畢業(yè)設計（論文）易貝電機廠Y系列三相異步電機生產過程為研究

1、摘摘 要要 隨著科學技術的發(fā)展及全球經濟一體化的加速，企業(yè)的生存和競爭環(huán)境發(fā)生了巨 大的變化，產品質量已成為企業(yè)在競爭中獲勝的前提，提高質量成為國內外眾多學者 和企業(yè)關注的熱點。其中，工序質量是產品制造過程中質量形成的重要環(huán)節(jié)，工序質 量控制是使產品保持穩(wěn)態(tài)生產，提高質量的關鍵。 本論文通過對易貝電機廠 y 系列三相異步電機生產過程的實際調研，了解其加工 工藝流程及各道工序的質量現狀，并對其進行檢驗，找到生產過程中的“瓶頸”工序。 然后運用工序質量控制的相關理論方法，如排列圖法、直方圖法、控制圖法、5m1e 法、 spc 技術等對 y 系列三相異步電動機工序質量進行分析與改善，使其工序質量處于

2、穩(wěn) 定狀態(tài)，過程能力指數達到要求，并將 spc 技術推行到實際生產中，使今后生產作業(yè)， 能夠更加及時地發(fā)現工序質量的異常變化，進而做出有效的調整，保持工序質量長期 穩(wěn)定 關鍵詞：工序質量；質量控制；spc；5m1e abstract with the rapid development of technology and the accelerating of global economic integration, the competition environment in manufacturing industry has been changed radically. product

3、 quality has been a premise of sharing market accordingly, so how to improve quality receives increasing attention by most scholars at home and abroad, also by many enterprises. the process quality is the most important section of quality formation during manufacturing process. the control of proces

4、s quality plays a key in keeping manufacturing steadily the product and improving the product quality. this article introduces its technological process and quality present situation by investigating of y series three-phase asynchronous machine and collecting the data in 易貝 electric motor limited co

5、mpany and analyzes the “bottleneck” process by random sample. then through quality control relevant methods, such as diagram, histogram, control chart, 5m1e, spc and so on, the questions of the process quality are found out, and the feasible measures to improve and control the product quality are ma

6、de so as to make the process quality control of the products get steadily. in the later work, it is necessary to understand the application procedure of spc better, and apply it to real production process to find the questions of the process quality in time and make the process quality control of th

7、e products get steadily. key words：process quality；quality control；spc；5m1e (小寫) 目 錄 摘 要.i abstract.ii 1緒論.1 1.1 選題背景及研究意義.1 1.2 國內外發(fā)展現狀.2 1.3 論文基本框架.2 2 易貝電機股份有限公司概況.4 2.1 易貝電機廠簡介.4 2.2 易貝電機廠的組織結構.5 2.3 易貝電機廠的質量現狀.5 3 工序質量控制理論及方法.7 3.1 質量管理概述.7 3.2 工序質量控制概述及其內容.8 3.3 工序質量控制的相關方法.10 3.3.1 排列圖法.10 3.

8、3.2 魚骨圖法.11 3.3.3 直方圖法.12 3.3.4 控制圖法.13 3.3.5 spc 法 .14 3.3.6 過程能力指數.16 4 y 系列三相異步電動機工序質量控制分析.18 4.1 y 系列三相異步電動機的主要構造及其工藝流程.18 4.1.1 y 系列三相異步電動機的主要構造.18 4.1.2 y 系列三相異步電動機工藝流程.18 4.2 y 系列三相異步電機總體質量測評.20 4.3 y 系列三相異步電機轉軸工序質量測評.21 4.3.1 轉軸的主要加工工序.21 4.3.2 直方圖法對轉軸工序質量測評.22 4.3.3 控制圖法對轉軸工序質量測評.24 4.3.4 轉

9、軸過程能力指數測評.27 4.4.5 魚骨圖法對轉軸質量問題分析.27 5 y 系列三相異步電機工序質量的改進與控制.29 5.1 5m1e 法對 y 系列三相異步電機工序質量進行改進.29 5.1.1 人員方面改進.29 5.1.2 設備方面改進.29 5.1.3 物料方面改進.30 5.1.4 工藝方法的改進.30 5.1.5 工作環(huán)境的改進.31 5.1.6 測量方法的改進.31 5.2 spc 法對 y 系列三相異步電機工序質量進行控制.31 5.3 改進方案效果評價:.36 結 論.38 致 謝.39 參考文獻.40 附 錄.41 1 緒論 1.1 選題背景及研究意義 當今世界科學技

10、術迅猛發(fā)展，市場競爭激烈，而競爭的核心是科學技術和質量的 競爭。產品質量的優(yōu)劣是衡量一個國家生產力發(fā)展水平和社會進步的重要標志。在現 實的生產過程中，生產的產品往往存在缺陷，即使是合格品也常常被分為不同的等級， 產品出現缺陷是生產過程中非常普遍的現象。這樣就導致了資源的極大浪費和巨大的 質量損失。 要提高產品質量、減少質量損失，就要求企業(yè)對生產過程中各個工序的輸出結果 和各個零件的關鍵工序進行質量控制。企業(yè)除了注重產品制造過程質量控制外，還需 進行設計質量、質量檢驗、裝配質量以及售后服務等的質量控制。產品質量可以在產 品生命周期的各個階段運用各種技術和方法得到改善. 據有關資料分析，當前我國產

11、品質量水平達到國際先進水平的只有 20%左右，有 60%的產品落后于世界先進水平 15 年左右。造成這種質量水平底下的主要原因之一就 是制造過程的質量監(jiān)控不利，缺乏必要的質量控制手段。有關材料還表明，在對美國 500 家最大企業(yè)的一項調查發(fā)現：其管理人員和一般員工掌握 tqm（全面質量管理） 的比率分別為 68.8%和 57.1%，掌握 spc（過程質量控制）技術的比率分別為 39.9%和 36.6%。而我國 85 家企業(yè)的調查中表明，經常使用質量管理 7 種工具的有 21 家，偶爾 使用的有 34 家，根本不用的有 30 家，各占 24.7%，40%和 35.5%。而且再使用的廣度 和深度上

