質(zhì)量分析常用工具培訓(xùn)教材

1、質(zhì)量分析常用工質(zhì)量分析常用工具培訓(xùn)教材具培訓(xùn)教材1. 1. 前言前言2. 2. 排列圖排列圖3. 3. 因果圖因果圖4. 4. 散布圖散布圖5. 5. 直方圖直方圖6. 6. 控制圖控制圖目錄目錄前言前言 統(tǒng)計質(zhì)量控制是質(zhì)量控制的基本方法，執(zhí)行全面質(zhì)統(tǒng)計質(zhì)量控制是質(zhì)量控制的基本方法，執(zhí)行全面質(zhì)量管理的基本手段，也是量管理的基本手段，也是SPCSPC的基礎(chǔ)，這里簡要介紹制的基礎(chǔ)，這里簡要介紹制造企業(yè)應(yīng)用最廣的統(tǒng)計質(zhì)量控制方法。造企業(yè)應(yīng)用最廣的統(tǒng)計質(zhì)量控制方法。 常用統(tǒng)計分析方法與控制圖常用統(tǒng)計分析方法與控制圖 獲得有效的質(zhì)量數(shù)據(jù)之后獲得有效的質(zhì)量數(shù)據(jù)之后, ,就可以利用各種統(tǒng)計分就可以利用各種統(tǒng)

2、計分析方法和控制圖對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理析方法和控制圖對質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理, ,從中提取出從中提取出有價值的信息成分。有價值的信息成分。 常用統(tǒng)計分析方法常用統(tǒng)計分析方法 此處介紹的方法是生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常使用此處介紹的方法是生產(chǎn)現(xiàn)場經(jīng)常使用, ,易于掌握的易于掌握的統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法, ,包括排列圖、因果圖、檢查表、控制圖等。包括排列圖、因果圖、檢查表、控制圖等。排列圖排列圖1.1.排列圖排列圖 排列圖是找出影響產(chǎn)品質(zhì)量主要因素的圖表工具排列圖是找出影響產(chǎn)品質(zhì)量主要因素的圖表工具. .它是由意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家巴洛特（它是由意大利經(jīng)濟(jì)學(xué)家巴洛特（Pareto)Pareto)提出的提出的. .巴洛巴洛特發(fā)

3、現(xiàn)人類經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中特發(fā)現(xiàn)人類經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域中 少數(shù)人占有社會上的大部分少數(shù)人占有社會上的大部分財富財富, ,而絕大多數(shù)人處于貧困狀況而絕大多數(shù)人處于貧困狀況 的現(xiàn)象是一種相當(dāng)?shù)默F(xiàn)象是一種相當(dāng)普遍的社會現(xiàn)象普遍的社會現(xiàn)象, ,即所謂即所謂 關(guān)鍵的少數(shù)與次要的多數(shù)關(guān)鍵的少數(shù)與次要的多數(shù) 原理原理. .朱蘭朱蘭( (美國質(zhì)量管理學(xué)家美國質(zhì)量管理學(xué)家) )把這個原理應(yīng)用到質(zhì)把這個原理應(yīng)用到質(zhì)量管理中來量管理中來, ,成為在質(zhì)量管理中發(fā)現(xiàn)主要質(zhì)量問題和成為在質(zhì)量管理中發(fā)現(xiàn)主要質(zhì)量問題和確定質(zhì)量改進(jìn)方向的有力工具確定質(zhì)量改進(jìn)方向的有力工具. .排列圖排列圖1.11.1排列圖的畫法排列圖的畫法項(xiàng)目數(shù)量累積數(shù)量比例累

4、積比例總計排列圖排列圖1.2 1.2 排列圖制作可分為排列圖制作可分為5 5步步: : 1.2.1 1.2.1 確定分析的對象確定分析的對象 排列圖一般用來分析產(chǎn)品或零件的廢品件數(shù)、噸數(shù)、損失金額、排列圖一般用來分析產(chǎn)品或零件的廢品件數(shù)、噸數(shù)、損失金額、 消耗工時及不合格項(xiàng)數(shù)等消耗工時及不合格項(xiàng)數(shù)等. . 1.2.2 1.2.2 確定問題分類的項(xiàng)目確定問題分類的項(xiàng)目 可按廢品項(xiàng)目、缺陷項(xiàng)目、零件項(xiàng)目、不同操作者等進(jìn)行分類?？砂磸U品項(xiàng)目、缺陷項(xiàng)目、零件項(xiàng)目、不同操作者等進(jìn)行分類。 1.2.3 1.2.3 收集與整理數(shù)據(jù)收集與整理數(shù)據(jù) 列表匯總每個項(xiàng)目發(fā)生的數(shù)量，即頻數(shù)列表匯總每個項(xiàng)目發(fā)生的數(shù)量，

5、即頻數(shù)fifi、項(xiàng)目按發(fā)生的數(shù)量大、項(xiàng)目按發(fā)生的數(shù)量大 小，由大到小排列。最后一項(xiàng)是無法進(jìn)一步細(xì)分或明確劃分的項(xiàng)小，由大到小排列。最后一項(xiàng)是無法進(jìn)一步細(xì)分或明確劃分的項(xiàng) 目統(tǒng)一稱為目統(tǒng)一稱為“其它其它”。 1.2.4 1.2.4 計算頻數(shù)計算頻數(shù)fifi、頻率、頻率PiPi和累計頻率和累計頻率FiFi 首先統(tǒng)計頻數(shù)首先統(tǒng)計頻數(shù)fifi，然后按，然后按(1)(1)、(2)(2)式分別計算頻率式分別計算頻率PiPi和累計頻率和累計頻率 Fi Fi (1) (2) (1) (2) 式中，式中，f f為各項(xiàng)目發(fā)生頻數(shù)之和。為各項(xiàng)目發(fā)生頻數(shù)之和。 1.2.5 1.2.5 畫排列圖畫排列圖 排列圖由兩個縱

