Metody wyznaczania tolerancji

Istnieje kilka metod wyznaczania tolerancji barwy dla produktu.

Metoda wyznaczania tolerancji nr 1: Wyznaczanie tolerancji za pomocą wykresu

Aby zademonstrować tę metodę ustalania tolerancji, utworzymy wykres dla każdej wartości różnicy wyszczególnionej w kroku III w poprzednim wpisie. Jako przykład, będziemy rysować różnice w jasności / ciemności (L *). Oś y będzie zawierała wartości różnicy kolorów (kolumna 4), a oś X będzie zawierała numer próbki (kolumna 1). Wykres pokazany jest poniżej.

Uwaga: oprogramowania EasyMatch QC może utworzyć ten wykres dla ciebie. Poszukaj widoku „wykres trendu”.

 

 

 

 

 

 

 

Dodaj dane Spełnia/Nie spełnia oceny wizualnej, oznaczając odpowiednio każda próbkę, używając kolumny 3 z tabeli. Następnie można narysować górną i dolną linię graniczną, aby podzielić wykres na trzy obszary. Dolny prostokąt (poniżej dolnej linii) reprezentuje wszystkie próbki znajdujące się poza dolną tolerancją (są zbyt ciemne), środkowy prostokąt (między liniami) reprezentuje wszystkie próbki, które są dopuszczalne dla L *, a górny prostokąt (powyżej górnej linii) reprezentuje wszystkie próbki, które wykraczają poza górną granicę tolerancji (tj. są zbyt jasne). Widać, że zarówno górna, jak i dolna granica L * znajduje się około 0,5 L * od wzorca.  0,5 będzie używane jako początkowa tolerancja.

Następnie powinieneś wykonać podobny wykres dla pozostałych parametrów różnicy kolorów, a * i b *, używając odpowiednio kolumn 1 i 5 oraz 1 i 6 z tabeli danych.

Korzystając z tej techniki graficznej, dwadzieścia dobrze dobranych próbek zapewni dobry zestaw początkowych tolerancji. Dane dotyczące przyszłych próbek powinny zostać dodane do wykresu, aby sprawdzić aktualność specyfikacji. Gdy liczba próbek przekroczy 50, poziom zaufania do tolerancji powinno znacznie wzrosnąć.

 

 

 

 

 

 

 

 

Metoda wyznaczania tolerancji nr 2: Określanie tolerancji za pomocą statystyki

Częstotliwość danych uzyskanych w trwającym procesie produkcyjnym przyjmie kształt krzywej dzwonowej. Ten kształt jest częściej określany jako krzywa rozkładu normalnego i jest użyteczny podczas badania różnic w wartościach kolorów. Można przyjąć pewne założenia statystyczne dotyczące krzywej normalnej, które są przydatna w opisywaniu populacji. Jedna z tych właściwości statystycznych, odchylenie standardowe, pomaga opisać rozkład pomiarów dotyczących średniej lub średniej populacji.

 

 

 

 

 

 

Pomiary różnicy kolorów są nanoszone na osi X, a ich odpowiednie częstotliwości są nanoszone na osi Y. Oś X można podzielić na równe części zwane odchyleniem standardowym lub jednostkami sigma. Całe pole pod krzywą reprezentuje 100 % populacji. Dla każdego odchylenia standardowego reprezentowana jest część powierzchni. Na poziomie +/- 3 sigma obejmuje on około 99,7 % populacji.

Ogólnie przyjmuje się, że granice tolerancji mogą być ustawione na poziomie  3 sigma w całym zakresie procesu odnośnie do dopuszczalnych wartości. Ta koncepcja opiera się na badaniach statystycznej kontroli procesu (SPC). Wydolność procesu to stopień, w jakim proces jest konsekwentnie zdolny do wytwarzania produktu w ramach ustalonych specyfikacji.

Pojęcie proces odnosi się do mierzalnych parametrów zmiennych takich jak kolor, ale także do procedur, maszyn i wykonanej pracy. Wyniki są zwykle wyrażone jako proporcje lub procent produktu będący w granicach tolerancji. Badania zdolności procesowych są technikami SPC, które są ważne tylko po określeniu i ustaleniu kontroli statystycznej.

