The application of Process Management for reliability enhancement of the Taguchi method

The concept of Process Management has been used by managers and consultants that search for the improvement of both operational or managerial industrial processes. Its strength is in focusing on the external client and on the optimization of the internal process in order to fulfill their needs. By the time the needs of internal clients are being sought, a set of improvements takes place. The Taguchi method, because of its claim for knowledge share between design engineers and people engaged in the process, is a candidate for process management implementation. The objective of this paper is to propose that kind of application aiming for improvements related with reliability of results revealed by the robust design of Taguchi method.

Determination of optimal parameters in drilling composite materials to minimize the machining temperature using the Taguchi method

Dental implant is used to replace the natural dental root. The process to fix the dental implant in the maxillary bone needs a previous drilling operation. This machining operation involves the increasing of temperature in the drilled region which can reach values higher than 47°C and for this temperature is possible to occur the osseous necrosis [I]. The main goal of this work is to implement an optimization method to define the optimal drilling parameters that could minimize the drilling temperature. The proposal optimization method is the Taguchi method. This method has been used with success in machining processes optimization of metallic materials [2]. However, the Taguchi method is also used in medical applications, namely in dental medicine [3].

Molecular assay optimized by Taguchi experimental design method for venous thromboembolism investigation

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Electrodeposition of copper on titanium wires: Taguchi experimental design approach

Electrodeposition of thin copper layer was carried out on titanium wires in acidic sulphate bath. The influence of titanium surface preparation, cathodic current density, copper sulphate and sulphuric acid concentrations, electrical charge density and stirring of the solution on the adhesion of the electrodeposits was studied using the Taguchi statistical method. A L(16) orthogonal array with the six factors of control at two levels each and three interactions was employed. The analysis of variance of the mean adhesion response and signal-to-noise ratio showed the great influence of cathodic current density on adhesion. on the contrary, the other factors as well as the three investigated interactions revealed low or no significant effect. From this study optimized electrolysis conditions were defined. The copper electrocoating improved the electrical conductivity of the titanium wire. This shows that copper electrocoated titanium wires could be employed for both electrical purpose and mechanical reinforcement in superconducting magnets. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Electrodeposition of copper on titanium wires: Taguchi experimental design approach

Electrodeposition of thin copper layer was carried out on titanium wires in acidic sulphate bath. The influence of titanium surface preparation, cathodic current density, copper sulphate and sulphuric acid concentrations, electrical charge density and stirring of the solution on the adhesion of the electrodeposits was studied using the Taguchi statistical method. A L(16) orthogonal array with the six factors of control at two levels each and three interactions was employed. The analysis of variance of the mean adhesion response and signal-to-noise ratio showed the great influence of cathodic current density on adhesion. on the contrary, the other factors as well as the three investigated interactions revealed low or no significant effect. From this study optimized electrolysis conditions were defined. The copper electrocoating improved the electrical conductivity of the titanium wire. This shows that copper electrocoated titanium wires could be employed for both electrical purpose and mechanical reinforcement in superconducting magnets. (C) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

Utilização do método de Taguchi na modelagem e otimização de vazios relacionados à solidificação em processo de fundição de aço ABNT 1030

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Método de Taguchi aplicado a um processo de corte por fusão de um tecido sintético

A company must have full knowledge and control of its operations so as to meet the market requirements and meet their production goals. Thus this paper uses the Taguchi method to extend the operational control of a cutting process by fusion of a synthetic fabric in the longitudinal direction. For process analysis and tracking of possible causes of the problem techniques of Production Engineering as the cause and effect diagram, also known as Ishikawa diagram, and design of experiments were used, the last one was applied to the design techniques of Taguchi. Finally the preparation method of understanding and design of experiment was due to the use of the software MINITAB v15 ®, which showed that the speed of rolling the fabric after cutting is crucial for controlling the entire operation

Otimização do processo de usinagem da superliga nimonic 80A utilizando o Método de Taguchi

