Development of a method for optimizing a product quality inspection plan by the risk of non-conformity slippage

Ризик орієнтовані підходи є особливістю сучасної системи управління якістю. Запропоновано методику оптимізації плану контролю якості продукції за ризиком прослизання невідповідності. Методика заснована на матриці ранжування ризиків, критеріях аналізу виду і наслідків потенційних відмов (FMEA), блокової класифікації планів контролю, підходах до прогнозування невідповідностей, теоремі множення ймовірностей незалежних подій. В якості критерію оптимізації плану контролю визначений ризик прослизання невідповідності. Запропонована методика дозволяє визначити прийнятність ризику, при 100% контролі якості, при відмові від контрольної операції, можливість застосування вибіркового контролю і мінімально необхідні для забезпечення прийнятного рівня ризику об’єми вибіркового контролю. Виведено розрахункові залежності для встановлення мінімально необхідної кількості перевірених з 1000 одиниць, з прийнятним рівнем ризику при контролі якості продукції. Вихідними даними для розрахунку є основні характеристики плану контролю: ймовірність відповідності об'єкта вимогам до контрольованої характеристиці якості, ймовірність невиявлення невідповідності передбаченим методом контролю, частота прослизання невідповідності, що забезпечує прийнятний рівень ризику. Формула дозволяє розрахувати мінімальний об’єм вибірки, що забезпечує прийнятний рівень ризику прослизання невідповідності при реалізації плану контролю (QIP) продукції, що випускається. Запропонована методика апробована на плані контролю зварних швів повітряних резервуарів системи гальмування залізничних вагонів. Показана можливість відмовитися від початкового плану 100% контролю і застосувати вибірковий контроль, який забезпечує прийнятний рівень ризику прослизання невідповідності. Це дозволяє на 18% знизити об’єм контролю і відповідні витрати на контроль.Risk-based approaches are a feature of the modern quality management system. A method of optimization of product quality inspection plan by the risk of non-conformity slippage is proposed. The method is based on a risk ranking matrix, criteria of the failure mode and effects analysis (FMEA), block classification of inspection plans, approaches to non-conformity prediction, and probability multiplication theorem for independent events. The risk of non-conformity slippage was defined as a criterion of inspection plan optimization. The proposed method allows determining the acceptability of the risk, with 100 % quality inspection, in case of abandoning the inspection operation, the possibility of applying sampling and minimum sampling volumes necessary to ensure an acceptable risk level. Relationships were derived to determine the minimum required number of inspected units out of 1,000, with an acceptable risk level in product quality inspection. The initial data for the calculation are the main characteristics of the inspection plan: the probability of the object conformity with the requirements for the controlled quality characteristic, the probability of not detecting non-conformity with the provided inspection method, the rate of non-conformity slippage, which ensures an acceptable risk level. The formula allows calculating the minimum sampling volume that provides an acceptable level of non-conformity slippage risk during the implementation of the product quality inspection plan (QIP). The proposed method was tested on the inspection plan for welds of air tanks of the railway car braking system. It is possible to abandon the original 100 % inspection plan and apply sampling, which provides an acceptable level of non-conformity slippage risk. This allows reducing the volume and costs of inspection by 18 %Риск ориентированные подходы являются особенностью современной системы менеджмента качества. Предложена методика оптимизации плана контроля качества продукции по риску проскальзывания несоответствия. Методика основана на матрице ранжирования рисков, критериях анализа вида и последствий потенциальных отказов (FMEA), блочной классификации планов контроля, подходах к прогнозированию несоответствий, теореме умножения вероятностей независимых событий. В качестве критерия оптимизации плана контроля определён риск проскальзывания несоответствия. Предложенная методика позволяет определить приемлемость риска, при 100% контроле качества, при отказе от контрольной операции, возможность применения выборочного контроля и минимально необходимые для обеспечения приемлемого уровня риска объёмы выборочного контроля. Выведены расчетные зависимости для установления минимально необходимого количества проверенных с 1000 единиц, с приемлемым уровнем риска при контроле качества продукции. Исходными данными для расчёта являются основные характеристики плана контроля: вероятность соответствия объекта требованиям к контролируемой характеристике качества, вероятность не выявления несоответствия предусмотренным методом контроля, частота проскальзывания несоответствия, обеспечивающая приемлемый уровень рисков. Формула позволяет рассчитать минимальный объём выборки, обеспечивающий приемлемый уровень риска проскальзывания несоответствия при реализации плана контроля (QIP) выпускаемой продукции. Предложенная методика апробирована на плане контроля сварных швов воздушных резервуаров системы торможения железнодорожных вагонов. Показана возможность отказаться от исходного плана 100 % контроля и применить выборочный контроль, обеспечивающий приемлемый уровень риска проскальзывания несоответствия. Это позволяет на 18 % снизить объём контроля и соответствующие затраты на контроль

