بخشی از مقاله
چکیده
با توجه به اینکه استفاده از ابزار اندازه گیری، یک روش معمول و جزء لاینفک تحلیل کیفیت محصولات است و اعتبار تجزیه و تحلیل کیفی به کیفیت سیستم اندازه گیری و ارقام حاصل از آن بستگی دارد، استفاده از روش آنالیز سیستم اندازه گیری بعد از کالیبراسیون، مؤثرترین روش تعیین توانایی ابزار اندازه گیری تحت شرایط عملیات واقعی است. با محاسبهی شاخصهای توانایی ابزار اندازهگیری، میتوان تغییرات ذاتی هر وسیلهی اندازهگیری را بررسی کرد. هدف از این پژوهش توسعه مدل فازی برای محاسبه قابلیت ابزار Cg - و - Cgk میباشد، که دادهها به صورت فازی مثلثی هستند. روش پیشنهادی در نرمافزار متلب کدنویسی شده است. سپس نتایج بدست آمده را با حالت کلاسیک مقایسه میکنیم. نتایج نشان میدهد که حالت فازی از حساسیت و انعطاف پذیری بیشتری نسبت به حالت کلاسیک برخوردار است.
کلمات کلیدی:آنالیز سیستم اندازه گیری؛ شاخصهای توانایی ابزار؛ اعداد فازی مثلثی.
-1 مقدمه
از آنجا که در طی دهه های گذشته، رقابت در اقتصاد جهانی فشار زیادی را بر شرکت های تولیدی از بعد کیفیت وارد کرده است، شرکتها بخش عمدهای از منابع مادی و انسانی خود را صرف بهبود کیفیت محصولاتشان میکنند. مؤثرترین راهی که برای کنترل کیفیت محصولات پیشنهاد شده، روشهای آماری میباشد. از آنجا که کارخانه ها محصولات خود را توسط افراد، ابزار و ماشین آلات تولید می کنند، مشکل تغییر در کیفیت محصولات اجتناب ناپذیر است و تا زمانی که این مشکل وجود داشته باشد، روش های کنترل کیفیت آماری مورد نیاز است .[1]امروزه ارقام بدست آمده از اندازهگیری، تحت عناوین مختلف و بسیار بیشتر از گذشته مورد استفاده قرار میگیرد، همچنین با استفاده از آمار و ارقامی که از فرایند تولید بدست میآید، میتوان در مورد کیفیت محصولات اظهار نظر کرد.
بنابراین اخذ تصمیم صحیح در اینگونه موارد، به کیفیت اندازهگیری بستگی دارد. بهرهگیری از تحلیلهایی که با استفاده از اندازهگیری ارقام جمعآوری شده صورت میگیرد به کیفیت سیستم اندازهگیری ارتباط دارد. اگر کیفیت سیستم اندازهگیری و در نتیجه، کیفیت ارقام حاصل از آن پایین باشد، تجزیه و تحلیل فرایند اعتبار مناسبی نخواهد داشت.در گذشته برای تعیین کیفیت وسایل اندازهگیری، از کالیبراسیون استفاده میشد. در کالیبراسیون، ابزار اندازهگیری به تنهایی و در شرایط ایدهآل، مثلاً در یک اتاق اندازهگیری، با پرسنل آموزش دیده، قطعات استاندارد و دستورالعمل استاندارد مورد بررسی قرار میگیرد. کالیبراسیون برای تعیین توانایی سیستم اندازهگیری در شرایط واقعی ناتوان است. این در حالی است که در 1MSA میتوان کارایی سیستم اندازهگیری را در شرایط زیر تعیین کرد:
- وقتی ابزار اندازهگیری یا گیج در محل واقعی استفاده می-شود.
- وقتی ابزار توسط چندین اپراتور مورد استفاده قرار می-گیرد.
- وقتی قطعات تولیدی واقعی اندازهگیری میشوند.
- وقتی از ابزار در شرایط محیطی متغیر استفاده میشود.