Atualmente, atender as necessidades dos consumidores é uma das metas mais importantes, os consumidores estão em busca de produtos com qualidade e preços mais acessíveis, para isso, é indispensável que as empresas se atualizem para melhorar seus produtos e serviços. Com este cenário, as superligas estão cada vez mais ganhando mercado, pois possuem ótimas propriedades, principalmente em relação a operar em temperaturas elevadas, podendo proporcionar maior eficiência para motores que necessitam trabalhar em altas temperaturas. Em contra partida a essa vantagem, as superligas possuem uma baixa usinabilidade, sendo importante a análise do processo de usinagem para se tornarem mais aplicáveis. Este trabalho visa à otimização do processo de torneamento cilíndrico da superliga Nimonic 80A, com o intuito de melhorar a qualidade do produto, utilizando o Método de Taguchi, com o arranjo ortogonal L16, sendo o comprimento de corte definido como variável resposta e analisados seis fatores que poderiam influenciar na sua variação, tais fatores são: velocidade de corte, avanço, profundidade de corte, tipo de pastilha, lubrificação e dureza do material. Os resultados obtidos demonstraram que os fatores avanço, tipo de pastilha e lubrificação são significativos e exercem influencia no processo, sendo que o avanço deve ser ajustado no nível de 0,12 mm/rev, a pastilha a ser utilizada deve ser CP250 e a lubrificação deve ser feita de maneira abundante, para a otimização do processo. Com a análise dos resultados, também podemos observar a eficiência e confiabilidade do método utilizado, mostrando resultados coerentes

Estudo da influência de variáveis do processo de corte em ‘wafers’ para semicondutores nas avarias eléctricas devidas a ‘curling’

Mestrado em Engenharia Mecânica - Materiais e Tecnologias de Fabrico

Estudo da Produção de Towpregs e Transformação por Pultrusão

Durante as últimas décadas, os materiais compósitos têm substituído com sucesso os materiais tradicionais em muitas aplicações de engenharia, muito devido às excelentes propriedades que se conseguem obter com a combinação de materiais diferentes. Nos compósitos reforçados com fibras longas ou contínuas tem-se verificado, ao longo dos últimos anos, um aumento do uso de matrizes termoplásticas, fruto de várias vantagens associadas, como o facto de serem bastante mais ecológicas, comparativamente às termoendurecíveis. No entanto, este aumento está muito dependente do desenvolvimento de novas tecnologias de processamento, pois a elevada viscosidade dos termoplásticos, comparativamente aos termoendurecíveis, dificulta significativamente o processo. Muitos equipamentos de produção de termoplásticos são resultado de adaptações de equipamentos de produção de termoendurecíveis, onde normalmente é necessário adicionar fornos de pré-aquecimento. Neste trabalho, pretendeu-se produzir pré-impregnados de fibras contínuas com matriz termoplástica, por deposição a seco de polímero em pó sobre fibras de reforço (denominados por towpreg) para, posteriormente, serem transformados por pultrusão e caracterizados. As matérias-primas utilizadas foram: Polipropileno (PP) como matriz termoplástica e fibra de carbono como reforço. Por forma a melhorar as propriedades finais do compósito, foram otimizadas as condições de processamento na produção dos towpregs, estudando-se a influência da variação dos parâmetros de processamento no teor de polímero presente nestes, tendo como objetivo teores mássicos de polímero superiores a 30%. A condição ótima e a influência dos parâmetros de processamento foram obtidas com o auxílio do Método de Taguchi. Os perfis produzidos por pultrusão foram sujeitos a ensaios de flexão, de forma a obter as suas propriedades quando sujeitos a esse tipo de esforço. Foram também realizados ensaios de calcinação de forma a obter as frações mássicas de fibra e polímero presentes no compósito final. Sabidas as frações mássicas, converteramse em frações volúmicas e obtiveram-se as propriedades teoricamente esperadas através da Lei das Misturas e compararam-se com as obtidas experimentalmente. As propriedades obtidas foram também comparadas com as de outros compósitos pultrudidos.