Аналіз впливу системної координації зварювальних робіт на рівень якості з’єднань

The need for welding coordination is due to the significant risks of non-compliance with the requirements for welded joints. It is known that the request of coordination standards in welding streamlines the work of ensuring the quality of welding, it is positively perceived by customers and other stakeholders. However, the effect of systemic welding coordination on objective indicators of the quality of welded joints during production requires detailed studying.The comparative statistical analysis of the effect of systemic welding coordination on the level of welded joints’ quality was preceded by the process-oriented development and implementation of a set of procedures for the coordination of welding operations in the production of welded frames. A scheme of interaction and the classification of coordination procedures in welding have been proposed. The procedures were divided into three groups. The first group includes long-term welding quality procedures. The second group is the procedures for ensuring the quality of welding in the execution of a Request (Order, Contract). The third group consists of procedures to ensure and improve the quality of welding a joint. The implementation of regulatory-oriented content of the procedures ensures the admission of personnel with necessary qualifications, the application of appropriate welding equipment, materials, technical documentation, thermal treatment, technical control. All this together ensures that the requirements for the welded joint, the specified thickness of the main metal, the type of a joint and seam, are met.Data on the quality of welded frames during production were obtained prior to and after the introduction of the international standards of welding coordination. Using the Shewhart charts has shown that ensuring quality by the welding coordination could stabilize the welding process, translating it into a statically manageable state while doubling the proportion of nonconforming units in the sampleНеобходимость координации в сварке вызвана значительными рисками невыполнения требований к сварным соединениям. Известно, что применение стандартов координации в сварке упорядочивает деятельность по обеспечению качества сварки, положительно воспринимается заказчиками и другими заинтересованными сторонами. Однако влияние системной координации в сварке на объективные показатели уровня качества сварных соединений в производстве требует изучения.Сравнительному статистическому анализу влияния системной координации в сварке на уровень качества сварных соединений предшествовала процессно-ориентированная разработка и внедрение комплекса процедур координации сварочных работ в производство сварных рам. Предложена схема взаимодействия и классификация процедур координации в сварке. Процедуры разделены на три группы. К первой группе отнесены процедуры долгосрочного обеспечения качества сварки. Вторая группа – процедуры обеспечения качества сварки при выполнении Заявки (Заказа, Контракта). Третью группу составляют процедуры обеспечения и улучшения качества сварки соединения. Реализация нормативно ориентированного содержания процедур, обеспечивает допуск персонала необходимой квалификации, применение соответствующего сварочного оборудования, материалов, технической документации, термической обработки, технического контроля. Все это в комплексе обеспечивает выполнение требований к сварному соединению, заданной толщины основного металла, типа соединения и шва.На производстве были получены данные об уровне качества сварных рам до внедрения и после внедрения международных стандартов координации в сварке. С применением контрольных карт Шухарта показано, что обеспечение качества путем координации в сварке позволяет стабилизировать процесс сварки, переводя его в статически управляемое состояние при двукратном уменьшении доли несоответствующих единиц в выборке Необхідність координації зварювальних робіт викликана значними ризиками невиконання вимог до зварних з’єднань. Відомо, що застосування стандартів координації зварювальних робіт впорядковує діяльність по забезпеченню якості зварювання, що позитивно сприймається замовниками та іншими зацікавленими сторонами. Однак вплив системної координації в зварюванні на об’єктивні показники рівня якості зварних з’єднань у виробництві потребує вивчення.Порівняльному статистичного аналізу впливу системної координації зварювальних робіт на рівень якості зварних з'єднань передувала процесно-орієнтована розробка і впровадження комплексу процедур координації зварювальних робіт у виробництво зварних рам. Запропонована схема взаємодії та класифікація процедур координації в зварюванні. Процедури поділені на три групи. До першої групи віднесені процедури довгострокового забезпечення якості зварювання. Друга група – процедури забезпечення якості зварювання при виконанні Заявки (Замовлення, Контракту). Третю групу формують процедури забезпечення та поліпшення якості зварювання з'єднання. Реалізація нормативно орієнтованого вмісту процедур забезпечує допуск персоналу необхідної кваліфікації, застосування відповідного зварювального устаткування, матеріалів, технічної документації, термічної обробки, технічного контролю. Все це в комплексі забезпечує виконання вимог до зварного з'єднання заданої товщини основного металу, типу з'єднання і шва.На виробництві були отримані дані про рівень якості зварних рам до впровадження та після впровадження міжнародних стандартів координації зварювальних робіт. З застосуванням контрольних карт Шухарта показано, що забезпечення якості шляхом координації зварювальних робіт дозволяє стабілізувати процес зварювання, переводячи його в статично керований стан при дворазовому зниженні частки невідповідних одиниць у вибірц

