Описание и моделирование процесса неразрушающего контроля качества сварных соединений

 

Министерство образования  и науки РФ

Федеральное государственное  бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального  образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «АСС»

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Курсовая работа

по дисциплине «Управление  процессами»

по теме

«Описание и моделирование процесса неразрушающего контроля качества сварных соединений»

 

 

 

 

 

 

             Выполнил: студент гр. ____________________ 

 

Дата: «____»_____________2011г.                           

 

      Принял  преподаватель ктн. __________________________ 

 

Дата: «____»_____________2011 г.

 

                   Рецензент __________________________

 

Дата: «____»_____________2011 г.

 

 

 

Тула, 2011

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Содержание

Бланк – задание……………………………………………………..…………......2

1. Определение места процесса неразрушающего контроля качества сварных соединений  в сети процессов предприятия:

1.1  Рассмотрение  неразрушающего контроля  с точки зрения процессного подхода……………………………………………………………………….……..4

1.2 Классификация и определение места неразрушающего контроля в сети процессов на предприятиях……………………………………………………..…7

1.3  Описание процесса неразрушающего контроля  качества сварных соединений………………………………………………………………………...10

2. Структурно-функциональное моделирование процесса ……………………14

3. Оценка качества процесса…………………………………………………..…30

4. Графическое представление  уровня качества процесса…………………….37

5. Управление процессом………………………………………………………...42

Заключение……………………………………………………………..……...….45

Список  литературы…………………………………………………...……….….46

 

 

 

 

 

1. Определение места  процесса неразрушающего контроля  качества сварных соединений  в сети процессов предприятия  1.1  Рассмотрение  неразрушающего контроля с точки зрения процессного подхода

В соответствии с  международными стандартами ИСО серии 9000 редакции 2000 года деятельности любого предприятия или организации рассматривается с применением принципа процессного подхода. П.п. 4.3. ИСО 9004:2000 формулирует смысл и назначение процессного подхода следующим образом: "Желаемый результат достигается более эффективным способом, если соответствующими ресурсами и деятельностью управляют как процессами".

В соответствии с данной концепцией, производственный процесс  на любом предприятии должен рассматриваться  как единая и согласованная сеть процессов (рис. 1), а функционирование предприятия в целом – как сеть взаимосвязанных и взаимодействующих процессов.

 

Рис. 1 – Предприятие  как сеть процессов

 

Процесс же – это совокупность взаимосвязанных и взаимодействующих видов деятельности, которая преобразует входы в выходы.

Рассмотрим с данной точки зрения место и назначение процесса неразрушающего контроля сварных  соединений в сети процессов предприятия, занимающегося выпуской продукции  промышленного назначения: тройникой  и отводов для газопроводов.

Обобщенная схема процессов  на предприятии представлена в модели A – 0 DFD (лист M007).

Процесс  неразрушающего контроля качества сварных соединений – контроль качества сварных соединений в выпускаемых изделий, без нарушения их целостности, с применение различных физико-химических методов: капиллярных, радиационных, радиоволновых (ультразвуковых) и т.д.

Процесс  неразрушающего контроля сварных соединений имеет  ряд своих особенностей:

- является неотъемлемой  частью сети процессов предприятия,  так как без него невозможен выпуск качественной  продукции на рынок;

- снижает затраты производства, так как данный тип контроля  не влечет за собой утрату  готовых изделий или нарушения  их функций, а значит не уменьшает прибыль организации;

- требует наличия высококвалифицированных специалистов и высокоточного сложного оборудования.

Процесс неразрушающего сварных соединений  контроля, как  и любой другой процесс, имеет своих поставщиков, начинается с запросов потребителей и кончается предоставлением потребителю продукции, которая соответствует его ожиданиям.

Поставщиком процесса является производственная служба предприятия, которая проводит сваривание заготовок  в единое изделие – тройник  или отвод для газопровода.

