5. Дисперсионный анализ технологических процессов

Анализ технологических процессов показывает, что качество функционирования его зависит от многих факторов. Одни из этих факторов оказывают на результат систематическое, а другие — случайное влияния. Однако при анализе технологических процессов, как правило, заранее не известна роль каждого фактора, его влияние на признак качества готовой детали. Кроме того, влияние различных факторов на исследуемый признак никогда не может быть выделено в чистом виде. Объясняется это тем, что на признак качества влияют многие другие факторы, несколько меняющиеся от опыта к опыту и не поддающиеся контролю. Очень велика роль таких факторов при проведении анализа технологических процессов непосредственно в производственных условиях. В связи с этим возникает очень важная задача, заключающаяся в оценке значимости влияния отдельных факторов, их относительной роли в общей изменчивости признака качества готовых деталей.

Эта задача решается с помощью дисперсионного анализа технологических процессов. Сущность этого метода заключается в том, что если на технологический процесс оказывают влияние несколько факторов, каждый из которых вносит какую-то часть в величину дисперсии признака качества готовых деталей, то общая дисперсия равна сумме составляющих дисперсий. Анализируя составляющие общей дисперсии, можно оценить роль каждого из исследуемых факторов.

Дисперсионный анализ в технологии машиностроения может применяться для решения различных задач в следующих производственных ситуациях:

1. При анализе технологического процесса выяснилось, что исследуемый процесс является неустойчивым. Обладая определенным опытом, технолог в большинстве случаев может ответить на вопрос, какие причины вызвали нарушение устойчивости процесса. Однако если таких причин несколько, то принять решение о значимости каждого из них будет уже затруднительно.

Для решения этой задачи применяется дисперсионный анализ, который поможет технологу объективно оценить влияние каждого фактора на устойчивость процесса. Причем достоверность результатов анализа может быть достигнута даже при небольшом количестве опытов.

2. Для повышения качества продукции технологом разрабатывается ряд мероприятий, направленных на улучшение технологических процессов. При внедрении этих мероприятий (даже нескольких одновременно в одном технологическом процессе) с помощью дисперсионного анализа можно установить эффективность каждого мероприятия, раздельное влияние их на признак качества готовых деталей. К таким мероприятиям относятся, например, применение новых приспособлений, нового усовершенствованного режущего инструмента, изменение режимов обработки и др.

Для определения наилучших вариантов исследуемых факторов (например, выбор наилучшего приспособления или режущего инструмента из нескольких предложенных) следует сравнить результаты действия различных вариантов исследуемых факторов во всех возможных их комбинациях с помощью дисперсионного анализа.

Теория и практика дисперсионного анализа весьма обширна и разнообразна [4, 26].

В настоящем разделе рассматривается методика применения дисперсионного анализа технологического процесса в том случае, когда на признак качества оказывает влияние один или два фактора. При действии большого количества факторов, хотя процедура вычислений остается аналогичной, объем вычислений значительно увеличивается.