Menu
Правилата на Нелсън: откриване на сигнали за излизане от контрол в статистическия контрол на процесите (SPC)

Правилата на Нелсън: откриване на сигнали за излизане от контрол в статистическия контрол на процесите (SPC)

8-те правила на Нелсън, обяснени: как всеки модел на контролна карта сигнализира за изместване, тенденция, цикъл или смес, с практически пример и обсъждане на компромиса при фалшивите аларми.
Правилата на Нелсън: откриване на сигнали за излизане от контрол в статистическия контрол на процесите (SPC)

Правилата на Нелсън са набор от осем теста за модели, прилагани върху контролна карта, за да се прецени кога процесът е излязъл извън статистически контрол, публикувани от Лойд Нелсън през 1984 г. като усъвършенстване на по-ранните зонови правила на Western Electric.

Всяко правило търси специфичен неслучаен подпис в начертаните данни (една екстремна точка, серия от точки от едната страна на централната линия, устойчив тренд, колебание), който е малко вероятно да се появи само по случайност.

Когато правило се задейства, то посочва определима причина, която си струва да бъде изследвана, вместо нормалния общоприсъщ шум, присъщ на всеки процес.

За какво служат правилата на Нелсън

Контролната карта изчертава измерена характеристика във времето спрямо централна линия (средното на процеса) и граници на контрол, зададени на плюс и минус три сигма. Точки, които остават в рамките на границите и се разпръскват случайно, показват стабилен процес.

Правилата на Нелсън дават обективни критерии за думата „случайно“, така че двама инженери, разглеждащи една и съща карта, да достигнат до един и същ вердикт. Те са интерпретативният слой, който седи върху статистическия контрол на процеса , превръщайки картината в аларма.

Обърнете внимание, че стабилен процес не е автоматично и способен процес: дали той отговаря на спецификация е отделен въпрос, на който отговаря способността на процеса (Cp и Cpk) .

Осемте правила, едно по едно

Картата е разделена на зони от всяка страна на централната линия: зона C е в рамките на една сигма, зона B между една и две сигми, и зона A между две и три сигми. Осемте правила тълкуват тези зони по следния начин:

  1. Правило 1: една точка извън три сигми (извън зона A). Голямо изместване или измервателна грешка.
  2. Правило 2: девет точки поред от същата страна на централната линия. Продължително изместване на средната стойност.
  3. Правило 3: шест точки поред непрекъснато нарастващи или намаляващи. Тренд, като износване на инструмента или дрейф.
  4. Правило 4: четиринадесет точки поред, редуващи се нагоре и надолу. Често претърпяване на прекалено регулиране или два редуващи се потока.
  5. Правило 5: две от три последователни точки в зона A или извън нея, от същата страна. Ранен сигнал за изместване.
  6. Правило 6: четири от пет последователни точки в зона B или извън нея, от същата страна. По-малко, но устойчиво изместване.
  7. Правило 7: петнадесет точки поред, всички в зона C (и от двете страни). Необичайно ниска вариация, понякога стратификация или неправилно зададени граници.
  8. Правило 8: осем точки поред от двете страни, без нито една в зона C. Смесване на две различни популации.

Какво ви казва всеки модел

Добро четене на карта означава превръщане на геометрията в физическа хипотеза. Една точка извън три сигми (правило 1) обикновено означава, че се е случило нещо внезапно: грешна партида материал, счупен инструмент, разместена прихватка.

Дълга серия от едната страна (правило 2) или бавен тренд (правило 3) са отпечатъкът на постепенно изменение като нагряване, износване или умора, което се свързва пряко с поведението на надеждността, описано от кривата тип „ваза“ (bathtub curve) .

Редуването (правило 4) и смесването (правило 8) често означават, че две неща се чертаят като едно: два шпиндела, двама оператори, две смени. След като назовете модела, имате кратък списък с възможни причини, които да проследите.

Правилата на Нелсън и правилата на Western Electric

Наборът на Нелсън е подредена, разширена версия на четирите зонови правила на Western Electric от ръководството от 1956 г. Western Electric използваха една точка извън три сигми, две от три в зона A, четири от пет в зона B и осем поред от една страна.

Нелсън запазва същия дух, коригира дължината на серията за правилото „същата страна“ на девет и добавя тестовете за тренд, редуване и стратификация. На практика повечето SPC софтуери позволяват да включвате или изключвате набора от правила, а много фабрики възприемат подмножество, а не всичките осем, за да не остава картата постоянно в режим на аларма.

