Понятие и показатели качества продукции

Г.Г.Богатеев, И.А.Абдуллин

Контроль качества изделий из композиционных материалов

Учебное пособие

Казань

УДК 658.512 (0678.6.002.52)

Подготовлено на кафедре «Химия и технология гетерогенных систем»

Печатается по решению методической комиссии инженерного
химико-технологического института КГТУ

Под редакцией проф. Коробкова А.М.

Содержание

Введение

Экологическая и промышленная безопасность и новые концепции обеспечения безопасности и безаварийности производственных процессов на объектах экономики связаны с объективной оценкой вероятности возникновения опасных ситуаций и направлены на изыскание методов и путей борьбы с ними (1). Основными причинами крупных техногенных аварий являются:

– отказы технических систем (оборудования) из-за дефектов изго­товления и нарушения режимов эксплуатации;

– ошибочные действия операторов технических систем;

– концентрация различных производств в промышленных зонах;

– высокий энергетический уровень технической системы;

– влияние негативных воздействий на объекты и др.

Одной из важнейших характеристик сложных технических систем является их надежность. Надежность функционирования объекта в условиях эксплуатации определяется рядом факторов:

– квалификация обслуживающего персонала;

– качество и количество проводимых работ по техобслуживанию оборудования;

– наличие запасных частей;

– использование измерительной и проверочной аппаратуры;

– соблюдение правил эксплуатации в соответствии с техническим описанием и инструкциями.

Для повышения надежности функционирования сложных технических систем проводят разработку научных методов эксплуатации, сбор, анализ и обобщение опыта эксплуатации, повышение квалификации обслуживающего персонала и определяют четкую связь проектирования с производством изделия.

Обеспечение надежности технических систем является одной из важнейших проблем, решение которой возможно при глубоком анализе причин возникновения отказов в работе оборудования, получения бракованных изделий и разработки мероприятий по их устранению. В первую очередь необходимо выявить основные причины отказов, определить закономерности, которым они подчиняются, разработать методы проверки надежности работы оборудования, изделий и способов контроля надежности, методы расчетов и испытаний и изыскать пути и средства повышения надежности технических систем. При изучении вопросов надежности рассматривают такие объекты как изделия, технологические процессы, сооружения, технически сложные системы с их подсистемами. Надежность изделия зависит от надежности его элементов.

Таким образом, надежность – это свойство объекта сохранять во времени в установленных пределах значений всех параметров, характеризующих способность выполнять требуемые функции в заданных режимах и условиях применения, технического обслуживания, хранения и транспортирования. Надежность объекта является комплексным свойством, ее оценивают по таким показателям как безотказность, долговечность, предельное состояние, ремонтопригодность и сохраняемость или сочетание этих свойств.

Безотказность – свойство объекта сохранять работоспособность непрерывно в течение некоторого времени.

Долговечность – свойство объекта сохранять работоспособное состояние до наступления предельного состояния при установленной системе технического обслуживания и ремонта.

Предельное состояние – состояние объекта, при котором его дальнейшая эксплуатация недопустима или нецелесообразна, либо восстановление его работоспособного состояния невозможно.

Ремонтопригодность – свойство объекта, заключающееся в его приспособленности к поддержанию и восстановлению работоспособного состояния путем проведения технического обслуживания и ремонта.

Сохраняемость – свойство объекта сохранять в заданных пределах значений параметров, характеризующих способность объекта выполнять требуемые функции в течение эксплуатации и после хранения и транспортирования.

Одним из основных мероприятий на стадии производства, направленных на обеспечение надежности технических систем, является стабильность технологических процессов. Научно обоснованные методы управления качеством продукции позволяют своевременно давать заключение о качестве выпускаемой продукции.

Качество продукции закладывается при проведении научных исследований, конструкторских и технологических разработок, обеспечивается хорошей организацией производства и поддерживается в процессе эксплуатации или потребления.

На всех этапах жизненного цикла продукции необходимо осуществлять своевременный контроль и получать достоверную оценку качества изделий.

КАЧЕСТВО ПРОДУКЦИИ НА ПРЕДПРИЯТИИ

Понятие и показатели качества продукции

Современная рыночная экономика предъявляет принципиаль­но иные требования к качеству выпускаемой продукции. В со­временном мире выживаемость любой фирмы, ее устойчивое по­ложение на рынке товаров и услуг определяются уровнем конку­рентоспособности. В свою очередь конкурентоспособность свя­зана с двумя показателями – уровнем цены и уровнем качества продукции. Причем второй фактор постепенно выходит на первое место. Производительность труда, экономия всех видов ресурсов уступают место качеству продукции.

