spc標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)過程控制

1、第I章持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)過程控制概述在今天的經(jīng)濟(jì)氣候下，為了事業(yè)昌盛，我們 汽車制造商，供方及銷售商必須致 力于不斷改進(jìn)。我們必須尋找更有效的方法來提供產(chǎn)品及服務(wù)。這些產(chǎn)品和服務(wù)必須不 斷地在價(jià)值上得以改進(jìn)。我們必須重視內(nèi)部以及外部的顧客，并將顧客滿意作為企業(yè)的 主要目標(biāo)。為了達(dá)到這一目標(biāo)，我們組織中的每一個(gè)人都必須確保不斷改進(jìn)及使用有效的方法。 本手冊涉及到第二個(gè)領(lǐng)域的某些要求。它描述了能使我們致力于的改進(jìn)更有效的幾種基 本的統(tǒng)計(jì)方法。為了完成不同的任務(wù)需要不同程度的理解。本手冊的對(duì)象是見習(xí)生以及 剛開始從事統(tǒng)計(jì)法應(yīng)用的管理人員。對(duì)于現(xiàn)在正在應(yīng)用更先進(jìn)技術(shù)的人員，本手冊 也可 作為他們學(xué)習(xí)這些基

2、本方法的參考文獻(xiàn)。本手冊并沒有包括所有的基本方法。附錄H 所列的參考文獻(xiàn)或手冊中闡述了其他的基本方法 （例如：檢查清單、流程圖、排列圖、因果 分析圖等 ）及一些先進(jìn)的方法 （如其他控制圖、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、質(zhì)量功能展開等 ）。本書所述的基本統(tǒng)計(jì)方法包括與統(tǒng)計(jì)過程控制及過程能力分析有關(guān)的方法。本手冊 的第1章闡述了過程控制的背景知識(shí)， 解釋了一些重要的概念：如變差的 特殊及普通原因， 并介紹了控制圖，這個(gè)用來分析及監(jiān)控過程非常有效的工具。 第u章描述了構(gòu)造和使用 計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖表（定量的數(shù)據(jù)，或測量）的X R, X S圖，中位數(shù)圖以及X MR（單 值及移動(dòng)極差 ）圖。這一章還介紹了過程能力的概念并討論

3、了廣泛應(yīng)用的指數(shù)及比值。第 川章介紹了用于計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)（定性數(shù)據(jù)或計(jì)數(shù)值）的幾種控制圖：p圖、np圖及u圖。第 IV章介紹了測量系統(tǒng)分析的內(nèi)容并列舉了適當(dāng)?shù)睦?。?錄包括分組及過度調(diào)整的例 子，如何使用控制圖的流程圖、常數(shù)及公式表、標(biāo)準(zhǔn) 正態(tài)分布以及可復(fù)制的空白表等。 術(shù)語索引給出了本手冊所使用的術(shù)語及符號(hào)的 解釋，參考文獻(xiàn)一節(jié)向讀者提供了進(jìn)一步 學(xué)習(xí)的材料。在開始討論之前，需進(jìn)行六點(diǎn)說明： 1收集數(shù)據(jù)并用統(tǒng)計(jì)方法來解釋它們并不是最終目標(biāo)，最終目標(biāo)應(yīng)是對(duì)讀者的過程 不斷加深理解。當(dāng)個(gè)沒有任何改進(jìn)的技術(shù)專家是很容易的。 增加知識(shí)應(yīng)成為行動(dòng)的基礎(chǔ)；2研究變差和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)知識(shí)來改進(jìn)性能的基本概念適用于

4、任何領(lǐng)域，可以是在車間 中或辦公室里。例子有：機(jī)器 （性能特性 ）、記帳（差錯(cuò)率）、總銷售額、浪費(fèi)分析 （廢品率）、 計(jì)算機(jī)系統(tǒng) （性能特性 ）及材料管理 （運(yùn)送時(shí)間） 。本手冊重點(diǎn)放在車間應(yīng)用中。鼓勵(lì)讀者參 考附錄H中的參考文獻(xiàn)應(yīng)用于行政管理及服務(wù)中；3. SPC代表統(tǒng)計(jì)過程控制，不幸的是在北美統(tǒng)計(jì)方法常用于零件而不是過程。應(yīng)用 統(tǒng)計(jì)技術(shù)來控制輸出 （例如零件 ）應(yīng)僅僅是第一步。只有當(dāng)產(chǎn)生輸出的過程成為我們努力 的重點(diǎn)，這些方法才能在改進(jìn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本上發(fā)揮作用；4盡管本書的每一點(diǎn)是通過已完成的例子來說明，要真正理解這些知識(shí)需要進(jìn)一步過程控制的需要檢測容忍浪費(fèi)預(yù)防一一避免浪費(fèi)與過

5、程控制實(shí)際相聯(lián)系。研究讀者自己 的工作場所或相似部門中的實(shí)際例子是對(duì)本書的 重要補(bǔ)充。然而，現(xiàn)有的過程信息不能代替實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)；5 本書可看成應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法的第一步。它提供從經(jīng)驗(yàn)中得到的法則，這些法則在許 多方面得到了應(yīng)用。然而，還是存在不能盲目使用這些法則的例外。本手冊不能滿足初 學(xué)者對(duì)統(tǒng)計(jì)方法和理論知識(shí)的進(jìn)一步的需要，我們鼓勵(lì)讀者尋求正規(guī)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教育。在 讀者的過程和統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用已經(jīng)比本手冊所述的內(nèi)容更先進(jìn)的地方我們也鼓勵(lì)讀者向 具有一定的統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)與實(shí)踐的人員請(qǐng)教。以便了解其它技術(shù)；6 測量系統(tǒng)對(duì)合適的數(shù)據(jù)分析來說很重要，并 且在收集過程數(shù)據(jù)之前就 應(yīng)很好地 了解它們，如果這樣的一個(gè)系

6、統(tǒng)缺少統(tǒng)計(jì)控制或他們的變差占過程數(shù)據(jù)總變差中很大比 例，就可能作出不適當(dāng)?shù)臎Q定。在手冊中，假設(shè)該系統(tǒng)處于受控狀態(tài)并且對(duì)數(shù)據(jù)的總變差沒有大的影響。為了更詳細(xì)的了解這些內(nèi)容讀者可參考AIAG出版的測量系統(tǒng)分析(MSA)手 冊。第1節(jié)預(yù)防與檢測過去，制造商經(jīng)常通過生產(chǎn)來制造產(chǎn)品，通過質(zhì)量控制來檢查最終產(chǎn)品并剔除不符 合規(guī)范的產(chǎn)品。在管理部門則經(jīng)?？繖z查或重新檢查工作來找出錯(cuò)誤，在這兩種情況下 都是使用檢測的方法，這種方法是浪費(fèi)的，因?yàn)樗试S將時(shí)間和材料投入到生產(chǎn)不一定有用的產(chǎn)品或服務(wù)中。一種在第一步就可以避免生產(chǎn)無用的輸出，從而避免浪費(fèi)的更有效的方法是一一預(yù)防。對(duì)許多人來說預(yù)防的策略聽起來很明智，甚

7、至是顯然的。經(jīng)常能聽到這樣的口號(hào)“第 一次就把工作做好?！钡庥锌谔?hào)是不夠的。所要求的是理解統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)的各個(gè)要素。下述七節(jié)介紹了這些要素，并可以看成是下列問題的答案：什么是過程控制系統(tǒng)?（第2節(jié)）變差是如何影響過程輸出的？（第3節(jié)）統(tǒng)計(jì)技術(shù)是如何區(qū)分一個(gè)問題實(shí)質(zhì)是局部的還是涉及到整個(gè)系統(tǒng)的 ?（第4節(jié)）什么是統(tǒng)計(jì)受控過程?什么是有能力的過程 ?（第5節(jié)）什么是持續(xù)改進(jìn)循環(huán)?過程控制對(duì)哪一部分起作用 ?（第6節(jié)）什么是控制圖?如何使用 ?（第7節(jié)）使用控制圖有什么好處?（第8節(jié)）學(xué)習(xí)以上材料時(shí)，讀者可以查閱附錄 G的術(shù)語索引對(duì)關(guān)鍵術(shù)語和符號(hào)的定義。第 2節(jié) 過程控制系統(tǒng)一個(gè)過程控制系統(tǒng)可以

