控制圖在取制樣質(zhì)量控制中的應(yīng)用

1、控制圖在取制樣質(zhì)量控制中的應(yīng)用雷鵬飛（酒泉（鋼鐵）集團公司 技術(shù)中心，甘肅 嘉峪關(guān) 735100）摘 要：控制圖是質(zhì)量管理的重要工具，通過介紹控制圖結(jié)構(gòu)及常用類型，以酒鋼公司燒結(jié)工序高堿度燒結(jié)礦鐵品位檢測數(shù)據(jù)為例說明控制圖的制作及其在取制樣質(zhì)量控制中的應(yīng)用。關(guān)鍵詞：控制圖 取制樣 質(zhì)量控制 應(yīng)用The application of the control chart in the quality control of sampling and sample preparationLEI Peng-fei（Technology Center of Jiuquan Iron & Steel

2、 Co,.Jiayuguan 735100,China）Abstract：Control chart is an important tool for quality management, in this paper, by introducing the structure and the common types of the control chart, and taking the testing data of high basicity sinter iron grade in JISCOs sintering process as an example，it illustrat

3、es the control chart making and its application in the quality control of sampling and sample preparation.Key words: Control chart；sampling and sample preparation；quality control；application1 引言酒鋼公司原燃料取制樣業(yè)務(wù)主要分為二部分，一部分為進廠原燃料取制樣檢驗檢測，為酒鋼與原燃料供方提供結(jié)算依據(jù)；另一部分為鐵前生產(chǎn)工序中間產(chǎn)品及轉(zhuǎn)工序產(chǎn)品原燃料取制樣業(yè)務(wù)，為指導(dǎo)生產(chǎn)和生產(chǎn)工序間結(jié)算提供依據(jù)。就如何規(guī)范

4、取制樣業(yè)務(wù)，確保檢測數(shù)據(jù)及時、準確、真實，公司檢驗部門采取了不少措施，諸如安裝自動取制樣機、關(guān)鍵崗位設(shè)置視頻監(jiān)控和電話監(jiān)聽、取制樣人員定期輪崗、樣品隨機抽檢等，在此基礎(chǔ)上，我認為利用計算機統(tǒng)計技術(shù)，在取制樣工作中引入控制圖，確保原燃料檢驗檢測數(shù)據(jù)的準確性，有利于提高取制樣工作質(zhì)量。2 控制圖結(jié)構(gòu)及示例控制圖（Control Chart）是對過程質(zhì)量特性進行測定、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(tǒng)計方法設(shè)計的圖。圖上有中心線（CL，Central Line），上控制限（UCL，Upper Control Limit）和下控制限（LCL，Lower Control Limit），并

5、有按時間順序抽取的樣本統(tǒng)計量數(shù)值的描點序列，UCL與LCL統(tǒng)稱為控制線（Control lines）。控制圖最大優(yōu)點是在圖中將所描繪的點子與控制界限相比較，能夠直觀地看到檢驗特性的質(zhì)量變化。圖1 控制圖示例3 控制圖分類3.1計量控制圖和計數(shù)控制圖常規(guī)控制圖根據(jù)國標GB/T 4091-2001分為計量型控制圖和計數(shù)型控制圖，參見表一。表一 常規(guī)控制圖分布控制圖代號控制圖名稱正態(tài)分布（計量值）-R均值-極差控制圖-s均值-標準差控制圖Me-R中位數(shù)-極差控制圖x-Rs單值-移動極差控制圖二項分布（計件值）p不合格品率控制圖np不合格品數(shù)控制圖泊松分布（計點值）u單位不合格數(shù)控制圖c不合格數(shù)控制圖

6、計量控制圖用于產(chǎn)品質(zhì)量特性為計量值情形，如Tfe品位、S含量、P含量、粒度、強度等能夠計量的連續(xù)變量值；計數(shù)控制圖用于產(chǎn)品質(zhì)量特性為不合格品數(shù)、不合格品率、缺陷數(shù)等不能定量，只能定性表示的離散變量值。3.2分析用控制圖與控制用控制圖一道工序開始應(yīng)用控制圖時，幾乎總不會恰巧處于穩(wěn)態(tài)，也即總存在異因。如果就以這種非穩(wěn)態(tài)狀態(tài)下的參數(shù)來建立控制圖，控制圖界限之間的間隔一定較寬，以這樣的控制圖來控制未來，將會導(dǎo)致錯誤的結(jié)論。因此，一開始，總需要將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，這就是分析用控制圖的階段。等到過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，才能延長控制圖的控制線作為控制用控制圖，這就是控制用控制圖階段。故根據(jù)使用目的的不同，控