Качество – это авторитет фирмы, увеличение прибыли, рост процветания, и работа по управлению качеством на фирме – альфа и оме­га для всего персонала, от руководителя до конкретного исполнителя (2…4).

Качество продукции – важнейший показатель деятельности пред­приятия. Повышение качества продукции в значительной мере определяет выживаемость предприятия в условиях рынка, темпы научно-технического прогресса, рост эффективности производст­ва, экономию всех видов ресурсов, используемых на предприятии. Основное внимание уделяется вопросам контроля качества продукции (рис. 1.1). Рост качества продукции – характерная тенденция работы всех ведущих фирм мира. И качество выпускаемой продукции – основной фактор конкуренции между фирмами.

Качество – это совокупность свойств продукции, обусловливаюиих ее пригодность удовлетворять определенные потребности в соответствии с ее назначением.

Качество как фактор конкурентоспособности распространяется на всю национальную экономику. Оно способствует рациональному ис­пользованию ресурсов.

		Контрольные приспособ­ления

Рисунок 1.1. Схема контроля качества изделия

Последствия недостаточного уровня качества продукции таковы:

1. Экономические

1.1. Потеря материальных и трудовых ресурсов, израсходованных на изготовление, транспортировку и хранение продукции, вышедшей из строя раньше плановых сроков физического износа.

1.2. Потери в производственной инфраструктуре (плохой битум – плохие дороги, плохой цемент – плохие средства хранения (элевато­ры), плохие коммуникации, плохая связь и т.д.).

1.3. Дополнительные затраты на ремонт техники.

1.4. Дополнительные затраты времени у населения на ремонт бытовой техники.

1.5. Потери природных ресурсов в результате использования низкокачественных машин, используемых для добычи этих ресурсов.

1.6. Недополученная валютная выручка из-за низкой доли экспорта готовой продукции.

1.7. Дополнительная потеря валютных средств для импорта техники и товаров народного потребления.

1.8. Дополнительные затраты материальных и трудовых ресурсов на осуществление многозвенной и многоступенчатой системы органов технического контроля качества.

2. Социальные

2.1. Дефицитность отечественной продукции.

2.2. Падение престижа продукции, изготовляемой на национальных предприятиях.

2.3. Недостаточное удовлетворение потребностей производст­венно-технического и личного плана.

2.4. Снижение темпов роста благосостояния населения.

2.5. Нерациональная трата свободного времени населения на уст­ранение дефектов изготовления товаров народного потребления.

2.6. Ухудшение морального климата в коллективе.

2.7. Уменьшение прибыли предприятия.

3. Экологические

3.1. Дополнительные затраты на очистку: воздушного бассейна, водного бассейна, земельных ресурсов.

3.2. Дополнительные затраты на меры по оздоровлению населения.

3.3. Потеря продуктивности продукции сельского хозяйства из-за недостаточного качества воздуха, воды и почвы.

3.4. Ускоренная амортизация и дополнительные затраты на ре­монт гражданских зданий и транспорта из-за плохого качества воз­душной среды.

С понятием качества тесно связано и понятие технического уровня продукции – относительной характеристики качества про­дукции, основанной на сопоставлении значений показателей, оп­ределяющих техническое совершенство оцениваемой продукции, с соответствующими базовыми показателями, их значениями.

Качество продукции не ограничивается только одним свойст­вом, это совокупность свойств (рис. 1.2). Свойства продукции количествен­но выражаются в показателях качества.

Рисунок 1.2. Показатели качества

Показатели назначения характеризуют полезный эффект от ис­пользования продукции по назначению и обусловливают область при­менения продукции.

Показатели надежности – безотказность, сохраняемость, ремонто­пригодность, а также долговечность изделия. Сохраняемость – свойство изделия сохранять свои показатели в течение хранения и транспортирования. Ре­монтопригодность определяют такие показатели, как сред­няя стоимость технического обслуживания, вероятность выполнения ремонта в заданное время. Долговечность определяется ве­личиной затрат на поддержание изделия в работоспособном состоянии.

Показатели технологичности характеризуют эффективность конструкторско-технологических решений для обеспечения высо­кой производительности труда при изготовлении и ремонте про­дукции (рис. 1.3).