6、坐標(biāo)，一個橫坐標(biāo)，幾個順序排列的矩形和一排列圖由兩個縱坐標(biāo)，一個橫坐標(biāo)，幾個順序排列的矩形和一 條累計頻率折線組成。如圖條累計頻率折線組成。如圖1 1所示為一排列圖實(shí)例。所示為一排列圖實(shí)例。排列圖排列圖1.3 1.3 排列圖用途排列圖用途 1.3.1 1.3.1 確定主要因素、有影響因素和次要因素確定主要因素、有影響因素和次要因素 根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的主要因素：累計頻率根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的主要因素：累計頻率FiFi在在0-80-8 0% 0%左右的若干因素。是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，如圖中焊左右的若干因素。是影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，如圖中焊 縫氣孔和夾渣。主要因素個數(shù)一般為縫氣

7、孔和夾渣。主要因素個數(shù)一般為1-21-2個，最多不超過個。個，最多不超過個。 根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的有影響因素：累計頻率根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的有影響因素：累計頻率FiFi在在80-95%80-95%左左 右的若干因素。它們對產(chǎn)品質(zhì)量有一定影響，稱為有影響因素。右的若干因素。它們對產(chǎn)品質(zhì)量有一定影響，稱為有影響因素。 根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的次要因素：累計頻率根據(jù)排列圖可以確定質(zhì)量問題的次要因素：累計頻率FiFi在在95-100%95-100%左左 右的若干因素，其對產(chǎn)品質(zhì)量僅有輕徽影響，稱為次要因素。右的若干因素，其對產(chǎn)品質(zhì)量僅有輕徽影響，稱為次要因素。 1.3.2 1.3.2

8、 抓主要因素解決質(zhì)量問題抓主要因素解決質(zhì)量問題 將質(zhì)量影響因素分類之后，重點(diǎn)針對將質(zhì)量影響因素分類之后，重點(diǎn)針對1-21-2項(xiàng)主要因素進(jìn)行改進(jìn)提高，項(xiàng)主要因素進(jìn)行改進(jìn)提高， 以解決質(zhì)量問題。實(shí)踐證明，集中精力將主要因素的影響減少比消滅以解決質(zhì)量問題。實(shí)踐證明，集中精力將主要因素的影響減少比消滅 次要因素更加有效。次要因素更加有效。 1.3.3 1.3.3 檢查質(zhì)量改進(jìn)措施的效果檢查質(zhì)量改進(jìn)措施的效果 采取改進(jìn)措施后，為了檢驗(yàn)其效果，可用排列圖來檢查。若改進(jìn)后的采取改進(jìn)措施后，為了檢驗(yàn)其效果，可用排列圖來檢查。若改進(jìn)后的 排列圖中橫坐標(biāo)上因素頻數(shù)矩形高度有明顯降低，則說明確有效果。排列圖中橫坐標(biāo)

9、上因素頻數(shù)矩形高度有明顯降低，則說明確有效果。因果圖因果圖2.2.因果圖因果圖 在找出質(zhì)量問題以后，為分析產(chǎn)生質(zhì)量問題的原在找出質(zhì)量問題以后，為分析產(chǎn)生質(zhì)量問題的原因，以確定因果關(guān)系的圖表稱為因果圖。它由質(zhì)量問因，以確定因果關(guān)系的圖表稱為因果圖。它由質(zhì)量問題和影響因素兩部分組成。圖中主干箭頭所指的為質(zhì)題和影響因素兩部分組成。圖中主干箭頭所指的為質(zhì)量問題，主干上的大枝表示主要原因。中枝、小枝、量問題，主干上的大枝表示主要原因。中枝、小枝、細(xì)枝表示原因的依次展開。細(xì)枝表示原因的依次展開。 2.1. 2.1.因果圖的畫法因果圖的畫法因果圖因果圖 2.1.1 2.1.1 確定待分析的質(zhì)量問題，將其寫在

10、圖右側(cè)的方框內(nèi)，畫出主確定待分析的質(zhì)量問題，將其寫在圖右側(cè)的方框內(nèi)，畫出主 干，箭頭指向右端，見圖。干，箭頭指向右端，見圖。. .2.1.2 2.1.2 確定該問題中影響質(zhì)量原因的分類方法。一般對于工序質(zhì)量確定該問題中影響質(zhì)量原因的分類方法。一般對于工序質(zhì)量 問題，常按其影響因素：人問題，常按其影響因素：人(Man)(Man)、設(shè)備、設(shè)備(Machine)(Machine)、原材料、原材料 (Material) (Material)、方法、方法(Method)(Method)、環(huán)境、環(huán)境(Environment)(Environment)等進(jìn)行分等進(jìn)行分 類，簡稱為類，簡稱為4M1E4M1E。

11、對應(yīng)每一類原因畫出大枝、箭頭方向從左。對應(yīng)每一類原因畫出大枝、箭頭方向從左 到右斜指向主干，并在箭頭尾端寫上原因分類項(xiàng)目，見圖。到右斜指向主干，并在箭頭尾端寫上原因分類項(xiàng)目，見圖。 2.1.3 2.1.3 將各分類項(xiàng)目分別展開，每個大枝上分出若干中枝表示各項(xiàng)將各分類項(xiàng)目分別展開，每個大枝上分出若干中枝表示各項(xiàng) 目中造成質(zhì)量問題的一個原因。中枝平行于主干箭頭指向大目中造成質(zhì)量問題的一個原因。中枝平行于主干箭頭指向大 枝。見圖。枝。見圖。2.1.4 2.1.4 將中枝進(jìn)一步展開成小枝。小枝是造成中枝的原因，依次展將中枝進(jìn)一步展開成小枝。小枝是造成中枝的原因，依次展 開，直至細(xì)到能采取措施為止。開，