12、也與國外有很大差距。造成這種局面的原因：職工對 spc 技術掌握不夠， 沒有能力利用這一成熟的技術進行工序控制；現有的統計過程控制技術不能有效地 滿足企業(yè)的需要，企業(yè)看不到明顯的效益，因而對企業(yè)缺乏吸引力。所以說，加強在 線控制，強化工序管理，降低工序不良品損失，已成為國家和企業(yè)提高產品質量、增 強經濟效益的當務之急。而提高產品質量也就意味著提高國民經濟增長的質量，也就 是提高國民經濟運行的質量。從這方面講，質量不僅是一個宏觀的質量，也是一個社 會的質量。 世界著名的質量管理專家朱蘭博士指出：“在次品上發(fā)生的成本等于一座金山，可 以對它進行有利的開采”。如果加上廢品、返修品所發(fā)生的成本，就等于

13、幾座金礦。我 國有多少這樣待開發(fā)的“金礦”，是很難數清的。如果所有企業(yè)都能夠在提高產品質量、 減少次品方面多下一點功夫，即便是不增加很大的情況下，就可以為社會減少很多浪 費，創(chuàng)造更多的財富。因此質量又是一個微觀的質量、具體的質量。 1.2 國內外發(fā)展現狀 作為質量競爭的關鍵，工序質量控制愈加受到企業(yè)的重視。自 1924 年美國實驗室 工程師休哈特創(chuàng)立控制圖至今，工序質量控制的理論和技術都有了很大的發(fā)展。 初期的工序質量控制理論僅以 spc（statistical process control）技術為基礎。spc 理論能科學地區(qū)分出制造過程中產品質量的偶然波動與異常波動，從而對過程的異常 及時

14、預測，以便人們采取措施，消除異常，恢復過程的穩(wěn)定。在此期間，spc 理論在 休哈特控制圖理論的基礎上有了較大擴展，如累積和控制圖、區(qū)域控制圖、預控圖、 通用控制圖、多元均值控制圖、多元離散控制圖。自 80 年代以來，spc 被西方各國作 為重點發(fā)展的科技之一。 到了 90 年代，診斷技術作為工序質量控制的客觀要求進一步完善了工序質量控制 的內容，稱為 spcd (statistical process control and diagnosis)，即統計過程控制與診斷。 spc 雖然能對過程的異常進行報警，但是并不能告訴是什么異常，發(fā)生于何處，也即 不能進行診斷。1982 年我國學者提出了兩種

15、質量診斷理論，并在美國福特汽車公司獲 得應用，取得了良好的效果。兩種質量診斷理論突破了傳統的休哈特質量控制理論， 進一步發(fā)展和完善了工序質量控制的理論和方法。針對制造過程中產品多質量指標的 情況，1994 年我國學者又提出了多元逐步診斷理論;1999 年又提出兩種質量多元診斷理 論，解決了多工序多指標系統的質量控制與診斷問題。但兩種質量診斷理論對于工序 所能提供的診斷信息也是較為有限的，它無法表明工序的哪些環(huán)節(jié)出現了問題、出現 了什么問題。所以，這一理論還需進一步完善和豐富，方能起到真正的控制與診斷作 用。 當前，人們對有關工序質量控制的 spcda (statistical process

16、control diagnosis and adjustment，統計過程控制/診斷與調整)或稱之為 aspc(algorithmic statistical process control，算法的統計過程控制)的研究內容給予了充分關注。這種基于計算機技術的工 序質量控制系統，基于閉環(huán)反饋控制和超前控制的管理理念，可使工序質量控制達到 更加理想的水平，但類似系統日前尚處于研究的初級階段，還未有實用性成果。 1.3 論文基本框架 本文以易貝電機股份有限公司 y 系列三相異步電動機的生產為研究對象，結合其 質量控制的特點，利用工序質量控制相關方法如控制圖、直方圖、排列圖和魚骨圖等 方法分析其工序質

17、量存在的問題，并針對問題，從人、機 料、法、環(huán)、測六個方面 制定切實可行的措施以及利用 spc 法對其工序質量實施有效的控制，最后進行改善后 效果的綜合評價。通過分析改善，易貝電機股份有限公司 y 系列三相異步電動機工序 質量控制得到穩(wěn)定，并提高了生產效率。 論文的結構如下： 第一章：主要介紹論文的研究背景、選題意義及國內外發(fā)展現狀。 第二章：主要介紹了本文所調研單位易貝電機股份有限公司的自然情況，公 司組織結構以及質量現狀。 第三章：主要介紹了質量管理的發(fā)展過程，工序質量控制的相關理論、方法及其 內容。 第四章：通過對易貝電機廠 y 系列三相異步電機生產過程的實際調研，了解其加 工工藝流程，

18、并對其進行檢驗，找到生產過程中的“瓶頸”工序。然后運用工序質量控 制的相關理論方法，如直方圖法、控制圖法、魚骨圖法、spc 技術等對 y 系列三相異 步電動機工序質量分析。 第五章：利用 5m1e 法從人、機 料、法、環(huán)、測六個方面制定切實可行的措施 以及利用 spc 法對其工序質量實施有效的控制，最后進行改善后效果的綜合評價。 文章的最后是致謝和參考文獻。 2 易貝電機股份有限公司概況 2.1 易貝電機廠簡介 易貝電機股份有限公司的前身是易貝電機廠，始建于 1950 年，至今已有 50 多年 大中型電動機的生產歷史，是我國大中型電動機重要生產基地，國家大型一級企業(yè)， 中國機械 500 強之一

