BEDRIJFSSECTIE

Efficiente gewichtscontrole van pakjes margarine *)

door R. Doornbos **) UDC 311.42 :658.562

S u m m a r y Efficient weight control of margarine packets.

A process is described where the classical control charts on average and range of jive successive packets cannot be applied because it is not under control. By taking four packets and recording their total weight at a single weighing the control is improved and the labour reduced.

I. Inleiding In een pakafdeling van Van den Bergh's en Jurgens' Fabrieken N.V. te

Rotterdam, staan 26 B.M.R. pakmachines die per week per ploeg ongeveer 1000 ton margarine kunneo verpakken in pakjes van 250 gram. De arbeiders in deze afdeling worden beloond volgens een multifactorsysteem, waarin behalve de kwantiteit ook de kwaliteit in de vorm van gemiddeld verpakt gewicht en de spreiding in dit gewicht, zijn opgenomen.

De verantwoording voor het juiste gewicht berust bij de machinisten die per persoon 4 machines bedienen.

2. Waarom gewichtscontrole? Met het doe1 de individuele consument te beschermen eist de warenwet, dat

op ieder pakje margarine een gewicht wordt vermeld en dat elk pakje minstens zoveel margarine moet bevatten als er op staat aangegeven.

Dit zou heel goed werken als alle geproduceerde pakjes precies even zwaar zouden zijn, zodat het gewicht door CCn getal, het gemiddelde, kon worden gekarakteriseerd. De tweede fase in het statistische denken, het aanvaarden van een zekere spreiding tengevolge van de variabiliteit die elk produktie- proces nu eenmaal vertoont, heeft de warenwet nog niet bereikt.

Terecht wees Ir. van Ettinger er op de Statistische Dag in 1952 op, dat het eisen van een minimumgewicht veelal leidt tot een onnodige technische per- fectie en een zeer uitgebreide controle, waarvan de kosten weer door de con- sument worden gedragen.

Meer in het algemeen belang en statistisch juister zou het zijn om, volgens het voorstel van van Ettinger, voor te schrijven:

*) Voordracht, gehouden voor de Bedrijfssectie op de Statistische Dag 1959. **) Hoofd van de Statistische Service Afdeling Nederland van Unilever N.V., Rotterdam.

Statistica Neerlandica 13 (1959) nr 3. 323

a) Een ondergrens voor het gemiddelde gewicht (ter bescherming van de

b) Een bovengrens voor de spreiding (ter bescherming van de individuele

c) €?en goed omschreven steekproefsysteem ter controle van bovengenoemde

consumenten als groep),

consument) en

punten (ter bescherming van de producent).

Zolang deze wensen niet zijn vervuld, is het onvermijdelijk, dat ook de bonafide producent van tijd tot tijd met de letter van de wet in strijd is, temeer daar de wet evenmin als met de spreiding in de gewichten rekening houdt met de onvermijdelijke indroging (margarine bevat ongeveer 16 yo water) die na z weken we1 2 gram kan bedragen. Om een redelijke garantie te hebben aan het voorschrift van de warenwet te voldoen, moet het gemiddelde gewicht boven de 250 gram liggen. Dit overwicht is bij een bepaald risico recht even- redig met de spreiding van het proces en dus is het zaak deze spreiding laag te houden. Hiertoe is het nodig tijdens de produktie geregeld pakjes te wegen en zonodig in te grijpen in het produktieproces.

3. Oorzaken van de spreiding Om met enige kans op succes te kunnen proberen om de spreiding te

reduceren, moeten we eerst nagaan waardoor deze spreiding wordt veroorzaakt. Bij deze machines, die ongeveer 65 pakjes per minuut produceren wordt het pakje gevormd in een zogenaamde vormkamer, waarna in 4 fasen de wikkel er omheen wordt gevouwen. Het volume van deze vormkamer is regelbaar. De dosering is dus een volumedosering. Het is dus duidelijk, dat variaties in het soortelijk gewicht van de margarine automatisch variaties in het pakge- wicht tot gevolg hebben. Andere gewichtsvariaties kunnen ontstaan door variaties in het volume. Dit volume kan schommelen als machineonderdelen speling vertonen. We kunnen ons ook voorstellen, dat het volume een trend vertoont als door trilling de beweegbare wand van de vormkamer naar buiten of naar binnen beweegt. Deze oorzaken kunnen ook nog op een andere wijze in twee groepen worden verdeeld.

A. Variaties op korte termijn Dit zijn kleine variaties van pakje tot pakje, die volkomen onvoorspelbaar

zijn en als onvermijdelijk moeten worden aanvaard. Dit kunnen dus kleine plaatselijke variaties in soortelijk gewicht zijn of kleine schommelingen in het volume. Strikt genomen zijn deze variaties slechts onvermijdelijk bij het huidige proces. Wat de machine betreft zullen deze variaties op den duur groter worden, waarop revisie of vervanging moet volgen.

