Voci del controllo di qualità in ambito meccanico

Rubrica: Qualità (il concetto di)
Titolo o argomento: Aspetti e definizioni della qualità in ambito meccanico

Cosa si può intedere per qualità? Come abbiamo introdotto nell’articolo “Che cos’è la qualità?” può essere percepita nel liguaggio comune come una caratteristica, un valore. Nell’ambito industriale, invece, la qualità è tutt’altro che un concetto soggettivo, essa rispecchia la conformità a precise specifiche (caratteristiche misurabili e realizzabili) e l’adeguatezza all’uso (valore percepito dal cliente). Il termine “qualità” non viene usato per esprimere un livello di merito in senso comparativo, né è utilizzato in senso quantitativo per valutazioni tecniche. In tali casi infatti devono essere aggiunti altri termini qualificativi quali “qualità relativa” (i prodotti/servizi sono classificati secondo una graduatoria di merito o comparativa) e “livello di qualità” o “misura della qualità” (quando vengono effettuate precise valutazioni tecniche in senso quantitativo). La qualità di un prodotto o di un servizio è influenzata da numerose attività interagenti fra loro come ad esempio: progettazione, produzione, assistenza, manutenzione.

Controllo qualità (QC)

Sistema per produrre economicamente beni o servizi con un livello di qualità che incontri le richieste del cliente.

Controllo di qualità del processo

Attività tese a ridurre e mantenere minima la variabilità dei risultati di un processo di produzione. Il miglioramento del processo, la sua standardizzazione e lo sviluppo delle tecnologie sono favorite da queste attività.

Controllo statistico del processo (SPC)

Controllo di qualità del processo attraverso metodi statistici.

Popolazione

Un insieme di tutti gli elementi aventi caratteristiche da considerare per il controllo e il miglioramento del processo e la qualità del prodotto. Un gruppo che viene trattato sulla base di campioni è normalmente la popolazione rappresentata dai campioni stessi.

Lotto

Insieme di beni prodotti nelle stesse condizioni.

Campione

Un elemento (o elementi) di un prodotto prelevato dalla popolazione al fine di analizzarne caratteristiche.

Dimensioni del campione

Numero degli elementi del prodotto nel campione.

Bias

Valore calcolato sottraendo il valore vero dalla media dei valori misurati quando vengono eseguite misurazioni multiple.

Dispersione

Variazione in valore di una caratteristica di interesse in relazione al suo valor medio. La deviazione standard normalmente viene utilizzata per rappresentare la dispersione di valori nell’ intorno della media. Riferimento immagine 1.

Istrogramma

Un diagramma che divide l’intervallo tra il valore massimo e il valore minimo di misura in diverse colonne e ne mostra la frequenza relativa in ciascuna di esse, nella forma di un grafico a barre. Ciò rende più facile stimarne la media o la dispersione. Una distribuzione simmetrica a forma di campana è detta distribuzione normale ed è molto usata negli esempi teorici, poichè le sue caratteristiche sono facili da calcolare. Tuttavia, occorre cautela perché molti processi reali non seguono una distribuzione normale e presupporlo porterebbe a conclusioni errate.

Capacità (capability) del processo

Prestazione specifica del processo, dimostrata quando è sufficientemente standardizzato (il prodotto in uscita risulta omogeneo, nelle sue caratteristiche di qualità) ogni causa di malfunzionamento è eliminata, ed esso si trova in uno stato di controllo statistico. La capacità del processo è pari a ±3σ o 6σ quando la caratteristica in uscita dal processo mostra una distribuzione normale. σ (sigma) indica la deviazione standard.

Indice della capacità di processo (PCI o Cp)

Indice che misura la possibilità che un processo possiede di realizzare un risultato coerente con determinate prescrizioni. Dovrebbe essere sempre maggiore di 1σ. E’ calcolato dividendo la tolleranza di una caratteristica per la capacità del processo (6σ). Il valore calcolato dividendo dividendo per 3σ la differenza tra la media (X segnato) e un limite di tolleranza, può essere assunto come valore dell’ indice in caso di tolleranza unilaterale. L’indice di capacità di processo assume che una caratteristica segua la distribuzione normale. Riferimento immagini 2 e 3.

Carte di controllo

Usata per controllare il processo, separa le variazioni casuali da quelle dovute ad un cattivo funzionamento. La carta di controllo consiste in una linea centrale (CL) e linee di controllo razionalmente disposte sopra e sotto di essa (UCL e LCL). Si può affermare che il processo sia sotto controllo statistico quando tutti i punti rilevati, relativi alle sue caratteristiche, si trovano all’ interno delle due linee di controllo senza tendenze marcate. La carta di controllo è un utile strumento per verificare il processo di produzione e quindi la qualità del prodotto. Riferimento immagine 4.

