SPEEDLINE, Progetto Correlazione processo fusorio ruote: integrazione dei parametri “casting” con i risultati radioscopici

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Presentazione effettuata in occasione del Meet Minitab 2013

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SPEEDLINE, Progetto Correlazione processo fusorio ruote: integrazione dei parametri “casting” con i risultati radioscopici

  1. 1. 14.12.2011 W11-GBOProgetto Correlazioneprocesso fusorio ruote:integrazione dei parametri“casting” con i risultatiradioscopici
  2. 2. 14.12.2011 W11-GBO• 47 anni nella fornitura di ruotedi alluminio di alte prestazioni –di cui 17 nella tecnologia dellaflowformatura - per i clienti piùprestigiosi quali Audi, Porsche,Fiat, Ferrari, Maserati,Lamborghini, Aston Martin500 collaboratori specializzati,una delle principali realtàindustriali del Veneto2500 i progetti sviluppati per lepiù diverse applicazioni, dallaF1, ai veicoli industriali, dallaSmart alle supercar1’000’000 i cerchi prodottiogni anno con professionalità epassione35‘000‘000 € gli investimentiin nuovi impianti a partire dal2007 anno di acquisizione daparte gruppo Ronal
  3. 3. 14.12.2011 W11-GBOOBIETTIVO PROGETTO• CORRELARE I PARAMETRI DI FONDERIA ALLAQUALITA’ DEL PRODOTTO SIA IN FONDERIA SIA ALCONTROLLO RADIOSCOPICO
  4. 4. 14.12.2011 W11-GBOIL CICLOPRODUTTIVO
  5. 5. 14.12.2011 W11-GBOOBIETTIVI SPECIFICI• COMPRENDERE:– L’andamento delle misure ai raggi x• Variabilità nel tempo• Concentrazione posizionale– Influenza dei parametri di fonderia su esito RX– Andamento dei parametri di fonderia– Elementi comuni e specifici tra ruote
  6. 6. 14.12.2011 W11-GBOIL MODELLOx1x2x ..x nX1X2X ..X nY1..Y nDifettidifusioneYi= F(x1,x2,…xn)Product quality performancesCAVITY, POROSITY, ETC.Casting parameters, set-up input andnoisesPRESSURE CYCLECYCLE TIME, ETCMeasurable CastingparametersACTUALTEMPERATURE,ACTUAL PRESSUREXi= F(x1,x2,…xn) Yi= F(X1,X2,X)
  7. 7. 14.12.2011 W11-GBOFattori che influenzano il processo di fonderiaDATABASE
  8. 8. 14.12.2011 W11-GBOPROBLEMA: LA TRACCIABILITA’ DELPRODOTTO 1a1DATABASE• ATTUALMENTE LA MINIMA UNITA’ DI TEMPOPER LA TRACCIABILITA’ E’ IL LOTTO DIFUSIONE (8 ORE)• PER IL NOSTRO PROGETTO ABBIAMOUTILIZZATO UN SISTEMA PROVVISORIO DITRACCIABILITA’ PER SINGOLA RUOTA FINO AIRAGGI-X
  9. 9. 14.12.2011 W11-GBO737 RUOTE ESAMINATE DI 7 CODICIDIVERSI IN 16 ORE
  10. 10. 14.12.2011 W11-GBOParametri di processo esaminati (X)• Parametri di impostazione– Velocità di riempimento– Tempo di pressione– Tempo di raffreddamento• Valori effettivi– Temperatura Forno di BP ad inizio ciclo– Temperatura Stampo termocoppia #2 adinizio ciclo
  11. 11. 14.12.2011 W11-GBOPrestazioni considerate (Y)• Esito Fonderia: 0=Buono; 1=Scarto• Esito RX : 0=Buono; 1=Scarto– Difetto in mm² totale ruota– Difetto in mm² per singolo Link– Difetto in mm² per View– Difetto in mm² per Projection_link– Difetto in mm² per Projection
  12. 12. 14.12.2011 W11-GBOTECNICHE UTILIZZATEEvent frequencies Correlation coefficient-1 ≤ r ≤ +1Autocorrelazione (lag 1, 2, 3, ...) Cross Correlation
  13. 13. 14.12.2011 W11-GBOTECNICHE UTILIZZATEVariance analyses Regression equationRegression equation:Modelli esplicativiRegression equation:Modelli esplicativi
