ГОСТ Р ИСО 22514-3-2015

     

НАЦИОНАЛЬНЫЙ СТАНДАРТ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Статистические методы

УПРАВЛЕНИЕ ПРОЦЕССАМИ

Часть 3

Анализ пригодности машин на основе данных измерений единиц продукции

Statistical methods. Process management. Part 3. Machine performance studies for measured data on discrete parts

ОКС 03.120.30

Дата введения 2016-07-01

Предисловие

1 ПОДГОТОВЛЕН Открытым акционерным обществом "Научно-исследовательский центр контроля и диагностики технических систем" (АО "НИЦ КД") на основе собственного аутентичного перевода на русский язык международного стандарта, указанного в пункте 4

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 125 "Применение статистических методов"

3 УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 18 ноября 2015 г. N 1854-ст

4 Настоящий стандарт идентичен международному стандарту ИСО 22514-3:2008* "Статистические методы в управлении процессами. Воспроизводимость и пригодность. Часть 3. Анализ пригодности машин на основе данных измерений единиц продукции" (ISO 22514-3:2008 "Statistical methods in process management - Capability and performance - Part 3: Machine performance studies for measured data on discrete parts").

________________

* Доступ к международным и зарубежным документам, упомянутым в тексте, можно получить, обратившись в Службу поддержки пользователей. - Примечание изготовителя базы данных.

Наименование настоящего стандарта изменено относительно наименования указанного международного стандарта для приведения в соответствие с ГОСТ Р 1.5-2012 (пункт 3.5).

При применении настоящего стандарта рекомендуется использовать вместо ссылочных международных стандартов, указанных в библиографии настоящего стандарта, соответствующие им национальные стандарты, сведения о которых приведены в дополнительном приложении ДА

5 ВЗАМЕН ГОСТ Р ИСО 22514-3-2013

6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Апрель 2020 г.

Правила применения настоящего стандарта установлены в статье 26 Федерального закона от 29 июня 2015 г. N 162-ФЗ "О стандартизации в Российской Федерации". Информация об изменениях к настоящему стандарту публикуется в ежегодном (по состоянию на 1 января текущего года) информационном указателе "Национальные стандарты", а официальный текст изменений и поправок - в ежемесячном информационном указателе "Национальные стандарты". В случае пересмотра (замены) или отмены настоящего стандарта соответствующее уведомление будет опубликовано в ближайшем выпуске ежемесячного информационного указателя "Национальные стандарты". Соответствующая информация, уведомление и тексты размещаются также в информационной системе общего пользования - на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет (www.gost.ru)

Введение

В настоящем стандарте приведено руководство по определению соответствия выходов машины установленным критериям (под машиной следует понимать единицу оборудования или систему из нескольких единиц оборудования). Данное руководство может быть использовано при организации и проведении части приемочных испытаний, при диагностике текущего состояния машины или при поиске решения проблемы, связанной с функционированием машины. Метод, описанный в настоящем стандарте, универсален и применим во многих ситуациях.

Исследование пригодности машины дает информацию о функционировании машины в условиях максимально возможного ограничения воздействия внешних источников изменчивости, характерных для процессов. Данные для исследования обычно получают на основе проверки последовательно изготовленных машиной единиц продукции, но в зависимости от задач исследования, сбор данных может быть другим.

Процедура исследования и отчетность, изложенные в настоящем стандарте, ориентированы на инженеров, начальников производственных подразделений и руководителей, так как позволяют установить целесообразность приобретения машины, обнаружить наличие нарушений в ходе технического обслуживания машины, оказать помощь в решении задач, связанных с функционированием машины и исследовать уровень изменчивости, присущий машине.

В настоящем стандарте приведены методы анализа пригодности машин, позволяющие решать основные задачи инжиниринга (см. приложение ДБ):

- обеспечение допустимого риска опасных событий, в том числе обеспечение безопасности личности, общества, государства;

- внедрение передовых технологий;

- достижение высокой результативности и эффективности функционирования объекта.

Методы анализа пригодности машин, приведенные в настоящем стандарте, могут быть применены также для решения задач инжиниринга в соответствии с основными принципами инжиниринга (см. приложение ДБ).

Прогноз пригодности машин при функционировании производственного процесса и соответствия характеристик машины стандартам современного эффективного производства позволяет ускорить внедрение в производство новых видов техники.

     1 Область применения

В настоящем стандарте установлен порядок проведения исследования пригодности машины на основе последовательно изготовленных единиц продукции в условиях повторяемости. Количество анализируемых наблюдений зависит от особенностей исследуемых данных и от производительности машины. Методы настоящего стандарта не следует использовать при объемах выборки менее 30 наблюдений. В настоящем стандарте установлены процедуры обработки данных и выполнения расчетов, включая вычисление индексов пригодности машины, и указаны действия, предпринимаемые по результатам исследования пригодности машины.

Настоящий стандарт не применим, если в период проведения предписанного им исследования возможны проявления износа машины, а также, если между наблюдениями присутствует автокорреляция. В настоящем стандарте не рассмотрен случай автоматизированного сбора большого количества данных (например, при поступлении тысяч единиц наблюдений за минуту).

     2 Обозначения и сокращения

2.1 В настоящем стандарте применены следующие обозначения и сокращения:

- индекс пригодности машины;

- минимальный индекс пригодности машины;

- нижний индекс пригодности машины;

- верхний индекс пригодности машины;

f  частота;

- кумулятивная частота;

i - подстрочный индекс, используемый для идентификации i-го значения переменной;

L - нижняя граница поля допуска;

N - общий объем выборки;

- квантиль распределения уровня %;

- i-e значение в выборке;

- стандартное отклонение генеральной совокупности;

S - выборочное стандартное отклонение ;

U - верхняя граница поля допуска;

- квантиль нормированного нормального распределения, ;

- математическое ожидание генеральной совокупности;

- среднее арифметическое значение, среднее выборочное значение ;

GRR - изменчивость измерений в условиях повторяемости и воспроизводимости измерений;

- квантиль уровня распределения хи-квадрат.