19、。 公司現有員工 1800 人，其中工程技術人員 300 余人。擁有資產近 9 億元，生產設 備 1300 多臺。生產的產品主要為中心高 315 毫米以上的 48 個系列 176 個品種 2100 多 個規(guī)格的低壓、高壓、異步 、同步、50 周波、60 周波及在特殊條件下運行的大型、 中型交流電動機，大中型異步、同步增安型防爆電動機，變頻調速電動機，中小型汽 輪發(fā)電機，大型柴油發(fā)電機，風力發(fā)電機，電控柜，采原油的潛油電動機及成套設備。 產品主要為國家的重點工程，重點設備配套，同時還為電站、石油、化工、冶金、礦 山、煤炭、建材、輕工等行業(yè)的水泵、鼓風機、引風機、壓縮機、軋鋼機、粉碎機、 磨煤機等

20、機械設備配套。大中型電動機的生產能力 200 萬千瓦，年銷售收入近 5 億元， 國內市場占有率 20%以上，并出口到歐洲、北美、南美、非洲、亞洲的 40 多個國家和 地區(qū)。先后獲得國家二級企業(yè)、全國用戶滿意服務企業(yè)、全國守合同重信用企業(yè)、全 國設備管理優(yōu)秀企業(yè)、全國思想政治工作優(yōu)秀企業(yè)、機械部工藝管理先進企業(yè)、遼寧 省先進企業(yè)等 100 多項榮譽稱號，是我國大中型電動機生產的重點骨干企業(yè)。 公司始終把采用先進技術，推動科技進步作為企業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，瞄準世界先進水 平，引進了美國西屋、瑞士 abb 的電動機制造技術，產品設計和制造工藝全部采用 iec 標準。公司設有省級技術中心，現生產的 y、yr

21、、yk、tk 等主導產品均達到國 內、國際先進水平。 九十年代起，在產品研制設計開發(fā)和經營管理中，就開始系統應用信息化管理技 術，組建了快速交換式以太網，實現了 100 兆交換到桌面，cad 覆蓋面達到 95%以上， 年開發(fā)新產品達 20 多種，被國家科技部授予 cad 應用示范企業(yè)，cims 應用示范企 業(yè)。 公司的技術創(chuàng)新和產品創(chuàng)新在同行業(yè)中居領先地位，先后開發(fā)生產出：中國第一 臺 6300 千瓦功率最大同步電動機，中國第一臺 2000 千瓦 60 極轉速最低同步電動機， 中國第一臺中大型增安型無刷勵磁同步電動機，中國第一臺潛油電動機，中國第一臺 直徑 990 毫米鑄鋁轉子，在中國率先采用

22、 vpi 無溶劑真空整體整浸工藝。 2.2 易貝電機廠的組織結構 圖 2.1 易貝電機廠的組織結構 2.3 易貝電機廠的質量現狀 公司一直把提高產品質量作為企業(yè)生存發(fā)展，服務用戶的長遠大計，確立了“開發(fā) 創(chuàng)新，以質取勝，竭誠服務，持續(xù)改進”的質量方針，從九十年代初就開始貫徹 iso9000 系列質量管理標準，對產品質量的全過程實行嚴格的管理和監(jiān)控。 擁有現代先進水平的大型、中型，50 周波、60 周波電動機試驗站，具有先進的計 量、理化、耐壓等各種檢測設備 100 多臺套，是國家一級計量單位，國家計量先進單 位。 產品質量穩(wěn)定可靠，5 個系列 15 個品種 346 個規(guī)格的電動機獲部、省、市優(yōu)

23、質產 品稱號，yk 系列電動機評為省名牌產品。1996 年通過了 iso9000 系列質量體系國家 級認證，2001 年在東北地區(qū)率先通過了 iso9001：2000 版升級驗收認證。 市場經濟以來，公司一直把“嚴管實干，不斷創(chuàng)新，爭創(chuàng)一流”作為企業(yè)的精神和 理念，把“開拓創(chuàng)新，服務全國，走向世界”作為發(fā)展的宗旨，始終不渝的堅持與時俱 進，拼搏，奮進，發(fā)展。 3 工序質量控制理論及方法 3.1 質量管理概述 質量管理是一門科學，它是隨著整個社會生產的發(fā)展而發(fā)展的，同時，它同科學 技術的進步、管理科學的發(fā)展也密切相關。考察質量管理的發(fā)展過程，有助于我們有 效地利用各種質量管理的思想和方法。目前，

24、一般把質量管理的發(fā)展過程分為以下三 個階段： 一、質量檢驗階段 也稱為傳統質量管理階段，其主要特征是按照規(guī)定的技術要求，對已完成的產品 進行質量檢驗。從大工業(yè)生產方式出現直至 20 世紀 40 年代，基本上屬于這一階段。 在這一階段，質量管理的中心內容是通過事后把關性質的質量檢查，對已生產出來的 產品進行篩選，把不合格品和合格品分開。這對于保證不使不合格品流入下一工序或 出廠送到用戶手中，是必要的和有效的，至今在工廠中仍不可缺少，但它缺乏對檢驗 費用和質量保證問題的研究，對預防廢品的出現等管理方面的作用較薄弱。這是質量 管理發(fā)展中的初始階段。 二、統計質量控制階段 由于上述的把合格品和不合格品

25、分開的事后把關檢查，是基于廢品已經出現，而 廢品既已出現，即使被檢查出來也已經造成了損失，因此它不是一種積極的方式。積 極的方式應該是，把廢品消滅在發(fā)生之前，防止出現廢品而帶來損失。隨著生產規(guī)模 的迅速擴大和生產效率的不斷提高，每分鐘都可能產生大量廢品，其帶來的經濟損失， 將大得難以忍受。這樣統計質量控制的方法產生了。它應用數理統計的方法，對生產 過程進行控制。也就是說，它不是等一個工序整批工件加工完了，才去進行事后檢查， 而是在生產過程中，定期地進行抽查，并把抽查結果當成一個反饋的信號，通過控制 圖發(fā)現或鑒定生產過程是否出現了不正常情況，以便能及時發(fā)現和消除不正常的原因， 防止廢品的產生。