8、稱為一個(gè)反饋系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)過程控制 （SPC）是一類反饋系統(tǒng)，但 也存在不是統(tǒng)計(jì)性的的反饋系統(tǒng)。下面討論這個(gè)系統(tǒng)的四個(gè)重要的基本原理。1 過 程所謂過程指的是共同工作以產(chǎn)生輸出的供方 、生產(chǎn)者、人、設(shè)備、輸入材料、方法 和環(huán)境以及使用輸出的顧客之集合 （1）。過程的性能取決于供方和顧客之間的溝通，過程 設(shè)計(jì)及實(shí)施的方式，以及運(yùn)作和管理的方式等。過程控制系統(tǒng)的其他部分只有它們在幫 助整個(gè)系統(tǒng)保持良好的水平或提高整個(gè)過程的性能時(shí)才有用。2 有關(guān)性能的信息通過分析過程輸出可以獲得許多與過程實(shí) 際性能有關(guān)的信息。但是與性能有關(guān)的最 有用的信息還是以研究過程本質(zhì)以及其內(nèi)在的變化性中得到的。過程特性 （如溫度

9、、循環(huán) 時(shí)間、進(jìn)給速率、缺勤、周轉(zhuǎn)時(shí)間、延遲以及中止的次數(shù)等、是我們關(guān)心的重點(diǎn)。我們 要確定這些特性的目標(biāo)值，從而使過程操作的生產(chǎn)率最高，然后我們要監(jiān)測我們與目標(biāo) 值的距離是遠(yuǎn)還是近，如果得到信息并且正確地解釋，就可以確定過程是在正常或非正 常的方式下運(yùn)行。若有必要可采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣硇Ｕ^程或剛產(chǎn)生的輸出。若需要采取 措施，就必須及時(shí)和準(zhǔn)確，否則收集信息的努力就白費(fèi)了。3對(duì)過程采取措施通常， 對(duì)重要的特性（過程或輸 出）采取措施從而避免它們偏離目標(biāo)值太遠(yuǎn)是很經(jīng)濟(jì) 的。這樣能保持過程的穩(wěn)定性并保持過程輸出的變差在可接受的界限之內(nèi)。采取的措施 包括改變操作 （例如：操作員培訓(xùn)、變換輸入材料等 ），

10、或者改變過程本身更基本的因素 （例 如：設(shè)備需要修復(fù)、人的交流和關(guān)系如何，或整個(gè)過程的設(shè)計(jì) 也許應(yīng)改變車間的溫 度或濕度 ）。應(yīng)監(jiān)測采取措施后的效果，如有必要還應(yīng)進(jìn)一步分析并采取措施。4. 對(duì)輸出采取措施如果僅限于對(duì)輸出檢測并糾正不符合規(guī)范的產(chǎn)品，而沒有分析過程中的根本原因， - 3 -常常是最不經(jīng)濟(jì)的。不幸的是如果目前 的輸出不能滿足顧客的要求，可能有必要將所有 的產(chǎn)品進(jìn)行分類報(bào)廢不合格品或者返工。這種狀態(tài)必然持續(xù)到對(duì)過程采取必要的校正措 施并驗(yàn)證，或持續(xù)到產(chǎn)品規(guī)范更改為止。很顯然，僅對(duì)輸出進(jìn)行檢驗(yàn)并隨之采取措 施不能代替有效的過程管理。僅對(duì)輸出采 取措施只可作為不穩(wěn)定或沒有能力的過程的、臨

11、時(shí)措施 （見第 5節(jié)）。因此，下面的討論的 重點(diǎn)將放在過程信息收集和分析上，這樣可以對(duì)過程本身采取糾正措施。第 3節(jié) 變 差的普通及特殊原 因 為了有效地使用過程控制測量數(shù)據(jù)，理解變差的概念是很重要的， 2所示。 沒有兩件產(chǎn)品或特性是完全相同的，因?yàn)槿魏芜^程都存在許多引起變差的原因。產(chǎn) 品間的差距也許很大，也許小得無法測量，但這些差距總是存在。例如一個(gè)機(jī)加工軸的 直徑易于受到由于機(jī)器 （間隙、軸承磨損 ）、工具（強(qiáng)度、磨損率 ）、材料（直徑、硬度）、操 作人員（進(jìn)給速率、對(duì)中準(zhǔn)確度 ）、維修 （潤滑、易損零件的更換 ）及環(huán)境 （溫度、動(dòng)力供應(yīng) 是否恒定）等原因造成潛在的變差的影響。再舉一個(gè)例子

12、，處理一張發(fā)票所需的時(shí)間隨著 人們完成 （項(xiàng)目）不同的階段，他們所用設(shè)備的可靠性，票據(jù)本身的準(zhǔn)確性 及易讀性，所 遵守的規(guī)程及辦公室中其他工作量的不同而不同。過程中有些變差造成短期的、零件間的差異 例如機(jī)器及其固定裝置間的游隙和 間隙，或記帳人員工作的準(zhǔn)確性等。另外，一些變差的原因僅經(jīng)過相當(dāng)長的時(shí)期后對(duì)輸 出造成影響，可能是隨著刀具或機(jī)器的磨損或是規(guī)程發(fā)生有規(guī)則的或不 規(guī)則的變化，或 是諸如動(dòng)力不穩(wěn)定等的環(huán)境的改變。這樣，測量的周期以及測量時(shí)的條件將會(huì)影響存在 的變差的總量。從最低要求的角度來看，總是將變差問題簡單化。位于規(guī)定的公差的范圍的零件是 可接受的，超出規(guī)定公差范圍之外的零件是不可接受

13、的；按時(shí) 完成報(bào)告是可接受的，遲 緩的報(bào)告是不能接受的。然而，在管理任何一個(gè)過程減少變差時(shí)，都必須追究造成變差 的原因。首先是區(qū)分普通原因和特殊原因。雖然單個(gè)的測量值可能全都不同，但形成一組后它們趨于形成一個(gè)可以描述成一個(gè) 分布的圖形 （2） ，這個(gè)分布按下列特性區(qū)別：位置（典型值）;分布寬度（從最小值至最大值之間的距離）； 形狀（變差的模式是否對(duì)稱、偏斜等 ）。普通原因指的是造成隨著時(shí)間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中的許多變差 的原因，我們稱之為：“處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”、“受統(tǒng)計(jì)控制”，或有時(shí)簡稱“受控”。 普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。只有變差的普通原因存在且不改變時(shí)，過程 的

14、輸出才是可以預(yù)測的。特殊原因（通常也叫可查明原因）指的是造成不是始終作用于過程的變差的原因，即當(dāng) 它們出現(xiàn)時(shí)將造成（整個(gè)）過程的分布改變。除非所有的 特殊原因都被查找出來并且采 取 了措施，否則它們將繼續(xù)用不可預(yù)測的方式來影響過程的輸出。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的 特殊原因，隨著時(shí)間的推移，過程的輸出將不穩(wěn)定。由于特殊原因造成的過程分布的改變有些有害，有些有利。有害時(shí)應(yīng)識(shí)別出來并消 除它，有利時(shí)可識(shí)別出來并使其成為過程恒定的一部分。對(duì)于一些成熟的過程（例如經(jīng)過幾次不斷改進(jìn)的循環(huán)后的過程），顧客可能給予特許讓一貫出現(xiàn)特殊原因的過程進(jìn) 行下 去，這樣的特許通常要求過程控制計(jì)劃能確保符合顧客的要求并且保證