Analysis of the influence of system welding coordination on the quality level of joints

Необхідність координації зварювальних робіт викликана значними ризиками невиконання вимог до зварних з’єднань. Відомо, що застосування стандартів координації зварювальних робіт впорядковує діяльність по забезпеченню якості зварювання, що позитивно сприймається замовниками та іншими зацікавленими сторонами. Однак вплив системної координації в зварюванні на об’єктивні показники рівня якості зварних з’єднань у виробництві потребує вивчення. Порівняльному статистичного аналізу впливу системної координації зварювальних робіт на рівень якості зварних з'єднань передувала процесно-орієнтована розробка і впровадження комплексу процедур координації зварювальних робіт у виробництво зварних рам. Запропонована схема взаємодії та класифікація процедур координації в зварюванні. Процедури поділені на три групи. До першої групи віднесені процедури довгострокового забезпечення якості зварювання. Друга група – процедури забезпечення якості зварювання при виконанні Заявки (Замовлення, Контракту). Третю групу формують процедури забезпечення та поліпшення якості зварювання з'єднання. Реалізація нормативно орієнтованого вмісту процедур забезпечує допуск персоналу необхідної кваліфікації, застосування відповідного зварювального устаткування, матеріалів, технічної документації, термічної обробки, технічного контролю. Все це в комплексі забезпечує виконання вимог до зварного з'єднання заданої товщини основного металу, типу з'єднання і шва. На виробництві були отримані дані про рівень якості зварних рам до впровадження та після впровадження міжнародних стандартів координації зварювальних робіт. З застосуванням контрольних карт Шухарта показано, що забезпечення якості шляхом координації зварювальних робіт дозволяє стабілізувати процес зварювання, переводячи його в статично керований стан при дворазовому зниженні частки невідповідних одиниць у вибірці.The need for coordination in welding is due to the significant risks of non-compliance with the requirements for welded joints. It is known that the request of coordination standards in welding streamlines the work of ensuring the quality of welding, it is positively perceived by customers and other stakeholders. However, the effect of system coordination in welding on objective indicators of the quality of welded joints during production requires detailed studying. The comparative statistical analysis of the effect of system coordination in welding on the level of welded joints' quality was preceded by the process-oriented development and implementation of a set of procedures for the coordination of welding operations in the production of welded frames. A scheme of interaction and the classification of coordination procedures in welding have been proposed. The procedures were divided into three groups. The first group includes long-term welding quality procedures. The second group is the procedures for ensuring the quality of welding in the execution of a Request (Order, Contract). The third group consists of procedures to ensure and improve the quality of welding a joint. The implementation of regulatory-oriented content of the procedures ensures the admission of personnel with necessary qualifications, the application of appropriate welding equipment, materials, technical documentation, thermal treatment, technical control. All this together ensures that the requirements for the welded joint, the specified thickness of the main metal, the type of a joint and seam, are met. Data on the quality of welded frames during production were obtained prior to and after the introduction of the international standards of coordination in welding. Using the Shewhart charts has shown that ensuring quality by the coordination in welding could stabilize the welding process, translating it into a statically manageable state while doubling the proportion of nonconforming units in the sampleНеобходимость