В качестве потребителей результатов  контроля сварных соединений выступают:

- производственный отдел, который  по результатам контроля получает  информацию о качестве производства  и квалификации своего персонала  (например при многократном обнаружении  непроваров в шве у одного  и того же работника  при проверке его изделий, начальник цеха может принимать к нему меры воздействия или обратить внимание на работоспособность оборудования на его рабочем месте);

- отдел сбыта, после получение  информации о качестве сварных  изделий может перейти к их  дальнейшей стадии жизненного цикла – продаже, при этом зная что продукция и сварные швы в ней не дадут течь, при монтировании, тем самым принося ущерб ее приобретателю.

Другим важным положением процессного подхода является представление процесса как совокупности работ, каждая из которых в свою очередь является процессом (функцией). В соответствии с данным принципом процесс неразрушающего контроля также представляет собой совокупность работ заключающуюся:

-разработка плана контроля изделия;

-контроль изделия;

-анализ данных контроля;

-анализ качества производства.

В свою очередь каждая из этих работ  включает в себя ряд действий, например:

а) разработка плана контроля изделия включает в себя: анализ конфигурации изделия, разработка возможных  методов контроля, разработка порядка контрольных операций, разработка форм фиксации контрольных данных;

б) контроль изделия включает в себя: подготовку к контролю, измерение параметров изделия и занесение показаний контроля в документы;

в) анализ данных контроля включает в себя: проверку полноты и правильности заполнения протокола, сравнение результатов с нормативными значениями, занесение показаний контроля в документы и т.д.

Таким образом, неразрушающий  контроль представляет собой совокупность взаимосвязанных работ, которые  выполняются последовательно и параллельно, с помощью которых происходит получение информации о качестве продукции и производства.

Рассмотрение процесса неразрушающего контроля  как совокупности функций позволяет выявить, что  он является одним  из обязательно  необходимых процессов предприятия, без которого его функционирование невозможно.

1.2 Классификация и определение места неразрушающего контроля в сети процессов на предприятиях

Все процессы, необходимые  для получения конечных результатов  деятельности организации и приносящие ей доход, относятся к бизнес-процессам. Любая организация, производящая продукцию или услуги реализует -е число бизнес-процессов, участниками которых являются высшее руководство и все подразделения организации, а также заинтересованные в улучшении деятельности организации стороны: владельцы, партнеры, поставщики, инвесторы и др. Совокупность всех бизнес-процессов организации, обеспечивает ее бизнес, т.е. деятельность, приносящую доход.

Процессы на предприятии  могут быть классифицированы по следующим признакам.

По сфере  охвата подразделений организации:

- корпоративные процессы (макропроцессы), охватывающие всю организацию. Число их может доходить до 6 – 10;

- процессы, охватывающие отдельные подразделения и ориентированные на конкретные виды продукции или услуг.

По данной классификации  процесс неразрушающего контроля относится  к  процессам, охватывающим отдельные подразделения, а именно производственный отдел и отдел сбыта.

По категориям потребителей (получателей результатов процесса):

- внешние процессы, выходы которых предназначены для внешних потребителей. Входы таких процессов также образованы внешними субъектами, в том числе и потребителями;

- внутренние процессы, имеющие поставщиков и потребителей внутри организации.

По данной классификации  процесс неразрушающего контроля относится  к внутренним процессам, так как ориентирован на внутреннего пользователя, хотя и имеется косвенный внешний пользователь, представленный покупателем готовой проверенной продукции.

По целям  и степени влияния на получение добавленной ценности:

 

- основные процессы – предназначенные для достижения главной цели бизнеса организации или предприятия, непосредственным результатом которых является выпуск продукции;

- вспомогательные – процессы, способствующие нормальному протеканию основных процессов. Они связаны с ТО и ремонтом технологического оборудования, зданий и сооружений, транспортных средств, а также c обеспечением основных процессов оборудованием, приспособлениями, режущим и измерительным инструментом и т.п.;

- обслуживающие – процессы, обеспечивающие функционирование основных и вспомогательных процессов путем оказания транспортно-складских услуг, организации сбыта продукции, услуг по логистике на входе и выходе организации;

- управленческие (процессы менеджмента) – реализуют функции руководства организации по стратегическому и оперативному управлению, управлению улучшениями, управлению персоналом, материальными ресурсами и инфраструктурой. Они могут быть выделены либо в виде отдельных процессов на предприятии, либо могут быть реализованы в виде функций управления на отдельных этапах каждого бизнес-процесса.