26、數理統計方法在質量管理中應用的另一方面，是驗收抽樣調查。在二戰(zhàn)期間，軍 工產品的生產任務重、時間緊，且很多產品又不能實行全檢，因為檢查帶有破壞性， 所以必須進行抽樣檢查。另一方面，有的產品檢驗工作量和檢驗費用很大，進行全數 檢驗有時是很不經濟的，或者時間上是不允許的。所以，基于數理統計理論的抽樣檢 查方法得到了迅速的推廣應用。 統計質量控制是質量管理發(fā)展過程中的一個重要階段，它是 20 世紀 40 年代到 60 年代這段時間內得到發(fā)展和推廣應用的。它的主要特點是，從質量管理的指導思想上 看，由事后把關變?yōu)槭虑邦A防；從質量管理的方法上看，廣泛深入地應用了統計的思 考方法和統計的檢查方法。 三、全

27、面質量管理階段 最早提出全面質量管理概念的，是美國的費根堡姆,但是由日本人首先將這一概念 真正用于企業(yè)管理中。費根堡姆提出：“全面質量管理是為了在最經濟的水平上，并考 慮到充分滿足顧客要求的條件下進行生產和提供服務，并把企業(yè)各部門研制質量、維 持質量和提高質量的活動構成為一體的一種有效體系。 全面質量管理的出現，始于 50 年代末、60 年代初。這不是偶然的，而是現代科學 技術和現代工業(yè)發(fā)展的必然產物。進入 20 世紀后半期以后，隨著科學技術的迅速發(fā)展 和市場均衡的日趨激烈，新技術、新工藝、新設備、新材料大量涌現，工業(yè)產品的技 術水平迅速提高，產品更新換代的速度大大加快，新產品層出不窮。特別是

28、對于許多 綜合多種門類技術成果的大型、精密、復雜的現代工業(yè)產品來說，影響質量的因素已 不是幾十、幾百個，而是成千上萬。對一個細節(jié)的忽略，也會造成全局的事物。這種 情況必然對質量管理提出新的更高要求，那種單純依靠事后把關或主要依靠生產過程 控制的質量管理，顯然已不能適應工業(yè)發(fā)展的需要了。這樣，全面質量管理作為現代 企業(yè)管理的一個重要組成部分，也就應運而生，并且迅速得到推廣。 總的來說，以上質量管理發(fā)展的三個階段的質的區(qū)別是，質量檢驗階段靠的是事 后把關，是一種防守型的質量管理；統計質量控制階段主要靠在生產過程中實施控制， 把可能發(fā)生的問題消滅在生產過程之中，是一種預防型的質量管理；而全面質量管理

29、， 則保留了前兩者的長處，對整個系統采取措施，不斷提高質量，可以說是一種進攻型 或者是全攻全守型的質量管理。 3.2 工序質量控制概述及其內容 進入 21 世紀之后，全球經濟一體化的飛速發(fā)展，市場競爭日益激烈，最終體現為 產品質量、成本、交貨時間、服務和環(huán)境保護等方面的競爭。面對嚴峻的形勢，全球 的知名企業(yè)紛紛依照 is09000 標準族，制訂出各自的質量方針，通過強化質量管理職 能和手段，利用先進的質量控制技術，來增強企業(yè)產品的質量和市場競爭力。 質量控制是質量管理的一個組成部分，是通過采取一系列作業(yè)技術和活動對產品 形成的各個過程實施控制，是為了達到規(guī)定的質量要求，預防不合格品發(fā)生的重要手

30、 段和措施。質量控制不僅是對產品質量本身的控制，而且更強調對產品質量的形成過 程進行控制，突出通過控制過程質量的方法來控制最終的產品實物質量。過程質量是 指過程的固有特性滿足要求的程度，與產品的質量類似，只是兩者的特性集合不同， 產品質量決定了實物質量，而過程質量就是應用過程方法，通過對過程的識別、分解 和控制，來實現對整個過程中所有影響質量的因素的監(jiān)控和優(yōu)化，確保每一個過程的 特性滿足質量要求，進而達到控制產品質量的目的。顯然，過程質量控制是過程控制 的一個重要方面，涉及到過程及過程鏈中的全部活動及資源實施控制。 質量控制應貫穿與質量形成的全過程，包括質量檢驗、設計、質量控制、工序質 量控制

31、等。質量檢驗包括了質量檢驗的計劃、方法以及質量檢驗的實施，質量檢驗計 劃是制造質量控制計劃的重要組成部分，是用來對所有這些檢驗工作所作的統籌計劃 和安排。一個好的質量計劃，對降低生產成本有著重要的作用。設計質量控制方法包 括了三次設計、質量功能配置和可信性設計等方法，設計質量控制試圖以最低的制造 成本生產出滿足顧客需求的、對社會造成損失最小的產品。在產品質量控制中，主要 是實現對加工過程的控制，稱為工序質量控制。工序質量控制是過程質量控制的基點， 通過把工序質量的波動限制在允許范圍之內，使工序處于受控狀態(tài)，從而使整個生產 過程處于受控狀態(tài)，保證產品的質量。在工序質量控制中，最主要的工具是控制圖

