تم انجاز اطروحة الدكتوراه للطالب رائد محسن جودي في قسم الهندسة الميكانيكية عن بحثه الموسوم ” تطوير عملية السباكة باستخدام ستة سكما مع أنموذج محاكاة للعملية ” وبأشراف أ . د . قاسم محمد دوس , أ . م . د. سرور خضر حسين وتألفت لجنة المناقشة برئاسة أ. د . حسين جاسم العلكاوي وعضوية كل من أ . م . د . زهير عيسى احمد , أ . م . د . حسين سالم كيطان , أ . م . د . احمد زيدان خلف , أ . م . د . أياد مراد طخاخ
وتلخص بحثة بما يلي:
تعتبر طريقة ستة سكما منهجية لتحسين النوعية من خلال تقليل العيوب وزيادة مقدرة العملية الانتاجية وزيادة حاصل العملية (yield).استخدم هذا النظام في العديد من التطبيقات الخدمية والانتاجية حيث تم استخدام هذا المنهج في تحسين عملية السباكة بالضغط لتقليل نسبة المنتج المرفوض وكذلك تقليل نسبة العيوب لجزء من المسبوكات المنتجة بهذه الطريقة وقد تمت دراسة غطاء المحرك الكهربائي المستخدم في مبرد ة الماء المنتج في الشركة العامة للصناعات الكهربائية في العراق.
عند الاطلاع على سجلات المرفوض في قسم الفحص والتفتيش في تلك الشركة تبين وجود نسبة كبيرة من هذا المنتج مرفوض اما خلال عملية الصب او بعد ذلك خلال عمليات التشغيل الميكانيكي اللاحقة, تم اعداد مستند التدقيق والفحص وتحديد نسبة المرفوض التي كانت تبلغ (5.6%)وقد كان مستوى سكما(3) وكان حاصل العملية(yield) يساوي (93.37%).
بتطبيق خطوات منهج ستة سكما والذي يطلق عليه (DAMIC)وهذا يمثل مختصر للحروف الاولى من خطوات تطبيق منهجية ستة سكما وهي( التعريف ,التحليل ,القياس ,التطوير , السيطرة ).في الخطوة الاولى التعريف يتم تحديد المشكلة وتعريفها حيث حددت بوجود عيوب في المسبوك الناتج من عملية السباكة بالضغط ,تم تصنيفها وعدها وتحديد نسبة العيوب للفترة الزمنية التي تم تصنيعها فيها.ثم الانتقال الى الخطوة التالية وهي اجراء عملية تحليل للمعلومات والبيانات المتوفرة والتي تم اعدادها في الخطوة السابقة .تم رسم مخطط باريتو لتحديد العيب المؤثر الاكبر لغرض التركيز عليه ومعالجته ثم الانتقال الى العيب الذي يليه وهكذا.
من خلال رسم مخطط باريتو وجد ان اعلى نسبة عيب هي الفجوات الغازية (Blow Holes)يشكل النسبة الاكبر حيث بلغت 48%من مجموع العيوب .تم تحليل ودراسة هذا العيب واسبابه وثم رسم مخطط السبب والنتيجة اويسمى عظام السمكة ( Fish Bone)من خلاله يتم تحديد الاسباب الرئيسية والفرعية ثم يتم اقتراح الحلول الملائمة لمعالجة الاسباب بالاستفادة من الخبرات والبرامج التي تحتوي الانظمة الخبيرة في معالجة وتقليل تلك العيوب.
اما الخطوة التالية فهي القياس حيث يتم تحليل انظمة القياس المستخدمة والتاكد من وثوقيتها ودقتها واعتماديتها.الخطوة اللاحقة هي اقتراح عمليات التطوير والتحسين حيث تقترح خطوات التحسين وتطبق على العملية.الخطوة الاخيرة من هذه المنهجية هي السيطرة .وفيها يتم التاكد من تطبيق المدخلات الجديدة ومراقبتها بصورة مستمرة والدروس المستخلصة والموثقة والخطط الموضوعة والمنفذة للمساعدة في ضمان الفوائد المستحصلة.خلال هذه الخطوة ,العملية المطورة يستمر في تقيمها ومراقبتها لتكون تحت السيطرة بصورة مستمرة.
