تشریح دستاوردها و نقشه راه واحد مهندسی کیفیت در فولاد سنگان (بخش نخست)

در یک مجموعه صنعتی مانند فولاد سنگان، کیفیت نباید صرفاً به معنای «آزمایش محصول نهایی» تعریف شود. کیفیت باید در فرآیند ساخته شود و واحد مهندسی کیفیت باید کمک کند این کیفیت از مرحله ورود مواد اولیه تا محصول نهایی، قابل اندازه‌گیری، قابل اعتماد، پایدار و قابل بهبود باشد.

بر همین اساس، رویکرد ما در مهندسی کیفیت طی سال‌های گذشته از یک نگاه صرفاً کنترلی به سمت یک نگاه پیشگیرانه، فرآیندمحور و داده‌محور حرکت کرده است.

این رویکرد حتی از مرحله نمونه‌برداری آغاز می‌شود. نمونه‌ای که نماینده واقعی محموله یا جریان تولید نباشد، هرچقدر هم که آزمایشگاه دقیق باشد، نمی‌تواند نتیجه قابل اتکایی ایجاد کند. به همین دلیل، یکی از اقدامات مهم ما حرکت از نمونه‌برداری دستی به سمت نمونه‌برداری مکانیزه و استاندارد بوده است. در بخش‌های مختلف کارخانه شامل کراشر، کنسانتره‌سازی، گندله‌سازی، کارخانه بنتونیت، سنگ و کنسانتره ورودی کامیون‌ها و گندله خروجی بیش از 40 نمونه‌گیر خودکار نصب شده‌ است؛ این نمونه‌برداری بر مبنای استانداردهای مربوطه، از جمله استاندارد بین‌المللی نمونه‌برداری سنگ‌آهن و محصولات آن، انجام می‌شود. استاندارد ISO 3082 اصول نمونه‌برداری، آماده‌سازی نمونه و طراحی و بهره‌برداری از سامانه‌های نمونه‌برداری مکانیکی و دستی را برای سنگ‌آهن، کنسانتره و محصولات آگلومره مانند گندله پوشش می‌دهد.

در مرحله بعد، داده‌ای که از نمونه‌برداری به دست می‌آید باید معتبر باشد. به همین دلیل، آزمایشگاه فولاد سنگان از نخستین آزمایشگاه‌های منطقه صنعتی سنگان بود که موفق به دریافت استاندارد ایزو ۱۷۰۲۵ شد. این استاندارد صرفاً یک گواهینامه اداری نیست؛ الزامات مربوط به شایستگی، بی‌طرفی و عملکرد مستمر آزمایشگاه را در بر می‌گیرد و هدف آن ایجاد اطمینان نسبت به اعتبار نتایج آزمون و کالیبراسیون است.

پس از تولید داده معتبر نیز کار ما تمام نمی‌شود. نتایج وارد سیستم مدیریت کیفیت می‌شوند، برای پارامترهای مختلف هدف و محدوده مطلوب تعریف می‌شود، روند پارامترها و میزان دستیابی به محدوده مطلوب در داشبورد کیفیت دنبال می‌شود و در صورت مشاهده نوسان یا انحراف، موضوع برای بررسی و اقدام به واحدهای ذی‌ربط منتقل می‌شود. در نهایت، هدف ما این است که کیفیت را فقط کشف نکنیم؛ بلکه آن را بسازیم و پایدار کنیم.

اگر بخواهم فلسفه کاری مهندسی کیفیت را در یک جمله بیان کنم، می‌توانم بگویم:

مهندسی کیفیت باید کاری کند که کیفیت، نتیجه اتفاقی فرآیند نباشد؛ بلکه حاصل یک سیستم مهندسی‌شده و قابل کنترل باشد.