По данной классификации  процесс неразрушающего контроля относится  к основным заключительным процессам, так как является составной частью производства готовой продукции: производится оценка параметров изделий и после того как все процедуры проведены изделие становится готовой продукцией.

Рис. 2 Место  процесса неразрушающего контроля  качества в общепроизводственных связях

 

Исходя из представленных классификаций, процесс контроля качества сварных соединений можно отнести  к основным внутренним процессам, затрагивающим  отдельные подразделения.

 

 

 

 

 

 

 

 

1.3  Описание процесса неразрушающего контроля  качества сварных соединений

Практическая реализация процессного подхода на предприятиях предусматривает описание процессов  с учетом всех компонентов, необходимых  для его надлежащего функционирования. Развернутое описание процесса неразрушающего контроля  качества сварных соединений представлено в Табл. 1.

Табл. 1

Характеристики процесса неразрушающего контроля качества сварных  соединений

Полное наименование процесса	Неразрушающий контроля качества сварных соединений
Определение процесса	Контроль качества сварных соединений   выпускаемых изделий,  без нарушения их целостности, с применение различных физико – химических методов: капиллярных, радиационных, радиоволновых (ультразвуковых) и т.д.
Цель процесса	Выявление дефектов в выпускаемой продукции, обнаружение сбоев в технологическом процессе изготовления и оценка качества работы производственного персонала
Владелец процесса	Начальник метрологической службы предприятия
Руководитель процесса	Зам. начальника метрологической службы – главный контролер  предприятия
Нормативы процесса	Технологические инструкции предприятия, разработанные на базе ГОСТов: ТИ-СК-04-10 «Радиографический контроль», ТИ-СК-08-10 «Капиллярный контроль», ТИ-СК-05-10 «Ультразвуковой контроль», должностные инструкции персонала производящего контрольные операции, ГОСТы на изделия и документацию
Входы процесса	- готовая продукция; -необходимость контроля изделий и производства
Выходы процесса	-заключение  о контроле изделий; -проконтролированная продукция; -информация о качестве производства
Ресурсы	- персонал метрологической службы (дефектоскописты и метрологи) и службы качества предприятия; - инструментарий контроля (приборы, реактивы, лабораторные принадлежности, типовые образцы, измерительный инструмент и др.  вспомогательные материалы); - программное обеспечение  (задействованное как непосредственно в процессе контроля, как часть испытательного оборудования, так и в  вычислительной технике, необходимой для обработки статистических данных о качестве производства); - материальные и временные ресурсы, необходимые для выполнения контрольных операций (в том числе затраты на обучение персонала, его переподготовку, внедрение нового передового оборудования и т.д.);   -информационные ресурсы (заимствование  передового опыта контроля, в  том числе: методик, принципов оценки, используемого оборудования и т.д.)
Поставщик процесса	Производственный отдел предприятия, поставляющий продукцию на контроль
Потребитель процесса	Внутренний потребитель: -производственный отдел, использующий  статистическую информацию о качестве процессов; - отдел сбыта.
Измеряемые параметры процесса	- Затраты на оплату труда контролирующего персонала и контрольные материалы; -Стоимость контроля  на единицу изделия; -Общая стоимость контроля партии (из расчета 20 ед.) -Общее время, затраченное на выполнение  контроля партии изделий; -Время контроля одного изделия; -Время контроля  заказанной партии изделий (из расчета на 20 ед.); -Уровень технической оснащенности метрологической; службы, прогрессивность измерительного оборудования; - Точность измерительного оборудования - Количество  дефектов, выявленных после процесса контроля, повторяемость результатов контроля.
Показатели результативности и эффективности процесса	- Эффективность использования рентгеновского оборудования;  - Эффективность использования ультразвукового  оборудования; - Доля повторных контрольных исследований изделия с помощью рентгеновских аппаратов;  - Доля повторных контрольных исследований изделия с помощью ультразвуковых аппаратов; - Доля повторных контрольных исследований изделия с помощью капиллярных методов контроля; - Доля  браковки изделий (выявленных капиллярным методом контроля)  по  подрезам глубиной 0,4 мм; - Доля  браковки изделий по несплошностям, обнаруживаемым в  торцевых поверхностям при толщине стенки свыше 12 мм; - Доля  браковки изделий по  трещинам, длинной более 3,2 мм  в любом направлении.

