Amelioration de la qualite d`un systeme de production

Abstract

ÖZET Bu çalışma ile bir üretim sisteminin kalitesinin iyileştirilmesi amaçlanmıştır. Kaliteden anlaşılan meydana getirilen ürünün müşterinin beklentilerine olan uygunluğudur. Ama, yaptığımız bu tanımlamanın maliyetlere vurgu yapmıyor olması çok şeyi değiştirmektedir. Çünkü kalitenin müşteri beklentilerine cevap vermesi kadar, bunun ne pahasına gerçekleştirildiği de önemlidir. Bu hangi çalışma araçları ile kalitenin sürekli bir şekilde sağlanıp sağlanamayacağı, ve bu kalitenin sağlanması için yatırım yapmanın uygun olduğu hallerde bu yatırımın dönüşünün hangi ölçüde mümkün olduğuyla da alakalıdır. Bu sorun anlaşıldıktan sonra bize düşen görev de bunun nasıl sağlanacağını çözmek olacaktır. Kalite, çalışmamız endüstriyel bir üretime kazandırılması gereken bir özellik olma niteliği ile dahil olacaktır. Üretim sistemi olarak çalışmamızda bakır telin emayelenmesi incelenecektir. Öyleyse amacımız da, müşterinin bu üründen duyduğu memnuniyeti, maliyet kısıtmı göz önünde bulundurarak arttırmak olacaktır. Çalışmamızı ürünün şu özellikleri ile sınırlandıracağız : ` Kalınlık, süneklik, ve kaplamanın kalitesi`. Bu özellikler arasında, birinciyi niceliksel bir kalite diye adlandırırken, son ikisini niteliksel özellik olarak düşünebiliriz. Bu sebeple, bu özellikleri ölçmek, karar vermek ve kalitelerini arttırmak için farklı yöntemlerden yararlanmamız gerekecektir. Bu nedenledir ki, bu çalışmanın 2 bölümden oluştuğunu söyleyebiliriz : Birincisi ürünün niteliksel özellilerinin, ikincisi de niceliksel özelliklerinin iyileştirilmesine adanmıştır. Niteliksel özelliklerin ölçülmesi, niceliksel özelliklerden fa xlı olarak, her zamam zor olmuştur ve niceliksel özelliklerde olduğu kadar güvenli ve hassas olamamaktadır. Endüstriyel kolların çoğunda, ve bizim çalışma alanımızda, hassas bir ölçüm yapmanınmaliyeti her zaman çok fazladır. Bu sebeledir ki, ölçümlerin öznellik kazanması kaçınılmazdır, sonuç olarak da değişken yapılı, çalışmamızda `bulanık` diye adlandıracağımız veriler ortaya çıkmaktadır. Sayılan nedenlerden dolayı, niteliksel özellikler üzerinde yaptığımız çalışmalarda, yapay zekanın konulan arasında olan `bulanık mantık` işletilmiştir. Bu nedenle ikinci bölüm, bulanık mantığın kullanılmasına temel teşkil edecek olan bulanık sayılarla başlamaktadır. Bulanık sayıların farklı tanımlarının verilmeye başlanması ile bulanık ve klasik uzaylar arasındaki farklar da farkedilmeye başlar. Karar alma esnasmda kullanılacağından `üçgen bulanık sayı` üzerinde de ağırlıkla durulur. Tanımların devamında da, bu tekniğin kullanılması sırasında şüphesiz yararlanılacak olan `bulanık sayıların aritmetiği` okuyucuya tanıtılacaktır. Bulanık sayılar aracılığıyla `bulanık kümeler` de artık mümkün olmuş, çalışmanın bu aşamasında okuyucu artık klasik küme ve bir kümeye ait olma kavramının yam sura, bir kümeye `bir miktar ait olma` kavramı ile tanışmaya hazırdır. Bir küme ve o kümenin elemanı tanımlanırken, artık elemanın o kümeye olan aitlik derecesinden söz edilmektedir. Bu da bir cins ikili bağıntı kavramım beraberinde getirmektedir, ama bağıntılara geçmeden önce çalışmamızda bulanık kümelerin özellikleri ve bu özellikler doğrultusunda kümeler arasında yapılacak işlemlerin nasıl gerçekleştirilmesi gerektiği anlatılmaktadır. Bulanık bağıntılar ve önermeler arasındaki ilişkilerin nasıl kurulduğu da en sonunda bize bulanık mantığın oluşturulmasını sağlayacaktır. Bu sayede de bulanık mantık ile bir sistem kontrol modeli geliştirebilecektir. Kontrol modelimiz 5 aşamadan oluşmaktadır: `Kontrol parametrelerinin modellenmesi, koşullu yasaların oluşturulması, sayısallaştırma, çözümleme ve bulanıklığın tersine çevrilmesidir`. Bu aşamalar da