واحد مهندسی کیفیت فولاد سنگان چگونه اطمینان حاصل می‌کند که نتایج آزمایشگاهی و داده‌های کیفی، قابل اعتماد و قابل اتکا برای تصمیم‌گیری‌های تولید هستند؟

این موضوع یکی از پایه‌های اصلی فعالیت ماست؛ چون تصمیم‌گیری درست، به داده درست وابسته است. اگر داده کیفیت معتبر نباشد، حتی پیشرفته‌ترین روش‌های تحلیل نیز نمی‌توانند تصمیم صحیحی ایجاد کنند. ما اعتبار نتیجه را یک زنجیره می‌بینیم که از نمونه‌برداری شروع می‌شود، از آماده‌سازی و آزمون عبور می‌کند و به تأیید و تحلیل نتیجه می‌رسد. در بخش نمونه‌برداری، همان‌طور که اشاره کردم، حرکت به سمت نمونه‌گیرهای خودکار و استاندارد باعث شده است وابستگی فرآیند به روش‌های دستی کاهش پیدا کند و نمونه‌ها بر اساس اصول استاندارد نمونه‌برداری تهیه شوند. این موضوع اهمیت زیادی دارد؛ زیرا حتی اگر یک آزمایشگاه از نظر تجهیزات و روش آزمون کاملاً دقیق باشد، نمونه غیرنماینده می‌تواند کل نتیجه را تحت تأثیر قرار دهد.

در آزمایشگاه نیز روش‌های آزمون ما بر مبنای استانداردهای جهانی مربوطه، از جمله استانداردهای ایزو و ASTM، تدوین شده‌اند و مواردی مانند کالیبراسیون تجهیزات، کنترل کیفیت نتایج، صلاحیت کارکنان و کنترل فرآیند آزمون به‌صورت نظام‌مند دنبال می‌شوند. دستاورد مهم ما در این حوزه، استقرار استاندارد ایزو ۱۷۰۲۵ است. این استاندارد برای آزمایشگاه‌های آزمون و کالیبراسیون، الزامات شایستگی، بی‌طرفی و عملکرد مستمر را تعیین می‌کند و در سطح بین‌المللی یکی از مبانی مهم اعتماد به نتایج آزمایشگاهی محسوب می‌شود.

موضوع دیگری که برای ما اهمیت زیادی دارد، آزمون‌های مهارت (PT) است. ما هر سال در آزمون‌های مهارت کشوری شرکت می‌کنیم و در سال‌های مختلف گواهینامه EXCELLENCE دریافت کرده‌ایم. در آخرین دوره نیز در تمام آیتم‌های مورد ارزیابی، امتیاز کامل (نمره 100 از 100) کسب کردیم. این موضوع برای ما صرفاً یک موفقیت آزمایشگاهی نیست؛ نشان می‌دهد که نتایج آزمایشگاه در یک ارزیابی مستقل و مقایسه‌ای نیز از قابلیت اعتماد بالایی برخوردار است. بنابراین ما تلاش کرده‌ایم یک زنجیره کامل ایجاد کنیم:

نمونه معتبر → روش آزمون استاندارد → تجهیزات کالیبره → نیروی متخصص → تضمین کیفیت نتیجه → ارزیابی بیرونی → داده قابل اعتماد برای تصمیم‌گیری.

در واقع، یکی از وظایف مهم مهندسی کیفیت این است که وقتی یک عدد کیفی در اختیار مدیر تولید یا مدیر مجموعه قرار می‌گیرد، همه بدانند که این عدد پشتوانه فنی و نظام‌منددارد.

شاخص‌های کیفی محصولات شما در مقایسه با استانداردهای جهانی، مانند استانداردهای اروپا، در چه جایگاهی قرار دارد؟

برای پاسخ به این سؤال، ابتدا باید یک تفکیک مهم انجام دهیم. در صنعت فولاد، «استاندارد» تنها معیار ارزیابی کیفیت نیست؛ مشخصات فنی مشتری، نوع محصول، فناوری فرآیند پایین‌دست و کاربرد محصول نیز در تعیین مشخصات کیفی مؤثر هستند. رویکرد ما این نیست که صرفاً محصول را به حداقل مشخصات پذیرش برسانیم. برای پارامترهای مختلف، بر اساس الزامات محصول، مشخصات مشتری، شرایط فرآیند، عملکرد گذشته و مراجع معتبر، محدوده مطلوب و هدف کیفی تعریف کرده‌ایم.

در مجموع، اهداف کیفی محصولات فولاد سنگان در سطح مناسبی نسبت به الزامات و رویه‌های متداول جهانی تعریف شده‌اند و در برخی پارامترهای کلیدی، رویکرد هدف‌گذاری ما حتی سخت‌گیرانه‌تر از حداقل‌های متداول است.