15、過程不受別的特 殊原因的影響。（見第5節(jié)）局部措施和對(duì)系統(tǒng)米取措施局部措施通常用來消除變差的特殊原因-通常由與過程直接相關(guān)的人員實(shí)施大約可糾正15 %的過程問題對(duì)系統(tǒng)采取措施通常用來消除變差的普通原因幾乎總是要求管理措施，以便糾正大約可糾正85 %的過程問題第4節(jié)局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措施在上面討論的兩種變差以及可能采取的減少它們的措施*之間有著重要的聯(lián) 系。簡單的統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù)能檢查變差的特殊原因。發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因并采取 適當(dāng)措施通常是與該過程操作直接有關(guān)人員的責(zé)任。盡管有時(shí)糾正時(shí)要求管理人員 介入，但解決變差的特殊原因通常要求采取局部措施。這一點(diǎn)在早期的過程改進(jìn)中 尤為重要。當(dāng)某人對(duì)特殊

16、原因成功地采取適當(dāng)?shù)拇胧┖?，其余的問題通常要求采取 管理行動(dòng)而不是局部措施來解決。相同的簡單的統(tǒng)計(jì)過程控制技術(shù)也能指明變差的普通原因的范圍，但分離這些 原因需要更詳細(xì)的分析。糾正變差的普通原因的責(zé)任在于管理人員。有時(shí)與操作直 接相關(guān)的人員處于較有利的位置發(fā)現(xiàn)它們并將它們報(bào)告給管理人員來采取措施的。 總的來說，解決變差的普通原因通常需要采取系統(tǒng)措施。過量過程變差中較小的部分工 業(yè)經(jīng)驗(yàn)建議為15是 通過與操作直 接有 關(guān)的 人員局 部糾正 的。大部分其 余的85是 管 理人員 通過 僅對(duì)系 統(tǒng)采取 措 施來糾正的。采取的措施類型如不正確將給機(jī)構(gòu)帶來大的損失，不 但勞而無功，而 且會(huì)延誤問題的解決甚

17、至使問題惡化。例如：如果需要管理人員對(duì)系統(tǒng)采取措施（ 如 選擇提供一致輸入材料的供方）時(shí)卻采取的是局部措施（如調(diào)整機(jī)器）就不對(duì)* 。無 論如何，為了更好地減少過程變差的普通原因需要管理人員和與操作直接相關(guān)的人 員的密切合作。第5節(jié) 過 程控制和過程能 力過程控制系統(tǒng)的目標(biāo)是對(duì)影響過程的措施作出經(jīng)濟(jì) 合理的決定。也就是說，平衡不 需控制時(shí)采取了措施（過度控制或擅自改變） 和需要控制時(shí)未采取措施（控制不足）的后 果。必須在前面提到的變差的兩種原因 特殊原因和 普通原因的關(guān)系下處理好這些 風(fēng)險(xiǎn)。 （3）過程在統(tǒng)計(jì)控制下運(yùn)行指的是僅存在造成變差的普通原因。這樣，過程控 制系統(tǒng)的 一個(gè)作用是當(dāng)出現(xiàn)變差的

18、特殊原因時(shí)提供統(tǒng)計(jì)信號(hào)，并且當(dāng)不存在特殊原因時(shí)避免提供 錯(cuò)誤信息。從而對(duì)這些特殊原因采取適當(dāng)?shù)拇胧?（ 或是消 除它們，或是如果有用，永久 地保留它們 ） 。討論過程能力時(shí)，需考慮兩個(gè)在一定程度上相對(duì)的概念：過程能力由造成變差的普通原因來確定，通常代表過程本身的最佳性能（例如分布寬度最小 ） ，在處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下的運(yùn)行過程，數(shù)據(jù)收集到后就能證明過程能力， 而不考慮規(guī)范對(duì)過程的分布位置和或分布寬度如何規(guī)定； 然而，內(nèi)外部的顧客更關(guān)心過程的輸出以及與他們的要求 （定義為規(guī)范）的關(guān)系如 何，而不考慮過程的變差如何。一般來說，由于受統(tǒng)計(jì)控制的過程服從可預(yù)測的分布，從該分布中便可以估計(jì)出符 合規(guī)范的產(chǎn)

19、品的比例。只要過程保持受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)并且其分布的位置、分布寬度及形 狀不變化，就可以繼續(xù)生產(chǎn)相同分布的符合規(guī) 范的產(chǎn)品。對(duì)過程采取的第一個(gè)措施就是 將過程定位在其目標(biāo)值上。如果過程的分布寬度是不可接受的，該策略則允許生產(chǎn)最小 量不符合規(guī)范的產(chǎn)品。通常要求用對(duì)系統(tǒng)采取措施從而減少產(chǎn)生變差的普通原因的方法 來改進(jìn)過程的能力 （以及其輸出 ），從而始終符合規(guī)范。為了進(jìn)一步具體了解過程能力、 過程性能以及與之相關(guān)的假設(shè)，參見第 2章第5節(jié)。簡言之，首先應(yīng)通過檢查并消除變差的特殊原因使過程處于受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，那么其性能是可預(yù)測的，就可評(píng)定其滿足顧客期望的能力。這是持續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)。每個(gè)過程可以根據(jù)其能力和

20、是否受控進(jìn)行分類，過程可分成 4類，如下表所示:控制滿足要求受控不受控可接受1類3類不可接受2類4類一個(gè)可接受的過程必須是處于受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的且其固有變差（能力）必須小于規(guī)定 的公差。理想的情況是具有1類過程，該過程受統(tǒng)計(jì)控制且有能力滿足要求，是可接受的。 2類過程是受控過程但存在因普通原因造成的過大的必須減少的變差。 3類過程符合要求， 可接受，但不是受控過程，需要識(shí)別變差的特殊原因并消除它。4類過程即不是受控過程又不可接受，必須減少變差的特殊原因和普通原因。在有些情況下，顧客也許允許制造商運(yùn)行一個(gè)3類過程，這些情況包括：顧客對(duì)規(guī)范要求之內(nèi)的變差不敏感（見第2章第5節(jié)所討論的損失函數(shù)）；對(duì)特

21、殊原因采取措施所發(fā)生的成本比任何所有顧客得到的利益大，因成本原因可允 許存在的特殊原因包括刀具磨損、刀具重磨、周期的（季節(jié)的）變化等；特殊原因已被查明，經(jīng)記錄后表明具有穩(wěn)定性和可預(yù)見性。在這些情況下，顧客可能會(huì)有以下要求：該過程是成熟的，例如，該過程已經(jīng)過幾個(gè)循環(huán)的持續(xù)改進(jìn)；允許存在的特殊原因在已知一段時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出產(chǎn)生穩(wěn)定的后果；過程控制計(jì)劃有效運(yùn)行，可確保所有的過程輸出符合規(guī)范并能防止出現(xiàn)別的特殊原 因或與允許存在的特殊原因不穩(wěn)定的其它原因。在汽車工業(yè)中可接受的作法是在一個(gè)過程被證明處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)后才計(jì)算其過程能 力。過程能力是作為利用從過程中得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來進(jìn)行過程性能預(yù)測的基礎(chǔ)。利用從