- وقتی از ابزار به صورت متوالی و مداوم استفاده میشود. بنابراین کالیبراسیون به تنهایی کافی نیست و برای کنترل صحت و میزان تغییرات وسایل اندازهگیری تحت شرایط واقعی، به روشهایدیگری نیازمندیم. در استاندارد DIN EN ISO9000 فصلی تحت عنوان "تجهیرات بررسی، اندازهگیری و آزمون"2 وجود دارد که در آن به مطالعات تواناییهای سیستمهای اندازهگیری اشاره شده است. در 1987 جنرال موتورز اولین شرکتی بود که راهنمایی برای این موضوع تهیه کرد. شرکت فورد نیز در 1989 راهنمایی دیگری برای این موضوع ارائه داد. در آلمان، گروه "روبرت بوش" 3 در 1990 راهنمایی تحت عنوان "تعیین توانایی سیستم اندازهگیری تحت شرایط عملیات واقعی" منتشرکرد. در 1994، مرسدس بنز نیز راهنمایی دیگری در این خصوص انتشار داد.اجرای تجزیه و تحلیل سیستمهای اندازهگیری مشخص میکند که آیا یک سیستم اندازهگیری، قابل قبول، حاشیهای - لب مرزی - یا غیر قابل قبول است. از این روش در هریک از موارد زیر میتوان استفاده کرد.
- ارزیابی وسایل یا روشهای اندازهگیری جدید و موجود
- مقایسهی عملکرد ابزار اندازهگیری در حالات قبل و بعد از تعمیر یا تنظیم
- مقایسهی روشهای اندازهگیری بازرسی نهایی پیمانکاران فرعی با روش اندازهگیری و بازرسی موارد ورودی
- ایجاد مبنایی برای مقایسه یک ابزار اندازهگیری با ابزار اندازهگیری دیگر
- برقراری روشی مناسب برای اطمینان از صحت مقادیر قابلیت و توانایی فرایندهای تولید
- تعیین توانایی سیستم اندازهگیری
- ایجاد مبنایی برای تعیین زمانهای کالیبراسیون ابزار اندازهگیری
با محاسبهی شاخصهای توانایی ابزار اندازهگیری، میتوان تغییرات ذاتی هر وسیلهی اندازهگیری را بررسی کرد. با استفاده از شاخصهای Cg و Cgk میتوان تکرارپذیری و تمایل یک ابزار را به طور همزمان ارزیابی کرد. این شاخصها معمولاً برای ابزارهای جدید و یا از تعمیر برگشته و نیز برای تصدیق روش اندازهگیری به کار میروند.اما در پارهای از موارد و شرایطی که اطلاعات موجود به نوعی دارای ابهام و عدم قطعیت هستند، این شاخصها کارایی خود را از دست میدهند. برای توانمند کردن در این شرایط، راهکارهایی پیشنهاد شدهاست که مهمترین و کارآمدترین آنها کاربرد منطق فازی است.انتقاد از تفکر دو حالته صفر و یک یا سیاه و سفید، تاریخی کهن دارد. هر چند علوم دقیق قادر بوده اند بسیاری از پدیده ها را بدرستی توصیف کنند و نیز منطق کلاسیک توانسته است استنتاج های درستی را به ارمغان بیاورد. اما آنها قادر نیستند همه آن چیزهایی که در اطراف ما هستند را مدل نموده و تشریح یا تبیین نمایند.[2] منطق فازی توسط زاده معرفی شد.[3] منطق فازی و نظریههای فازی در شرایط عدم قطعیت در صنایع کاربرد فراوانی دارند.[4]
-1-1 سوابق تحقیقات انجام شده درباره آنالیز سیستمهای اندازه گیری