12、直至細(xì)到能采取措施為止。2.1.5 2.1.5 找出主要原因，畫上方框作為質(zhì)量改進(jìn)的重點(diǎn)。找出主要原因，畫上方框作為質(zhì)量改進(jìn)的重點(diǎn)。 2.2 2.2 因果圖的用途因果圖的用途2.2.1 2.2.1 根據(jù)質(zhì)量問題逆向追溯產(chǎn)生原因，由粗到細(xì)找出產(chǎn)生質(zhì)量問根據(jù)質(zhì)量問題逆向追溯產(chǎn)生原因，由粗到細(xì)找出產(chǎn)生質(zhì)量問 題的各個層次、各種各樣的原因。以及各原因的傳遞關(guān)系。題的各個層次、各種各樣的原因。以及各原因的傳遞關(guān)系。2.2.2 2.2.2 因果圖可明確原因的影響大小和主次。從而可以作為制定質(zhì)因果圖可明確原因的影響大小和主次。從而可以作為制定質(zhì) 量改進(jìn)措施的指導(dǎo)依據(jù)。量改進(jìn)措施的指導(dǎo)依據(jù)。散布圖散布圖3.3

13、.散布圖散布圖 在質(zhì)量問題的原因分析中，常會接觸到各個質(zhì)量在質(zhì)量問題的原因分析中，常會接觸到各個質(zhì)量因素之間的關(guān)系。這些變量之間的關(guān)系往往不能進(jìn)行因素之間的關(guān)系。這些變量之間的關(guān)系往往不能進(jìn)行解析描述，不能由一個（成幾個）變量的數(shù)值精確地解析描述，不能由一個（成幾個）變量的數(shù)值精確地求出另一個變量的值，我們稱之為非確定性關(guān)系。散求出另一個變量的值，我們稱之為非確定性關(guān)系。散布圖就是將兩個非確定性關(guān)系變量的數(shù)據(jù)對應(yīng)列出，布圖就是將兩個非確定性關(guān)系變量的數(shù)據(jù)對應(yīng)列出，標(biāo)記在坐標(biāo)圖上，來觀察它們之間的關(guān)系的圖表。標(biāo)記在坐標(biāo)圖上，來觀察它們之間的關(guān)系的圖表。 3.13.1散布圖的畫法散布圖的畫法 3.

14、1.13.1.1收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù) 所要研究的兩個變量如果一個為原因，另一個為結(jié)果時，則一所要研究的兩個變量如果一個為原因，另一個為結(jié)果時，則一 般取原因變量為自變量，取結(jié)果變量為因變量。通過抽樣檢測般取原因變量為自變量，取結(jié)果變量為因變量。通過抽樣檢測 得到兩個變量的一組數(shù)據(jù)序列。得到兩個變量的一組數(shù)據(jù)序列。散布圖散布圖3.1.2 3.1.2 在坐標(biāo)上畫點(diǎn)在坐標(biāo)上畫點(diǎn) 在直角坐標(biāo)系中，把上述對應(yīng)的數(shù)據(jù)組序列以點(diǎn)的形式一一描在直角坐標(biāo)系中，把上述對應(yīng)的數(shù)據(jù)組序列以點(diǎn)的形式一一描 出。注意，橫軸與縱軸的長度單位選取原則是使兩個變量的散出。注意，橫軸與縱軸的長度單位選取原則是使兩個變量的散布布 范圍

15、大致相等，以便分析兩變量之間的相關(guān)關(guān)系。范圍大致相等，以便分析兩變量之間的相關(guān)關(guān)系。散布圖散布圖3.2.3.2.散布圖的用途散布圖的用途 3.2.1 3.2.1 確定兩變量（因素）之間的相關(guān)性確定兩變量（因素）之間的相關(guān)性 兩變量之間的散布圖大致可分下列六種情形，如圖所示。兩變量之間的散布圖大致可分下列六種情形，如圖所示。 1)1)強(qiáng)正相關(guān)。強(qiáng)正相關(guān)。x x增大，增大，y y也隨之線性增大。也隨之線性增大。x x與與y y之間可用直線之間可用直線y=ay=a +bx(b +bx(b為正數(shù)為正數(shù)) )表示。此時，只要控制住表示。此時，只要控制住x x，y y也隨之被控制住也隨之被控制住 了，圖了

16、，圖 (a) (a)就屬這種情況。就屬這種情況。 2) 2)弱正相關(guān)。圖弱正相關(guān)。圖 (b) (b)所示，點(diǎn)分布在一條直線附近，且所示，點(diǎn)分布在一條直線附近，且x x增大，增大， y y基本上隨之線性增大，此時除了因素基本上隨之線性增大，此時除了因素x x外可能還有其它因素外可能還有其它因素 影響影響y y。 3)3)無關(guān)。圖無關(guān)。圖 (c) (c)所示，所示，x x和和y y兩變量之間沒有任何一種明確的趨兩變量之間沒有任何一種明確的趨 勢關(guān)系。說明兩因素互不相關(guān)。勢關(guān)系。說明兩因素互不相關(guān)。 4)4)弱負(fù)相關(guān)。圖弱負(fù)相關(guān)。圖 (d) (d)所示，所示，x x增大，增大，y y基本上隨之線性減

