2. 14.12.2011 W11-GBO
• 47 anni nella fornitura di ruote
di alluminio di alte prestazioni –
di cui 17 nella tecnologia della
flowformatura - per i clienti più
prestigiosi quali Audi, Porsche,
Fiat, Ferrari, Maserati,
Lamborghini, Aston Martin
500 collaboratori specializzati,
una delle principali realtà
industriali del Veneto
2500 i progetti sviluppati per le
più diverse applicazioni, dalla
F1, ai veicoli industriali, dalla
Smart alle supercar
1’000’000 i cerchi prodotti
ogni anno con professionalità e
passione
35‘000‘000 € gli investimenti
in nuovi impianti a partire dal
2007 anno di acquisizione da
parte gruppo Ronal
5. 14.12.2011 W11-GBO
OBIETTIVI 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. 14.12.2011 W11-GBO
IL MODELLO
x1
x2
x ..
x n
X1
X2
X ..
X n
Y1
.
.
Y n
Difetti
di
fusione
Yi= F(x1,x2,…xn)
Product quality performances
CAVITY, POROSITY, ETC.
Casting parameters, set-up input and
noises
PRESSURE CYCLE
CYCLE TIME, ETC
Measurable Casting
parameters
ACTUAL
TEMPERATURE,
ACTUAL PRESSURE
Xi= F(x1,x2,…xn) Yi= F(X1,X2,X)
8. 14.12.2011 W11-GBO
PROBLEMA: LA TRACCIABILITA’ DEL
PRODOTTO 1a1
DATABASE
• ATTUALMENTE LA MINIMA UNITA’ DI TEMPO
PER LA TRACCIABILITA’ E’ IL LOTTO DI
FUSIONE (8 ORE)
• PER IL NOSTRO PROGETTO ABBIAMO
UTILIZZATO UN SISTEMA PROVVISORIO DI
TRACCIABILITA’ PER SINGOLA RUOTA FINO AI
RAGGI-X
10. 14.12.2011 W11-GBO
Parametri 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 ad
inizio ciclo
11. 14.12.2011 W11-GBO
Prestazioni 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
14. 14.12.2011 W11-GBO
Key points
Risultati generali
• Forte concentrazione «geografica» del difetto
• La temperatura stampo è il parametro che maggiormente influenza
la qualità ai raggi-x.
• La valutazione ai raggi x della ruota risulta fortemente correlata a
valori dei parametri precedenti anche di parecchie ruote. Ciò
significa che un evento negativo/disturbo si ripercuote per molte
ruote prima di venire assorbito
• Modelli di previsione migliori per scarto in fonderia che per Rx
15. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A
Codice
Ruota
Dimensione lotto
grezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc Rx
A 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. 14.12.2011 W11-GBO
Difetto medio per ruota (mm²)
Ruota A: Analisi esiti RX
21 x 5 viste = 105 rilevazioni
• Su un totale di 137 ruote
esaminate 53 punti di
rilevazione hanno sempre
valore 0!
17. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota 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 105
punti di rilevazione hanno sempre valore 0!
• A conferma della esperienza/pratica di fonderia il
difetto è presente maggiormente nei punti interni
18. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Analisi esiti RX – analisi
di concentrazione per vista (mm²)
La distribuzione della
difettosità per Vista
non evidenzia
particolari
concentrazioni, anche
se la vista 1 e 2 sono
risultate più critiche
19. 14.12.2011 W11-GBO
interpretazione
Lo 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. 14.12.2011 W11-GBO
Scarto RX ROI_10104 ROI_20105
ROI_10104 0,134
0,119
ROI_20105 0,312 -0,148
0,000 0,085
ROI_10204 0,180 -0,094 0,411
0,035 0,273 0,000
Forte
correlazione
Le due Roi non
sono correlate
Ruota A: Analisi esiti RX
correlazione tra le Roi principali
1xx04 e 2xx05 sono
circa la stessa zona
21. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Analisi parametri
processo
• Parametri X:
– Velocità di riempimento/
Tempo di pressione
– Tempo di raffreddamento
– Temperatura Forno di BP
ad inizio ciclo
– Temperatura Stampo
termocoppia #2 ad inizio
ciclo
• Analisi
– stabilità/ vs. fuori controlli con
carte di controllo
– Andamenti temporale
parametro con associato esito
ruota (scarto fonderia, Rx)
– Autocorrelazioni temporali
(complessive e parziali) per
verificare inerzie/ritardi di
regolazione, periodicità, derive
(diversi lag=k)
– Cross correlation per verificare
quanto un parametro sia
correlato ad un altro sfasato
temporalmente
22. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: andamento parametri funzionamento
temp stampo e forno delle ruote arrivate ai raggi x
Andamento fuori
controllo
Andamernto
periodico
23. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Analisi temporale della temperatura forno
indice di correlazione tra valori di temperatura sfasati
temporalmente
Depurando gli effetti delle
ruote intermedie il valore di
temperatura risulta corr posit
con la ruota precedente e
inversamente con le 2^,3^,6^
ruote precedenti (almeno 2
cicli /isteresi di regolazione)
Correlazione significativa
positiva fino a lag2
(inerzia), inversa da lag 4
a 8 (isteresi regolazione?),
torna ad essere positiva a
lag 13/14 (travaso?)
24. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Cross correlation temporale tra Scarto Rx
(o Somma Roi) e temperatura Stampo/Forno
Indice di correlazione tra Scarto RX e parametri sfasati
temporalmente
Y correlata a valori
successivi
parametro
L’esito a Rx è correlato alla
temperatura stampo fino a 3
ruote precedenti, meno correlato
invece alla temperatura forno
Y correlata a valori
precedenti
parametro
25. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Analisi di correlazione a tempi
coincidenti
Temperatura Forn Temperatura Stam
velriem 0,006 -0,467
0,948 0,000
ROI_10104 -0,060 0,097
0,488 0,260
ROI_20105 0,162 0,177
0,058 0,038
ROI_10204 0,111 0,161
0,195 0,060
Le Roi più critiche sono
correlate alla
temperatura stampo e
in parte alla
temperatura forno
26. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota A: Analisi – modelli di regressione
Prestazione = somma Roi
Regression Analysis: Somma.Roi
The regression equation is
Somma.Roi = - 186 + 0,417 Temperatura Stampo 2
Predictor Coef SE Coef T P
Constant -186,25 49,65 -3,75 0,000
Temperatura Stampo 2 0,4166 0,1023 4,07 0,000
S = 5,46015 R-Sq = 10,9% R-Sq(adj) = 10,3%
Analysis of Variance
Source DF SS MS F P
Regression 1 494,21 494,21 16,58 0,000
Residual Error 135 4024,78 29,81
Total 136 4518,99
L’unico parametro correlato (positivamente) è la
temperatura stampo. Il modello però non è
sufficientemente esplicativo
Regression Analysis: ROI_20105
The regression equation is
ROI_20105 = - 25,1 + 0,0534 Temperatura Stampo 2
Predictor Coef SE Coef T P
Constant -25,06 12,37 -2,03 0,045
Temperatura Stampo 2 0,05339 0,02549 2,09 0,038
S = 1,36009 R-Sq = 3,1% R-Sq(adj) = 2,4%
Analysis of Variance
Source DF SS MS F P
Regression 1 8,114 8,114 4,39 0,038
Residual Error 135 249,731 1,850
Total 136 257,845
27. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota C
Codice
Ruota
Dimensione lotto
grezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc Rx
A 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%
29. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota C: Esito Rx vs temperatura stampo
• 0= buono
• 1= scarto
Le ruote buone sono
associate a valori più alti di
temperatura stampo
30. 14.12.2011 W11-GBO
scarti RX Temperatura Forno
Temperatura Forno -0,026
0,856
Temperatura Stampo -0,749 -0,063
0,000 0,658
Tempo Pressione -0,129 -0,038
0,367
Ruota C – Esito Rx – analisi correlazione
• Correlazione molto forte tra Scart i RX
e temperatura stampo
31. 14.12.2011 W11-GBO
Odds 95% CI
Predictor Coef SE Coef Z P Ratio Lower Upper
Constant 156,220 62,8106 2,49 0,013
Temperatura Stampo 2 -0,315518 0,125065 -2,52 0,012 0,73 0,57 0,93
Ruota C: Esito Rx
Modello di regressione Binario
Probabilità di scarto stimata dal modello VS. esito
effettivo
• Tutte le ruote buone hanno una prob < 0,4
• 3 su 4 ruote scartate hanno prob > 0,6
Probabilità di
scarto secondo il
modello
beta P <5%
32. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota D
Codice
Ruota
Dimensione lotto
grezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc Rx
A 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. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota D: Analisi esiti a Rx
rispetto andamenti dei parametri fonderia
Il valore di difettosità totale è quasi sempre prossimo a
zero!! Gli scarti prevalenti sono i n fonderia
34. 14.12.2011 W11-GBO
Scarto Delta_T Temperatura Forn
Delta_T 0,249
0,004
Temperatura Forn 0,139 0,017
0,108 0,845
Temperatura Stampo -0,551 -0,371 -0,046
0,000 0,000 0,598
Ruota D: Correlazione tra scarti Fonderia
e parametri
Lo 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. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota D: modello di regressione – binario
Rappresentazione grafica della probabilità di scarto
(in fonderia) in funzione dei parametri
36. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota D: modello di regressione
Valutazione bontà del modello
Pairs Number Percent
Concordant 729 98,8
Discordant 9 1,2
Ties 0 0,0
Total 738 100,0
stima
0 1 all
scarto
0 123 0 123
1 2 4 6
All 125 4
Su 6 ruote scartate 4
vengono identificate dal
modello.
2 ruote buone vengono
erroneamente stimate
scarto il tasso di errore è
1,2 % Buona predizione
37. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota E
Codice
Ruota
Dimensione lotto
grezzo fonderia Scarto Fonderia Scarto Rx % Sc Fonderia % Sc Rx
A 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%
39. 14.12.2011 W11-GBO
Ruota E: Analisi concentrazione
Roi che determinano scarti
• Il 75% scarti concentrato nella
Proj2_link 4 e Proj1_link3
40. 14.12.2011 W11-GBO
FUTURI SVILUPPI DEL
PROGETTO
• Implementazione Banca dati
• Tracciabilità della ruota fino ai Rx e oltre
• Integrazione dei risultati del controllo delle fasi a valle fino al
controllo finale
• Stabilizzazione parametri fonderia
• Identificazione limiti di specifica ottimali per temperatura
stampo 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 in
fonderia
• Qualifica stampi in campionatura
• Includere studi per valutare se la distribuzione del difetto tra
razze è bilanciata (assial-simmetria)
• Valori ottimali e limiti di specifica dei parametri