32、。 工序質量控制就是對影響工序質量水平的因素進行分析、控制和管理的過程。在 產品生產過程中，監(jiān)控工序質量因素的變化及其規(guī)律，使產品質量特性在允許范圍內 波動，達到能夠穩(wěn)定地生產出合格品的目的。早在 1939 年，美國質量管理專家休哈特 與戴明合著由統計方法出發(fā)的質量管制書中既強調：“質量是制造出來的，而非檢 驗出來的”，主張“將簡單而且單刀直入的統計方法，運用在制造過程之中，才是預防 質量滑坡的最好方法，也惟有統計的質量管理技巧，才能節(jié)省大量的檢驗成本，在最 經濟而有效的條件下，達到質量管理的目標”。其主要內容表現在一下幾個方面： 1、對生產條件的控制。就是對人、機、料、法、環(huán)、測六個方面進行

33、控制，也就 是要求生產技術及業(yè)務部門提供并保持合乎標準要求的條件，及工作質量去保證工序 質量。同時，還要求沒到工序的操作者對所規(guī)定的生產條件精細有效地控制。 ，包括開 工前的檢查和加工過程中的控制，檢查人員應給與有效監(jiān)督。 2、對關鍵工序的控制。對影像質量的關鍵工序應采取特殊措施。對關鍵工序，除 控制生產條件外，平衡經濟效益與質量水平的關系，采取各種措施使其始終處于最優(yōu) 狀態(tài)，而其中最有效的方式就是工序質量統計控制。 3、對計量和測試條件的控制。計量測試條件關系到質量數據的準確性，必須加以 嚴格控制，要規(guī)定嚴格的鑒定制度，計量器具應有明顯的合格標志，超期未檢定或檢 定不合格者應嚴格禁用；測試手

34、段和方法必須適應先進工序質量控制技術的要求。 4、對不良品的控制。不良品的控制應有明確的制度和程序，不是僅僅局限于報表 的統計和簡單的返修品與廢品的區(qū)別，而更重要的是根據統計信息進行預防性控制及 正確評價，保持工序質量改進的持續(xù)性。 “產品檢驗”是工序質量控制的最原始、也是最基本的手段。而現代工序質量控制 則要求從產品設計和生產的問題，事先進行研究分析，實時進行監(jiān)控，防患于未然。 由于現代工序質量控制內涵的拖拓延，較之于單純“產品檢驗”無論是在質量的管 理范圍、管理內容、管理方法，還是管理層次、管理效果等方面均具有提高經濟效益 的現實意義與提高管理水平的長遠意義。因此，它日益為工業(yè)界決策層、企

35、業(yè)管理人 員和工程技術人員所重視。 3.3 工序質量控制的相關方法 在質量管理中，經常要用到一些方法和工具。目前較常用的有以下幾種：排列圖 法、分層法、因果分析法、調查表法、直方圖法、散布圖法、控制圖法、以及當前工 序質量控制最為常用的統計過程控制法（statistical process control spc） 。此章將針對 本研究課題所用到的幾個方法進行具體介紹。 3.3.1 排列圖法 1、基本概念 排列圖又稱主次因素分析圖或帕累托圖（pareto）。帕累托是意大利經濟學家，他 在調查分析社會財富分布狀態(tài)時，發(fā)現少數人占有大量財富，絕大多數人處于貧苦狀 態(tài)，即所謂“關鍵的少數和無關緊要的

36、多數”的關系。后來，美國質量管理專家朱蘭博 士把它引進到質量管理中，因而得名。它是用來找出影響產品質量主要因素的一種有 效工具。 排列圖是由兩個縱坐標、一個橫坐標、幾個直方塊和一條這線所構成的。排列圖 的橫坐標表示影響產品質量的因素或項目，按其影響程度的大小，從左到右依次排列。 排列圖的左縱坐標表示頻數，右縱坐標表示表示頻率。直方圖的高度表示某個因素影 響大小，從高到低，從左到右，順序排列。折線表示某個影響因素大小的累積百分數， 是由左到右逐漸上升的，這條折線就稱為怕累托曲線。 一般，把因素分成a、b、c三類。a類，累積百分數在80%以下的諸因素；b類， 累計百分數在8090%的諸因素；c類，

37、累積百分數在90100%的諸因素。 2、排列圖制作步驟 確定所要調查的問題和收集數據。 設計一張數據記錄表，將數據填入其中，并計算合計欄。 制作排列圖用數據表，表中列有各項不合格數據，累計不合格數，各項不合格 所占百分比以及累計百分比。 畫兩根縱軸和一根橫軸，左邊縱軸，標上件數（頻數）的刻度，最大刻度為總 件數（總頻數）；右邊縱軸，標上比率（頻率）的刻度，最大刻度為100%。左邊總頻 數的刻度與右邊總頻數的刻度（100%）高度相等。橫軸上將頻數從大到小依次列出各 項。 在橫軸上按頻數大小畫出矩形，矩形的高度代表各個不合格項頻數大小。 在每個直方柱右側上方，表上累積值,然后妙點，用實線連接，畫累

38、計頻數折線 （帕累托曲線）。 最后分析排列圖。 3.3.2 魚骨圖法 1、基本概念 因果分析圖法，又稱特性因素圖或魚骨圖。它是表示質量特性波動與其潛在原因 的關系，即表達和分析因果關系的一種圖表。因此，因果分析圖主要用與分析質量特 性與影響質量特性的可能原因之間的因果關系，通過把握現狀、分析原因、尋找措施 來促進問題的解決。 運用因果圖可以使我們的工作更系統化、條理化、科學化。由于因果圖是針對某 一個問題的主要因素繪制的，長時間累積的許多同類問題的因果分析圖，可以進行對 比，找出規(guī)律，有利于全面質量管理（tqm）的改進，因果圖提出的各種原因又可以 反饋到實際工作中去驗證，進一步促使加強管理工作