17、小。此基本上隨之線性減小。此 時除時除x x之外，可能還有其它因素影響之外，可能還有其它因素影響y y。 5)5)強(qiáng)負(fù)相關(guān)。圖強(qiáng)負(fù)相關(guān)。圖 (e) (e)所示，所示，x x與與y y之間可用直線之間可用直線y=a+bx(by=a+bx(b為負(fù)數(shù)為負(fù)數(shù) ) )表示。表示。y y隨隨x x的增大而減小。此時，可以通過控制的增大而減小。此時，可以通過控制x x而控制而控制y y 的變化。的變化。 6)6)非線性相關(guān)。圖非線性相關(guān)。圖 (f) (f)所示，所示，x x、y y之間可用曲線方程進(jìn)行擬之間可用曲線方程進(jìn)行擬 合，根據(jù)兩變量之間的曲線關(guān)系，可以利用合，根據(jù)兩變量之間的曲線關(guān)系，可以利用x x

18、的控制調(diào)整實(shí)的控制調(diào)整實(shí) 現(xiàn)對現(xiàn)對y y的控制。的控制。散布圖散布圖 3.2.2 3.2.2 變量控制。通過分析各變量之間的相互關(guān)系。確定出各變量控制。通過分析各變量之間的相互關(guān)系。確定出各 變量之間的關(guān)聯(lián)性類型及其強(qiáng)弱。當(dāng)兩變量之間的關(guān)聯(lián)變量之間的關(guān)聯(lián)性類型及其強(qiáng)弱。當(dāng)兩變量之間的關(guān)聯(lián) 性很強(qiáng)時，可以通過對容易控制（操作簡單、成本低）性很強(qiáng)時，可以通過對容易控制（操作簡單、成本低） 的變量的控制達(dá)到對難控制（操作復(fù)雜、成本高）的變的變量的控制達(dá)到對難控制（操作復(fù)雜、成本高）的變 量的間接控制。量的間接控制。3.2.3 3.2.3 可以把質(zhì)量問題作為因變量，確定各種因素對產(chǎn)品質(zhì)量可以把質(zhì)量問題

19、作為因變量，確定各種因素對產(chǎn)品質(zhì)量 的影響程度。當(dāng)同時分析各種因素對某一質(zhì)量指標(biāo)的作的影響程度。當(dāng)同時分析各種因素對某一質(zhì)量指標(biāo)的作 用關(guān)系時，或某一質(zhì)量現(xiàn)狀的引發(fā)因素包含多種因素用關(guān)系時，或某一質(zhì)量現(xiàn)狀的引發(fā)因素包含多種因素 時，應(yīng)盡可能將質(zhì)量數(shù)據(jù)按照各種可能因素類型進(jìn)行分時，應(yīng)盡可能將質(zhì)量數(shù)據(jù)按照各種可能因素類型進(jìn)行分 層，如：按操作人員分層、按使用設(shè)備分層、按工作時層，如：按操作人員分層、按使用設(shè)備分層、按工作時 間分層、按使用原材料分層、按工藝方法分層或按工作間分層、按使用原材料分層、按工藝方法分層或按工作 環(huán)境分層等等。圖所示為將因素分層之后使原來無關(guān)的環(huán)境分層等等。圖所示為將因素分

20、層之后使原來無關(guān)的 數(shù)據(jù)得以進(jìn)一步細(xì)分。從而提示出更準(zhǔn)確的內(nèi)在聯(lián)系。數(shù)據(jù)得以進(jìn)一步細(xì)分。從而提示出更準(zhǔn)確的內(nèi)在聯(lián)系。直方圖直方圖4.4.直方圖直方圖直方圖是適用于對大量計量值數(shù)據(jù)進(jìn)行整理加工、找出其統(tǒng)計規(guī)律。即直方圖是適用于對大量計量值數(shù)據(jù)進(jìn)行整理加工、找出其統(tǒng)計規(guī)律。即分析數(shù)據(jù)分布的形態(tài)，以便對其總體分布特征進(jìn)行推斷的方法。主要圖形為分析數(shù)據(jù)分布的形態(tài)，以便對其總體分布特征進(jìn)行推斷的方法。主要圖形為直角坐標(biāo)系中若干順序排列的矩形。各矩形底邊相等，為數(shù)據(jù)區(qū)間。矩形的直角坐標(biāo)系中若干順序排列的矩形。各矩形底邊相等，為數(shù)據(jù)區(qū)間。矩形的高為數(shù)據(jù)落入各相應(yīng)區(qū)間的頻數(shù)。高為數(shù)據(jù)落入各相應(yīng)區(qū)間的頻數(shù)。4.

21、1.4.1.直方圖畫法直方圖畫法4.1.1 4.1.1 收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)個數(shù)一般在收集數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)個數(shù)一般在100100個左右，至少不少于個左右，至少不少于5050個。個。 理論上講數(shù)據(jù)越多越好，但因收集數(shù)據(jù)需要耗費(fèi)時間和人理論上講數(shù)據(jù)越多越好，但因收集數(shù)據(jù)需要耗費(fèi)時間和人 力、費(fèi)用，所以收集的數(shù)據(jù)有限。力、費(fèi)用，所以收集的數(shù)據(jù)有限。4.1.2 4.1.2 找出最大值找出最大值L L，最小值，最小值S S和極差和極差R R。找出全體數(shù)據(jù)的最大值。找出全體數(shù)據(jù)的最大值L L 和最小值和最小值S S，計算出極差，計算出極差R=L-SR=L-S。4.1.3 4.1.3 確定數(shù)據(jù)分組數(shù)確定數(shù)據(jù)分組數(shù)k k