بسبب صعوبة تطبيق التحسينات المقترحة على ارض المسبك لعدة اسباب منها يتطلب وقت طويل للحصول على النتائج ,كلفة التجارب ,صعوبة اقناع العاملين في تغيير طريقة ومنهج عملهم الى الطريقة المعدلة, بسبب الطبيعة البشرية التي ترفض كل ماهو جديد وغير معتاد (يحصل هذا حتى في الدول الصناعية المتقدمة)الى ان يتم اثبات نجاح الطريقة الجديدة والاقتناع بها.لذلك تم استخدام برنامج محاكاة لعملية السبكة بالضغط يسمى (NOVACAST).حيث يتطلب ادخال الرسم الثلاثي الابعاد للمنتج المطلوب وتصميم انظمة الصب وتجميعهما معا, يتم تقييم انظمة الصب من قبل البرنامج اعتمادا على انظمة الخبرة التي يحتويها ,وبالرجوع الى قاعدة البيانات في البرنامج يتم اختيار المواد والسبائك المستخدمة في تصميم قالب السباكة وتحديد المواصفات الفيزيائية والميكانيكية المطلوبة.يتم عرض نتائج برنامج المحاكاة اما بصورة تقرير كتابي مفصل او بصورة فيديو لاظهار النتائج التالية :سرعة جريان المعدن, حجم الطور السائل وحجم الطور الصلب , تغير الضغط المسلط اثناء عملية الصب,الانكماش في حجم المعدن,المسامات والفقاعات الغازية,رسم متجهات السرعة في مقاطع ثنائية الابعاد او ثلاثية الابعاد لرؤية ان كان هناك جريان مضطرب واستنتاج اماكن التشققات المتوقعة.
من خلال المحاكاة للعملية واجراء التجارب بتغيير العوامل المؤثرة في العملية والتي تؤثر بزيادة او نقصان العيوب الحاصلة في المنتج ,تم التوصل الى افضل قيم تكون عندها العيوب في ادنى حد ممكن وكما يلي : درجة حرارة الصب (680م)وافضل ضغط عند (220 بار)وافضل سرعة في المرحلة الاولى (0.5 م/ ثا)وفي المرحلة الثانية (2.5 م/ثا).
تم تطبيق نتائج البحث بصورة عملية في مسبك الشركة العامة للصناعات الكهربائية في الوزيرية باستخدام هذه القيم التي تم التوصل اليها وتطبيقها في عملية سباكة المنتج وكانت النتائج العملية متطابقة مع نتائج برنامج المحاكاة من حيث الحصول على منتج خال من العيوب وحسب تاييد دائرة البحث والتطوير في الشركة المرفق في ملحق الرسالة.وكانت نسبة العيوب الناتجة من هذه العملية تساوي 0.3%.
وتلخص بحثة بما يلي:
تعتبر طريقة ستة سكما منهجية لتحسين النوعية من خلال تقليل العيوب وزيادة مقدرة العملية الانتاجية وزيادة حاصل العملية (yield).استخدم هذا النظام في العديد من التطبيقات الخدمية والانتاجية حيث تم استخدام هذا المنهج في تحسين عملية السباكة بالضغط لتقليل نسبة المنتج المرفوض وكذلك تقليل نسبة العيوب لجزء من المسبوكات المنتجة بهذه الطريقة وقد تمت دراسة غطاء المحرك الكهربائي المستخدم في مبرد ة الماء المنتج في الشركة العامة للصناعات الكهربائية في العراق.
عند الاطلاع على سجلات المرفوض في قسم الفحص والتفتيش في تلك الشركة تبين وجود نسبة كبيرة من هذا المنتج مرفوض اما خلال عملية الصب او بعد ذلك خلال عمليات التشغيل الميكانيكي اللاحقة, تم اعداد مستند التدقيق والفحص وتحديد نسبة المرفوض التي كانت تبلغ (5.6%)وقد كان مستوى سكما(3) وكان حاصل العملية(yield) يساوي (93.37%).
بتطبيق خطوات منهج ستة سكما والذي يطلق عليه (DAMIC)وهذا يمثل مختصر للحروف الاولى من خطوات تطبيق منهجية ستة سكما وهي( التعريف ,التحليل ,القياس ,التطوير , السيطرة ).في الخطوة الاولى التعريف يتم تحديد المشكلة وتعريفها حيث حددت بوجود عيوب في المسبوك الناتج من عملية السباكة بالضغط ,تم تصنيفها وعدها وتحديد نسبة العيوب للفترة الزمنية التي تم تصنيعها فيها.ثم الانتقال الى الخطوة التالية وهي اجراء عملية تحليل للمعلومات والبيانات المتوفرة والتي تم اعدادها في الخطوة السابقة .تم رسم مخطط باريتو لتحديد العيب المؤثر الاكبر لغرض التركيز عليه ومعالجته ثم الانتقال الى العيب الذي يليه وهكذا.