belirlendikten sonra modelin uygulanma safhasına geçilecektir. Seçilen iki girdi için, bunlar kaplamanın rengi ve telin sünekliğidir, bir çıku elde edilir, bu da firm sıcaklığıdır ve sistemin kalitesinin arttırılması için yapılacak ayarlamalardan biri olacaktır. XVÇalışmanın bir sonraki ana başlığı niceliksel kalitenin arttırılmasıdır. Ürünün bu özelliği belirlenebilir olduğundan, bu bölümde istatiksel kalite kontrol yaklaşımından faydalanılmaktadır. îstatiksel kalite yaklaşımı bir şoförün otomobilim idare etmesine benzemektedir. Bu kişi otomobili kullanırken ilk olarak motorun istediği gibi çalışmasını sonra da aracın yolda kalmasını ve hiçbir kazanın meydana gelmemesini ister. Bunun için de önüne çıkacak zorluklan önceden tahmin etmeye çalışacaktır. Bir üretim esnasında da istenilen benzerdir, mühendis sadece toleranslar ile ilgilenmez. Üretim sürecini yönetebilmeyi ve istenmeyen bir duruma yol açacak bir durumun meydana gelmesini önceden önlemeye de çalışır. Üretim süreci kontrol altına alındıktan sonra da gerçekleşen üretimin istenilen sınırların içinde olup olmadığını dikkate alır. Bu aşamada kullanılacak araçların başmda da istatistik gelecektir, böylelikle süreç hem ölçülebilir hem de kontrol edilebilir olacaktır. Amaç, üretimi iyi tanımak ve üretilen ürünlerin istenilene uygun olmasıdır. Böylelikle istatiksel kalite yöntemi ile, daha önceden tahmin edilemeyen, dahası kontrol altında olmayan bir süreçten, kontrolümüz altında olan ve geliştirilebilen bir sürece geçiş sağlanmış olacaktır. Bu sebeple çalışmamızın ikinci bölümü de bu konuya ayrılmıştır. Bu yüzden `önceden belirlenmiş olana nasıl uygun üretim yapabilirim?` sorusu iki alt soruya aynlmaktadır. İstatiksel kalite yöntemi ile ürünümüzün kalitesini arttırmamız açısından bu sorulara verilecek cevaplar ve ardından sıralanacak önermeler bizim için büyük önem arz etmektedir. Bu iki alt soruya dönecek olursak : 1. Bir üretim yönteminin ürünün temel özelliklerinden her birini belirlenen aralıklarda gerçekleştirip gerçekleştiremeyeceği nasıl belirlenebilir? 2. Ürünün değişikliğinin sabit kalacağından nasıl emin olunabilir ya da kalması için ne yapılabilir? xvıBirinci soruya verilecek cevap kullanılacak yöntemin istenilen şuurlara ne kadar yeterli olduğunda yatmaktadır. Kullanılacak yöntemin ürünün her özelliği için verilen aralıklara uygun üretimi geçekleştirip gerçekleştiremeyeceği ile ilgilidir. İkinci soruya verilecek cevap ise istenmeyen bir durumda ortaya çıkabilecek anormalliklerin istatiksel kalite yöntemi ile ne kadar kontrol altına alınabileceği ile ilgilidir. Bu da sürecin önceden sıfır hataya ulaşılıncaya kadar sabit ve önceden kestirilebilir olarak tasarlanması ile sağlanabilecektir. Üründen çok yöntem ön plandadır. Ürünün özelliğini etkileyebilcek bir çok etken yer almaktadır, bizim çalışmamızın bu kısmı ile gerçekleştirmek istediğimiz de sürecin daha iyi izlenmesini gerçekleştirerek bu etkenler devreye girdiğinde olası değişiklikleri önceden görebilmek, böylece zamanında müdahalede bulunmak ve süreci istenilen şuurlar içerisine döndürmek suretiyle tekrardan kaliteyi sağlamaktır. Bu etkenleri saymak gerekirse : - Üretim yönteminin kendisi: Titreşimler vs.. - Malzeme - Ortam - İş Gücü - Yöntemler - Ölçme sistemi Çalışmanın devamında, ileriki konularda çok sık olarak kullanılacak olan istatiksel konularının bir hatırlatılması yapılmaktadır. Bu bölümde özellikle normal dağılım, örnek uzay seçimi, seçilen örnekler üzerinden dağılmam parametrelerinin nasıl tahmin edilebileceği üzerinde durulmaktadır. Uygunluk problemi ve istatistik arasındaki bağ doğal olarak dağılımlardan doğmaktadır. Yapılan üretim sonucunda alınacak örneklerden sağlanan veriler doğal olarak aynı olmamakla beraber bir dağılım