22、過 程中得到的一定時(shí)間的不穩(wěn)定或不重復(fù)的數(shù)據(jù)來進(jìn)行預(yù)測是沒有什么價(jià)值的。特殊原因是 造成分布的形態(tài)、分布寬度或位置改變的原因，因此會(huì)很快使過程能力預(yù)測失效。用來計(jì) 算不同的能力指數(shù)或比值所要求的數(shù)據(jù)是從處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過程獲得的。能力指數(shù)可分成兩類：長期的和短期的。短期能力的研究是以從一個(gè)操作循環(huán)中獲取 的測量為基礎(chǔ)的。這些數(shù)據(jù)用控制圖分析后作為判定該過程是否在統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下運(yùn)行的 依據(jù)。如果沒有發(fā)現(xiàn)特殊原因，可以計(jì)算短期能力指數(shù)。如果過程不是處于受控狀態(tài)，就 要求采取解決變差的特殊原因的措施。這種研究通常用于驗(yàn)證由顧客提出的過程中生產(chǎn)出 來的首批產(chǎn)品。另一個(gè)用途，有時(shí)也叫機(jī)器能力研究，是用

23、來驗(yàn)證一個(gè)新的或經(jīng)過修改的 過程的實(shí)際性能是否符合工程參數(shù)。如果一個(gè)過程是穩(wěn)定的并且能符合短期的要求，緊接應(yīng)進(jìn)行另一種型式的研究。長期 能力研究包括通過很長一段時(shí)間內(nèi)所進(jìn)行的測量應(yīng)在足夠長的時(shí)間內(nèi)收集數(shù)據(jù)， 同時(shí)這些 數(shù)據(jù)應(yīng)能包括所有能預(yù)計(jì)到的變差的原因，很多變差原因可能在短期研究時(shí)還沒有觀察 到。當(dāng)收集到足夠的數(shù)據(jù)后，將這些數(shù)據(jù)畫在控制圖上，如果沒有發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因， 便可以計(jì)算長期的能力和性能指數(shù)。 這種研究的一個(gè)用途是用來描述一個(gè)過程在很長一個(gè) 時(shí)期內(nèi)包括很多可能變差原因出現(xiàn)后能否滿足顧客的要求的能力例如： 量化過程性能。幾個(gè)不同的指數(shù)已被提出。因?yàn)?） 沒有一個(gè)單獨(dú)的指數(shù)可以萬能地適

24、用于所有過 程；且2）沒有一個(gè)給定的過程可以通過一個(gè)單獨(dú)的指數(shù)完整地來描述。例如：推 薦同時(shí)使用Cp和Cpk（見第U章第5節(jié)）,并與圖表技術(shù)一起使用，可以更好地理解 估計(jì)的分布和規(guī)范界限的關(guān)系。在某種意義上說就是比較 （并且努力使兩者一致） “過程的呼聲”和“顧客的呼聲”（參見參考文獻(xiàn)22） 。所有的指數(shù)都有不足之處且可能產(chǎn)生誤導(dǎo)。任何從計(jì)算的指數(shù)中得到的推斷， 可以從計(jì)算這些指數(shù)的數(shù)據(jù)中找到合適的解釋。有關(guān)汽車公司已經(jīng)確定了對(duì)過程能力固定的要求。讀者有責(zé)任與他們的顧客 聯(lián)系從而確定使用哪些指數(shù)。在有些情況下，可能最好是什么指數(shù)都不用。記住 有很多能力指數(shù)的公式中包 括產(chǎn) 品規(guī)范，這 一點(diǎn) 很

25、重要。如果規(guī)范 不合 適，或 不 是基于顧客的要求，努力使過程來符合這些規(guī)范將浪費(fèi)大量時(shí)間和精力。第U章 第5節(jié)描述的是能力和性能指數(shù)的選擇以及在使用這些指數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)。第6節(jié) 過程 改進(jìn)循環(huán)及過程 控制在應(yīng)用持續(xù)改進(jìn)過程這一概念時(shí)，可以使用 3階段的循環(huán)（4） ，每一個(gè)經(jīng)歷改進(jìn)的 過程都可以在這個(gè)循環(huán)中找到位置 。1分析過程當(dāng)考慮進(jìn)行過程改進(jìn)時(shí)必須對(duì)該過程有基本的了解，為了對(duì)過程很好的理解應(yīng)回答 以下問題：本過程應(yīng)做什么？會(huì)出現(xiàn)什么問題？本過程會(huì)有哪些變化 ?我們已經(jīng)知道本過程的什么變差 ?哪些參數(shù)受變差的影響大 ? 本過程正在做些什么？本過程是否在生產(chǎn)廢品或需要返工的產(chǎn)品 ?本過程的生產(chǎn)

26、的產(chǎn)品是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下 ?，-7 -本過程是否有能力 ?本過程是否可靠 ?為了較好的理解過程可能應(yīng)用許多 技術(shù)，如小組會(huì)議，與開發(fā)或操作過程的人員 （ 主 管專家）商討，審閱過程的歷史或進(jìn)行失效模式及后果分析 （FMEA）本手冊所述的控制 圖也是應(yīng)使用的有力工具。這些簡單的統(tǒng)計(jì)方法用來幫助大家區(qū)別變差的普遍及特殊 原因。誤差的特殊原因應(yīng)注明。當(dāng)達(dá)到了統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)后， 便可以計(jì)算能力指數(shù)從而 幫助評(píng)定本過程長期能力的當(dāng)前水平。2維護(hù) （控制）過程一旦對(duì)過程有了較好的理解，就必須使過程維持在一定的能力水平上。過程是動(dòng)態(tài) 的并且會(huì)變化。必須監(jiān)控過程的性能， 因此要采取有效的措施來防止過程發(fā)生不

27、希望 的變化。同時(shí)必須了解所希望的變化并使之保持穩(wěn)定。本手冊介紹的簡單的統(tǒng)計(jì)方法 在這方面可以幫助你。制作及使用控制圖或其他的工具，可以對(duì)過程進(jìn)行有效地監(jiān)控。 當(dāng)所使用的工具表明過程已改變，就應(yīng)立即采取有效的措施隔離變差原因并對(duì)它們采取 措施。很容易就會(huì)停止在本循環(huán)中的第二階段。重要的是要意識(shí)到任何一個(gè)公司的資源都 是有限的。一些，或是許多過程應(yīng)處于這一階段。然而，如果不能進(jìn)展到本循環(huán)的下 一階段將導(dǎo)致一個(gè)明顯的競爭上的劣勢。要達(dá)到“世界級(jí)”水平要求用穩(wěn)定的有計(jì)劃 的努 力來進(jìn)入過程改進(jìn)循環(huán)的下一階段。3 改進(jìn) 過程到達(dá)這一點(diǎn)， 已設(shè)法使過程穩(wěn)定并已維持。但是， 對(duì)于有些過程， 顧客 甚至?xí)?duì)

28、工程規(guī)范內(nèi)的變差表示敏感。在這些情況下， 不斷改進(jìn)的指標(biāo)只能 在變差減小后才能達(dá)到。為此要使用額外的過程分析工具， 包括更先進(jìn)的統(tǒng) 計(jì)方法，例如：試驗(yàn)設(shè)計(jì)及先進(jìn)的控制圖等。附錄H列出了一些有用的參考文 獻(xiàn)做為進(jìn)一步的 研究。通過減小變差來改進(jìn)過程主要包括有目的向過程中引入變化并測量其效 果。 目的是更好地理解過程， 使變差的普通原因可以進(jìn)一步減小。 該減小的 目的是以更低的成本改進(jìn)質(zhì)量。當(dāng)新的過程參數(shù)確定后， 這種循環(huán)便回轉(zhuǎn)到分析過程。 由于進(jìn)行了某些 改變， 應(yīng)重新確定過程穩(wěn)定性。 過程便不斷圍繞過程改進(jìn)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。第7節(jié) 控制 圖過 程控制的 工具貝爾試驗(yàn)室的Walter休哈特博士在二十世紀(jì)