22、及組矩及組矩h h。通常分組數(shù)。通常分組數(shù)k k取取4-204-20。設(shè)數(shù)據(jù)個。設(shè)數(shù)據(jù)個 數(shù)為數(shù)為n n，可近似取，可近似取 。通常取等組距，。通常取等組距，h=R/kh=R/k。4.1.4 4.1.4 確定各組上、下界確定各組上、下界. .只需確定第一組下界值即可根據(jù)組距只需確定第一組下界值即可根據(jù)組距h h 確定出各組的上、下界取值。注意一個原則：應(yīng)使數(shù)據(jù)的全確定出各組的上、下界取值。注意一個原則：應(yīng)使數(shù)據(jù)的全 體落在第一組的下界值與最后一組（第體落在第一組的下界值與最后一組（第k k組）的上界值所組組）的上界值所組 成的開區(qū)間之內(nèi)。成的開區(qū)間之內(nèi)。4.1.5 4.1.5 累計頻率畫直方圖

23、。累計各組中數(shù)據(jù)頻數(shù)累計頻率畫直方圖。累計各組中數(shù)據(jù)頻數(shù)fifi，并以組距為底，并以組距為底 邊，邊，fifi為高，畫出一系列矩形，得到直方圖。見圖所示。為高，畫出一系列矩形，得到直方圖。見圖所示。直方圖直方圖4.2.4.2.直方圖用途直方圖用途4.2.1 4.2.1 計算均值和標(biāo)準(zhǔn)差計算均值和標(biāo)準(zhǔn)差S S 均值表示樣本數(shù)據(jù)的均值表示樣本數(shù)據(jù)的“質(zhì)量中心質(zhì)量中心”，可以按下式計算，可以按下式計算， 式中，式中，n n為數(shù)據(jù)個數(shù)。為數(shù)據(jù)個數(shù)。 樣本數(shù)據(jù)的分散或變異程度可用下列樣本標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行度量：樣本數(shù)據(jù)的分散或變異程度可用下列樣本標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行度量： 直方圖直方圖4.2.2 4.2.2 從直方圖可以

24、直觀地看出產(chǎn)品質(zhì)量特性的分布形態(tài)，便從直方圖可以直觀地看出產(chǎn)品質(zhì)量特性的分布形態(tài)，便 于判斷工序是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，以決定是否采取相于判斷工序是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，以決定是否采取相 應(yīng)處理措施。應(yīng)處理措施。 至此為止，我們介紹了質(zhì)量控制中常用的統(tǒng)計分析方法。至此為止，我們介紹了質(zhì)量控制中常用的統(tǒng)計分析方法。這些方法都是現(xiàn)場中經(jīng)常用到的，實(shí)現(xiàn)方便、簡單有效的統(tǒng)這些方法都是現(xiàn)場中經(jīng)常用到的，實(shí)現(xiàn)方便、簡單有效的統(tǒng)計質(zhì)量控制方法。各種方法可以單獨(dú)使用，也可以綜合使用，計質(zhì)量控制方法。各種方法可以單獨(dú)使用，也可以綜合使用，如何結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇一種合適的方法，達(dá)到預(yù)期的如何結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際情況，選擇

25、一種合適的方法，達(dá)到預(yù)期的控制效果，仍需要廣大工程技術(shù)人員在實(shí)踐中不斷摸索并總控制效果，仍需要廣大工程技術(shù)人員在實(shí)踐中不斷摸索并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。結(jié)經(jīng)驗(yàn)。控制圖控制圖5.5.控制圖控制圖 現(xiàn)在將介紹過程控制中常用的控制圖方法。包現(xiàn)在將介紹過程控制中常用的控制圖方法。包括控制圖的重要性，控制圖原理，控制圖種類及選括控制圖的重要性，控制圖原理，控制圖種類及選用。用?？刂茍D控制圖5.1 5.1 控制圖的重要性控制圖的重要性控制圖是對生產(chǎn)過程或服務(wù)過程質(zhì)量加以測定、記錄從而進(jìn)行控制管控制圖是對生產(chǎn)過程或服務(wù)過程質(zhì)量加以測定、記錄從而進(jìn)行控制管理的一種圖形方法。圖理的一種圖形方法。圖9-69-6所示為一控制圖圖

26、例。圖上有中心線所示為一控制圖圖例。圖上有中心線CLCL、上控、上控制界限制界限UCLUCL和下控制界限和下控制界限LCLLCL，并有按時間順序抽取的樣本統(tǒng)計量數(shù)值的描，并有按時間順序抽取的樣本統(tǒng)計量數(shù)值的描點(diǎn)序列。點(diǎn)序列。統(tǒng)計過程控制統(tǒng)計過程控制(SPC)(SPC)作為統(tǒng)計質(zhì)量控制作為統(tǒng)計質(zhì)量控制(SQC)(SQC)的核心技術(shù)受到普遍的重的核心技術(shù)受到普遍的重視。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都將統(tǒng)計過程控制列為高技術(shù)項(xiàng)目，認(rèn)為視。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都將統(tǒng)計過程控制列為高技術(shù)項(xiàng)目，認(rèn)為SPCSPC是是實(shí)現(xiàn)以預(yù)測為主的質(zhì)量控制的有效手段。實(shí)現(xiàn)以預(yù)測為主的質(zhì)量控制的有效手段。 控制圖所以能獲得廣泛應(yīng)用，主要

27、是由于它能起到下列作用：控制圖所以能獲得廣泛應(yīng)用，主要是由于它能起到下列作用：5.1.1 5.1.1 貫徹預(yù)防為主的原則。應(yīng)用控制圖有助于保持過程處于控制狀貫徹預(yù)防為主的原則。應(yīng)用控制圖有助于保持過程處于控制狀 態(tài)，從而起到保證質(zhì)量防患于未然的作用。態(tài)，從而起到保證質(zhì)量防患于未然的作用。5.1.2.5.1.2.改進(jìn)生產(chǎn)率。應(yīng)用控制圖可以減少廢品和返工，從而提高生產(chǎn)改進(jìn)生產(chǎn)率。應(yīng)用控制圖可以減少廢品和返工，從而提高生產(chǎn) 率、降低成本和增加生產(chǎn)能力。率、降低成本和增加生產(chǎn)能力。5.1.3.5.1.3.防止不必要的過程調(diào)整。控制圖可用以區(qū)分質(zhì)量的偶然波動與異防止不必要的過程調(diào)整?？刂茍D可用以區(qū)分質(zhì)量