oluşturacaklardır. Bu dağılunlann daha önceden belirtilen tekmJderle incelenmesi sonucunda dağılımın karakteristiği hakkında bilgi sahibi olunabilmektedir. xvııDağılımların incelenmesi ve istenilene uygunluğunun belirlenmesi aşamasında da doğal olarak niceliksel yöntemlerden yararlanılacaktır. Bu amaçla daha önceden geliştirilmiş olan yeterlilik göstergeleri nden fayadalanma yoluna gidilmiştir. Bunlar : - Yöntem yeterlilik katsayısı (CAM), - Üretimin durum ve dağılım katsayısı (CPK), - Kontrol yöntemi yeterlilik katsayısı (CMC). Üretim süreci üzerine yürüteceğimiz çalışmalar bu süreçlerin parametrelerine ilişkin olacaktır, bu yüzden de dağılım parametreleri hakkında yapılacak tahminler büyük önem taşımaktadır. Oluşturulacak istatiksel bir model ile bu parametrelerin daha doğru tahmin edilebilmesi amaçlanacaktır. Oluşturulan model normal dağılım varsayımı altında çalışmakla beraber, bu varsayımın nedenlerinden de söz edilecektir. Bu model ile üretim sürecinin ait olduğu varsayılan dağılımın parametreleri daha doğru tahmin edilebilmekte, böylelikle sürecin kontrolü ve istenilen kaliteye ulaşılması daha hassas bir şekilde mümkün olabilmektedir. Bölümün sonunda yeni geliştirilen metod ile elde edilen sonuçlar duyurulurken, metodun güçlü ve zayıf yönleri de vurgulanmaktadır. Çalışmanın sonuç bölümünde ise daha önce üzerinde çalışılan örnekler uyarınca kalitenin arttırılması için nasıl bir kontrol parametresi oluşturulması gerektiği irdelenmektedir. Daha derin çalışmalar için ne gibi çalışmaların yürütülebileceği de yine bu bölümün sonunda yer almaktadır. xvuı

RESUME Le but de ce travail est l'amelioration de la qualite d'un systeme de production. De la qualite, on comprend dans cette etude la conformite du produit aux attentes reelles du client. Mais, il est regrettable que cette definition ne fasse pas expressement reference aux coûts et aux delais. En effet, la qualite n'a de sens que rapportee aux coûts et aux delais. II s'agit de savoir comment, â moyenş quasi-constants, ameliorer les caracteristiques du produit, et dans le cas ou il faudrait investir, quel retour d'investissement est-on en droit d'attendre. Une fois la definition de la qualite est comprise, l'important est de savoir comment l'obtenir Dans ce travail, la notion de la qualite va etre traitee du cote de son implementation dans 1' Industrie. Le sujet envisage pour le systeme de production est l'emaillage du fil de cuivre, done le but sera d'augmenter la satisfaction du client du point de vu de notre produit. Dans le travail, on se contente settlement des caracteristiques suivantes : « L'epaisseur, la ductilite et la qualite de la couverture ». Parmi ces caracteres, la premiere peut etre envisaged comme une qualite quantitative, tandis que les deux dernieres comme des qualites qualitatives. Done pour mesurer, juger et anteliorer ces qualites il faut evidemment des outils ou des methodes differentes. Pour cette raison, ce travail consiste en 2 chapitres : l'un qui est consacre â ramelioration des qualites qualitatives, et l'autre â la qualite quantitative du produit. Les qualites qualitatives, contrairement aux qualites quantitatives, sont toujours difficiles â mesurer, et ne peuvent pas etre aussi fiables. Parmi la plupart des industries, et dans notre domaine d' etude, une mesure exacte de ces qualites coûte toujours treschere. Pour cette raison, les mesures se font toujours subjectivement, et leurs donnees sont evidemment floues. Par consequent, dans cette £tude, pour les qualites qualitatives il a ?ie choisit 1'utilisation de la logique floue. On commence d'abord par expliquer ce que sont les nombres flous qui sont les bases et les outils indispensables de la logique floue. On commence aussi voir peu â