 

На основе данных Таблицы 1 можно сделать следующие выводы, характеризующие неразрушающего контроля качества сварных соединений:

1. Процесс неразрушающего контроля ориентирован на определенных потребителей – цехи основного производства, и отдел сбыта, являющиеся получателями продукции (проконтролированных изделий – для отдела сбыта и информации о качестве производства – производственному отделу) – основного выхода процесса.

2. Процесс неразрушающего контроля должен быть всегда настроен на ожидания потребителей, которые надо знать. Потребитель (в данном случае отдел сбыта) хочет получить продукцию, в свойствах и безопасности  которой не будет сомнения у потребителя. Поэтому необходимо иметь описание процесса с указанием гарантированных показателей качества.

3. Обращение отдела сбыта (необходимость реализации произведенной продукции) запускает процесс, а предоставление проконтролированной продукции завершает его.

4. Процесс неразрушающего контроля образуется совокупностью взаимосвязанных и завершенных работ (примеры данных работ представлены на диаграмме А0 – А3). Результаты одной работы являются началом другой, образуя цепочку внутренних поставщиков и потребителей. Иными словами, каждый участник данного процесса является одновременно потребителем результатов работы предыдущего и поставщиком для следующего за ним исполнителя.

5. Каждая из работ в составе неразрушающего контроля обычно выполняется отдельными людьми или подразделениями (метрологической службой или отдел качества).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Структурно-функциональное  моделирование процесса неразрушающего контроля качества сварных соединений

Для моделирования процесса применим следующие типы структурных языков моделирования: IDEF0, IDEF3 и DFD.

С помощь языка моделирования IDEF0, представим процесс неразрушающего контроля качества в виде совокупности множества взаимосвязанных действий, работ (модель A-0, А0, А1, А2, А3), которые взаимодействуют между собой на основе определенных правил, с учетом потребляемых информационных, человеческих и производственных ресурсов, имеющих четко определенный вход и не менее четко определенный выход.

Для дополнения полноты  данных представленных моделями IDEF0 проведем структурный анализ системы, применяя технологию IDEF3 (модель А2.1 «Подготовка к контролю»). С помощью этой технологии можно возможность уточнить картину процесса  подготовки к контролю и привлечь  внимание к очередности выполнения подготовительных функций, возможности их параллельного выполнения, одновременного начала или конца   процессов, т.е. отследить временную логику.

Для анализа  потоков данных в процессе была применена технология DFD. Диаграммы DFD позволила описать круговорот процессов на предприятии: производство > контроль  продукции > изменение параметров производства при необходимости) >производство.

Обобщенная схема процессов  на предприятии представлена в модели A – 0 DFD (лист M007).

Данная модель отражает взаимосвязь процессов на предприятии и более точное значение процесса неразрушающего контроля качества в общепроизводственном цикле предприятия, позволяет отследить направления материально – информационных потоков как внутри самого процесса, так и в сети процессов предприятия в целом.

 

2.1 Методология IDEF0 - технология структурного анализа и проектирования.

На первом этапе моделирования построим диаграмму верхнего уровня А-О (Рис.3), которая состоит из одного функционального блока «Неразрушающий контроль качества сварных соединений».

Каждая из четырех  сторон функционального блока имеет  своё значение:

• верхняя сторона имеет значение «Управление» (Control): управление осуществляется с помощью «гостов на изделие», «технологических инструкций», «должностных инструкций персонала» и «гостов на документацию».
• левая сторона имеет значение «Вход» (Input): «произведенная  продукция» и «необходимость контроля продукции и производства».
• правая сторона имеет значение «Выход» (Output): «проконтролированная продукция», «заключение о контроле изделий» и данные о качестве производства».
• Нижняя сторона имеет значение «Механизм» (Mechanism): «отдел качества», «начальник производства» и «метрологическая служба». 
  