7、制圖可分為分析用控制圖與控制用控制圖兩類。4 控制圖的選擇及應(yīng)用在取制樣業(yè)務(wù)過程中，原燃料品種繁多，有許多質(zhì)量特性需要監(jiān)控，但對所有的質(zhì)量特性都采用控制圖來監(jiān)控顯然是不現(xiàn)實的。當引入控制圖管理時，要優(yōu)先考慮最需要使用的地方，對其關(guān)鍵特性使用控制圖進行監(jiān)控。下面以分析高堿度燒結(jié)礦鐵品位檢測數(shù)據(jù)的控制圖來說明控制圖在取制樣質(zhì)量控制中的應(yīng)用，因鐵品位指標數(shù)據(jù)為連續(xù)變量值，且需重點關(guān)注其均值分布的變化和分散情況，故采用最常用、最基本的均值極差控制圖。4.1數(shù)據(jù)收集及計算（1）根據(jù)國標推薦確定取25個子組，每組5個樣本數(shù)據(jù)。（2）利用酒鋼企業(yè)資源計劃信息管理系統(tǒng)（ERP），選用上月近期數(shù)據(jù)。高堿度燒結(jié)礦

8、按現(xiàn)規(guī)定取制樣頻次，2小時取制1批，每天12批檢測結(jié)果，故利用工序質(zhì)量統(tǒng)計事務(wù)代碼在ERP系統(tǒng)中導(dǎo)出2013年1月1日至25日檢驗數(shù)據(jù)，每天隨機抽取5批（本文采用EXCEL軟件中“數(shù)據(jù)分析工具抽樣”），確定25個子組，共125個鐵品位數(shù)據(jù)，參見表二。表二 高堿度燒結(jié)礦鐵品位-R控制圖數(shù)據(jù)表序號檢測值XiiRiX1X2X3X4X5149.11 48.74 49.25 48.74 49.13 48.99 0.51 249.08 49.09 49.40 49.18 49.20 49.19 0.32 348.70 48.63 48.69 49.10 48.94 48.81 0.47 449.36 49

9、.70 48.78 49.05 49.07 49.19 0.92 549.35 48.97 49.40 49.20 49.33 49.25 0.43 648.98 49.17 49.34 48.78 49.05 49.06 0.56 748.61 48.49 49.55 49.35 49.34 49.07 1.06 849.35 49.50 49.03 49.60 49.30 49.36 0.57 949.20 49.10 48.38 48.81 48.67 48.83 0.82 1048.94 48.92 48.56 49.80 48.64 48.97 1.24 1148.56 49.15

10、49.04 49.00 48.25 48.80 0.90 1249.31 48.57 49.21 48.87 48.72 48.94 0.74 1349.20 49.10 49.11 49.34 48.76 49.10 0.58 1448.89 48.83 49.33 48.99 49.80 49.17 0.97 1549.50 49.60 49.50 49.40 48.99 49.40 0.61 1649.12 48.96 49.30 49.50 49.10 49.20 0.54 1749.13 49.30 49.36 49.15 48.93 49.17 0.43 1848.82 49.13

11、 48.92 49.25 49.00 49.02 0.43 1949.01 48.99 49.40 49.40 48.84 49.13 0.56 2049.20 49.07 49.50 48.85 48.67 49.06 0.83 2149.16 48.59 48.72 49.22 48.99 48.94 0.63 2248.84 49.08 48.99 49.24 49.75 49.18 0.91 2349.90 49.40 49.35 49.00 48.95 49.32 0.95 2449.07 48.97 48.90 48.98 49.02 48.99 0.17 2549.16 48.8

12、1 49.50 49.24 48.89 49.12 0.69 （3）計算各組樣本的平均數(shù)i、極差Ri。利用EXCEL軟件中“average()”函數(shù)求得一組平均數(shù)，自動填充其它子組；同樣使用“max()、min()”函數(shù)求得一組極差數(shù)，再自動填充其它子組。（4）查找圖和R圖的中心線及控制限（見GB/T 4091-2001常規(guī)控制圖）圖的中心線及控制限為：其中：控制圖上限，樣本總均值，A2控制限系數(shù)， 平均樣本極差，控制圖中心線，控制圖下限。表三 計量控制圖計算控制限系數(shù)表（A2部分）n(樣本量)3456789A21.0230.7290.5770.4830.4190.3730.337R圖的中心線