Sulfaattimassan D/Q(EOP)D-valkaisimon optimointi

Työssä tutkittiin sulfaattisellutehtaan ECF-valkaisimon toimintaan vaikuttavia tekijöitä. Tavoitteena oli selvittää tekijöiden vaikutus massan laatuominaisuuksiin, valkaisimon kemikaalikustannuksiin ja klooridioksidin kulutukseen. Työn kirjallisuusosassa on tarkasteltu nykyaikaisen sulfaattisellutehtaan eri prosesseja. Erityistä huomiota on kiinnitetty sellun ECF-valkaisuun ja kyseisessä valkaisussa käytettäviin kemikaaleihin. Lisäksi on tarkasteltu TCF-valkaisua ja mahdollisuuksia sulkea sellutehtaan vesikiertoja. Kokeellisessa osassa selvitettiin Oy Metsä-Botnia Ab Joutsenon tehtaan kolmivaiheisen ECF-valkaisimon massan laatuominaisuuksiin, kustannuksiin ja klooridioksidin kulutukseen vaikuttavia tekijöitä. Tavoitteena oli vaikuttaa positiivisesti massan laatuominaisuuksiin valkaisun keinoin. Samalla pyrittiin minimoimaan valkaisusta aiheutuvia kemikaalikustannuksia ja vähentämään klooridioksidin kulutusta. Työssä käytettiin Taguchi-menetelmää. Tehdyn tutkimuksen myötä saatiin runsaasti tietoa mihin eri ominaisuuksiin tutkitut tekijät vaikuttivat. Metallien poistolla eli kelatoinnilla havaittiin olevan suuri merkitys hapettavan alkaliuuttovaiheen ja samalla koko valkaisimon toimintaan. Suurella kelatointiaineannoksella valkaisimon selektiivisyys ja tehokkuus paranivat. Muista tekijöistä happiannoksella havaittiin olevan vaikutusta vain massan paperiteknisiin ominaisuuksiin ja hiilihydraattien koostumukseen. Happiannoksen kasvattaminen paransi repäisyindeksiä ja vähensi massan jauhatustarvetta yli valkaisimon. Kyseisiin ominaisuuksiin vaikuttivat myös klooridioksidi ja sen toimintaolosuhteet. Kemikaalikustannuksiin vaikuttavista tekijöistä valkaisimon tulokapalla ja ensimmäisen klooridioksidivaiheen kemikaaliannoksella havaittiin olevan suuri merkitys. Samat tekijät vaikuttivat myös valkaisimon klooridioksidin kokonaiskulukseen.

TCF-valkaisimon laatuvaihtelun pienentäminen

Tämän diplomityön tavoitteena oli pienentää TCF-valkaisimon laatuvaihtelua ja vähentää kemikaaleista aiheutuvia kustannuksia. Työn kirjallisuusosassa tarkasteltiin valkaisuun vaikuttavia tekijöitä. Valkaisukemikaaleista olivat mukana TCF-valkaisussa käytettävät otsoni ja vetyperoksidi. Lisäksi selvitettiin metallien poistoa massasta sekä vesikierron sulkemisesta aiheutuvia ongelmia. Kokeellisessa osassa etsittiin Oy Metsä-Botnia Ab Rauman tehtaan valkaisuprosessin suurimmat laatuominaisuuksien vaihteluun vaikuttavat tekijät. Tavoitteena oli pienentää vaihtelua valmiin massan laatuominaisuuksissa sekä vähentää raaka-aineista ja kemikaaleista aiheutuvia kustannuksia laatuominaisuuksien tasoa laskematta. Tutkimuksessa käytettiin hyväksi Taguchi-menetelmää sekä monimuuttuja-analyysiä. Tutkimuksessa tehtiin kaksi Taguchi-koetta, joissa tutkittiin valkaisimon ensimmäistä otsonivaihetta sekä koko valkaisimoa. Otsonivaiheen merkittävimmiksi tekijöiksi osoittautuivat otsoniannos, otsonin väkevyys sekä pH. Kaikkia valkaisimon vaiheita tutkittaessa löydettiin merkittävimmiksi tekijöiksi ensimmäisen peroksidivaiheen lämpötila, vetyperoksidin jakaminen peroksidivaiheisiin, kelatointi sekä otsonivaiheen otsoniannos ja pH. Optimiajomallin avulla saatiin valkaisimon laatuvaihtelua pienennettyä. Kemikaalikustannuksiin vaikuttavista tekijöistä merkittävimmiksi osoittautuivat kelatoinnin vaikutus, vetyperoksidin annosteleminen molempiin vaiheisiin sekä ensimmäisen peroksidivaiheen lämpötila. Optimiajomallien avulla vetyperoksidikulutusta saatiin pienennettyä noin 24 %.