39、和技術工作標準化。 2、因果圖制作步驟 確定分析對象。把要分析的質量特性問題，填入主干箭頭指向的方塊中。 記錄分析意見。把大家針對質量特性問題所提出的各種原因，用長短不等的箭 線排列在主干線的兩側。屬于大原因的，用較長的箭線指向主干線；屬于某大原因內 次一級的中原因，用略短的箭線指向該大原因的箭線；屬于小原因的箭線指向與它相 關的中原因的箭線。 檢查有無遺漏。即對所分析的種種原因檢查一下，看有無遺漏，若有遺漏可及 時補上。 記上必要事項。注明繪圖者、參加討論分析人員、時間等可供參考事項。 3、繪制因果分析圖的注意事項： 所要分析的質量特性問題，應提的盡量具體、明確、有針對性。 要集思廣益。一般

40、是以召開各種質量分析會形式，共同分析，調整出因果分析 圖。 原因的分析，應細到能采取具體措施為止。 大原因不一定是主要原因。主要原因可用會者投票表決的辦法預定，一般可以 確定35項。 對關鍵因素采取措施后，再用排列圖等方法來檢驗其效果。 3.3.3 直方圖法 1、基本概念 直方圖是用一系列寬度相等、高度不等的長方形表示數據分布的圖。長方形的寬 度表示數據范圍的間隔，長方形的高度表示在給定間隔內的數據數。從這些長方形中 找出數據變化的規(guī)律，以便測量工序質量的好壞。 2、直方圖的制作步驟 收集數據，數據個數一般為 50 個以上，最低不少于 30 個。 求極差 r。在原始數據中找出最大值和最小值，計

41、算兩者的差就是極差。 確定分組的組數和組距。一些數據究竟分多少組，通常依據數據的個數的多少 和組距來確定。 確定各組界限。先取測量單位的 1/2.分組界應該能夠包括最大值和最小值。第 一組的下限值為最小值減測量單位的 1/2.上線為此值加組距。以此類推得出所有組的上 下限。每組的上下限相加除以 2，所得數據即為組中值。組中值為各組數據的代表值。 制作頻數分布表。將測得的原始數據分別歸入到相應的組中，統計各組數據個 數，即頻數，各組頻數填好以后檢查一下總數是否與數據總數相符，避免重復或遺漏。 3、直方圖的常見形態(tài)與判定 標準型：數據的平均值與最大和最小值的中間值相同或接近，平均值附近的數 據頻數

42、最多，頻數在中間值向兩邊緩慢下降，并且以平均值左右堆成。這種形狀是最 常見的。 缺齒型：做頻數分布表時，如分組過多，會出現此種形狀。另外，當測量方法 有問題或讀錯測量數據時，也會出現這種形狀。 偏態(tài)型：數據的平均值位于中間值的左側（或右側） ，從左至右（或從右至左） ， 數據的頻數增加后突然減少，形狀不對稱。可能的原因：習慣作業(yè)造成作業(yè)方法不對 或工具、模具已經磨損、松動等。 孤島型：在標準的直方圖的一側有一個“小島”。出現這種情況是夾雜了其他分 布的少量數據，如工序異常、測量錯誤或混有另一分布的少量數據。 平頂型：當幾種平均值不同的分布混在一起，或某種要素緩慢變化時，常常出 現這種形狀 雙峰

43、型：靠近直方圖中間值的頻數較少，兩側各有一個“峰”。當有兩種不同的 平均值相差大的分布混在一起時，常出現這種形狀。 3.3.4 控制圖法 1、基本概念： 控制圖是對過程質量特性值進行測定、記錄、評估，從而監(jiān)察過程是否處于控制 狀態(tài)的一種用統計方法圖標，又稱管理圖。它是用來區(qū)分由系統原因引起的異常波動， 或是由過程固有的隨即原因引起的正常波動的一種工具。正常波動一般在預計的界線 內隨機重復，而系統原因引起的異常波動則表明需要對其影響因素加以判別、調查， 并使之處于受控狀態(tài)。 美國貝爾試驗室的休哈特博士在20世紀20年代研究過程時，首先區(qū)分了可控制和 不可控制的的變差，這就是今天我們所說的普通原因

44、變差和特殊原因變差，聰明的休 哈特發(fā)明了一個簡單有效的工具來區(qū)分他們控制圖，從那時起，在美國和其它國 家，尤其是日本，成功地將控制圖應用于各種過程控制場合。經驗表明當出現異常波 動時，控制圖能有效地引起人們注意，以便及時地尋找原因采取措施。 2、控制圖分類： 計量值控制圖： 所謂計量值是指控制圖之數據均屬于由量具實際量測而得；如長度、重量、濃度 等特性均為連續(xù)性者。常用的有：均值標準差控制圖、均值級差控制圖、中位數 級差控制圖，單值移動級差控制圖。 計數值控制圖： 所謂計數值是指控制圖的數據均屬于單位計算數者而得；如不良數、缺點數等間 斷性數據均屬之。常用的有：不合格頻數控制圖、不合格品率控制

45、圖、缺陷數控制圖、 單位缺陷數控制圖。 3、控制圖的制作步驟： 選取希望控制的質量特性，如重量、不合格頻數等。 選用合適的控制圖種類。 確定樣本組、樣本大小和抽樣間隔，在樣本組內，假定波動是由隨機原因引起。 收集并記錄至少 20 個25 個樣本組的數據，或使用以前所記錄的數據。 計算各組樣本的統計量，如平均值、級差和標準差等。 計算統計量的控制界限。 畫控制圖并標出各組的統計量。 研究在控制界限以外的點和在控制界限內排列有缺陷的點，找出異常原因。 4、控制圖判穩(wěn)準則： 點子沒有跳出控制界限： 多數點集中在中心線附近。 少數點落在控制界限附近。 無點超出控制界限。 點的分布呈隨機狀態(tài)，無任何規(guī)則

