روش بهبود کیفیت تاگوچی در طراحی آزمایش به منظور تولید محصولات با کیفیت بیشتر

0

در دنیای رقابتی کنونی، کیفیت یک اصل غیرقابل انکار است که از دهه‏های 1940 و 1950 به اهمیت آن توجه شده است. فایگنبام در سال 1951 ، مبتکر واژه ” مدیریت جامع کیفیت ” کیفیت را این‏گونه تعریف کرد: کیفیت یعنی توانایی یک محصول در برآوردن هدف مورد نظر با حداقل هزینه ممکن تولید.

پیکره اصلی دانش علم کیفیت در انگلستان به عنوان طراحی آزمایش‏ها و در ایالات متحده به عنوان کنترل کیفیت آماری گسترش یافته است. زمانی که ژاپن کار بازسازی خود را پس از جنگ جهانی دوم آغاز کرد با کمبود شدید مواد خام، تجهیزات با کیفیت و مهندسان ماهر روبه‏رو شد و رقابت برای تولید محصولات با کیفیت بالا و تداوم بهبود کیفیت را تحت آن شرایط آغاز کرد. کار ابداع یک شیوه برای برخورد با مسأله رقابت ، به دکتر جنیچی تاگوچی [1] که در آن زمان مسئول توسعه محصولات مخابراتی ویژه در آزمایشگاه‏های ارتباطات الکتریکی بود، واگذار شد.تئوری دکتر تاگوچی از اوایل سال 1950 در راستای اصلاح سیستم خطوط تلفن در یک شرکت مخابراتی شکل گرفت و در طی 1980 ، تکامل یافت و از آن به بعد در اکثر شرکت های دنیا مورد استفاده قرار گرفت. وی جایزه دمینگ را که یکی از معروفترین جوایز کیفیت است در سال 1962 دریافت نموده است.

لیست شرکتهایی که از روش تاگوچی استفاده کرده اند

دکتر تاگوچی کیفیت را میزان زیان تحمیل شده بر جامعه توسط تولید محصولات معیوب، تعریف نموده است و بر این اساس، روش بهبود کیفیت به نام “روش تاگوچی” معرفی شده است.  متدولوژی روش تاگوچی براساس طراحی کیفیت در هنگام طراحی محصولات و فرآیندها می باشد. درحالی که روش‏های متداول بر مبنای بازرسی و کنترل کیفیت در حین فرآیند تولید و یا بعد از تولید محصول می باشند. در واقع تاگوچی بر این باور بود که بهترین راه بهبود کیفیت، طراحی و ایجاد آن در خود محصول است.

اساس روش تاگوچی بر سه اصل زیر استوار است:

  • کیفیت باید هنگام تولید طراحی شود و نه اینکه در طی فرآیند ساخت محصول بررسی شود.
  • کیفیت با به حداقل رساندن انحراف از مقدار مشخصه به بهترین وجه حاصل می‏شود. محصول باید طوری طراحی گردد که در برابر فاکتورهای محیطی غیر قابل کنترل، ایمن باشد.
  • هزینه کیفیت باید بصورت تابع انحراف از استاندارد اندازه‏گیری شود و ضرر و زیان‏ها باید در عرض سیستم سنجیده شوند.

حل یک مثال عددی با روش تاگوچی

ماشین کاری وایرکات یک فرآیند براده برداری است که در آن از یک منبع با انرژی ترموالکتریکی استفاده می شود. فرآیند برشکاری به وسیله جرقه های متناوب و کنترل شده ای است که بین الکترود یعنی سیم و قطعه زده می شود. الکترود سیم نازکی است که از قرقره باز شده و از درون قطعه کار عبور کرده و از سمت دیگر توسط مکانیزم مربوطه خارج می شود. بین سیم و قطعه کار فاصله کوچکی به نام گپ وجود دارد که در حین انجام ماشین کاری مایع دی الکتریک آن را در برمی گیرد. و در ولتاژ مناسب تخلیه الکتریکی بین سیم و قطعه کار اتفاق می افتد وجرقه های ایجاد شده قطعه کار را به صورت موضعی تبخیر کرده و مایع دی الکتریک آنها را از محل شستشو می دهد و فرآیند براده برداری انجام می گیرد. ماشین کاری وایرکات در چند سال اخیر با توجه به نیاز روز افزون در برخی از زمینه های ساخت و تولید بخصوص صنایع قالبسازی دقیق ، بسیار پیشرفت کرده و مورد توجه قرار گرفته است.