Рисунок 1.3. Технологичность изделия

Показатели стандартизации и унификации – это насыщенность продукции стандартными, унифицированными и оригинальными со­ставными частями, а также уровень унификации по сравнению с дру­гими изделиями.

Эргономические показатели отражают взаимодействие челове­ка с изделием и комплекс гигиенических, антропометрических, физиологических и психологических свойств человека, проявляю­щихся при пользовании изделием.

Эстетические показатели характеризуют информационную вы­рази­тельность, рациональность формы, целостность композиции, совершенство исполнения и стабильность товарного вида изделия.

Показатели транспортабельности выражают приспособлен­ность продукции для транспортирования.

Патентно-правовые показатели характеризуют патентную защиту и патентную чистоту продукции и являются существенным фактором при определении конкурентоспособности.

Экологические показатели – это уровень вредных воздействий на окружающую среду, которые возникают при эксплуатации или потреблении продукции.

Показатели безопасности характеризуют особенности про­дукции для безопасности покупателя и обслуживающего персонала, т.е. обеспечивают безопасность при монтаже, обслуживании, ремон­те, хранении, транспортировании и потреблении продукции.

Совокупность перечисленных показателей формирует качество продукции. Но кроме этих показа­телей важна и цена изделия. Именно с ценой связан вопрос экономи­чески оптимального качества, или экономически рационального ка­чества. Покупатель, приобретая изделие, всегда сопоставляет, ком­пенсирует ли цена изделия набор свойств, которыми оно обладает. Помимо цены важны и эксплуатационные характеристики изделия, поскольку они влекут за собой затраты по эксплуатации и ремонту, а если изделие характеризуется длительным сроком службы, эти затра­ты вполне сопоставимы с ценой изделия, а по некоторым показателям и существенно превосходят продажную цену изделия.

Качество продукции в условиях современного производ­ства – важнейшая составляющая эффективности, рентабельности предприятия и поэтому ему необходимо уделять постоянное внимание. Заниматься качеством должны все – от директора пред­приятия до конкретного исполнителя любой операции. Все про­цессы по обеспечению, проектированию, сохранению качества объединены в систему управления качеством.

1.2. Особенности организации контроля качества
изделий из ВКМ

При производстве изделий из ВКМ из-за нарушения тех или иных технологических условий производства возникают погрешности параметров качества изделия.

В целях обеспечения высокого качества изделий (каждого в отдельности и всей партии в целом) необходимы соблюдение и строгая воспроизводимость производства. К технологическим условиям (рис. 1.4) относят:

– обеспечение точности элементарных поверхностей и точности их взаиморасположения (конфигурация изделия);

– соблюдение формы и ориентации волокон в структуре текстурных слоев и в структуре изделия (геометрические условия формирования структуры);

– условия статического равновесия волокон и полуфабриката на технологической поверхности формования (статические условия);

– обеспечение рациональной укладки полуфабриката по заданной траектории на технологической поверхности оправки;

– установление области допустимых отклонений температурно-силовых, кинематических, временных и др. параметров.

Рис. 1.4. Технологические условия производства изделий

Только соблюдение указанных условий обеспечит заданные значения структурных параметров, характеристики качества и структуры слоев (всех: поверхностных и внутренних) конфигурации, допустимый (контролируемый) уровень остаточных напряжений в ВКМ, размерную и геометрическую точности конфигурации изделия.

При изготовлении изделий из ВКМ нередко возникают погрешности характеристик качества конструкции изделия. Причинами могут быть:

– невысокое качество полуфабрикатов;

– колебания технологических режимов (температура, давление, натяжение и т.д.);

– ориентация волокон;

– соотношение матрица-наполнитель;

– геометрические погрешности.

По своему характеру производственные дефекты изделий могут быть разделены на две группы:

– погрешности изделий;

– погрешности структуры армирования.

1) Основными источниками производственных погрешностей изделий являются усадка, коробление, геометрические и размерные погрешности технологической оснастки, что вызывает погрешности геометрических форм элементарных поверхностей и конфигурации изделия, погрешности размеров, сопряжений и т.д.

2) Погрешности структуры армирования изделия из КМ обусловлены технологическими причинами – кинематические погрешности намотки, сползание ленточного материала, неравномерность натяжения, дефекты ориентации волокон, сдвиги материала при намотке, укладке, потери устойчивости волокон.