координации в сварке вызвана значительными рисками невыполнения требований к сварным соединениям. Известно, что применение стандартов координации в сварке упорядочивает деятельность по обеспечению качества сварки, положительно воспринимается заказчиками и другими заинтересованными сторонами. Однако влияние системной координации в сварке на объективные показатели уровня качества сварных соединений в производстве требует изучения. Сравнительному статистическому анализу влияния системной координации в сварке на уровень качества сварных соединений предшествовала процессно-ориентированная разработка и внедрение комплекса процедур координации сварочных работ в производство сварных рам. Предложена схема взаимодействия и классификация процедур координации в сварке. Процедуры разделены на три группы. К первой группе отнесены процедуры долгосрочного обеспечения качества сварки. Вторая группа – процедуры обеспечения качества сварки при выполнении Заявки (Заказа, Контракта). Третью группу составляют процедуры обеспечения и улучшения качества сварки соединения. Реализация нормативно ориентированного содержания процедур, обеспечивает допуск персонала необходимой квалификации, применение соответствующего сварочного оборудования, материалов, технической документации, термической обработки, технического контроля. Все это в комплексе обеспечивает выполнение требований к сварному соединению, заданной толщины основного металла, типа соединения и шва. На производстве были получены данные об уровне качества сварных рам до внедрения и после внедрения международных стандартов координации в сварке. С применением контрольных карт Шухарта показано, что обеспечение качества путем координации в сварке позволяет стабилизировать процесс сварки, переводя его в статически управляемое состояние при двукратном уменьшении доли несоответствующих единиц в выборке

Analysis of the Influence of the Systemic Welding Coordination on the Quality Level of Joints

The need for welding coordination is due to the significant risks of non-compliance with the requirements for welded joints. It is known that the request of coordination standards in welding streamlines the work of ensuring the quality of welding, it is positively perceived by customers and other stakeholders. However, the effect of systemic welding coordination on objective indicators of the quality of welded joints during production requires detailed studying.The comparative statistical analysis of the effect of systemic welding coordination on the level of welded joints' quality was preceded by the process-oriented development and implementation of a set of procedures for the coordination of welding operations in the production of welded frames. A scheme of interaction and the classification of coordination procedures in welding have been proposed. The procedures were divided into three groups. The first group includes long-term welding quality procedures. The second group is the procedures for ensuring the quality of welding in the execution of a Request (Order, Contract). The third group consists of procedures to ensure and improve the quality of welding a joint. The implementation of regulatory-oriented content of the procedures ensures the admission of personnel with necessary qualifications, the application of appropriate welding equipment, materials, technical documentation, thermal treatment, technical control. All this together ensures that the requirements for the welded joint, the specified thickness of the main metal, the type of a joint and seam, are met.Data on the quality of welded frames during production were obtained prior to and after the introduction of the International standards of welding coordination. Using the Shewhart charts has shown that ensuring quality by the welding coordination could stabilize the welding process, translating it into a statically manageable state while doubling the proportion of nonconforming units in the sampl