28、的偶然波動與異 常波動，從而使操作者減少不必要的過程調(diào)整。常波動，從而使操作者減少不必要的過程調(diào)整。5.1.4.5.1.4.提供有關(guān)工序能力的信息?？刂茍D可以提供重要的過程參數(shù)數(shù)據(jù)提供有關(guān)工序能力的信息?？刂茍D可以提供重要的過程參數(shù)數(shù)據(jù) 以及它們的時間穩(wěn)定性，這些對于產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)計都是十分以及它們的時間穩(wěn)定性，這些對于產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)計都是十分 重要的。重要的。控制圖控制圖5.2 5.2 控制圖原理控制圖原理 5.2.1. 5.2.1.統(tǒng)計控制狀態(tài)統(tǒng)計控制狀態(tài) 任何一個生產(chǎn)過程，不論它是如何精確設(shè)計和精心維護(hù)，總存在任何一個生產(chǎn)過程，不論它是如何精確設(shè)計和精心維護(hù)，總存在 著一定量的固有的

29、或自然的變化。它是由許多偶然因素形成的偶著一定量的固有的或自然的變化。它是由許多偶然因素形成的偶 然波動的累積效果。由于這種波動比較小，所以我們認(rèn)為這時生然波動的累積效果。由于這種波動比較小，所以我們認(rèn)為這時生 產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)或稱為穩(wěn)態(tài)。產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)或稱為穩(wěn)態(tài)。 此外，在生產(chǎn)過程中有時也發(fā)生由異常因素造成的異常波動。此外，在生產(chǎn)過程中有時也發(fā)生由異常因素造成的異常波動。 如：由于設(shè)備調(diào)整不當(dāng)、人為差錯或原材料的缺陷而導(dǎo)致的質(zhì)量如：由于設(shè)備調(diào)整不當(dāng)、人為差錯或原材料的缺陷而導(dǎo)致的質(zhì)量 波動。與偶然波動相比這種異常變化要大得多，而且往往表現(xiàn)一波動。與偶然波動相比這種異常變化要大得多，而且

30、往往表現(xiàn)一 定的趨勢和規(guī)律，此時，我們認(rèn)為生產(chǎn)過程處于失控狀態(tài)。定的趨勢和規(guī)律，此時，我們認(rèn)為生產(chǎn)過程處于失控狀態(tài)。 受控狀態(tài)是生產(chǎn)過程追求的目標(biāo)，此時，對產(chǎn)品的質(zhì)量是有把握受控狀態(tài)是生產(chǎn)過程追求的目標(biāo)，此時，對產(chǎn)品的質(zhì)量是有把握 的?？刂茍D即是用來監(jiān)測生產(chǎn)過程狀態(tài)的一種有效工具。的。控制圖即是用來監(jiān)測生產(chǎn)過程狀態(tài)的一種有效工具。控制圖控制圖5.2.2.5.2.2.控制圖的統(tǒng)計學(xué)原理控制圖的統(tǒng)計學(xué)原理 令為度量某個質(zhì)量特性的統(tǒng)計樣本。假定的均值為令為度量某個質(zhì)量特性的統(tǒng)計樣本。假定的均值為, ,而的標(biāo)準(zhǔn)而的標(biāo)準(zhǔn) 差為。于是，中心線、上控制限和下控制限分別為差為。于是，中心線、上控制限和下控制限

31、分別為 式中，為中心線與控制界限之間的用標(biāo)準(zhǔn)差為單位所表示的間隔式中，為中心線與控制界限之間的用標(biāo)準(zhǔn)差為單位所表示的間隔 寬度。圖說明了控制圖的控制原理。對于每一個控制點(diǎn)來講，只要寬度。圖說明了控制圖的控制原理。對于每一個控制點(diǎn)來講，只要 點(diǎn)子是在控制界限之間，我們就認(rèn)為過程處于控制狀態(tài)，不需要任點(diǎn)子是在控制界限之間，我們就認(rèn)為過程處于控制狀態(tài)，不需要任 何措施；但如果點(diǎn)子落在控制界限之外，就認(rèn)為過程失控，必須找何措施；但如果點(diǎn)子落在控制界限之外，就認(rèn)為過程失控，必須找 出異常因素。采取措施加以消除。出異常因素。采取措施加以消除。 正常情況下點(diǎn)子分布是正態(tài)的，落在控制界限之內(nèi)的概率遠(yuǎn)大于落正常

32、情況下點(diǎn)子分布是正態(tài)的，落在控制界限之內(nèi)的概率遠(yuǎn)大于落 在控制界限之外的概率。反之，若點(diǎn)子落在控制界限之外，可能是在控制界限之外的概率。反之，若點(diǎn)子落在控制界限之外，可能是 屬于正常情況下的小概率事件發(fā)生，也可能是過程異常發(fā)生，相對屬于正常情況下的小概率事件發(fā)生，也可能是過程異常發(fā)生，相對 來講，后者發(fā)生的概率要大得多。因此，我們寧可以為后者情況發(fā)來講，后者發(fā)生的概率要大得多。因此，我們寧可以為后者情況發(fā) 生，這正是控制圖的統(tǒng)計學(xué)原理。生，這正是控制圖的統(tǒng)計學(xué)原理。UCL=X+A2RUCL=X+A2RCL=D4RCL=D4RLCL=D3RLCL=D3R控制圖控制圖 點(diǎn)子落在控制界限之內(nèi)是否一定