  14. 14. 14.12.2011 W11-GBOKey pointsRisultati generali• Forte concentrazione «geografica» del difetto• La temperatura stampo è il parametro che maggiormente influenzala qualità ai raggi-x.• La valutazione ai raggi x della ruota risulta fortemente correlata avalori dei parametri precedenti anche di parecchie ruote. Ciòsignifica che un evento negativo/disturbo si ripercuote per molteruote prima di venire assorbito• Modelli di previsione migliori per scarto in fonderia che per Rx
  15. 15. 14.12.2011 W11-GBORuota ACodiceRuotaDimensione lottogrezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc RxA 140 3 7 2,1% 5,0%B 129 1 3 0,8% 2,3%C 51 0 4 0,0% 7,8%D 135 6 1 4,4% 0,7%E 117 14 8 12,0% 6,8%F 68 1 3 1,5% 4,4%G 62 8 5 12,9% 8,1%
  16. 16. 14.12.2011 W11-GBODifetto medio per ruota (mm²)Ruota A: Analisi esiti RX21 x 5 viste = 105 rilevazioni• Su un totale di 137 ruoteesaminate 53 punti dirilevazione hanno semprevalore 0!
  17. 17. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi esiti RX –concentrazione del difetto• Difetto in mm² somma di tutte le ruote del lotto– Difetto in mm² per singolo Link– Difetto in mm² per View– Difetto in mm² per Projection_link– Difetto in mm² per Projection• Su un totale di 137 ruote esaminate 53 dei 105punti di rilevazione hanno sempre valore 0!• A conferma della esperienza/pratica di fonderia ildifetto è presente maggiormente nei punti interni
  18. 18. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi esiti RX – analisidi concentrazione per vista (mm²)La distribuzione delladifettosità per Vistanon evidenziaparticolariconcentrazioni, anchese la vista 1 e 2 sonorisultate più critiche
  19. 19. 14.12.2011 W11-GBOinterpretazioneLo scarto è associato a valori elevati nelle ROI :• ROI 10204• ROI 10104• ROI 10504• ROI 20105• ROI 30502• il 48,7% degli scarti è concentrato su 3 link :– ROI_10104– ROI_10204– ROI_20105
  20. 20. 14.12.2011 W11-GBOScarto RX ROI_10104 ROI_20105ROI_10104 0,1340,119ROI_20105 0,312 -0,1480,000 0,085ROI_10204 0,180 -0,094 0,4110,035 0,273 0,000FortecorrelazioneLe due Roi nonsono correlateRuota A: Analisi esiti RXcorrelazione tra le Roi principali1xx04 e 2xx05 sonocirca la stessa zona
  21. 21. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi parametriprocesso• Parametri X:– Velocità di riempimento/Tempo di pressione– Tempo di raffreddamento– Temperatura Forno di BPad inizio ciclo– Temperatura Stampotermocoppia #2 ad iniziociclo• Analisi– stabilità/ vs. fuori controlli concarte di controllo– Andamenti temporaleparametro con associato esitoruota (scarto fonderia, Rx)– Autocorrelazioni temporali(complessive e parziali) perverificare inerzie/ritardi diregolazione, periodicità, derive(diversi lag=k)– Cross correlation per verificarequanto un parametro siacorrelato ad un altro sfasatotemporalmente
  22. 22. 14.12.2011 W11-GBORuota A: andamento parametri funzionamentotemp stampo e forno delle ruote arrivate ai raggi xAndamento fuoricontrolloAndamerntoperiodico
  23. 23. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi temporale della temperatura fornoindice di correlazione tra valori di temperatura sfasatitemporalmenteDepurando gli effetti delleruote intermedie il valore ditemperatura risulta corr positcon la ruota precedente einversamente con le 2^,3^,6^ruote precedenti (almeno 2cicli /isteresi di regolazione)Correlazione significativapositiva fino a lag2(inerzia), inversa da lag 4a 8 (isteresi regolazione?),torna ad essere positiva alag 13/14 (travaso?)