Statistica Neerlandica 13 (1959) nr 3. 324

B. Variaties op langere termijn Deze variaties ontstaan vooral door golfbewegingen in het soortelijk gewicht

van de margarine en eventueel door een verloop ten gevolge van een toe- of afnemend volume.

In principe kunnen we deze tweede groep van variaties tot een minimum beperken door zeer vaak te controleren en zo nodig bij te regelen. Dan zouden ons nog slechts die variaties ontsnappen die teloorgaan in de onder A genoemde oorzaken.

Helaas is dit slechts theorie. In de eerste plaats is het, afgezien van de kosten, fysiek onmogelijk ieder pakje te wegen. Verder kan een pakje pas worden ge- wogen, nadat het de machine uitkomt en in die tussentijd zijn er a1 weer een tiental uit de vormkamer gekomen en voor er bijgeregeld is, is er weer minstens een minuut (A 65 pakjes) verstreken. Slechts een volautomatische zelfcorrige- rende weegapparatuur op elke machine zou hier uitkomst bieden.

4. Het Massieke controlesysteem Zoals in de eerste paragraaf reeds werd vermeld berust de verantwoording

voor het juiste gewicht bij de machinist. Bij elk tweetal machines staat een weegschaal opgesteld, waarop oorspronkelij k als contragewicht was geplaatst het nominale gewicht van ken pakje plus het gewenste overwicht plus t6n wikkel. De machinist kon dus door van tijd tot tijd een pakje op de weegschaal te leggen gemakkelijk constateren of het gewicht zich op het juiste niveau bevond. Daarnaast waren per ploeg drie controleurs werkzaam, die met tussen- pozen van 10 1 I 5 minuten 5 achtereenvolgende pakjes van de band namen en deze wogen op I gram nauwkeurig. De resultaten werden genoteerd op een 5-R kaart. D.w.2. eerst de afzonderlijke gewichten, hun gemiddelde en range en deze beide laatste getallen op de bekende manier ingetekend op een kaart.

Wat zijn de consequenties van dit systeem? Zoals we zagen is het niet mo- gelijk alle spreiding op langere termijn te voorkomen. De op de normale manier berekende controlegrenzen, of het nu 2 of 3 u grenzen zijn, zijn dus te nauw. Of, anders gezegd, het proces is niet in controle. De ,,aanwijsbare oorzaken” zijn hier erg eenvoudig. Het is het verloop van het soortelijk gewicht. Zonder fundamentele wijzigingen in het fabricageproces is hier niets aan te doen. Men had zich hier in de praktijk dan ook bij neergelegd en grenzen vastgesteld, gebaseerd op de totale spreiding van de geproduceerde pakjes, zoals die achter- af uit de controlekaarten kon worden vastgesteld. De enige functie van de rangekaart was dus het onder controle houden van de locale spreiding. Deze is echter van de orde van 0,3 1 0,4 gram. Dit is veel te klein om er een redelijk beeld van te kunnen krijgen met een routinebeweging op I gram nauwkeurig.

Statistics Neerlandica 13 (1959) nr. 3 325

Het resultaat is dan namelijk dat voor de range in driekwart van de gevallen een o wordt genoteerd.

5. Het onderzoek Na rijp beraad, waarin de heer Moroney een groot aandeel had, werd het

volgende overwogen. Het oude systeem van gewichtscontrole controleerde in feite alleen het gemiddelde. Hiervoor is het echter niet nodig om pakjes stuk voor stuk te wegen. Er werd dus tot een onderzoek besloten, waarbij onder andere in de praktijk zou worden nagegaan of het niet mogelijk was een aantal pakjes tegelijk te wegen, wat uiteraard een werkbesparing zou betekenen.

Dit onderzoek was gericht op de volgende punten:

A. Het wegen van een aantal pakjes ineens. Om de 10 P 15 minuten werden 4 pakjes tegelijk gewogen. Dit aantal 4 is

vrij willekeurig. Minder pakjes wegen betekent een geringere nauwkeurigheid, veel meer is praktisch niet doenlijk. Experimenteel is nu nagegaan welke ver- schillen optraden tussen twee opeenvolgende wegingen bij een goede bediening en tussentijdse controle van de machine. Hierbij werd er van uitgegaan, dat de huidige bezetting in de afdeling niet opgevoerd zou worden, hetgeen be- tekent, dat de machinist per machine niet veel vaker dan eens in de 5 minuten een weging kan uitvoeren.

B. De spreiding op korte termijn Om een beter inzicht te krijgen in de zgn. ,,machinespreiding” werden met

een nauwkeurigheid van 4 gram van een aantal machines van enige overdozen P 40 stuks alle pakjes gewogen. Daar deze overdozen machinaal worden ver- pakt is de volgorde, waarin deze pakjes geproduceerd zijn bekend. In sommige gevallen vie1 hierbij een zekere periodiciteit in de gewichten op met een periode van 5 P 7 pakjes.