من خلال رسم مخطط باريتو وجد ان اعلى نسبة عيب هي الفجوات الغازية (Blow Holes)يشكل النسبة الاكبر حيث بلغت 48%من مجموع العيوب .تم تحليل ودراسة هذا العيب واسبابه وثم رسم مخطط السبب والنتيجة اويسمى عظام السمكة ( Fish Bone)من خلاله يتم تحديد الاسباب الرئيسية والفرعية ثم يتم اقتراح الحلول الملائمة لمعالجة الاسباب بالاستفادة من الخبرات والبرامج التي تحتوي الانظمة الخبيرة في معالجة وتقليل تلك العيوب.
اما الخطوة التالية فهي القياس حيث يتم تحليل انظمة القياس المستخدمة والتاكد من وثوقيتها ودقتها واعتماديتها.الخطوة اللاحقة هي اقتراح عمليات التطوير والتحسين حيث تقترح خطوات التحسين وتطبق على العملية.الخطوة الاخيرة من هذه المنهجية هي السيطرة .وفيها يتم التاكد من تطبيق المدخلات الجديدة ومراقبتها بصورة مستمرة والدروس المستخلصة والموثقة والخطط الموضوعة والمنفذة للمساعدة في ضمان الفوائد المستحصلة.خلال هذه الخطوة ,العملية المطورة يستمر في تقيمها ومراقبتها لتكون تحت السيطرة بصورة مستمرة.
بسبب صعوبة تطبيق التحسينات المقترحة على ارض المسبك لعدة اسباب منها يتطلب وقت طويل للحصول على النتائج ,كلفة التجارب ,صعوبة اقناع العاملين في تغيير طريقة ومنهج عملهم الى الطريقة المعدلة, بسبب الطبيعة البشرية التي ترفض كل ماهو جديد وغير معتاد (يحصل هذا حتى في الدول الصناعية المتقدمة)الى ان يتم اثبات نجاح الطريقة الجديدة والاقتناع بها.لذلك تم استخدام برنامج محاكاة لعملية السبكة بالضغط يسمى (NOVACAST).حيث يتطلب ادخال الرسم الثلاثي الابعاد للمنتج المطلوب وتصميم انظمة الصب وتجميعهما معا, يتم تقييم انظمة الصب من قبل البرنامج اعتمادا على انظمة الخبرة التي يحتويها ,وبالرجوع الى قاعدة البيانات في البرنامج يتم اختيار المواد والسبائك المستخدمة في تصميم قالب السباكة وتحديد المواصفات الفيزيائية والميكانيكية المطلوبة.يتم عرض نتائج برنامج المحاكاة اما بصورة تقرير كتابي مفصل او بصورة فيديو لاظهار النتائج التالية :سرعة جريان المعدن, حجم الطور السائل وحجم الطور الصلب , تغير الضغط المسلط اثناء عملية الصب,الانكماش في حجم المعدن,المسامات والفقاعات الغازية,رسم متجهات السرعة في مقاطع ثنائية الابعاد او ثلاثية الابعاد لرؤية ان كان هناك جريان مضطرب واستنتاج اماكن التشققات المتوقعة.
من خلال المحاكاة للعملية واجراء التجارب بتغيير العوامل المؤثرة في العملية والتي تؤثر بزيادة او نقصان العيوب الحاصلة في المنتج ,تم التوصل الى افضل قيم تكون عندها العيوب في ادنى حد ممكن وكما يلي : درجة حرارة الصب (680م)وافضل ضغط عند (220 بار)وافضل سرعة في المرحلة الاولى (0.5 م/ ثا)وفي المرحلة الثانية (2.5 م/ثا).
تم تطبيق نتائج البحث بصورة عملية في مسبك الشركة العامة للصناعات الكهربائية في الوزيرية باستخدام هذه القيم التي تم التوصل اليها وتطبيقها في عملية سباكة المنتج وكانت النتائج العملية متطابقة مع نتائج برنامج المحاكاة من حيث الحصول على منتج خال من العيوب وحسب تاييد دائرة البحث والتطوير في الشركة المرفق في ملحق الرسالة.وكانت نسبة العيوب الناتجة من هذه العملية تساوي 0.3%.