33、處于穩(wěn)態(tài)？點(diǎn)子落在控制界線之外點(diǎn)子落在控制界限之內(nèi)是否一定處于穩(wěn)態(tài)？點(diǎn)子落在控制界線之外 是否一定出現(xiàn)異常？這兩個問題的因答都是否定的。是否一定出現(xiàn)異常？這兩個問題的因答都是否定的。更為科學(xué)的判斷應(yīng)根據(jù)概率統(tǒng)計方法對過程進(jìn)行定量分析，精確計更為科學(xué)的判斷應(yīng)根據(jù)概率統(tǒng)計方法對過程進(jìn)行定量分析，精確計 算出狀態(tài)的概率值之后再進(jìn)行過程狀態(tài)判斷。算出狀態(tài)的概率值之后再進(jìn)行過程狀態(tài)判斷。以以K K取取3 3為例為例( (上、下界限距中心線距離為上、下界限距中心線距離為3 3倍的標(biāo)準(zhǔn)差倍的標(biāo)準(zhǔn)差) )可計算出各可計算出各 種模式控制圖的概率值，如表種模式控制圖的概率值，如表1 1所示。所示?？刂茍D控制圖5

34、.2.3.5.2.3.控制圖根據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)的類型可分為：計量值控制圖、計件值控制圖控制圖根據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)的類型可分為：計量值控制圖、計件值控制圖 和計點(diǎn)值控制圖。這些控制圖各有各的用途，應(yīng)根據(jù)所控制質(zhì)量指和計點(diǎn)值控制圖。這些控制圖各有各的用途，應(yīng)根據(jù)所控制質(zhì)量指 標(biāo)的情況和數(shù)據(jù)性質(zhì)分別加以選擇。標(biāo)的情況和數(shù)據(jù)性質(zhì)分別加以選擇。 數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型 計量值計量值 均值均值- -極差控制圖極差控制圖 X-R X-R 控制圖控制圖 均值均值- -標(biāo)準(zhǔn)差控制圖標(biāo)準(zhǔn)差控制圖 X-S X-S 控制圖控制圖 中位數(shù)中位數(shù)- -極差控制圖極差控制圖 X-R X-R 控制圖控制圖 單值單值- -移動極差控制圖移動極差控

35、制圖 X-RS X-RS 控制圖控制圖 計件值計件值 不合格品率控制圖不合格品率控制圖 P P 控制圖控制圖 不合格品數(shù)控制圖不合格品數(shù)控制圖 Pn Pn 控制圖控制圖 計點(diǎn)值計點(diǎn)值 缺陷數(shù)控制圖缺陷數(shù)控制圖 C C 控制圖控制圖 單位缺陷數(shù)控制圖單位缺陷數(shù)控制圖 u u 控制圖控制圖 控制圖控制圖5.2.4.5.2.4.各控制圖用途：各控制圖用途： 1.)X-R 1.)X-R控制圖。是最常用、最基本的控制圖，它用于控制對象為長控制圖。是最常用、最基本的控制圖，它用于控制對象為長 度、重量、強(qiáng)度、純度、時間和生產(chǎn)量等計量值的場合。度、重量、強(qiáng)度、純度、時間和生產(chǎn)量等計量值的場合。 2.)X-S

36、2.)X-S控制圖。此圖與控制圖。此圖與X-RX-R圖相似，只是用標(biāo)準(zhǔn)差圖圖相似，只是用標(biāo)準(zhǔn)差圖(S(S圖圖) )代替極代替極 差圖差圖(R(R圖圖) )而已。極差計算簡便，故而已。極差計算簡便，故R R圖得到廣泛應(yīng)用，但當(dāng)樣圖得到廣泛應(yīng)用，但當(dāng)樣 本大小本大小n10n10或或1212時，應(yīng)用極差估計總體標(biāo)準(zhǔn)差的效率減低，最時，應(yīng)用極差估計總體標(biāo)準(zhǔn)差的效率減低，最 好應(yīng)用好應(yīng)用S S圖代替圖代替R R圖。圖。 3).X-R3).X-R控制圖控制圖. .此圖與此圖與X-RX-R圖也很相似圖也很相似, ,只是用中位數(shù)圖只是用中位數(shù)圖( (圖）代替圖）代替 均值圖（圖）。由于中位數(shù)的計算比均值簡單，

37、所以多用于現(xiàn)均值圖（圖）。由于中位數(shù)的計算比均值簡單，所以多用于現(xiàn) 場需要把測定數(shù)據(jù)直接記入控制圖進(jìn)行管理的場合。場需要把測定數(shù)據(jù)直接記入控制圖進(jìn)行管理的場合。 4).X-RS 4).X-RS 控制圖。多用于下列場合：控制圖。多用于下列場合：(1)(1)采用自動化檢查和測量對采用自動化檢查和測量對 每一個產(chǎn)品都進(jìn)行檢驗(yàn)的場合；每一個產(chǎn)品都進(jìn)行檢驗(yàn)的場合；(2)(2)取樣費(fèi)時、昂貴的場合；取樣費(fèi)時、昂貴的場合；(3)(3) 如化工等過程，樣品均勻，多抽樣也無太大意義的場合。由于它如化工等過程，樣品均勻，多抽樣也無太大意義的場合。由于它 不像前三種控制圖那樣能取得較多的信息，所以它判斷過程變化不像

