تولیدات فولاد شامل خواص فیزیکی نظیر قدرت، امتداد، سختی و خواص الکترومغناطیسی است؛ مثلا چگالی شارژ مغناطیسی و از دست داد آهن؛ یعنی جلای سطح، زبری سطح و ابعاد؛ یعنی ضخامت، عمق و طول. تعداد زیادی از شرایط عملکرد پروسه های تولیدی بر روی کیفیت محصول تاثیر دارند. در کاربردی که در بخش های بعدی توصیف می گردد، تعداد شرایط شرایط عملکرد بیش از 1000 است. شرایطی که عمدتا بر روی شاخص های کیفیت تاثیر می گذارد، محتوای عناصر آلیاژی مواد است که در پروسه ی ساخت فولاد و دمای مواد در پروسه های تولید تطبیق داده می شود.

ب) روش کنترل مرسوم

بر مبنای این مفهوم که کیفیت محصولات می تواند در ارزش هدف هر شرایط عملکردی کنترل گردد، اگر هر شرط عملکرد طبق ارزش هدف منظم گردد، تمام شرایط عملکرد پروسه های تولید با کنترل چارت های موجود در نمودار 2 کنترل می گردند. این روش کنترل کیفیت بسیار شناخته شده است و کنترل پروسه ی آماری چندمتغیره خوانده می شود. بدان علت که تعداد زیادی از شرایط عملکرد می بایست مدیریت گردند، انباشت مشاهدات در این روش مرسوم بالاست. در این مورد، اگر ارزش های پروسه ی شرایط عملکرد در حیطه ی کنترل باشند، روش مرسوم نمی تواند نقص را تشخیص دهد.

روش پیشنهادی و سیستم جدید

برای حل مشکلات ذکر شده در بالا، سیستم مدیریت عملکرد و کیفیت از کنترل پروسه ی آماری پندمتغیره ی توسعه یافته استفاده می کند.

الف) کنترل پروسه ی آماری چندمتغیره

نمودار 3 نشان دهندی تفاوت میان USPC و MSPC است. برای سهولت در توضیح، تنها دو متغیر در نمودار مورد استفاده قرار می گیرد، گرچه از متغیرهای زیادی می توان در این روش استفاده نمود.
ارزش های پروسه ی شرایط عملکرد پروسه های تولیدی عموما با همبستگی به یکدیگر مرتبط هستند. محدودیت های کنترل USPC را می توان به صورت مستطیلی در نمودار توصیف کرد. اگر ارزش ها درون مستطیل نباشند، شرایط غیرنرمال قابل تشخیص است، اما اگر درون مستطیل باشند، شرایط غیرنرمال قابل شناسایی نیست.
محدودیت های کنترل MSPC را می توان به عنوان بیضی در نظر گرفت که همانطور که در نمودار نشان داده شده است، در شرایط نرمال با داده ها تناسب دارد. محدودیت های کنترل MSPC با استفاده از تحلیل مولفه ی اصلی ایجاد می شوند. چون ارزش های پروسه ی شرایط عملکرد با همبستگی مرتبط هستند، فاصله ای که نشان دهنده ی شرایط عملکرد است با استفاده از تحلیل مولفه ی اصلی خلاصه میگردد. تنها دو آمار در این روش مشاهده می شود. یکی از آنها آمار T2 است که نشان دهنده ی تغییر اساسی پروسه است. دیگری آمارQ که نشان دهنده ی تغییرات غیرضروری ایجاد شده با دلایلی نظیر نقص سنسور می باشد.

ب) توسعه ی MSPC برای پروسه های چندگانه

حتی اگر تکنیک های ذکر شده در بالا برای مدیریت کیفیت و عملکرد مجموعه هایی از پروسه های تولید استیل مورد استفاده قرار بگیرند، باز هم مشکلات زیر وجود خواهد داشت. مسئله این است اجرای تشخیص ناقص کافی نیست، چون شرایط عملکرد بسیار زیادی وجود دارد. بنابراین تکنیک حاضر را به این صورت توسعه بخشیده ایم.

1. جمع آوری متغیرها

کشف شده است که اجرای تشخیص نقص کافی در صورت وجود تعداد زیادی از شرایط عملکرد که پیوند ضعیفی با همبستگی دارند، قابل دسترسی نیست. بنابراین، تمام شرایط عملکردی بر مبنای همبستگی میانشان به چندین گروه تقسیم بندی می شوند(نمودار4)، تا جایی که هر شرایط عملکرد قویا با دیگر شرایط عملکردی موجود در همان گروه ارتباط دارد. کنترل از طریق MSPC در هر گروه اجرا می شود.

2. تنظیم پارامتر

برای تصمیم گیری راحت و کلی در مورد تنظیم پارامتر که درجه ی مولفه های اصلی می باشد، از روشی استفاده می کنیم که ارزش پارامتر را از داده های ورودی استاندارد بیرون می کشد.

پ) پیکربندی سیستم

پیکربندی سیستم در سیستم مدیریتی عملکرد و کیفیت در میان کنترل پروسه ی آماری چندمتغیره در نمودار 5 نشان داده شده است. این یک ساختار سیستم ساده است. و شامل پایگاه داده ای است که در آن شرایط عملکرد تمام پروسه های تولیدی و شاخص کیفیت محصولات جمع آوری شده اند، و یک کامپیوتر شخصی همه منظوره که در آن نرم افزار MSPC نصب شده است. اینها با LAN به یکدیگر متصل شده اند.