W praktyce proces, który nie jest kontrolowany i stale się zmienia, nie nadaje się do ustalenia stałych limitów tolerancji. Do ustalenia tolerancji potrzebne są analizy zdolności procesowych, a także ocena aktualnych specyfikacji. Akceptowanym kryterium długoterminowej zdolności procesu jest to, że 99,7% produktu mieści się w specyfikacji. To 99,7% odnosi się do poziomu  3 sigma. Aby statystycznie określić górne i dolne granice tolerancji, wykonaj następujące kroki:

  • Zbierz dane dotyczące grupy próbek, w tym wizualne oszacowania o spełnieniu lub nie kryterium barwy, oraz przeprowadź pomiary instrumentalne (jak opisano w Etapach II i III). Określ średnie wartości kolorymetryczne i używając tej średniej jako standard, oblicz różnicę zabarwienia między standardem a wszystkimi próbkami, jak pokazano poniżej.
Dane kolorymetryczne dotyczące produkcji krakersów
1 2 3 4 5 6 7 8
Numer próbki ID

próbki

L* dL* a* da* b* db*
1 GG 50.95 -6.40 15.46 2.94 37.37 -3.50
2 AA 51.21 -6.14 15.54 3.02 38.75 -2.12
3 NN 52.28 -5.07 14.88 2.36 37.75 -3.12
4 MM 53.01 -4.34 14.29 1.77 37.45 -3.42
5 OO 54.01 -3.34 14.52 2.00 41.44 0.57
6 PP 54.15 -3.20 14.74 2.22 40.23 -0.64
7 BB 54.89 -2.46 13.72 1.20 39.52 -1.35
8 B1 54.98 -2.37 14.07 1.55 41.92 1.05
9 RR 55.27 -2.08 13.46 0.94 39.99 -0.88
10 QQ 55.72 -1.63 13.82 1.30 41.24 0.37
11 JJ 56.32 -1.03 13.15 0.63 40.62 -0.25
12 SS 56.90 -0.45 13.22 0.70 40.04 -0.83
13 KK 57.02 -0.33 12.86 0.34 40.39 -0.48
14 TT 57.05 -0.30 12.53 0.01 39.53 -1.34
15 DD 57.10 -0.25 13.00 0.48 41.91 1.04

 

Dane kolorymetryczne dotyczące produkcji krakersów
1 2 3 4 5 6 7 8
Numer próbki ID

próbki

L* dL* a* da* b* db*
16 II 57.12 -0.23 13.16 0.64 40.75 -0.12
17 VV 57.61 0.26 12.67 0.15 43.72 2.85
18 CC 57.71 0.36 12.74 0.22 41.08 0.21
19 EE 58.19 0.84 12.18 -0.34 41.42 0.55
20 HH 59.14 1.79 11.99 -0.53 41.30 0.43
21 ZZ 59.26 1.91 11.86 -0.66 41.01 0.14
22 LL 59.98 2.63 11.16 -1.36 40.82 -0.05
23 C1 60.08 2.73 11.08 -1.44 43.46 2.59
24 YY 61.10 3.75 10.33 -2.19 43.49 2.62
25 WW 62.65 5.30 9.09 -3.43 42.14 1.27
26 XX 64.01 6.66 8.41 -4.11 42.37 1.50
27 A1 64.07 6.72 8.22 -4.30 42.17 1.30
28 UU 64.10 6.75 8.45 -4.07 42.48 1.61
Średnia (Standard) 57.35 12.52 40.87  

 

  • Określ odchylenie standardowe dla każdego parametru różnicy kolorów i podsumuj dane, jak pokazano poniżej.
Podsumowanie statystyki dla krakersów
L* a* b*
Liczba próbek 28 28 28
Wartość minimalna 50.95 8.22 37.37
Wartość maksymalna 64.10 15.54 43.72
Zakres 13.15 7.32 6.35
Średnia 57.35 12.52 40.87
Odchylenie

standardowe

3.67 2.08 1.69
  • Następnie, przyjmując rozkład normalny, narysuj dane dla każdej wartości kolorymetrycznej (można to zrobić w programie Microsoft Excel) i zobacz kształt rozkładu oraz położenie poziomu 3 sigma. Przykład dla dL * pokazano poniżej.