29、的二十年代研究過程時(shí)，首先區(qū)分了 可控制的和不可控制的變差，就是由于我們所說的普通及特殊原因產(chǎn)生的。他發(fā)明了 一個(gè)簡單有力的工具來區(qū)分它們控 制圖。從那時(shí)起，在美國和其它國家，尤 其是 日本，成功地把控制圖應(yīng)用 于各種過程控制場合。經(jīng)驗(yàn)表 明當(dāng)出現(xiàn)變差的特殊原因時(shí)， 控制圖能有效地引起人們注意，它們在系統(tǒng)或過程改進(jìn)要求減少普通原因變差時(shí)控制 圖能反映其大小。使用控制圖來改進(jìn)過程是一個(gè)重復(fù)的程序，多次重復(fù)收集、控制 及分析幾個(gè)基本 的步驟（5）。首先，按計(jì)劃收集數(shù)據(jù)（附錄A提供子這樣一個(gè)數(shù)據(jù)收集計(jì)劃的輸入）;然 后，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算控制限，控制限是解釋用于統(tǒng)計(jì)控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)； 當(dāng)過程處于 統(tǒng)計(jì)控

30、制狀態(tài)， 控制限可用來解釋過程 能力。 為了使過程在受控和能力上得以改 進(jìn)， 就必須識(shí)別變差的普通及特殊原因并據(jù)此改進(jìn)過程；然后該循環(huán)又重新開始，更多的 數(shù)據(jù)被收集、解釋并且作為 采取措施的基 礎(chǔ)。1收 集被研究的特性（過程或產(chǎn)品）的數(shù)據(jù)收集后將之轉(zhuǎn)換成可以畫到控制圖上的形式。 這些數(shù)據(jù)可能是一個(gè)機(jī)加工零件的尺寸的實(shí)測值、一匹維尼龍布上的缺陷數(shù)、軌道車 的通過時(shí)間、記賬的錯(cuò)誤數(shù)目等。2控 制利用數(shù)據(jù)計(jì)算試驗(yàn)控制限，將它們畫在圖上作為分析的指南?？刂?限并不是規(guī)范 限值或目標(biāo)，而是基于過程的自然變化性和抽樣計(jì)劃。然后， 將數(shù)據(jù)與控制限相比來確定變差是否穩(wěn)定而且是否僅是由普通原因引起 的。如果明顯

31、存在變差的特殊原因，應(yīng)對(duì)過程進(jìn)行研究從而進(jìn)一步確定影響它的是什 么。在采取措施（一般是局部措施）后， 再進(jìn)一步收集數(shù)據(jù)，如有必要可重新計(jì)算控制 限， 若還出現(xiàn)任何另外的特 殊原因，則繼續(xù)采取措 施。3分 析及改進(jìn)當(dāng)所有的 特殊原 因被消除之后，過程在統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下 運(yùn)行，可繼續(xù)使用控制 圖 作為監(jiān)控工具， 也可計(jì)算過程能力。如果由于普通原因造成的誤差過大， 則過程不能 生產(chǎn)出始終如一的符合顧客要求的產(chǎn)品。必須調(diào)查過程本身，而且一般來說必須采取 管理措施來改進(jìn)系統(tǒng)。通?？梢园l(fā)現(xiàn)盡管在過程剛建立時(shí)已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)了目標(biāo)值， 過程的實(shí)際位置（ =X ） 可能與該值不一致。對(duì)于那些實(shí)際值偏離目標(biāo)值并且重新給過

32、程定位很經(jīng)濟(jì)的過程 應(yīng)考 慮重新 調(diào)整以便使 其與目 標(biāo)值更 加一致 。以 上調(diào)整 是假 設(shè)該調(diào)整不會(huì) 影響 過程 的變差。但情況不可能總是這樣，應(yīng)了解由于重新調(diào)整過程的位置可能增加過程的 變差 ， 則應(yīng) 在顧客滿意 和經(jīng)濟(jì) 性兩方 面進(jìn)行 權(quán)衡 。必須不斷地對(duì)過程的長期性能進(jìn)行分析， 通過對(duì)現(xiàn)行的控制圖進(jìn)行周期的、系 統(tǒng)的評(píng)審可以很容易地完成這一工作。通常會(huì)有特殊原因出現(xiàn)的新證據(jù)， 一些特殊 - 9 -原因經(jīng)理解后也許能對(duì)減少整個(gè)過程的變差有利。其他的對(duì)過程有害的特殊原因需 要被了解、修改或消除。對(duì)于“受控”的過程，改進(jìn)工作的重點(diǎn)將經(jīng)常放在減少過程中的普通原因變差 上。要減小這種變差就要“縮

33、小”控制圖上的控制限一一即經(jīng)重新計(jì)算的控制限要 相互靠近。許多不熟悉控制圖的人覺得這樣做對(duì)過程的改進(jìn)是一種“懲罰”。他們 沒有意識(shí)到如果一個(gè)過程處于穩(wěn)態(tài)且控制限計(jì)算正確，過程錯(cuò)誤地產(chǎn)生超出控制限 的點(diǎn)的機(jī)會(huì)是相同的，與控制限間的距離無關(guān)（參見第5節(jié)）o還沒有談到的一點(diǎn)是控制限的重新計(jì)算問題。一旦經(jīng)過合適的計(jì)算，并且如果 過程中普通原因變差不發(fā)生改變，則控制限就是合理的。出現(xiàn)偏差的特殊原因的信 號(hào)不需要重新計(jì)算控制限。用于長期分析的控制圖，最好是盡可能少重新計(jì)算控制 限，但需要根據(jù)過程本身情況來決定。為了不斷地改進(jìn)過程，重復(fù)以上三個(gè)階段適當(dāng)?shù)囟嗍占瘮?shù)據(jù)。通過操作受統(tǒng)計(jì) 控制的過程來減少過程變差，

34、并且不斷分析過程的變化?？刂茍D的益處合理使用控制圖能：供正在進(jìn)行過程控制的操作者使用有助于過程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)地，可預(yù)測地保持下去使過程達(dá)到：更高的質(zhì)量 更低的單件成本更高的有效能力-為討論過程的性能提供共同的語言指南-區(qū)分變差的特殊原因和普通原因,第8節(jié)控制圖的益處下面列舉了使用控制圖的一些重要的益處：控制圖是了解過程變差并幫助達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的有效工具 。控制圖一般由操作人 員保留在工作場地上。當(dāng)需要采取措施一一以及不需要采取措施時(shí)（例如過度調(diào)整一- 見附錄B）時(shí)，控制圖可給與操作密切有關(guān)的人員提供可靠的信息；當(dāng)過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，其性能將是可預(yù)測的，這樣生產(chǎn)者和顧客都可以具有信

35、賴一致的質(zhì)量水平，并且他們都可以信賴達(dá)到該質(zhì)量水平的穩(wěn)定的成本；妣統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過程可以通過減少普通原因變差和改進(jìn)過程的中心線（目標(biāo)） 來進(jìn)一步改進(jìn)。可以估計(jì)出在系統(tǒng)中建議改進(jìn)的期望效果，甚至相對(duì)微小的變化的實(shí) 際影響也可通過控制圖的數(shù)據(jù)來識(shí)別。所需的數(shù)據(jù)量將隨受檢的過程而變化。這種通 過減少對(duì)目標(biāo)值的變差來改進(jìn)過程的方法可以減少成本并提高生產(chǎn)率；控制圖為兩班或三班操作過程的人員之間、生產(chǎn)線（操作者、管理人員）和支持活動(dòng)（維修、材料控制、過程工程、質(zhì)量控制）的人員之間，過程中不同的工序之間，供方和使用者之間，制造/裝配車間和設(shè)計(jì)人員之間就有關(guān)過程性能的信息交流提供了通 用的語言;控制圖，通過區(qū)