  24. 24. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Cross correlation temporale tra Scarto Rx(o Somma Roi) e temperatura Stampo/FornoIndice di correlazione tra Scarto RX e parametri sfasatitemporalmenteY correlata a valorisuccessiviparametroL’esito a Rx è correlato allatemperatura stampo fino a 3ruote precedenti, meno correlatoinvece alla temperatura fornoY correlata a valoriprecedentiparametro
  25. 25. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi di correlazione a tempicoincidentiTemperatura Forn Temperatura Stamvelriem 0,006 -0,4670,948 0,000ROI_10104 -0,060 0,0970,488 0,260ROI_20105 0,162 0,1770,058 0,038ROI_10204 0,111 0,1610,195 0,060Le Roi più critiche sonocorrelate allatemperatura stampo ein parte allatemperatura forno
  26. 26. 14.12.2011 W11-GBORuota A: Analisi – modelli di regressionePrestazione = somma RoiRegression Analysis: Somma.RoiThe regression equation isSomma.Roi = - 186 + 0,417 Temperatura Stampo 2Predictor Coef SE Coef T PConstant -186,25 49,65 -3,75 0,000Temperatura Stampo 2 0,4166 0,1023 4,07 0,000S = 5,46015 R-Sq = 10,9% R-Sq(adj) = 10,3%Analysis of VarianceSource DF SS MS F PRegression 1 494,21 494,21 16,58 0,000Residual Error 135 4024,78 29,81Total 136 4518,99L’unico parametro correlato (positivamente) è latemperatura stampo. Il modello però non èsufficientemente esplicativoRegression Analysis: ROI_20105The regression equation isROI_20105 = - 25,1 + 0,0534 Temperatura Stampo 2Predictor Coef SE Coef T PConstant -25,06 12,37 -2,03 0,045Temperatura Stampo 2 0,05339 0,02549 2,09 0,038S = 1,36009 R-Sq = 3,1% R-Sq(adj) = 2,4%Analysis of VarianceSource DF SS MS F PRegression 1 8,114 8,114 4,39 0,038Residual Error 135 249,731 1,850Total 136 257,845
  27. 27. 14.12.2011 W11-GBORuota CCodiceRuotaDimensione lottogrezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc RxA 140 3 7 2,1% 5,0%B 129 1 3 0,8% 2,3%C 51 0 4 0,0% 7,8%D 135 6 1 4,4% 0,7%E 117 14 8 12,0% 6,8%F 68 1 3 1,5% 4,4%G 62 8 5 12,9% 8,1%
  28. 28. 14.12.2011 W11-GBORuota C – Esito Rxandamenti temporaliAndamentoperiodico(BP09)
  29. 29. 14.12.2011 W11-GBORuota C: Esito Rx vs temperatura stampo• 0= buono• 1= scartoLe ruote buone sonoassociate a valori più alti ditemperatura stampo
  30. 30. 14.12.2011 W11-GBOscarti RX Temperatura FornoTemperatura Forno -0,0260,856Temperatura Stampo -0,749 -0,0630,000 0,658Tempo Pressione -0,129 -0,0380,367Ruota C – Esito Rx – analisi correlazione• Correlazione molto forte tra Scart i RXe temperatura stampo
  31. 31. 14.12.2011 W11-GBOOdds 95% CIPredictor Coef SE Coef Z P Ratio Lower UpperConstant 156,220 62,8106 2,49 0,013Temperatura Stampo 2 -0,315518 0,125065 -2,52 0,012 0,73 0,57 0,93Ruota C: Esito RxModello di regressione BinarioProbabilità di scarto stimata dal modello VS. esitoeffettivo• Tutte le ruote buone hanno una prob < 0,4• 3 su 4 ruote scartate hanno prob > 0,6Probabilità discarto secondo ilmodellobeta P <5%