Variazioni casuali

Queste variazioni hanno una importanza relativamente bassa. Qualora identificate, esse sarebbero tecnologicamente e/o economicamente impossibili da eliminare.

Carta di controllo X(segnato)-R

Carta utilizzata per il controllo di processo, in grado di fornire il maggior numero di informazioni sul processo stesso. La carta X(segnato)-R consiste nella carta di controllo X(segnato), che usa la media di ogni sottogruppo per monitorare Bias anomali della media del processo, e la carta di controllo R, che usa il range per valutare variazioni anormali. Normalmente le due carte vengono utilizzate insieme.

Come leggere la carta di controllo

Le tendenze (trend) illustrate di seguito sono quelle tipicamente considerate indesiderabili su una carta di controllo e stanno a significare che il processo è affetto da un effetto sistematico al quale si deve porre rimedio. Questi esempi rappresentano solo regole indicative. Nella definizione di regole reali, si prenda in cosiderazione la specifica variazione del processo. Per applicare tali regole, assumendo che le linee di controllo inferiore e superiore siano distanti dalla linea centrale di 3σ, si divida la carta di controllo in sei aree ad intervalli di 1σ. Lo stesso principio può essere applicato alla carta di controllo X e alla carta X(segnato). Si ipotizza una distribuzione normale. E’ possibile formulare altre regole in base ad ogni tipo di distribuzione.

Per gentile cortesia di Mitutoyo Italiana s.r.l.
Approfondimenti tratti dagli appunti universitari dell’autore

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Leggere l’istogramma

Rubrica: Portare al limite una compatta digitale -7-
Titolo o argomento: Istogramma

Se agite sul tasto “DISP” più di una volta (riferito ad una compatta digitale canon, ma sarà sicuramente presente, anche se con altri nomi, su molte altre compatte…) mentre state visualizzando le foto scattate, vi accorgerete che ad un certo punto comparirà un grafico simile al seguente:

istogramma_2.jpg

Questo grafico si chiama ISTOGRAMMA. Spesso e volentieri viene ignorato ed archiviato come “funzione che non ci occorrerà sicuramente”. Al contrario, per portare al limite una compatta digitale, guarda caso, è fondamentale. E’ importante su tutti i tipi di macchine fotografiche digitali ovviamente, ma noi in questo caso stiamo trattando solo il mondo delle compatte.

Cosa significa?

Il grafico in questione rappresenta la distribuzione della luminosità di tutti i pixel che costituiscono l’immagine digitale. Ogni pixel ha una propria luminosità alla quale viene attribuito un valore compreso tra 0 e 255 lungo l’asse orizzontale del grafico. Questo significa che in ogni singolo punto dei 256 presenti sull’asse orizzontale, viene riportato il numero dei pixel presenti nello scatto con quella precisa luminosità. Ad esempio tanti più pixel ci saranno con una luminosità pari a 125 e tanto più alta sarà la retta verticale che parte dal suddetto punto.

Lo zero corrisponde al nero (sull’asse orizzontale ci troviamo all’estrema sinistra) ed il valore 255 al bianco (sull’asse orizzontale ci troviamo all’estrema destra). I 256 toni disponibili in un’immagine digitale sono molto più di quanto i nostri occhi riescono realmente a intrepretare. L’occhio umano distingue circa 200 livelli di grigio.

Quando l’immagine è troppo scura (sottoesposta), il grafico si concentra tutto sulla parte sinistra (ossia verso lo zero) andando ad indicare una netta prevalenza dei toni scuri, sinonimo di un errato settaggio delle impostazioni di scatto (apertura, correzione esposizione, sensibilità iso, parametri del flash…). Viceversa quando l’immagine è eccessivamente luminosa (sovraesposta), il grafico si concentra tutto sulla destra (ossia verso il valore 255).

Un’esposizione corretta si concentra, secondo una funzione prossima ad una Gaussiana, sulla parte centrale del grafico, sfumando gradualmente verso i valori: 0 e 255. Tali zone in uno scatto corretto vengono a malapena sfiorate. In questo caso la distribuzione della luce è ideale e tutti gli elementi ripresi risultano correttamente illuminati.

Tuttavia risulterà normale che una foto scattata ad esempio al tramonto o di notte, abbia la maggior parte dei pixel con bassa luminosità ed un grafico concentrato sulla sinistra. Questo non vuol dire necessariamente che la foto che abbiamo scattato sia errata. Impostando correttamente le aperture e le velocità di scatto otterremo un grafico concentrato sulla sinistra ma comunque corretto.

Una buona abitudine potrebbe essere quella di eseguire scatti nei quali l’istogramma non tocca gli estremi (0 e 255); questa soluzione ci permette di effettuare delle migliori correzioni dei livelli con programmi di fotoritocco adeguati.