Числов работен пример

Да предположим, че обработен вал има целеви диаметър 20.000 mm. От базови данни средното на процеса е 20.000 mm, а стандартното отклонение (сигма) на средната стойност на подгрупата е 0.010 mm. Границите на контрол и зоните следователно са:

  • Горна граница на контрол: 20.000 + (3 пъти 0.010) = 20.030 mm
  • Горна зона A: 20.020 до 20.030 mm (2 до 3 сигми)
  • Горна зона B: 20.010 до 20.020 mm (1 до 2 сигми)
  • Зона C: 19.990 до 20.010 mm (в рамките на 1 сигма)

Сега вземете тези десет средни стойности на подгрупите в хронологичен ред (mm): 20.002, 19.996, 20.021, 20.024, 20.008, 20.022, 20.019, 20.023, 20.017, 20.026. Всяка точка е под горната граница на контрол 20.030, така че правило 1 никога не се задейства .

Но погледнете точките 3, 4, 6, 7, 8 и 10: те са 20.021, 20.024, 20.022, 20.019 (зона B), 20.023 и 20.026.

Сред точките от 6 до 10 четири от петте (20.022, 20.023, 20.026 в зона A или B, плюс 20.019 в зона B) попадат в зона B или извън нея от горната страна, което задейства правило 6 (четири от пет последователни от същата страна в зона B или извън нея).

Картата предупреждава за нагоре изместване приблизително от два сигма, въпреки че нито едно от отделните измервания не е пробило външната граница. Това е точно видът раннен сигнал, който зоновите правила съществуват, за да хващат. Вкарването на това обратно в Парето анализ на причините за изместванията ви помага да атакувате първо най-големия приносител.

Компромисът между фалшиви аларми при добавяне на правила

Всяко правило, което включите, повишава чувствителността, но също така повишава и честотата на фалшивите аларми. За стабилен процес само правило 1 дава фалшив сигнал приблизително веднъж на 370 точки.

Всяко допълнително правило добавя собствен шанс за фалшив положителен сигнал, така че използването на всичките осем може да намали комбинирания интервал между фалшивите аларми до порядъка на една на няколко сотни точки. На диаграма, пробвана на всеки час, това означава спорадични аларми няколко пъти на смяна, което приучава операторите да игнорират картата напълно.

Дисциплината е да активирате само правилата, които съответстват на режимите на отказ, които действително имате, да документирате този избор в своя контролен план и да го преглеждате, докато процесът зрее.

Откъде идват данните и къде се вписва Fabrico

Правилата на Нелсън са дисциплина на графиката и статистиката: Fabrico не изпълнява SPC софтуер, не изчислява граници на контрол и не прилага тези правила вместо вас, и не трябва да очаквате това. На което всяка контролна карта първо разчита, е надеждни, с отметка на времето производствени данни, и точно това предоставя Fabrico.

Като платформа за реално време за OEE и мониторинг на производството (включително мониторинг с компютърно зрение за машини без PLC), Fabrico улавя брой цикли, спирания и събития за качество в източника, така че вашият екип по качеството да има чист, непрекъснат поток за изчертаване.

Сдвоете тази данни основа с контекста на поддръжката от CMMS , и изместване, задействано от правило, може да се провери спрямо историята на MTBF и MTTR на актива, който го е породил. Точният вход е предварителното условие за всяко правило да има смисъл.

Често задавани въпроси

Трябва ли да използвам всичките осем правила на Нелсън?

Не. Повечето екипи активират подмножество, обикновено правило 1 плюс правила 2 и 3, и добавят останалите само когато конкретен режим на отказ (като редуващи се потоци или стратификация) е известен риск. Активирането на всички правила максимизира чувствителността, но умножава фалшивите аларми, което ерозира доверието в картата.

Каква е разликата между правилата на Нелсън и правилата на Western Electric?

И двете разделят картата на зони A, B и C и проверяват същите видове неслучайно поведение. Ръководството на Western Electric дефинира четири правила; Нелсън разшири набора до осем, добавяйки тестове за тренд, редуване и необичайно ниска вариация, и зададе дължината на серията „същата страна“ на девет точки.

Означава ли сигнал за загуба на контрол, че детайлът е извън спецификация?

Не непременно. Границите на контрол описват гласа на процеса (естествената му вариация), докато границите на спецификация описват изискванията на клиента. Правило може да се задейства, докато всеки детайл все още е в спецификация, което е точнота стойността на ранното предупреждение: можете да реагирате на изместване преди то да доведе до брак.

Fabrico предоставя на вашата SPC програма точните, в реално време производствени данни, на които тя се базира. Запазете демонстрация, за да видите как улавянето на живо на OEE и събития за качество подава по-чисти графики и по-бързи реакции.

Последно от блога

Начертайте вашата пътна карта за надеждност
Изчислете потенциалната възвръщаемост: запазете час за демонстрация
Начертайте вашата пътна карта за надеждност
Като натиснете бутона Приемам, вие давате съгласието си за използването на `бисквитки`, докато ползвате до този уебсайт. За да научите повече за това как `бисквитките` се използват и управляват, моля, вижте нашата Политика за поверителност и Декларация за Бисквитките