پارامترهای مهم فرآیند وایرکات در جدول زیر معرفی شده است:

طراحی آزمایش :

در روش تاگوچی برای مشخص کردن پارامترهای بهینه و تاثیرگذاری آنها ، پارامترهای ورودی فرآیند به دو دسته عوامل کنترلی و عوامل غیرکنترلی تقسیم می شود :

1-عوامل کنترلی[2] : عواملی هستند که به منظور انتخاب بهترین شرایط در طراحی پروسه های ساخت به کار می روند.

2-عوامل غیرکنترلی[3] : عواملی هستند که باعث ایجاد تغییرات می شوند. اما ما آنها را  بر حسب شرایط ثابت فرض می کنیم.

در جداول زیر ، پارامترهای کنترلی به همراه سطوح مربوطه طراحی آزمایش آورده شده است :

ورودی های فرآیند : شدت جریان ، زمان خاموشی پالس ، ولتاژ ،گپ

خروجی های فرآیند: نرخ براده برداری حجمی ، صافی سطح

پارامترهای غیرکنترلی عبارتند از : زمان بین پالس ها  ، کشش سیم  ، سرعت حرکت میز

جدول آزمایشات :

در روش تاگوچی از یک تابع زیان برای محاسبه تغییرات موجود بین نتایج و مقدار مورد نظر استفاده می شود. همچنین با توجه به شرایط مسئله برای پارامتر صافی سطح از SB و برای نرخ براده برداری از LB استفاده می کنیم. پس از محاسبه مقدار تابع زیان برای هر خروجی از فرمول زیر مقدار سیگنال به نویز[4] محاسبه می شود.

محاسبه مقدار سیگنال به نویز برای هر سطح :

در جداول فوق خانه هایی که با رنگ نارنجی مشخص شده اند ، سطوح بهینه را برای پارامترهای A، B، C، D  نشان می دهد. بنابراین در جدول VMRR ، پارامتر A در سطح 1 ، پارامتر B در سطح 3 ، پارامتر C در سطح 2 و پارامتر D در سطح 4 بهینه می باشند. همچنین در جدول Ra ، پارامتر A در سطح 3 ، پارامتر B در سطح 4 ، پارامتر C در سطح 3 و پارامتر D در سطح 4 بهینه می باشند.

روش تحلیل آماری آنالیز واریانس:

برای پیدا کردن اهمیت نسبی پارامترها بر روی هرکدام از خروجی ها از روش تحلیل آماری آنالیز واریانس [5] استفاده می شود. در جدول ANOVA ، آزمون F به منظور بررسی تاثیرگذاری یا عدم تاثیرگذاری پارامترهای مورد آزمایش در سطح اطمینان مورد نظر استفاده می گردد. همچنین پارامترهای درصد توزیع نیز به درک بهتر تاثیر هر پارامتر نسبت به پارامترهای دیگر و نیز تاثیر بر روی خروجی کمک می کند. برای پارامترهای با درصد توزیع بالا ، تغییراتی هرچند کوچک باعث تاثیر زیادی بر خروجی تحلیل می شود.

خروجی های تحلیل واریانس :

با بررسی مقادیر P و F در هر کدام از جداول فوق می توان تاثیرگذاری پارامترهای ورودی را بر خروجی مورد نظر سنجید و تصمیمات لازم را جهت بهینه سازی اتخاذ نمود. بدین صورت که هر چه مقدار P%  کمتر باشد بدین معنی است که پارامتر تاثیر بیشتری در خروجی موردنظر داشته است. بنابراین در جدول ANOVA Ra ، منابع Cو D  تاثیر بیشتری در خروجی داشته اند و در جدول ANOVA VMRR ، منبع D بیشترین تاثیر و پس از آن منبع C تاثیر بیشتری در خروجی داشته است .

نمودارهای تغییرات تابع زیان تاگوچی[6] :

 

[1] Genichi Taguchi

[2] Signal Factor

[3] Noise Factor

[4] ( Overal S/N ratio )

[5] ANOVA

[6] Taguchi Loss Function

ارسال یک پاسخ

آدرس ایمیل شما منتشر نخواهد شد.