Rozkład dL*

 

 

 

 

 

 

 

  • Zakładając, że żądane granice specyfikacji są równe 3 sigma, znajdź granice tolerancji dla każdego parametru skali kolorów za pomocą poniższych równań. Pokazany przykład dotyczy L *.

Dla tolerancji absolutnych:

Dolny limit = -3 sigma + Średnia=

(-3*3.67) + 57.35 = 46.34

Górny limit = 3 sigma + Średnia=

(3*3.67) + 57.35= 68.36

Dla tolerancji różnicowych ( rekomendowane):

Dolny limit różnicy = -3 sigma-=

-3*3.67 =-11.01

Górny limit różnicy = 3 sigma= 3*3.67=11.01

Po odczytaniu dodatkowych próbek należy je dodać do wykresu dystrybucji, aby sprawdzić skuteczność tolerancji 3 sigma. Jeżeli końce zakresu tolerancji 3 sigma obejmują  produkt będący poza specyfikacją, tolerancja powinna zostać ponownie obliczona. Należy postarać się o mniejsze odchylenie standardowe próbek. Powinno to wykluczyć próbki będące poza tolerancją specyfikacji.

Innym podejściem do zawężania tolerancji jest ocena zdolności procesu do wytwarzania produktu zgodnie z ustalonymi specyfikacjami. Informacja o przeprowadzaniu badania wydajności procesu jest dostępna w literaturze i obejmuje użycie formuły podobnej do tej już przedstawionej.

Metoda wyznaczania tolerancji nr 3a: wykorzystanie tolerancji eliptycznych

W tej sekcji opisano, jak praktycznie zastosować tolerancje eliptyczne opisane w tolerancji typu 3. Uważa się, że tolerancje eliptyczne dokładniej korelują z postrzeganiem kolorów przez człowieka niż prostokątne pola tolerancji. Z definicji każda próbka mieszcząca się w elipsoidzie (i limicie dE wybranym dla stosowanej skali) jest akceptowalna, próbka znajdująca się poza elipsoidą (i limitem dE wybranym dla używanej skali) jest nie do przyjęcia. Przypisywanie tolerancji eliptycznej dla standardu produktu jest bardzo proste i składa się z kilku kroków: odczytu standardu, wyboru odpowiedniej skali, ustawienia współczynnika jasność: chromatyczność i ustawienia współczynnika komercyjnego (zaczynając od domyślnych ustawień branżowych i w razie potrzeby dostosowując je do odczytanych próbek).

Metoda wyznaczania tolerancji nr 3b: wykorzystanie tolerancji automatycznych

W oprogramowaniu firmy HunterLab EasyMatch QC można użyć funkcji autotolerancji aby automatycznie dopasować elipsoidę CMC do wzorca i obliczyć tolerancje prostokątne CIE L*a*b*, CIEL*C*h, lub Hunter L, a, b dla tego wzorca w oparciu o rozmiar i kształt elipsoidy. Po odczytaniu idealnego standardu produktu parametry automatycznej tolerancji można ustawić za pomocą oprogramowania. W tym celu należy wybrać:

  • Skalę kolorów: skalę, w której mają być wyrażane tolerancje (CIE L * a * b *, CIEL * C * h lub Hunter L, a, b)
  • Illuminant/Obserwator.
  • Współczynnik l:c (jasność: chromatyczność).
  • Współczynnik komercyjny.
  • Współczynnik korygujący autotolerancji: domyślna wartość wynosi 0,75, ustala on procentową wartość pola tolerancji, która jest zajęte przez elipsoidę CMC (z wyłączeniem 25% objętości pola, która nie pokrywa się z elipsoidą). Wartość ta może być wykorzystywana do zaciśnięcia lub poluzowania tolerancji. Wartość równa jeden, może wykorzystywać całą objętość pola tolerancji, w tym obszary będące poza elipsoidą CMC, jak pokazano poniżej.

 

 

 

 

 

 

 

Po ustawieniu wszystkich parametrów, tolerancje prostokątne są generowane automatycznie i wykorzystywane przez oprogramowanie dla próbek, które są porównywane z tym standardem produktu.

Funkcję autotolerancji CMC można również zastosować w oprogramowaniu spektrofotometrów ColorFlex EZ i MiniScan EZ firmy HunterLab.

Pozdrawiamy, biosens.pl

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie będzie publikowany. Zaznaczone pola są obowiązkowe *

*