Bij nadere beschouwing bleek het volgende. De margarine wordt door een worm aangevoerd die, telkens als de vormkamer gevuld moet worden, over een zekere hoek draait. Het aantal slagen nodig voor een volle omwenteling kan, afhankelijk van de consistentie van de margarine, geregeld worden. De lengte van de periode bleek nu te corresponderen met dit aantal slagen per omwenteling. Het ligt dus voor de hand de verklaring te zoeken in de vorm van deze wormen, waardoor de druk waarmee de vormkamer wordt gevuld, varieert met de stand van de worm.

C. De spreiding van het proces Daar het niet onmogelijk leek dat, door verkeerd afronden van de controleurs

Statistics Neerlandica 13 (1959) nr 3. 326

enerzijds en bijregelen door de machinist vlak v66r de controle anderzijds, de kaarten een geflatteerd beeld van de spreiding zouden geven, werd ook op dit punt een onderzoek ingesteld. Daartoe werden op de plaats waar de overdozen van alle machines samenkomen uit deze overdozen steekproeven genomen en de betrokken pakjes werden gewogen. Hieruit bleek, dat een spreiding van rond I gram normaal was, tenvijl de uit de controlekaarten berekende waarde ongeveer 0,6 gram bedroeg. Een aanmerkelijk verschil dus.

6. Het nieuwe systeem A. Per machine worden per controle 4 achtereenvolgende pakjes van de

band genomen en tezamen gewogen. Het resultaat wordt met een kruisje op de totalenkaart gemarkeerd. Ieder paar van dergelijke totalen geeft een verschil, dat op de verschillen- of rangekaart wordt gemarkeerd. De grenzen zijn op de normale manier berekend uit de experimenteel gevonden verschillen. De voordelen zijn:

a) Grotere nauwkeurigheid. b) Geringere geneigdheid tot verkeerd afronden. Het gewicht van 4 pakjes schommelt van -4 tot +4 gram om het nominale gewicht. De verleiding om van een -4 een -3 te maken is minder groot dan van een -I een 0. c) Voor de machinist is het nu ook nodig om 4 pakjes tegelijk te wegen met het oog op het contragewicht. Vroeger woog hij I pakje en de grenzen op de kaart waren gebaseerd op het gemiddelde van 5 pakjes. Het gevaar voor over- regelen is dus kleiner geworden. d) Beduidend minder werk. Per ploeg werkt nu CCn controleur in plaats van vroeger drie. De frequentie is weliswaar kleiner geworden, nl. ongeveer om de 20 minuten, maar zoals we nog zullen zien heeft dit geen schadelijke gevolgen gehad.

B. De baas van de kwaliteitscontrole weegt per ploeg IOO pakjes op het eind van de band op 9 gram nauwkeurig. C. Van iedere machine wordt eens per week een doos van 40 stuks in de ge- produceerde volgorde gewogen. Uit deze 10 groepjes van 4 wordt de spreiding binnen een groepje van 4 berekend. In de loop van de week worden deze dozen opzij gezet en als op de zaterdag de machines worden schoongemaakt en er dus geen produktie is, vindt het wegen door de gewichtscontroleur plaats.

Tussen de uit de onder A, B en C vermelde gegevens berekende spreidingen

Noemen we de totale spreiding van het proces 0 en denken we deze spreiding moet in theorie het volgende verband bestaan.

Statistica Neerlandica 13 (1959) nr 3. 327

opgebouwd uit een spreiding UM binnen 4 opeenvolgende pakjes en een rest U R ~ dan geldt dus

(1) 0' = OM2 + ORa

De totalen van 4 opeenvolgende pakjes vertonen dan een spreiding uaI waar- voor geldt:

( 2 )

Dus geldt

(3 1 1 6 u ~ = u , ~ + I Z U M ~ .

u,8 = 4 0 ~ ~ + 16 UR',

7. Resultaten A. Op het ogenblik is de processpreiding ongeveer 0,9 gram. Dit is afgeleid uit de wegingen van de baas van de kwaliteitscontrole onder 6B verrneld. Berekend uit de controlekaarten en de machinespreiding vinden we ongeveer 0165.

De spreiding lijkt in werkelijkheid dus iets te zijn afgenomen, n.1. van I,O

tot 0,9 gram, terwijl de controlekaarten juist het tegendeel te zien geven, n.1. een toeneming van 0,6 naar 0,65 gram (vgl. par gC), zodat ze dus iets beter de werkelij kheid weergeven.

B. Per ploeg werkt I controleur in plaats van 3.

C. Van iedere machine wordt een kaart bijgehouden van de machinespreiding. Dit geeft een goede basis om de technische dienst te kunnen waarschuwen als er revisie nodig is.

Statistica Needandica 13 (1959) nr 3.