برای مثال، در گندله، موضوع فقط عیار آهن نیست. پارامترهایی مانند میزان گوگرد و فسفر، اکسید آهن، سیلیس و سایر مواد باطله، استحکام، دانه‌بندی، قابلیت احیا و رفتار متالورژیکی نیز اهمیت دارند.

استانداردهای بین‌المللی و روش‌های آزمون نیز در ساختار کنترل کیفیت ما جایگاه مشخصی دارند. برای نمونه، ISO 3082  فرآیند نمونه‌برداری و آماده‌سازی نمونه سنگ‌آهن، کنسانتره و گندله را پوشش می‌دهد و استانداردهای مرتبط نیز برای تعیین ویژگی‌های مختلف محصول مورد استفاده قرار می‌گیرند.

اما نکته‌ای که مهم‌تر از مقایسه یک عدد با یک استاندارد خارجی است، پایداری کیفیت است.

ممکن است محصولی در یک مقطع مشخص تمام حدود پذیرش را رعایت کند، اما اگر نوسان زیادی داشته باشد، از دید مهندسی کیفیت هنوز جای بهبود دارد. به همین دلیل، ما در داشبورد کیفیت علاوه بر وضعیت پارامترها، روند آنها و میزان قرارگیری در محدوده مطلوب را نیز دنبال می‌کنیم.

بنابراین رویکرد ما این است که: رعایت استاندارد را کف کیفیت بدانیم، نه سقف کیفیت.

هدف ما رسیدن به محصولی با کیفیت پایدار، قابل پیش‌بینی و قابل اتکا برای مشتری و واحدهای پایین‌دست زنجیره فولاد است.

با توجه به نقش فولاد سنگان به عنوان یکی از تأمین‌کنندگان اصلی کنسانتره و گندله در زنجیره فولاد کشور، شاخص‌های کلیدی کیفیت کنسانتره مانند عیار آهن، گوگرد و فسفر در محصولات شما در چه سطحی قرار دارد و این شاخص‌ها چقدر در کاهش مصرف انرژی و افزایش بهره‌وری کوره‌های احیای مستقیم مؤثر بوده است؟

وقتی درباره کیفیت کنسانتره و گندله صحبت می‌کنیم، باید توجه داشته باشیم که این محصولات انتهای زنجیره نیستند؛ بلکه خوراک فرآیندهای بعدی هستند. بنابراین کیفیت آنها می‌تواند بر عملکرد واحدهای پایین‌دست نیز اثرگذار باشد.

در فولاد سنگان، شاخص‌های کلیدی کیفیت کنسانتره و گندله بر اساس مشخصات محصول و نیاز فرآیند هدف‌گذاری و به‌صورت مستمر پایش می‌شوند. در مجموع، این اهداف در سطح مناسب و قابل رقابت با الزامات و مراجع معتبر جهانی قرار دارند و در برخی شاخص‌ها رویکرد ما سخت‌گیرانه‌تر از حداقل الزامات متداول است.

اما اهمیت این شاخص‌ها فقط در مرحله کنترل محصول نیست. برای مثال، عیار آهن بالاتر به این معنی است که برای تولید مقدار مشخصی آهن، سهم مواد باطله کمتر خواهد بود. در نتیجه، بازده تولید آهن افزایش پیدا می‌کند. از طرف دیگر، کاهش مواد باطله، به‌ویژه ترکیباتی مانند سیلیس و آلومینا، باعث می‌شود مواد بی‌اثر کمتری وارد فرآیند پایین‌دست شوند. بنابراین کیفیت مناسب کنسانتره و گندله می‌تواند از طریق افزایش سهم آهن مؤثر و کاهش بار مواد باطله، به بهبود بهره‌وری فرآیند کمک کند.

قابلیت احیا نیز بسیار مهم است. گندله‌ای که قابلیت احیای مناسبی داشته باشد، در فرآیند احیای مستقیم با کارایی بیشتری اکسیژن خود را از دست می‌دهد و به آهن فلزی تبدیل می‌شود. بنابراین صرفاً بالا بودن عیار آهن کافی نیست؛ ساختار، تخلخل، خواص فیزیکی و رفتار احیایی گندله نیز اهمیت دارند.