46、可言。 界限內點的分布是隨機的，沒有規(guī)律，也無排列缺點： 連續(xù)25點以上出現在控制界限線內且無排列缺點。 連續(xù)35點中只有1點越界限，界限內點排列無缺點。 連續(xù)100點中不多余2點越界，界限內的點排列無缺點。 3.3.5 spc 法 1、基本概念： 統計過程控制（spc）是應用統計技術對過程中的各個階段進行評估和監(jiān)控，建立 并保持過程處于可接受的并且穩(wěn)定的水平，從而保證產品的服務符合規(guī)定要求的一種 質量管理方法。統計過程控制是在控制圖之后產生的，是過程控制的一部分，是一個 過程的反饋系統，它可能是統計性的，也可能是非統計性的。就應用內容而言，主要 包括：利用控制圖分析過程的穩(wěn)定性，對過程存在的

47、異常因素進行預警；計算過程能 力指數分析穩(wěn)定的過程能力滿足技術要求的程度，對過程質量進行評價。 2、spc 法應用流程： 分析用控制圖：是根據實際測量出來的數據，經過計算得出控制圖的上下限值 之后畫出來的，它主要用來對初期質量的測定和監(jiān)控，了解初期產品的過程能力，分 析用控制圖的調整過程就是質量不斷改進的過程。 控制用控制圖：當過程達到了我們所確定的狀態(tài)后，才能將分析用控制圖的控 制線延長，作為控制用控制圖。也就是說，控制用控制圖是根據以前的歷史數據，或 之前產品質量穩(wěn)定時的控制上下限，作為今后產品質量的控制上下限，它的意義在于 用之前的控制界限來衡量近期的產品質量狀態(tài)。如 8 月份的控制圖以

48、 7 月份的控制界 限來判定，這樣就可以看出 8 月份與 7 月份的質量對比情況?？刂朴每刂茍D經過一個 階段的使用后，可能又出現異常，這時應查出異因，采取措施，加以消除，使其不再 出現并納入標準，恢復所確定的穩(wěn)定狀態(tài)。 兩類控制圖的區(qū)別 分析用控制圖與控制用控制圖的區(qū)別如表 3.1 所示： 表 3.1 分析用控制圖與控制用控制圖區(qū)別 區(qū)別點 過程以前的狀 態(tài) 控制圖需要的子組 數 控制圖的界限使用目的 分析用控制圖未知每次 20 到 30 組需計算了解過程 控制用控制圖已知每次 1 組延長前控制限控制過程 應用流程如圖 3.1 所示： y 環(huán) y y n n n y n y 分 析 階 段 作

49、分析用控制圖 異常? 計算 cp cp 1? 采取措施， 使 cp1 cp1? 作管理用控制圖 定期抽樣打點 異常? 查明原因、調整工序 剔除異常點 重新計算 k k20? 重新收集數 據使 k20 管 理 階 段 圖 3-1 spc 法應用流程圖 3.3.6 過程能力指數 過程能力(process capability)是指過程的加工水平滿足技術標準能力，它是衡量過 程加工內在一致性的標準。當過程處于穩(wěn)態(tài)時，過程的計量特性值有 99.73%落在土 3的范圍內，其中為過程特性值的總體均值。為過程特性值的總體標準差。通常用 六倍標準差(6)來表示過程能力，數值越小越好。 過程能力指數(proce

50、ss capability index)表示過程能力滿足技術標準(產品規(guī)格、公差)的 程度，一般記為 p c 過程能力指數，其實是指加工質量標準(通常是公差 t)與工序能力 6的比值，即： =t/6。工序能力指數的計算方法與質量標準的規(guī)定方式有關，一般可分為如下幾 p c 種方式： 1、工序分布中心與公差帶中心 m 重合 (3.1) /6()/6 pul cttts 其中：s 為樣本的標準偏差； 為質量標準的上限值； u t 為質量標準的下限值。 l t 2、工序分布中心與公差帶中心 m 不重合 (3.2) (1)(2 )/6 pkp ck cts 其中，為絕對偏移量，m 為公差帶中心值，為實

51、際 m()/2 ul mtt 工序分布中心；k 為相對偏移量。 /( /2)kt 3、單側標準，只有上限要求 (3.3) ()/3 puu cts 4、單側標準，只有上限要求 (3.4) ()/3 pul cts 4 y 系列三相異步電動機工序質量控制分析 4.1 y 系列三相異步電動機的主要構造及其工藝流程 4.1.1 y 系列三相異步電動機的主要構造 構造如圖 4.1 所示： 1-端蓋 2-轉軸 3-鑄鋁轉子鐵芯 4-定子鐵芯 5-機座 圖 4.1 y 系列三相異步電機的結構圖 4.1.2 y 系列三相異步電動機工藝流程 三相異步電機的機械加工部分主要集中在機座、端蓋、轉子和轉軸，這些部分

52、是 公司必須自己設計和組織生產的，屬于關鍵零部件。電機中的其它部分多為標準件或 非標準小零件，不作為公司制造的重點。 電機的制造過程比較復雜，將電機的基本結構件機座、端蓋、轉軸、轉子支架、 定子鐵心、轉子鐵心、定子繞組、轉子繞組等的加工、制造、實驗、裝配、浸漆、裝 箱等的工藝過程表示如圖 4.2 所示： 圖 4.2 y 系列三相異步電機工藝流程圖 端蓋是聯接轉子和機座的結構零件，它一方面對電動機內部起保護作用，另一方 面通過安放在端蓋內的滾動軸承來保證定子和轉子的相對位置。端蓋的結構特點是壁 薄容易變形，加工時裝夾比較困難。因為是定子和轉子之間的聯接件，依靠止口和軸 承室的配合精度保證電機氣隙