Jätteenpolton typenoksidipäästöjen vähentäminen

Työn tavoitteena oli selvittää jätteenpolton typenoksidipäästöjen puhdistusmahdollisuuksia. Työssä käydään läpi typen oksidien muodostuminen poltossa ja typen oksidien poistomenetelmät. Poistomenetelmiä käsiteltäessä painotus on arinapoltossa ja erityisesti selektiivisessä ei-katalyyttimenetelmässä (SNCR). Työn kokeellinen osa tehtiin Ekokem Oy Ab:n jätevoimalassa Riihimäellä. Kokeellisessa osassa selvitettiin ensin ammoniakkiveden massavirran, SNCR-laitteiston veden massavirran ja räjähdysnuohouksen vaikutusta typenoksidipitoisuuteen. Samalla selvitettiin muita typenoksidipitoisuuteen vaikuttavia tekijöitä sekä SNCR-laitteiston puhdistustehokkuus. Sen jälkeen selvitettiin parhaita toiminta-arvoja öljyisen veden massavirralle, SNCR-laitteiston massavirralle ja primääri- ja sekundääri-ilman suhteelle typenoksidipitoisuuden, ammoniakki-slip:n, ilokaasupitoisuuden, ammoniakkiveden kulutuksen ja höyryn tuotannon kannalta. Tulokseksi saatiin, että ammoniakkiveden massavirran lisääminen pienentää typenoksidipitoisuutta, mutta voi aiheuttaa ammoniakkipäästön. Paras SNCR-laitteiston veden massavirta on suurin tutkittu, 800 kg/h, jolloin typenoksidipitoisuus sekä typenoksidipitoisuuden hetkittäinen vaihtelu, ammoniakkiveden kulutus ja ammoniakkipäästö ovat pienimmät. Samalla tosin höyryn virtaama pienenee. SNCR-laitteiston puhdistustehokkuudeksi saatiin 60 %. Räjähdysnuohouksella ei ole havaittavaa, eikä öljyisen veden massavirralla merkittävää vaikutusta typenoksidipitoisuuteen. Ammoniakkiveden kulutuksen kannalta paras öljyisen veden määrä on 600 kg/h, kun taas ammoniakki-slip:n kannalta paras öljyisen veden määrä on 950 kg/h. Primääri-ilman osuuden pienentäminen pienentää ammoniakki-slip:iä ja ammoniakkiveden kulutusta.

Utilização de técnicas do planejamento de experimentos na otimização de um processo de torneamento da superliga NIMONIC 80A

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Utilização de técnicas de planejamento de experimentos na análise de viabilidade de alterações no processo de pintura de grades Antracite em uma indústria automotiva

The search for better performance and competitive advantage in the current market scenario has made organizations keep their focus on quality planning and the use of effective techniques aimed at continuous improvement and optimization of processes and resources. The situation is not different for the painting process in the automotive industry, which has a significant amount of variables and influential external factors. This work, developed at General Motors in São José dos Campos, aims to analyze the feasibility of changing the painting process of the pickup S10 railings in the Antracite color located in the main line to the another line located in a Painting Repair Booth at the plant and, therefore, to study the possibility about reducing the window of cure for Antracite’s enamel by using Design of Experiments’ techniques. Applying this method is possible to find the best arrangement among studied factors of Painting Repair Booth that are, in this case, the Temperature, in Celsius degrees, and Skid’s Steps, in seconds, and it’s also possible to get their behavior according to quality requirements specified by GM rules for the Brightness and Paint Adhesion on the part. As a result, it can conclude that is possible to paint the S10 Antracite railings in the painting process’ line of Painting Repair Booth, and with the new configuration obtained by the Design of Experiments for the process variables, there are significant gains related to the parts’ quality, costs reduction and the optimization of production capacity, much in the main line as in the line of the Painting Repair Booth