13、及控制限為： 其中：R控制圖上限，D3、D4控制限系數(shù)，R控制圖中心線，R控制圖下限。表四 計量控制圖計算控制限系數(shù)表（D3、D4部分）n(樣本量)3456789D300000.0760.1360.184D42.5742.2822.1142.0041.9241.8641.816（5）計算樣本總均值與平均樣本極差。=49.09，=0.67(i=1，2，m)式中：第i組樣本的平均值； m樣本組數(shù)； Ri第i組樣本的極差。（6）計算R圖的控制參數(shù)。當子組大小n=5，則查表四可知D4=2.114，D3=0，代入R圖的公式，得到：2.1140.67=1.4160.67 （7）計算圖的控制參數(shù)。當子組大小

14、n=5，則查表三可知A2=0.577，代入圖的公式，得到：49.09+0.577×0.67=49.47749.0949.09-0.577×0.67=48.7034.2繪制控制圖國標GB/T 4091-2001規(guī)定了在-R圖中必須先作R圖，等R圖判穩(wěn)后，再作圖。不但如此，所有正態(tài)分布的控制圖都必須倒過來作，且根據(jù)控制圖判穩(wěn)準則，認定控制圖處于穩(wěn)定狀態(tài)后方可使用。（1）繪制R圖根據(jù)高堿度燒結(jié)礦各樣本的極差值，利用EXCEL軟件中“圖表折線圖”工具在控制圖上進行描點，觀察R圖（如圖2），圖中的點都沒有越出控制界限，且都隨機地分布在中心線的兩側(cè)附近，說明R圖判穩(wěn)。（2）繪制圖根據(jù)高

15、堿度燒結(jié)礦各樣本的均值，利用同樣的方法在控制圖上進行描點，觀察圖（如圖3），可見圖判穩(wěn)。1.4160.6700圖2 高堿度燒結(jié)礦鐵品位檢測數(shù)據(jù)極差控制圖49.47749.09048.703圖3 高堿度燒結(jié)礦鐵品位檢測數(shù)據(jù)均值控制圖4.3應(yīng)用控制圖延長統(tǒng)計過程狀態(tài)下的-R圖的控制限，進入控制用控制圖階段，實現(xiàn)對過程的日?？刂?。5 使用控制圖常見的問題（1）控制圖不重新制定：控制圖是根據(jù)穩(wěn)態(tài)下的條件（即5M1E）來制定的。如果條件變化，例如設(shè)備更新，采用新型原料，改變工藝參數(shù)或采用新工藝，環(huán)境改變等，這時，控制限要進行更新。（2）控制圖上有直接把原燃料或產(chǎn)品質(zhì)量內(nèi)控標準作為控制限使用。質(zhì)量內(nèi)控標準

16、是非自然產(chǎn)生的，是相對固定的；而控制限是過程內(nèi)部的，自然產(chǎn)生的，是相對變化的，所以在使用控制圖時，千萬不能將控制限和質(zhì)量內(nèi)控標準相混淆。（3）控制圖在實施后不能保持長期穩(wěn)定運行。只有加強全員培訓(xùn)，對控制圖有深刻的理解并落實到實際工作當中，實施才能發(fā)揮應(yīng)有的作用，這是長期的過程，需要堅持不懈。6 結(jié)語（1）公司取制樣業(yè)務(wù)已形成從班組作業(yè)區(qū)職能科室三級抽樣監(jiān)督機制，這種隨機抽樣方式造成檢驗部門工作量大，且抽檢覆蓋面小，推行控制圖后技術(shù)人員可根據(jù)物料指標的異常波動、持續(xù)升高或降低、長期上下交替等因素進行有針對性的抽樣，減少抽檢數(shù)量，既達到抽樣監(jiān)督的目的，又可降低檢驗成本和操作人員工作量。（2）控制圖有及時告警作用，通過對異常數(shù)據(jù)的及時分析，可提前診斷取制樣人員、設(shè)備等方面存在的問題。（3）利用控制圖及時發(fā)現(xiàn)工藝環(huán)節(jié)出現(xiàn)的問題，可向生產(chǎn)工序