53、的準確性，并且要求裝卸磨損對精度的影響小，所以止 口和軸承室應具有較低的表面粗糙度。端蓋的加工過程比較簡單，基本上是車削和鉆 孔兩項，但是端蓋是一種易變形的薄壁零件，過大的夾緊力或過大的切削量都可能使 端蓋的尺寸超差和變形，因此常將車削分為粗車和精車兩道工序，采用不同的夾緊力， 在精度等級不同的車床上加工。小型電機端蓋常用三爪自定心卡盤夾緊端蓋上的工藝 搭子外圓，小型端蓋采用立式鉆床或多軸鉆床進行鉆孔，中大型端蓋則在搖臂鉆床上 鉆孔。一般情況下，端蓋加工需要車工、鉗工、電焊和銑工等 16 道工序。 轉軸和鑄鋁轉子鐵芯構成轉子。轉軸是電機的重要零件之一，他支撐各種轉動零 部件的重量并確定轉動零部

54、件對定子的相對位置，更重要的是，轉軸還是傳遞轉矩、 輸出機械功率的主要零件。中小型電機的轉軸選用熱軋圓鋼作為毛坯，其直徑需按轉 軸的最大直徑加上加工余量進行選擇，因此，轉軸的切削量是較大的。對轉軸的加工 精度和表面粗糙度的要求都比較高，轉軸與其它零件的配合也較緊密，故對轉軸的加 工技術要求包括尺寸精度、形狀精度、位置精度和表面粗糙度。各類電機轉軸的基本 加工過程是:平端面、鉆中心孔、車削、銑鍵槽和磨削等幾道工序。轉子外圓加工是轉 子加工的最后一道工序，也是保證電動機氣隙準確性和電機性能的關鍵工序。轉子鐵 芯外圓不允許采用磨削工藝，一般都采用車削加工，由于槽口的鋁條的影響，刀具磨 損較快，先進的

55、工藝方法是采用旋轉圓盤車刀加工。 機座在電機中起著支撐和固定定子鐵芯、在軸承端蓋式結構中通過機座與端蓋的 配合其支撐轉子和保護電機繞組的作用。機座的結構類型很多，有整體形機座、分離 形機座，有鑄鐵機座、鑄鋼機座等。從制造工藝看，具有代表性的是有底腳的整體形 鑄鐵機座和分離形鋼板焊接機座兩種。機座上需要加工的部位有兩端止口、鐵芯擋外 圓、底腳孔，以及固定端蓋、接線盒和吊環(huán)用的螺栓孔等。機座加工時，必須綜合考 慮各主要加工面的質量要求，以確定零件的裝夾方式。若裝夾不當，將影響加工后零 件的壁厚、止口與內圓的同軸度，并將產生變形。一般機座有以止口定位和以底腳平 面定位兩種加工方案。機座的具體加工工藝

56、方法多種多樣，一般的小型機座大概有三 四十道工序。 4.2 y 系列三相異步電機總體質量測評 通過排列圖法，找出 y 系列三相異步電機主要零件中質量問題較大的零件。 1、數據調查：以各個零件的不合格品數為檢查目標，在裝備車間對 500 組各種零 部件進行檢查，收集各個零件的不合格品數，并將數據繪制成表 4.1 所示： 表 4.1 轉軸各零件不合格品數匯總表 序號工序不良數不良率累計數累積百分比 1轉軸的加工1851.4%1851.4% 2端蓋的加工1028.6%2880% 3機座的加工38.6%3188.6% 4轉子的加工25.7%3394.2% 5定子的加工12.9%3497.1% 6其他1

57、2.9%35100% 2、建立排列圖：根據調查的數據建立排列圖，如圖 4.3 所示。 累 計 百 分 比 不 合 格 品 數 94.2% 88.6% 51.4% 97.1% 100% 0 5 10 15 20 25 30 轉軸 的加 工 端蓋 的加 工 機座 的加 工 轉子 的加 工 其 他 0% 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90% 100% 不良數 累積百分比 定子 的加 工 80% 圖 4.3 轉軸各零件不合格品排列圖 3、圖形分析：如圖所示，轉軸和端蓋的加工工件不良數為 28 占總不良數的 80%，屬于影響工序質量的關鍵因素即 a 類因素。而轉抽又是這

58、兩個工件加工中質量 問題更嚴重的，因此轉軸的加工工序是 y 系列三相異步電機生產的“瓶頸”工序，因此 要對其進行嚴格的分析與控制。找出影響工序質量的不良原因。 4.3 y 系列三相異步電機轉軸工序質量測評 4.3.1 轉軸的主要加工工序 轉軸的加工工序主要由五步組成，分別是粗車外圓，留加工余量2mm；熱處理， 對零件進行調制；銑鍵槽；精磨外圓，達到技術要求；檢驗。具體工藝流程圖如4-4所 示。通過轉軸的加工工序我們可以看出，除了熱處理以外的工序只有最后的外圓銑加 工是精加工，其余的工序都是粗加工，對工序質量的影響不大，因此我們只需對銑床 加工的零件進行檢驗，并加以控制。 由原材料送至車床 粗車

59、外圓，留加工余量2mm 運至熱處理車間 對零件進行調制 運送至銑床 銑鍵槽 運送至磨床 精磨外圓，達到技術要求 檢驗 圖4-4 轉軸加工工序工藝流程圖 4.3.2 直方圖法對轉軸工序質量測評 1、收集數據：轉軸的加工尺寸為，對已經加工完的轉軸進行檢驗測量， 0 035 . 0 100 并繪制轉軸外徑數據表，見表 4.2： 表 4.2 轉軸外徑數據表 99.98899.99199.99499.98599.97399.97899.99199.996 99.99799.98699.98699.99399.98399.98199.98699.988 99.96999.97799.97299.97399

60、.99599.99899.98999.992 99.99399.97999.99499.99799.98499.99599.99099.981 99.96799.96999.98099.98199.99699.99099.99799.990 99.99299.98499.98599.99299.98299.96499.98099.975 99.99299.99099.98799.99299.97199.98599.97099.996 99.99099.98499.99199.98699.98499.98299.97899.992 99.99299.99099.98599.99199.99399