  32. 32. 14.12.2011 W11-GBORuota DCodiceRuotaDimensione lottogrezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc RxA 140 3 7 2,1% 5,0%B 129 1 3 0,8% 2,3%C 51 0 4 0,0% 7,8%D 135 6 1 4,4% 0,7%E 117 14 8 12,0% 6,8%F 68 1 3 1,5% 4,4%G 62 8 5 12,9% 8,1%
  33. 33. 14.12.2011 W11-GBORuota D: Analisi esiti a Rxrispetto andamenti dei parametri fonderiaIl valore di difettosità totale è quasi sempre prossimo azero!! Gli scarti prevalenti sono i n fonderia
  34. 34. 14.12.2011 W11-GBOScarto Delta_T Temperatura FornDelta_T 0,2490,004Temperatura Forn 0,139 0,0170,108 0,845Temperatura Stampo -0,551 -0,371 -0,0460,000 0,000 0,598Ruota D: Correlazione tra scarti Fonderiae parametriLo scarto in Fonderia è in correlazione:- Inversa con la temperatura stampo ( a livelli bassi aumenta la probabilità di scarto)- Diretta con l’aumento del delta tempo rispetto a iniz ciclo precedente (pause)
  35. 35. 14.12.2011 W11-GBORuota D: modello di regressione – binarioRappresentazione grafica della probabilità di scarto(in fonderia) in funzione dei parametri
  36. 36. 14.12.2011 W11-GBORuota D: modello di regressioneValutazione bontà del modelloPairs Number PercentConcordant 729 98,8Discordant 9 1,2Ties 0 0,0Total 738 100,0stima0 1 allscarto0 123 0 1231 2 4 6All 125 4Su 6 ruote scartate 4vengono identificate dalmodello.2 ruote buone vengonoerroneamente stimatescarto il tasso di errore è1,2 % Buona predizione
  37. 37. 14.12.2011 W11-GBORuota ECodiceRuotaDimensione lottogrezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc RxA 140 3 7 2,1% 5,0%B 129 1 3 0,8% 2,3%C 51 0 4 0,0% 7,8%D 135 6 1 4,4% 0,7%E 117 14 8 12,0% 6,8%F 68 1 3 1,5% 4,4%G 62 8 5 12,9% 8,1%
  38. 38. 14.12.2011 W11-GBORuota E: Analisi concentrazione
  39. 39. 14.12.2011 W11-GBORuota E: Analisi concentrazioneRoi che determinano scarti• Il 75% scarti concentrato nellaProj2_link 4 e Proj1_link3
  40. 40. 14.12.2011 W11-GBOFUTURI SVILUPPI DELPROGETTO• Implementazione Banca dati• Tracciabilità della ruota fino ai Rx e oltre• Integrazione dei risultati del controllo delle fasi a valle fino alcontrollo finale• Stabilizzazione parametri fonderia• Identificazione limiti di specifica ottimali per temperaturastampo e forno (DOE)• Implementazione monitoraggio in tempo reale dei parametri,carte di controllo e criteri di intervento• Problem solving su cause che determinano fermate brevi infonderia• Qualifica stampi in campionatura• Includere studi per valutare se la distribuzione del difetto trarazze è bilanciata (assial-simmetria)• Valori ottimali e limiti di specifica dei parametri
  41. 41. 14.12.2011 W11-GBOGRAZIE PERL’ATTENZIONETHANK YOU FOR YOURATTENTION!

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