Рис.3 «Диаграмма А-0 «Неразрушающий контроль качества сварных соединений»»

 

На втором этапе  моделирования декомпозируем  блока А-О на несколько блоков, для того, чтобы описать сущность неразрушающего контроля качества (Рис.4).

Блок  А1 «Разработка плана контроля изделия» - совокупность действий направленных на подготовку процесса контроля: определения перечня контрольных операций, принципов и порядка их выполнения, задействованный инструмент и персонал.

Блок  А2 «Контроль изделия» - совокупность действий направленных на определения физико – механических параметров сварного шва в произведенном изделии: определение наличия непроваров, пор, раковин и прочих видов дефектов..

Блок  А3 «Анализ данных контроля» - совокупность действий направленных сопоставления результатов, полученных в ходе контроля с нормативными значениями: определение полноты и правильности заполнения всех протоколов и анализ значений в них.

 

Блок А4 «Анализ качества производства» - совокупность действий направленных на определение качества производства по результатам оценки свойств той продукции, которую оно поставляет на контроль.

 

Соответствующие входы, выходы, механизм и управление для  каждого блока представлены на (Рис.4.) 

Рис.4 «Диаграмма А0 «Неразрушающий контроль качества сварных соединений»»

 

На следующем  этапе декомпозируем функциональный блок 1.

Диаграмма А1 «Разработка плана контроля изделия» (Рис.5) состоит из следующих четырех функциональных блоков:

 

Блок  А1.1 «Анализ конфигурации изделия» - совокупность действий направленных оценку конфигурации изделия: главным образом это касается оценки толщины стенки, направления и расположения сварного шва и т.д. Данный этап осуществляется совместно службой качества и метрологической, при поддержке начальника производства.

Блок А1.2 «Разработка возможных методов контроля» - действия направленных на определения допустимых методов измерения, необходимой точности контрольного оборудования и сочетания методов контроля.

Данный этап проводится метрологической  службой и службой качества предприятия.

Блок  А1.3 «Разработка порядка контрольный операций» - совокупность действий направленных определение порядка применяемых контрольных операций: определение порядка контрольных операций важно с организационной точки зрения, ведь некоторые методы контроля требуют специфической подготовки и после них применять нельзя применять другие. Разрабатывается порядок контрольных операций по методикам подготовки и проведения контроля, представлены в технологических инструкция, а также на основе данных анализа параметров и свойства изделия.

Блок А1.4 «Разработка форм фиксации контрольных данных» - совокупность действий направленных на разработку форм, позволяющих обобщить информацию о свойствах изделия и привести ее в структурированный вид.

Соответствующие входы, выходы, механизм и управление для каждого блока представлены на (Рис.5.) 

Рис.5 «Диаграмма А1 «Разработка плана контроля изделия»»

 

На следующем  этапе декомпозируем функциональный блок 2.

Диаграмма А2 «Контроль изделия» (Рис.6) состоит из следующих трех функциональных блоков:

 

Блок  А2.1 «Подготовка к контролю» - совокупность действий направленных подготовку изделий, инструмента и персонала к осуществлению контрольных операций.

Блок  А2.2 «Измерение параметров изделия» - совокупность действий направленных на определения допустимых методов измерения, необходимой точности контрольного оборудования и сочетания методов контроля.

Данный этап проводится метрологической службой  и службой качества предприятия.

Блок  А2.3 «Занесение показаний контроля в документы» - оформление данных в соответствующие графы протокола испытаний.

 

Входы, выходы, механизм и управление для каждого блока представлены на (Рис.6). 

Рис.6 «Диаграмма А2 «Контроль изделия»»

 

На следующем  этапе декомпозируем функциональный блок 3.

Диаграмма А3 «Анализ данных контроля» (Рис.7) состоит из следующих трех функциональных блоков:

 

Блок  А3.1 «Проверка полноты и правильности заполнения протокола» - действий направленных подготовку изделий, инструмента и персонала к осуществлению контрольных операций.