     3 Условия применения

3.1 Общие положения

Приведенные ниже условия являются минимальными и, при необходимости, могут быть расширены. В исследованиях, описанных в настоящем стандарте, факторы, влияющие на результат исследований (за исключением факторов самой машины, рассматриваемых при анализе результатов), важно поддерживать на постоянном уровне. Ввиду этого, необходимо принятие определенных мер, направленных на поддержание требуемого постоянства факторов, например, участие в исследованиях одного оператора, использование одной партии материала и пр.

3.2 Количество единиц продукции, используемых в исследовании

Объем выборки обычно составляет 100 единиц продукции. Однако, если значения исследуемых характеристик не подчиняются нормальному распределению, объем выборки должен быть не менее 100 единиц продукции. Методы исследования, представленные в настоящем стандарте, могут быть использованы и при проверке пригодности процесса. В этом случае объем выборки может быть уменьшен, например, до 50 единиц продукции.

Примечание 1 - В случае нормального распределения при соблюдении этих условий получают достаточно узкий доверительный интервал для значений индексов пригодности машины. Интервал составляет приблизительно ±12% оценки значения индекса пригодности для уровня доверия 90% и объема выборки 100 единиц.

Машины определенных видов затрачивают значительное время на изготовление одной единицы продукции. Таким машинам для изготовления 100 единиц продукции необходим достаточно большой интервал времени, предоставить который в ходе исследования представляется проблематичным. В этом случае объем выборки должен быть не менее 30 единиц продукции.

Примечание 2 - Для выборок меньшего объема существуют специальные методы анализа, не рассматриваемые в настоящем стандарте.

В случае высокой производительности машины, например, при изготовлении заклепок, когда 100 единиц продукции изготавливаются за несколько секунд, стратегия отбора выборок может быть изменена. В данной ситуации для изучения функционирования машины может потребоваться проведение нескольких исследований с различными способами отбора выборок.

3.3 Используемые материалы

Исходные материалы для проведения исследования должны быть проверены на соответствие установленным требованиям и относиться к одной партии. Проведение исследований с материалами, не соответствующими установленным требованиям, может оказать влияние на достоверность результатов.

При проведении исследований недопустимо наличие других источников изменчивости, за исключением анализируемых. Если при производстве одной партии продукции используют сырьевые материалы из нескольких партий, то различие в характеристиках сырьевых материалов из разных партий влияет на результат проводимого исследования. Поэтому для анализа необходимо использовать только данные, полученные при работе с одной партией материала.

3.4 Измерительная система

Измерительная система, используемая при проведении исследований, должна обеспечивать получение достоверных данных, быть поверенной и/или калиброванной, а составляющая изменчивости данных, соответствующая измерительной системе, должна быть оценена количественно и минимизирована. Для определения составляющей изменчивости данных, соответствующей измерительной системе, проводят специальные исследования. Измерительная система (в идеале) должна иметь GRR менее 10% от ширины заданного поля допуска. Наряду с GRR, при анализе измерительной системы следует рассматривать смещение, стабильность, линейность и разрешающую способность измерительной системы.

Значение GRR может быть выражено в процентах от ширины заданного поля допуска. Если измерительная система имеет GRR от 10% до 30% поля допуска, систему можно считать приемлемой в зависимости от особенностей ее применения. При изменчивости измерительной системы, превышающей 30% поля допуска, измерительную систему следует считать неприемлемой. Неопределенность измерений измерительной системы должна быть существенно ниже допустимого или среднего общего разброса характеристики. При несоблюдении указанных требований к измерительной системе в ходе проводимого исследования, возможно получение ошибочных заключений о исследуемом объекте.

3.5 Выполнение исследований

При проведении исследования должна быть обеспечена бесперебойная работа машины в нормальных условиях эксплуатации. Должно быть учтено время вхождения машины в нормальный режим функционирования и настраивания на номинальное значение исследуемой характеристики. Если в ходе исследования произошла незапланированная остановка машины (по любой причине), следует либо провести исследование заново, либо провести анализ полученных данных, если полученное количество этих данных достаточно для анализа, и не были нарушены условия повторяемости измерений. В любом случае количество измерений не может быть менее 30.

3.6 Особые условия

В случае сложнооснащенной, многокамерной или многопоточной машины для обеспечения условий повторяемости, каждую отдельно функционирующую единицу оснащения машины, каждую камеру или каждый поток рассматривают отдельно.

Для многокамерной машины может быть проведен анализ изменчивости между камерами и внутри отдельной камеры. Последовательные наблюдения по всем камерам могут быть использованы для изучения общей пригодности машины. При проведении исследования в рассматриваемых особых условиях привлекают другие методы статистического анализа, например дисперсионный анализ.

     4 Сбор данных

4.1 Прослеживаемость данных

Прослеживаемость всех данных необходима для обнаружения непредвиденных значений данных, причины появления которых должны быть найдены и изучены. При сборе данных важно соблюдать последовательность их поступления, для временного ряда данных можно строить график зависимости значений изучаемой характеристики от времени, что позволяет обнаруживать непредвиденные значения данных. Причины появления непредвиденных значений данных исследуют и принимают решение о приемлемости таких данных. Сведения о настройках машины, о предшествующей эксплуатации машины, о ремонте машины и т.п. учитывают в ходе исследования, например, с помощью ведения журнала учета и регистрации информации о машине.