36、分變差的特殊原因和普通原因，為人們就任何問題應(yīng)采取適當(dāng)?shù)木植扛倪M(jìn)措施還是要求采取管理措施提供依據(jù)。這樣可以減少混淆、挫折以及誤導(dǎo)性解決 問題的努力而造成的高成本。本手冊的其余內(nèi)容是介紹控制圖的制作及解釋。在學(xué)習(xí)這些技術(shù)說明及建議時(shí)，最 好要記住若想從控制圖中得到的真正的好處就要掌握和有效地使用它。附錄C提供的控制圖選擇表為在什么情況下使用什么控制圖提供了幫助。注：附錄I提供了兩個(gè)空白的控制圖和過程記錄表格的示例。如果使用其他形式的 控制圖，應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：過程特性名稱、零件號(hào)、特性描述、計(jì)量單位，0二 （用于代碼數(shù)據(jù)），抽樣頻率，樣本容量，刻度描述（x_，中位數(shù)等），刻度值，子組數(shù) 據(jù)，時(shí)

37、間，操作員姓名或識(shí)別號(hào)，使用的量具或測量方法，記錄過程注釋的地方。一個(gè)好主意是在每張控制圖上列出測量設(shè)備的重復(fù)性和再現(xiàn)性（GR&%）的數(shù)據(jù)，作為控制圖解釋的參考，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了以這樣的事實(shí)：已完成了測量系統(tǒng)分析。- 13 -第口章 計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖當(dāng)從一個(gè)過程中可得到的測量數(shù)時(shí)，使用計(jì)量型數(shù)據(jù)的控制圖是一種有力的工具。 例如：軸承的直徑、關(guān)門所用的力_，或?qū)彶橐粡埵論?jù)所用的時(shí)間等。計(jì)量型數(shù)據(jù)控制 圖一一尤其是其最普通的形式，X R圖代表了控制圖在過程控制中的典型應(yīng)用。 （6）計(jì)量型數(shù)據(jù)的控制 圖應(yīng)用 廣泛，有如下原因：1 大多過程和其輸出具有可測量的特性，所以其潛在應(yīng)用很廣；2 .量化的值（例如：

38、“直徑為16.45mm ）比簡單的是一否陳述（例如：直徑符合 規(guī)范” ） 包含的信息更多；3 雖然獲得一個(gè)測得的數(shù)據(jù)比獲得一個(gè)通過或不通過的數(shù)據(jù)成本高，但為了獲得 更多的有關(guān)過程的信息而需要檢查的件數(shù)卻較少， 因此，在某些情況下測量的費(fèi)用更低；4. 由于在作出可靠的決定之前， 只需檢查少量產(chǎn)品， 因此可以縮短零件生產(chǎn)和采 取糾正措施之間的時(shí)間間隔；5 用計(jì)量型數(shù)據(jù)，可以分析一個(gè)過程的性能，可以量化所作的改進(jìn)，即使每個(gè)單 值都在規(guī)范限界之內(nèi)。這一點(diǎn)對(duì)尋求持續(xù)改進(jìn)來說是很重要的。計(jì)量型控制圖可以通過分布寬度（零件間的變異性） 和其位置（ 過程的平均值） 來 解釋數(shù)據(jù)。由于這個(gè)原因，計(jì)量型數(shù)據(jù)用控制

39、圖應(yīng)該始終成對(duì)準(zhǔn)備及分析一一一張圖 用于位置，另一張圖用于分布寬度。最常用的是X和R圖。X是一個(gè)小的子組的平均值 是位置的量度；R是每個(gè)子組的極差（最大值減去最小值）分布寬度的量度。本章第1節(jié)以較長篇幅討論X R圖，本章第二節(jié)討論X和s圖（R圖的替代），第三節(jié) 討論中位數(shù)圖 （平均值和極差圖的簡單替代圖） ，本章第4節(jié)討論用于單值的控制圖（當(dāng) 必須在單值而不是子組的基礎(chǔ)上作決定時(shí)） 。使用控制圖的準(zhǔn)備竝適用于實(shí)施的環(huán)境.定義過程僱待管理的特性考慮到：顧客的需求當(dāng)前及潛在的問題區(qū)域特性間的相互關(guān)系確I測量系統(tǒng)不必要的變差最小第1節(jié)均值和極差圖（XR圖）在使用XR圖之前，必須作幾點(diǎn)適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備：竝適

40、合于實(shí)施的環(huán)境除非管理者已準(zhǔn)備好一個(gè)可靠的環(huán)境，否則任何統(tǒng)計(jì)方法都會(huì)失敗。必須排除機(jī) 構(gòu)內(nèi)阻礙人們公正的顧慮。管理者必須提供資源 （人力和物力）來參與和支持改進(jìn)措施。.定義過程必須根據(jù)過程與其周圍的其他操作和上下使用者之間的關(guān)系，以及每個(gè)階段的影 響因素（人、設(shè)備、材料、方法和環(huán)境）來理解過程。因果分析圖、過程流程表等技術(shù) 可以使這些關(guān)系更加直觀并且讓理解過程的不同方面的人員的經(jīng)驗(yàn)集中起來。確定作圖的特性用來確定這些特性的過程的例子為通用公司的關(guān)鍵特性命名系統(tǒng)（參見附件H, 參考文獻(xiàn)24）。學(xué)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)放在那些對(duì)過程改進(jìn)有幫助的特性上排列圖（Pareto） 原理的一個(gè)應(yīng)用。應(yīng)適當(dāng)考慮如下因素：

41、顧客的需求：包括使用產(chǎn)品和服務(wù)作為輸入的后續(xù)過程顧客和作為最終產(chǎn)品 的顧客。了解這兩種顧客的需求，詢問他們過程何處需要改進(jìn)，體現(xiàn)共同合作和理解 的精神；當(dāng)前的潛在問題區(qū)域：考慮存在的浪費(fèi)或低效能的證據(jù)（如：廢品、返工、過 長的加班時(shí)間、與目標(biāo)值不符）以及有險(xiǎn)情的區(qū)域（如：產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計(jì)或過程中任 何元素即將進(jìn)行的變化）。這些是改進(jìn)的機(jī)會(huì)，需要應(yīng)用管理企業(yè)所涉及的知識(shí)； 特性之間的相互關(guān)系：為了有效率及有效果地研究應(yīng)利用特性間的關(guān)系。比 如，如果關(guān)心的特性很難測量（ 比如體積） ，選擇一個(gè)相關(guān)的容易測量的特性（比如重 量）。另外，如果一個(gè)項(xiàng)目的幾個(gè)單獨(dú)的特性具有相同的變化趨勢，可能只用一個(gè)特

42、性來畫圖就足夠了。注 意：統(tǒng)計(jì)上的相關(guān)性不意味著變量之間存在因果關(guān)系。在缺乏 現(xiàn)存過程的知識(shí)時(shí)，可能要設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)來驗(yàn)證這些關(guān)系和其重要性。定義測量系統(tǒng)必須可操作地定義其特性，這樣，今天就可以以與昨天意義一樣的方式將數(shù)據(jù)送 給所有有關(guān)人員。這包括指明應(yīng)收集哪些信息，在何處、如何以及在什么條件下收集。 測量設(shè)備的本身的準(zhǔn)確性和精密性必須是可預(yù)測的。周期性校正是不夠的。有關(guān)這一 主題的詳細(xì)介紹見第W節(jié)。這個(gè)特性的定義將影響所使用的控制圖的類型一一計(jì)量型 數(shù)據(jù)控制圖，例如X R圖，或計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖，見第U節(jié)描述。不必要的變差最小化在開始研究之前應(yīng)消除不必要的變差外部原因。這一點(diǎn)可能簡單地意味著觀察