در سال 1993تحقیقات مونتگومری و رانگر نشان داند که سیستمهای اندازهگیری نقش مهمی را در کمک به بهبود کیفیت سازمان ها بازی میکنند .[5] سپس آنها در همان سال، با استفاده از یک مدل طراحی تو در تو و طراحی فاکتوریل علاوه بر شاخص تکرارپذیری و تکثیرپذیری ابزار - GR&R - و برآورد فاصله اطمینان پارامترها برای تنوع اندازه گیری، نقطه ضعف اصلی آنالیز واریانس تغییر یافته را نشان دادند. بعد از آن در سال 1997، ماندل از این تعریف در محاسبه واریانس قابلیت تکرارپذیری و واریانس تکثیرپذیری برای سیستم اندازه گیری واقعی با دادههای گسسته استفاده کرد.[6]همچنین در سال 2002، بوردیک و همکاران دریافتند، محاسبات شاخص تکرارپذیری و تکثیرپذیری ابزار - GR&R - در حالتی که بازرسان ثابت هستند، با استفاده از مدل ترکیبی اثرات مناسب تر است.[7]
در سال 2004، سه روش برای محاسبه شاخص تکرارپذیریو تکثیرپذیری ابزار - GR&R - پیشنهاد شد: مدل آنالیز واریانس، مدل کلاسیک و مدل محدوده.[8] در سال 2005، لیی خطاهای اندازه گیری را به سه دسته تقسیم میکند: -1 تجهیزات اندازه گیری، -2 بازرسان و -3 محیط.[9]در سال 2005، نشان داده شد که، مدل محاسبه شاخص تکرار پذیری و تکثیر پذیری ابزار - GR&R - کلاسیک و مدل محدوده می تواند در محل به بازرسان اجازه دهد که بدون هیچ سابقهی آماری به سرعت کیفیت سیستم اندازه گیری را تجزیه و تحلیل نمایند. اما زمانی که ارتباط بین اثرات بازرسان و بخشها وجود دارد، نمی تواند اندازهی دقیق ارائه دهد.[10]
سپس در سال 2009، فانگ و همکاران با دنبال کردن کار وانگ و فانگ در سال 2005 متوجه شدند که تخمین واریانس بدست آمده از دو روش محاسبه شاخص تکرار پذیری و تکثیر پذیری ابزار - GR&R - کلاسیک و مدل فرم محدوده، یک انحراف بزرگ از مقدار واقعی دارد.[11] در سال 2010، الرفایی و بتا اشاره کردند که استفاده از شاخص تکرار پذیری و تکثیرپذیری ابزار - GR&R - برای ارزیابی قابلیت اندازهگیری در طی فرایند ساخت، یکی از اشکال تجزیه و تحلیل واریانس است. تجزیه و تحلیل تکرارپذیری، تنوع در ظرفیت اندازه گیری را نشان میدهد در حالی که تجزیه و تحلیل تکثیرپذیری نشان میدهد که آیا فاکتورهای متنوع اندازهگیری موجود هستند.[12]
-2-1 سوابق تحقیقات انجام شده درباره آنالیز سیستم های اندازه گیری فازی
برای تجزیه و تحلیل سیستم اندازه گیری، در حالت فازی برای محاسبه قابلیت تکرار پذیری و تکثیر پذیری ابزار - GR&R - کارهایی صورت گرفته است که از آن جمله می توان به پژوهش کاظمی و همکاران در سال 2010 ، که محاسبات دقت و صحت سیستم اندازه گیری را، توسط اعداد فازی مثلثی برای ارزیابی تکرار پذیری و تکثیرپذیری ابزار - GR&R - ، انجام دادند[13] و در ادامه در سال 2013، کاظمی و همکاران ، با رویکرد سیستم خبره فازی همین محاسبات را برای اعداد فازی ذوزنقه ای، انجام دادند [14] و همچنین پژوهش مینگ یه و همکاران در سال 2015، که محاسبات فازی قدرت تفکیک پذیری ابزار - NDC - را به آن افزودند، اشاره کرد .[15]در این قسمت، شاخصهای توانایی ابزار را در حالت فازی مثلثی مورد بررسی قرار میدهیم.
-2 روش تحقیق
در محاسبهی شاخصهای توانایی ابزار اندازهگیری، ̅ و Sg به ترتیب نمایندهی میانگین و انحراف استاندارد اندازههای مشاهده شده با استفاده از ابزار اندازهگیری هستند که طبق رابطههای - 1 - و - 2 - محاسبه میشوند.حال اگر خروجی سیستم اندازهگیری بهصورت تقریباً X بیان شده باشد، این مقدار را میتوان با اعداد فازی مثلثی به صورت رابطهی - 3 - نمایش داد .[14]