peu la difference entre la logique floue et la logique classique. On presente les differents types de nombres flous et â la suite on se concentre sur les nombres triangulaires dont on va se servir le plus frequemment. On continue par definir les calculs des nombres flous, qu'on va se servir au cours de la prise de decision. Les nombres flous ouvrent la porte aux ensembles flous qui apportent une differente approche a la notion de l'ensemble. Puisqu'on ne peut plus parler d'une appartenance stricte â un ensemble. On va definir un element de l'ensemble avec son degre* d' appartenance. Done on peut envisager une sorte de relation, et avant de passer aux relations floues, on explique aussi les calculs des ensembles flous et leurs proprietes. On continue par definir les relations floues qu'on va se servir lors de la logique floue. II faudra aussi des differentes definitions des variables linguistiques et des compositions des propositions, et â la fin on sera capable de parler du raisonnement approximatif. Grace au raisonnement approximatif, on pourra ötablir un modele pour prendre decision par la logique floue, ensuite on va representer un modele par le contröle de la logique floue qui contient 5 etapes : « Mod&isation des parametres de contröle, les lois si...alors, revaluation, la resolution et la defuzification.» Ensuite vient l'application de ce modele pour deux entrees « la couleur et la ductilite », on obtient une sortie « le degre de la temperature » qu'on va se servir pour le reglage definitif du systeme plus tard dans la conclusion. xuOn continue â 1' etude par 1' amelioration de la qualite quantitative, qu'on peut nommer aussi la deuxieme partie du travail. Cette qualite etant mieux d&erminable, dans cette partie on se sert de la demarche M.S. P. La demarche M.S. P. vise â maîtriser le processus comme un conducteur cherche a maîtriser un vehicule. Lorsqu'un conducteur maîtrise son vehicule, son principal souci est que l'engin se comporte comme il le desire, et qu'aucune embardee ne se produise. Pour un processus, il en est de mâme. Maîtriser un processus ne necessite pas de garder son regard fixe sur les tolerances (les bas-cötes de la route), mais de chercher â le piloter en connaissant et eliminant les causes d'embardee (suivre une trajectoire). Le processus doit etre previsible. Une fois qu'il est maîtris6, si le moyen et la specification sont compatibles (une route suffisamment large pour la voiture), les pieces seront conformes. La M.S. P. va done avoir pour but de passer d'un processus non previsible â un processus maîtrise. On continue ensuite en rappelant aux lecteurs quelques definitions statistiques, â la suite du quel on passe â definition de la notion de capability. Le lien de la conformite avec la statistique reside evidemment dans la notion de dispersion. Sous la rubrique suivante on parlera de la notion de dispersion ; de la dispersion intrinseque, de production et de mesure. Pour pouvoir faire une analyse rigoureuse de ces donnees, on va se servir des indicateurs de capability qui sont : « Coefficient d'aptitude des moyens (CAM), coefficient de position et de dispersion de la production (CPK), coefficient d'aptitude du moyen de controle (CMC) ». Les etudes de capability concerne Pestimation des parametres statistiques, et surtout 1' estimation des limites de tolerance. En construisant un modele statistique on essaiera de faire une estimation plus exacte de la dispersion de production, qui nous aidera beaucoup a maîtriser le processus, qui est le but essentiel de cette etude. Finalement, on essaiera de produire une sortie de commande â propos de la vitesse angulaire du systeme. Et on va finir 1'etude en presentant les sorties de commande. xm