43、過 程按預(yù)定的方式運(yùn)行， 或意味著用已知的輸入材料恒定的控制設(shè)定值進(jìn)行控制的研 究。目的是避免甚至不用控制圖就能糾正的明顯問題、這些包括過度的過程調(diào)整或過 度控制等。在所有情況下，過程記錄表上應(yīng)堅(jiān)持記錄所有相關(guān)事件，例如：刀具更換， 新的原材料批次等， 這將有利于下一步的過程分析。A. 收集數(shù)據(jù)成對(duì)使用的X F是從對(duì)過程輸出的特性的測量發(fā)展而來的。這些數(shù)據(jù)是以樣本容 量恒定的小子組的形式報(bào)出的，這種子組通常包括 25件連續(xù)的產(chǎn)品，并周期性地抽取 子組（ 例如：每15分鐘抽樣一次，每班抽樣兩次等 ）。應(yīng)制定一個(gè)收集數(shù)據(jù)的計(jì)劃并將它 作為收集、記錄及將數(shù)據(jù)畫到控制圖上的依據(jù)。A. 1選擇子組大小、

44、頻率和數(shù)據(jù)（7）a .子組大小計(jì)量型控制圖的第一個(gè)關(guān)鍵步驟就是“合理子組”的確定 這一 點(diǎn)將決定控制圖的效果及效率。選擇子組應(yīng)使得一個(gè)子組內(nèi)在該單元中的各樣本之間出現(xiàn)變差的機(jī)會(huì)小。如果一個(gè) 子組內(nèi)的變差代表很短時(shí)間內(nèi)的零件間的變差，則在 子組之間出現(xiàn)不正常的變差則表明 過程發(fā)生變化，應(yīng)進(jìn)行調(diào)查并采取適當(dāng)?shù)拇胧?。在過程的初期研究中，子組一般由 4到5件連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品的組合，僅代表單一刀具、 沖頭、模槽 （ 型腔）等生產(chǎn)出的零件 （即一個(gè)單一的過程流 ）。這樣做的目的是每個(gè)子組內(nèi) 的零件都是在很短的時(shí)間間隔內(nèi)及非常相似的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來的并且相互之間不存 在其他的系統(tǒng)的關(guān)系。因此，每個(gè)子組內(nèi)的變

45、差主要應(yīng)是普通原因造成的。當(dāng)這些條 件不滿足時(shí)，最后的控制圖可能不會(huì)有效地區(qū)分變差的特殊原因，或可能出現(xiàn)本節(jié)C. 1. a和C. 4. c中所述的異常圖形。對(duì)于所有的子組樣本的容量應(yīng)保持恒定。b .子組頻率其目的是檢查經(jīng)過一段時(shí)間后過程中的變化。應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間收 集足夠的子組，這樣子組才能反映潛在的變化。這些變化的潛在原因可能是換班、或操 作人員更換、溫升趨勢、材料批次等原因造成的。在過程的初期研究中，通常是連續(xù)進(jìn)行分組或很短的時(shí)間間隔進(jìn)行分組，以便檢查 過程在很短的時(shí)間間隔內(nèi)是否有其它不穩(wěn)定的因素存在。當(dāng)證明過程已處于穩(wěn)定狀態(tài)(或已對(duì)過程進(jìn)行改進(jìn))，子組間的時(shí)間間隔可以增加。對(duì)正在生 產(chǎn)的

46、的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測的子組頻 率可以是每班兩次、每小時(shí)一次或其他可行的頻率。c .子組數(shù)的大小一一子組數(shù)的大小應(yīng)滿足兩個(gè)原則，從過程的角度來看，收集越多 的子組可以確保變差的主要原因有機(jī)會(huì)出現(xiàn)。一般情況下，包含 100或更多單值讀數(shù)的25 或更多個(gè)子組可以很好地用來檢驗(yàn)穩(wěn)定性，如果過程已穩(wěn)定，則可以得到過程位置和分 布寬度的有效的估計(jì)值。在有些情況下，可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來加速這個(gè)第一階段的研究。然而，只有它們是最近的，并且對(duì)建立子組的基礎(chǔ)很清楚的情況下才能使用。注：為進(jìn)一步了解分組對(duì)控制圖解釋的影響，參見附錄 AoA. 2 建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)(8)XR圖通常是將X圖畫在F之上方，下面再接一個(gè)數(shù)

47、據(jù)欄。和R的值為縱坐標(biāo)， 按時(shí)間先后的子組為橫坐標(biāo)。數(shù)據(jù)值以及極差和均值點(diǎn)應(yīng)縱向 對(duì)齊。數(shù)據(jù)欄應(yīng)包括每個(gè)讀數(shù)的空間。同時(shí)還應(yīng)包括記錄讀數(shù)的和、均值(X)、極差 (R)以及日期/時(shí)間或其他識(shí)別子組的代碼的空間。填入每個(gè)子組的單個(gè)讀數(shù)及識(shí)別代碼。A. 3 計(jì)算每個(gè)子組的均值(X)和極差(R)(8)畫在控制圖上的特性量是每個(gè)子組的樣本均值(X和樣本極差(R)，合在一起后 它們分別反映整個(gè)過程的均值及其變差。對(duì)每個(gè)子組，計(jì)算：X = X 1+X2 +X nnR= X最大值一 x最小值式中：Xi，X2為子組內(nèi)的每個(gè)測量值。n為子組的樣本容量。A. 4選擇控制圖的刻度(9)兩個(gè)控制圖的縱坐標(biāo)分別用于x和R

48、的測量值。用于確定刻度值的一些通用的 - 17 -指南是有幫助的，盡管它們在特殊的情況下可能要修改。對(duì)于X圖，坐標(biāo)上的刻度值 的最大值與最小值之差應(yīng)至少為子組均值（X）的最大值與最小值差的2倍。對(duì)于R 圖，刻度值應(yīng)從最低值為0開始到最大值之間的差值為初始階段所遇到的最大極差（R） 的2倍。注：一個(gè)有用的建議是將R圖的刻度值設(shè)置為均值圖的刻度值的2倍（例如：平均 值圖上1個(gè)刻度代表0.01英寸，則在極差圖上1刻度代表0.02英寸）。在一般的子組大 小情況下，均值和極差的控制限將具有大約相同的寬度，給分析以直觀的幫助。A. 5 將均值和極差畫到控制圖上（9）將均值和極差分別畫在其各自的圖上。該工作

49、在確定了刻度以后應(yīng)盡快完成。 將各點(diǎn)用直線聯(lián)接起來從而得到可見的圖形和趨勢。簡要地瀏覽一下所有畫上去的點(diǎn)，看它們是否合理，如果有的點(diǎn)比別的點(diǎn)高得 很多或低得很多，需確認(rèn)計(jì)算及畫圖是否正確的，應(yīng)確保所畫的X和R點(diǎn)在縱向是對(duì) 應(yīng)的。注：為了再次強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)現(xiàn)場的所有控制限的控制圖的應(yīng)用，還沒有計(jì)算控制限 （由于沒有足夠的數(shù)據(jù)）的初期操作控制圖上應(yīng)清楚地注明“初始研究”字樣。這樣， 這些標(biāo)有“初始研究”的控制圖，不論是用于能力的初次確定還是用于過程經(jīng)過改 進(jìn)/改變后的研究，是僅允許用在生產(chǎn)現(xiàn)場中還沒有控制限的過程控制圖。B. 計(jì)算控制限首先計(jì)算極差圖的控制限，再計(jì)算均值圖的控制限,計(jì)算型數(shù)據(jù)的控制圖的控

50、制限的計(jì)算要使 用下列公式中的字母表示的系數(shù)。這些系數(shù)隨著子組大小n）的不同而不同，列在下面對(duì)應(yīng)公 式的表中，附錄提供了更完整的表。B.1計(jì)算平均極差（r）及過程均值（X） （10）在研究階段，計(jì)算：R1+R2+ RkR =KX = X 1+ X 2+ X KK式中:K為子組的數(shù)量,R1和X1即為第1個(gè)子組的極差和均值,R2和XK為第2個(gè)子組的 極差和均值，等等。B.2計(jì)算控制限（10）計(jì)算控制限是為了顯示僅存在變差的普通原因時(shí)子組的均值和極差的變化和范圍，控制限是 由子組的樣本容量以及反映在極差上的子組內(nèi)的變差的量來決定的按下式計(jì)算極差和均值的上、下控制限:UCLr=D4 rLCLr=D3

