U控制圖在空冷器管箱焊接中的應用

陳震冰

摘 要：通過對實際生產中U控制圖的應用舉例，介紹了U控制圖在空冷器管箱焊接過程中如何對焊接缺陷進行控制和采取相應的質量改進。

關鍵詞：控制圖；缺陷；焊接

美國貝爾試驗室的休哈特博士，受到正態概率分布中不同質量特性會下值的概率特點的啟示，于1927年發明了控制圖，為質量管理從傳統的質量檢驗階段發展到統計質量控制階段提供了有效的工具。休哈特博士認為對100%的質量數據實施質量控制是不可能實現的。那么，控制多少質量數據才能實現對過程的控制呢？在μ±3σ范圍內包含全部質量數據的99.73%，是絕大部分，如果能夠將這99.73%的質量數據控制住，過程就基本實現了受控。1924年休哈特繪制了世界上第一張控制圖，此后控制圖作為統計過程控制的重要工具得到了廣泛應用。控制圖可以用來直接控制與診斷過程，是質量管理七個工具的重要組成部分。應用控制圖可以對生產過程進行監控，發現異常后查明原因，及時采取措施加以消除。下面結合空冷器管箱焊接工序繪制控制圖的實例，介紹一下控制圖的應用。

管箱是空冷器管束中的重要部件，管箱焊接過程屬特殊過程也是關鍵過程，其質量特性為[A]級，管箱焊接質量問題將嚴重影響管束的使用性能。針對這個特殊過程的質量特性的監控公司采用的是無損檢測，通常是采用20%或100%X射線檢測。針對這個質量特性的統計數據屬計點值，數據服從泊松分布。在這里我們采用U控制圖（單位缺陷數控制圖），它可以用來控制某批產品中存在于產品的缺陷數，如平板玻璃上氣泡、電鍍件表面的針孔、布匹表面的疵點、電路板的不良焊點、鋼板表面的劃傷等。U控制圖是以確定的單位計量，如每平方米面積上的劃傷、每百米長度上的疵點和每件產品上的缺陷數等，所以不論樣本大小相等還是不相等，U控制圖可以使用。請看某月X光片統計的管箱焊接情況記錄。

表1

我們按如下步驟來繪制管箱焊接U控制圖：

（1）統計、計算每日的拍X光片總數，因統計數為管箱不同部位的拍片情況（管箱、接管、法蘭）且每臺箱拍片數量和比例并不相同，所以在此我們將每日生產臺數按拍片總數做一轉換。按每臺管箱拍片50張，將所拍片量折合為管箱標準臺數（取整數）。

（2）統計每日不合格片數與對應日的標準臺數，計算出逐日的每臺焊接不良品數u，填入數據表中。

（3）根據質量目標規定的合格片數為94%，可計算出■=CL=6/2=3，表示每100張片中允許有6張不合格片，按照第1步驟中的規定即表示每個標準臺管箱（50張片）允許有3張不合格片。此處■按實際指標計算得到，而不是用統計樣本近似計算，作者認為這樣可直接與質量目標相聯系起來，更有實際意義。

（4）按公式分別計算每個樣本的控制界限，填入數據表。

UCL=U+3■

LCL=U-3■

其中，n為每個樣本中標準臺的臺數，從公式可以看出控制線與每個樣本的臺數有關，所以每個樣本對應不同的控制線。

（5）作分析用U控制圖

在坐標紙中繪制出上、下控制線UCL和LCL，并在相應位置標出“平均不良數”。

（6）分析

圖中超出上控制界限，說明焊接過程有異常因素，應進行質量分析，具體分析可結合排列圖、因果分析圖、對策表等。

從控制圖可以看出這個月的焊接操作中，第3、9、15、18、25日焊接的不良品數超出了上控制線UCL。當我們在使用控制圖時，是即時繪制，不是月底才繪制出全月的曲線，因為這樣有利于我們及時采取措施。當我們依據圖中提示發現異常時，應該如何采取糾正措施呢？

首先我們應當找出是哪些管箱產生的不良片數最集中，這時我們可以應用排列圖找出關鍵的少數。

然后，我們可以填寫調查表，將該管箱的工程號、管箱材質、工藝規程編號、工藝評定編號、焊機編號、操作者鋼印號、焊材廠家、材料質量證明書等信息進行收集。

接著，我們應該按照調查表提供信息，請專業技術人員排查分析，此時最合適的工具就是因果分析圖，我們應從人、機、料、法、環等因素中找出產生質量問題的癥結。這些原因包括：操作者是否具有相應資質、操作者技術培訓是否到位、操作者責任心和質量意識是否足夠強、焊接工藝是否嚴格執行、焊機性能是否良好、焊接材料是否合格、母材質量是否合格、輔材質量是否合格、焊接工藝評定是否合格、焊接工藝規程是否理、焊接工藝參數是否合適、焊接操作環境是否適宜等等。

最后，針對找到的問題原因，我們可以編制對策表以規定措施實施負責人和完成日期及具體措施等。當糾正措施涉及到完善圖樣、工藝規程和管理制度等時，應將其及時標準化、制度化以利于日后執行，而不重復出現類似問題。

總之，通過在統計過程控制中的控制圖的使用可以讓我們較早發現存在的質量問題，及時采取措施，避免問題的擴散和損失的擴大，充分發揮其在質量改進的作用。