К дефектам изделий и структуры армированного слоя относят также:

– внутренние газовые включения;

– микротрещины и расслоения;

– включения загрязнений;

– отслоения и непроклей в соединениях и законцовках;

– неполное отверждение связующего или его пережог;

– отклонения по толщине стенки, по плотности структуры и т.д.

Система контрольно-сдаточных мероприятий, гарантирующих качество объекта производства, включает:

1. Внешний визуальный осмотр и оценка качества по эталонам. При этом контролируют геометрическую правильность текстуры рисунка внутренних и внешних поверхностей. Не допускается (выше предела, установленного эталоном) перегибы, местные переуплотнения текстуры, побеления, потемнения, вздутия (говорят о возможных отслоениях, включении примесей, неплотностей). Не должно быть порезов, вмятин; цветовой фон – равномерный и т.д.

2. Дефектоскопирование изделия неразрушающими методами контроля для определения внутренних дефектов (трещины, отслоения), определения плотности, степени отверждения, расслоения и непроклей в структуре и в соединениях.

3. Определение физико-механических и технико-физических свойств КМ неразрушающими методами (плотность, модуль упругости, коэффициент теплопроводности, тангенс угла диэлектрических потерь, электрическое сопротивление и др.).

4. Испытание изделий на прочность и проницаемость: гидростатические, пневматические, акустические и другие методы.

Для оценки надежности изделий и коэффициента запаса прочности одно или несколько изделий от каждой партии разрезают на образцы для проведения комплексных испытаний физико-механических, теплофизических и специальных свойств по стандартным или нестандартным методикам. Одновременно одно или несколько изделий доводят до разрушения при испытаниях.

Участие технологов в обеспечении качества вновь создаваемого (разрабатываемого) изделия начинается с проведения технологического контроля конструкторской документации.

Технология производства изделия тесно связана с его конструкцией. Поэтому всегда проводят отработку конструкции изделия на технологичность, которая рассматривается как совокупность свойств конструкции изделия, характеризующих один из показателей качества.

Единым критерием технологичности конструкции изделия является ее экономическая целесообразность при заданном качестве и принятых условиях производства, эксплуатации и ремонта.

Каждое изделие при отработке его на технологичность рассматривается в следующих аспектах (рис. 1.3):

– как объект проектирования (технолог участвует в разработке конструкции на всех стадиях проектирования);

– как объект производства (рассматриваются и доводятся до заданных требований виды, методы и способы получения ингредиентов КМ, собственно КМ, заготовок и деталей, виды и методы их обработки, контроля и испытаний, возможности использования типовых технологических процессов, механизации и автоматизации процессов, условия материального обеспечения производства, требуемая квалификация кадров);

– как объект эксплуатации (анализируют пригодность изделия к функционированию, использованию и контролю работоспособности в работе и долговечности, удобство и сокращение работ технического обслуживания и ремонта, обеспечение техники безопасности, транспортабельность).

Одновременное и согласованное проведение контрольных процессов является неразрывной составляющей всего технологического процесса изготовления изделия, и от правильной их организации и проведения зависят технологическое обеспечение качества изделия и сроки его освоения.

Контроль должен осуществляться на каждой операции, каждой заготовке, детали и изделии в целом.

Именно технолог определяет и осуществляет наиболее рациональную планировку участка, цеха в соответствии с технологической схемой, осуществляет расстановку оборудования и контрольных устройств.

Технология контроля, исходя из технических требований к изделию, деталям и заголовкам, дополняет технологический процесс производства элементами измерения и технического анализа, которые необходимы как источник информации о качестве продукции в ходе изготовления (рис. 1.5).

Рис. 1.5. Технология контроля

Технология контроля должна предусматривать оптимальную последовательность производственных и контрольных операций, обеспечивающих своевременное выявление заготовок, полуфабрикатов, деталей с отступлением от установленных технических требований и быстрое устранение всех возникающих в производстве нарушений заданных режимов технологического процесса.

Таким образом, технология контроля –точный распорядок контрольных операций, включающий состав и последовательность их выполнения в определенном сочетании и взаимодействии с операциями изготовления ингредиентов КМ, собственно КМ и каждой детали, входящий в изделие. Она также включает:

– технические требования к точности выполнения каждой производственной операции;

– методы и технические приемы проверки качества деталей и изделий и состояния средств производства на каждой операции;

– технические средства контроля и способы их использования.

В этой связи качество готового изделия определяется качеством сырья, полуфабрикатов, заготовок и деталей.