51、rUCL x= x +A 2 rLCb= X- A2 R式中：D4、D3、A2為常數(shù)，它們隨樣本容量的不同而不同，下表是從附錄摘錄的樣本容量從2 到10的一個(gè)表：n2345678910D43 . 272 . 572 . 282 . 112 . 001 . 921 . 861 . 821 . 78D3*0 . 080 . 140 . 180 . 22A21 . 881 . 020 . 730 . 580 . 480 . 420 . 370，340 . 31*對(duì)于樣本容量小于7的情況，LCLr可能技術(shù)上為一個(gè)負(fù)值。在這種情況下沒有下控制限，這 意味著對(duì)于一個(gè)樣本數(shù)為的子組，6個(gè)“同樣的”測量結(jié)果是

52、可能成立的。B. 3在控制圖上作出平均值和極差控制限的控制線（0）將平均極差（r）和過程均值（x）畫成水平實(shí)線，各控制限（UCL、LCL、UCL、LCLx） 畫成水平虛線；把線標(biāo)上記號(hào)，在初始研究階段，這些被稱為試驗(yàn)控制限。c . 過程控制解釋對(duì)控制限的解釋如下：如果過程的零件間的變化性和過程平均值保持在現(xiàn)有的水平（如分別通過R和X來估計(jì)的），單個(gè)的子組極差（R）和均值（X）會(huì)單獨(dú)地隨機(jī)變化，但 它們會(huì)很少超過控制限。而且，數(shù)據(jù)中不會(huì)出現(xiàn)與由于隨機(jī)變化產(chǎn)生的圖形有明顯不同 的圖形與趨勢。分析控制圖的目的在于識(shí)別過程變化性的任何證據(jù)或過程均值沒有處于 恒定的水平的證據(jù)一一即其中之一或兩者均不受統(tǒng)

53、計(jì)控制一一進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧圖和X圖應(yīng)分別分析，但是對(duì)兩個(gè)圖形進(jìn)行比較時(shí)，有時(shí)可以幫助深了入解影響過程的特 殊原因。C . 1分析極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)由于不論解釋子組極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差，因此首先分析RSo將數(shù)據(jù)點(diǎn)與控制限相比確定超出控制限的點(diǎn)或非隨機(jī)的圖形或趨勢。a .超出控制限的點(diǎn)（圖u）出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何一個(gè)控制限是該點(diǎn)處于 失控狀態(tài)的主要證據(jù)。因?yàn)樵谥淮嬖谄胀ㄔ蛞鹱儾畹那闆r下超出控制限的點(diǎn)會(huì)很少， 我們便假設(shè)該超出的是由于特殊原因造成的。因此，任何超出控制限的點(diǎn)是立即進(jìn)行分 析，找出存在特殊原因的信號(hào)。給任何超出控 制限的點(diǎn)作標(biāo)記，以便根據(jù)特殊原因?qū)嶋H 開

54、始的時(shí)間進(jìn)行調(diào)查，采取糾正措施（見本節(jié)c. 2段）o超出極差上控制限的點(diǎn)通常說明存在下列情況中的一種或幾種：控制限計(jì)算錯(cuò)誤或描點(diǎn)時(shí)描錯(cuò)；零件間的變化性或分布的寬度已經(jīng)增大（即變壞），這種增大可以發(fā)生在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，也可能是整個(gè)趨勢的一部分；測量系統(tǒng)變化（例如，不同的檢驗(yàn)員或量具 ）；測量系統(tǒng)沒有適當(dāng)?shù)姆直媪?。有一點(diǎn)位于控制限之下 （對(duì)于樣本容量大于等于 7的情況），說明存在下列情況的一種或幾種：控制限或描點(diǎn)錯(cuò)誤；分布的寬度變?。醋兒茫?；測量系統(tǒng)已改變（ 包括數(shù)據(jù)編輯或變換 ） ?？刂葡拗畠?nèi)的圖形或趨勢當(dāng)出現(xiàn)非隨機(jī)的圖形或趨勢時(shí)， 盡管所有的極差都在控制限之內(nèi)，也表明出現(xiàn)這種圖形或趨勢的時(shí)期內(nèi)

55、過程失控或過程分布寬度發(fā)生變化。這種情況會(huì)給出首次警告：應(yīng)糾正不利條件。相反，某些圖形或趨勢是好的，并且應(yīng)當(dāng)研 究以便使過程得到可能的永久性改進(jìn)。比較極差和均值圖的圖形也可以更深刻地理解。b.鏈（12） 有下列現(xiàn)象之一表明過程已改變或出現(xiàn)這種趨勢：連續(xù)7點(diǎn)位于平均值的一側(cè)；連續(xù)7點(diǎn)上升（后點(diǎn)等于或大于前點(diǎn)）或下降；標(biāo)記促使人們作出決定的點(diǎn)， 并從這點(diǎn)做一條參考線延伸到鏈的開始點(diǎn)將是有幫助的。分析時(shí)應(yīng)考慮開始出現(xiàn)改變或趨勢的大致時(shí)間。高于平均極差的鏈或上升鏈說明存在下列情況之一或全部：輸出值的分布寬度增加，其原因可能是無規(guī)律的（例如設(shè)備工作不正?；蚬潭ㄋ?動(dòng)）或是由于過程中的某個(gè)要素變化（例如，

56、使用新的不是很一致的原材料），這些都 是常見的問題，需要糾正；測量系統(tǒng)改變（例如， 新的檢驗(yàn)員或量具）。低于平均極差的鏈， 或下降鏈表明存在下列情況之一或全部：輸出值分布寬度減小，這常常是一個(gè)好狀態(tài)，應(yīng)研究以便推廣應(yīng)用和改進(jìn)過程； 測量系統(tǒng)改變，這樣會(huì)遮掩過程真實(shí)性能的變化。注：當(dāng)子組數(shù)（n）變得更?。?或更小）時(shí)，低于R的鏈的可能性增加，則8點(diǎn)更多點(diǎn)組 成的鏈才能表明過程變差減小。c 明顯的非隨機(jī)圖形 （13） 除了 會(huì)出現(xiàn)超過控制界的點(diǎn)或長鏈之外，數(shù)據(jù) 中還可能出現(xiàn)其他的易分辨的由于特殊原因造成的圖形。注意不要過分地解釋數(shù)據(jù)， 因?yàn)榧词闺S機(jī)的數(shù)據(jù)（即普通原因）有時(shí)也可能表現(xiàn)出非隨機(jī)（即出現(xiàn)

57、特殊原因）的假 象。非隨機(jī)的圖形例子：明顯的趨勢（盡管它們不屬于鏈的情況），周期性，數(shù)據(jù)點(diǎn)的 分布在整個(gè)控制限內(nèi)，或子組內(nèi)數(shù)據(jù)間有規(guī)的關(guān)系等（例如：第一個(gè)讀數(shù)可能總是最大 值）。下列介紹一種驗(yàn)證子組內(nèi)數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體分布的準(zhǔn)則：各點(diǎn)與R的距離：一般地，大約2/3的描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的中間三分之一的區(qū)域 內(nèi)，大約1/3的點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域。如果顯著多于2 / 3以上的描點(diǎn)應(yīng)落在離R很近之處（對(duì)于25個(gè)子組，如果超過90% 的點(diǎn)落在控制限三分之一的區(qū)域），則應(yīng)對(duì)下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：控制限或描點(diǎn)已計(jì)算錯(cuò)或描錯(cuò)；過或取樣方法被分層；每個(gè)子組系統(tǒng)化包含了從兩個(gè)或多個(gè)具有完全不同的過 程均值的