پارامترهایی مانند میزان اکسید آهن نیز از این منظر مهم هستند؛ زیرا در فرآیند احیا، اکسیدهای آهن باید به آهن فلزی تبدیل شوند. بنابراین هر عاملی که قابلیت احیا و درجه متالیزاسیون را بهبود دهد، می‌تواند در شرایط فرآیندی مناسب به افزایش بهره‌وری و کاهش مصرف ویژه انرژی یا گاز کمک کند.

در اینجا باید یک نکته را هم روشن کنم: مهندسی کیفیت مستقیماً متولی مصرف انرژی واحد احیا نیست و بنابراین نمی‌توانیم تمام کاهش مصرف انرژی را به کیفیت محصول نسبت دهیم. اما می‌توانیم بگوییم کیفیت پایدار و مناسب خوراک، یکی از عوامل مهم فراهم‌کننده شرایط مناسب برای عملکرد بهینه فرآیند پایین‌دست است.

به همین دلیل، وقتی ما عیار آهن، اکسید آهن، گوگرد، فسفر، مواد باطله، دانه‌بندی، استحکام و سایر ویژگی‌های کیفی را هدف‌گذاری و پایش می‌کنیم، در واقع فقط در حال کنترل محصول خودمان نیستیم؛ بلکه داریم کیفیت خوراک زنجیره بعدی فولاد را نیز مهندسی می‌کنیم.

مهندسی کیفیت چگونه از یک واحد کنترل‌کننده به یک واحد اثرگذار در بهبود فرآیند و کیفیت تبدیل شده است؟

این سؤال دقیقاً نقطه تفاوت بین «کنترل کیفیت» و «مهندسی کیفیت» است.

کنترل کیفیت در ساده‌ترین تعریف، باید مشخص کند که محصول یا فرآیند در چه وضعیتی قرار دارد. اما مهندسی کیفیت یک گام جلوتر می‌رود و می‌پرسد:

چرا این وضعیت ایجاد شده است و چگونه می‌توان آن را بهتر و پایدارتر کرد؟

ما در فولاد سنگان تلاش کرده‌ایم این نگاه را در عمل پیاده کنیم.

یکی از نمونه‌های مشخص آن، پروژه استقرار نظام بهبود کیفیت به روش شش سیگما بود. در این پروژه صرفاً آموزش نظری انجام نشد؛ پروژه‌های واقعی در حوزه کنسانتره و گندله به صورت مشترک با همکاران همان حوزه ها تعریف و اجرا شدند.

دو نمونه از نتایج مشخص این پروژه‌ها، کاهش نوسان و افزایش استحکام گندله و همچنین بهبود میزان جذب آب بنتونیت بود. در هر دو مورد، بهبود قابل اندازه‌گیری در میزان قرارگیری در محدوده مطلوب حاصل شد.

اهمیت این پروژه‌ها در این است که نشان می‌دهند آزمایشگاه و کنترل کیفیت صرفاً تولیدکننده گزارش نیستند. داده‌ای که آزمایشگاه تولید می‌کند می‌تواند وارد چرخه‌ای شود که از شناسایی مسئله شروع، با تحلیل علت ادامه و به اقدام اصلاحی و بهبود فرآیند منتهی شود.

داشبورد کیفیت نیز بخش دیگری از همین رویکرد است. ما برای پارامترهای مختلف هدف‌گذاری کرده‌ایم و در داشبورد، هم روند پارامترها و هم میزان دستیابی به محدوده مطلوب را دنبال می‌کنیم.

این ساختار در واقع یک چرخه برنامه‌ریزی، اجرا، بررسی و اقدام (PDCA) را در خود دارد؛ یعنی هدف تعیین می‌شود، عملکرد واقعی اندازه‌گیری می‌شود، فاصله با هدف تحلیل می‌شود و در صورت نیاز اقدام اصلاحی یا پروژه بهبود تعریف می‌شود.

به این ترتیب، اصل بهبود مستمر و کایزن، از یک مفهوم نظری به یک فرآیند عملی تبدیل می‌شود.

اگر بخواهم خیلی ساده تفاوت این دو نگاه را بیان کنم: کنترل کیفیت می‌گوید کیفیت چگونه است؛ مهندسی کیفیت تلاش می‌کند بفهمد چرا چنین است و چگونه می‌توان آن را بهتر کرد.