Блок  А3.2 «Сравнение результатов с нормативными значениями» -  совокупность действий направленных на определения допустимых методов измерения, необходимой точности контрольного оборудования и сочетания методов контроля.

Данный этап проводится метрологической службой и службой качества предприятия.

Блок  А3.3 «Формулировка заключения по контролю» - на основе всех сравниваемых параметров делается заключение о годности продукции к реализации, о качестве проведенного контроля. Данное действие является завершающим в процессе контроля.

 

Соответствующие входы, выходы, механизм и управление для каждого блока представлены на (Рис.7). 

Рис.7 «Диаграмма А3 «Анализ данных контроля»»

 

Декомпозируем блок 2.1 на диаграмме EDF3 (Рис.8).  Данная диаграмма позволяет отследить последовательный ход действий при «Подготовке к контролю».

Диаграмма состоит  из семи действий:

- Анализ необходимых подготовительных действий

- Сбор необходимых  материалов и инструментов

- Тестирование материалов и инструментов на контрольном образце

- Ознакомление  с обязанностями

- Инструктаж  по ТБ и ОТ

- Заполнение  журнала инструктажа

- Перемещение инструментов, материалов и изделия в испытательную лабораторию

- Подготовка изделия  к контролю.

Особенностью диаграммы является использование логического элемента И.  Он позволяет отразить возможность параллельно выполняемых действий: сбора и тестирования материалов и инструментов  и подготовки персонала.

  

 

Рис. 8 «Диаграмма EDF3 «Подготовка к контролю»»

 

 

 

Рис. 9 «Дерево узлов неразрушающего контроля качества сварных соединений»

 

Методология DFD – структурный анализ потоков данных. Диаграммы DFD позволяют описать процесс обмена информацией между элементами изучаемой системы.

Диаграмма DFD (Рис.9) отображает: внешнюю сущность – процесс предприятия, хранилище данных – база данных о качестве выпускаемых изделий и методик корректирующих действий, материально - информационных поток данных в сети процессов предприятия.

Данная диаграмма позволяет  выявить взаимосвязь процесса неразрушающего контроля качества в общей сети процессов, подчеркнуть его важное место  в материально – информационном кругообороте предприятия.

 

Рис. 10 «DFD модель процессов предприятия»

 

3. Оценка качества  процесса неразрушающего контроля качества сварных соединений

При управлении организацией как сетью процессов, необходимо контролировать качество выполнения каждого  составляющего ее процесса.

Под контролем качества процесса понимается проведение измерений контролируемых параметров процесса и их сравнение с установленными требованиями с целью определения соответствия или несоответствия.

Исходя из данного  определения, можно сделать вывод  о том, что для осуществления функции контроля качества процесса в цикле PDCA необходимо наличие измеряемых параметров процесса (его характеристик, подлежащих измерению и контролю).

В общем случае (в соответствии с рекомендациями ИСО 9000:2000) измеряемые параметры процесса должны складываться из:

- показателей процесса;

- показателей продукта процесса;

- показателей удовлетворенности потребителей процесса.

Каждая из перечисленных  групп показателей может проявляться  в стоимостном, техническом и  временном выражении. Стоимостные, временные и технические показатели, в свою очередь могут также распределяться по уровням сотрудника, участка, цеха, подпроцесса, функции. Представим параметры процесса неразрушающего контроля в следующей матрице:

 

 

 

 

 

 

 

 

Абсолютные  параметры процесса неразрушающего контроля
ИСО 9000	Стоимостные показатели	Показатели  времени	Технические показатели
Показатели  процесса	Затраты на оплату труда контролирующего  персонала и  контрольные материалы	Общее время затраченное на выполнение  контроля партии изделий	Уровень технической оснащенности метрологической службы, прогрессивность  измерительного оборудования
Показатели  продукта процесса	Стоимость контроля  на единицу  изделия	Время контроля одного изделия	Точность измерительного оборудования
Показатели  удовлетворенности потребителей процесса	Общая стоимость контроля партии (из расчета 20 ед.)	Время контроля  заказанной партии изделий (из расчета на 20 ед.)	Количество  дефектов, выявленных после процесса контроля, повторяемость  результатов контроля