38、前三種控制圖那樣能取得較多的信息，所以它判斷過程變化 的靈敏度也要差一些。的靈敏度也要差一些。 5).P5).P控制圖。用于控制對象為不合格品率或合格品率等計數(shù)值質(zhì)量控制圖。用于控制對象為不合格品率或合格品率等計數(shù)值質(zhì)量 指標(biāo)的場合。這里需要注意的是，在根據(jù)多種檢查項(xiàng)目總起來指標(biāo)的場合。這里需要注意的是，在根據(jù)多種檢查項(xiàng)目總起來 確定不合格品率的場合，當(dāng)控制圖顯示異常后難于找出異常的確定不合格品率的場合，當(dāng)控制圖顯示異常后難于找出異常的 原因。因此，使用原因。因此，使用P P圖時應(yīng)選擇重要的檢查項(xiàng)目作為判斷不合格圖時應(yīng)選擇重要的檢查項(xiàng)目作為判斷不合格 品的依據(jù)。品的依據(jù)?？刂茍D控制圖 6) P

39、n6) Pn控制圖。用于控制對象為不合格品數(shù)的場合。設(shè)控制圖。用于控制對象為不合格品數(shù)的場合。設(shè)n n為樣為樣 本大小，本大小，P P為不合格品率，則為不合格品率，則PnPn為不合格品個數(shù)，所以取為不合格品個數(shù)，所以取 Pn Pn為不合格品數(shù)控制圖的簡記記號。由于計算不合格品為不合格品數(shù)控制圖的簡記記號。由于計算不合格品 率需要進(jìn)行除法，比較麻煩。所以在樣本大小相同的情率需要進(jìn)行除法，比較麻煩。所以在樣本大小相同的情 況下，用此圖比較方便。況下，用此圖比較方便。7) c7) c控制圖。用于控制一部機(jī)器、一個部件、一定的長度、控制圖。用于控制一部機(jī)器、一個部件、一定的長度、 一定的面積或任何一定

40、的單位中所出現(xiàn)的缺陷數(shù)目。例一定的面積或任何一定的單位中所出現(xiàn)的缺陷數(shù)目。例 如，鑄件上的砂眼數(shù)，機(jī)器設(shè)備的故障數(shù)等等。如，鑄件上的砂眼數(shù)，機(jī)器設(shè)備的故障數(shù)等等。8).u8).u控制圖。當(dāng)樣品的大小變化時應(yīng)換算成每單位的缺陷數(shù)控制圖。當(dāng)樣品的大小變化時應(yīng)換算成每單位的缺陷數(shù) 并用并用u u控制圖。控制圖?？刂茍D控制圖1 1、收集數(shù)據(jù)、收集數(shù)據(jù) 以樣本容量恒定的子組形式報告，子組通常包括以樣本容量恒定的子組形式報告，子組通常包括2-52-5件連續(xù)的產(chǎn)品，件連續(xù)的產(chǎn)品， 并周性期的抽取子組。并周性期的抽取子組。 注：應(yīng)制定一個收集數(shù)據(jù)的計劃，將其作為收集、記錄及描圖的依注：應(yīng)制定一個收集數(shù)據(jù)的計劃

41、，將其作為收集、記錄及描圖的依 據(jù)。據(jù)。 1-1 1-1 選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù)選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù) 1-1-1 1-1-1 子組大?。阂话銥樽咏M大?。阂话銥? 5件連續(xù)的產(chǎn)品，僅代表單一刀具件連續(xù)的產(chǎn)品，僅代表單一刀具/ /沖頭沖頭/ /過程過程 流等。（注：數(shù)據(jù)僅代表單一刀具、沖頭、模具等生產(chǎn)出來的零流等。（注：數(shù)據(jù)僅代表單一刀具、沖頭、模具等生產(chǎn)出來的零 件，即一個單一的生產(chǎn)流。）件，即一個單一的生產(chǎn)流。） 1-1-2 1-1-2 子組頻率：在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能子組頻率：在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能 反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班反映潛在

42、的變化，這些變化原因可能是換班/ /操作人員更換操作人員更換/ /材料批材料批 次不同等原因引起。對正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測的子組頻率可以是次不同等原因引起。對正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測的子組頻率可以是 每班每班2 2次，或一小時一次等。次，或一小時一次等。 例例: : 均值和極差圖（均值和極差圖（X-RX-R） 控制圖控制圖1-1-3 1-1-3 子組數(shù)：子組數(shù)：子組越多，變差越有機(jī)會出現(xiàn)。一般為25組，首次使 用管制圖選用35 組數(shù)據(jù)，以便調(diào)整。 1-2 1-2 建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù) （見下圖）（見下圖） 控制圖控制圖烤紙“溫度”X-R圖記錄單位：組立濾紙材質(zhì)：機(jī)油格

43、規(guī)范溫度：170-175c機(jī)器名稱：烤爐 =均值 = UCL= +A2R= LCL= -A2R=173UCL= +A2 =175LCL= +A2 =170 =均值R =4.3UCL=D4 =9.09LCL=D3 =0編號1234567891011121314151617181920212223242526272829日期/時間9/68:00-9:009/69:00-10:009/610:-11:009/611:00-12:009/613:30-14:309/614:30-15:309/615:30-16:309/78:00-9:009/79:00-10:009/710:00-11:009/71

44、1:00-12:009/713:30-14:309/715:30-16:309/810:30-11:309/813:30-14:309/814:30-15:309/815:30-16:309/118:00-9:009/119:00-10:009/1110:00-11:009/1111:00-12:009/1113:30-14:309/128:00-9:009/1213:30-14:309/1214:30-15:309/1215:30-16:309/1216:30-17:30138:00-9:009/139:00-10:00讀數(shù) 117417517517317117217317617117217

45、4176173176174172170175172176171175173169170175175175174讀數(shù) 2175176177174170174170175172173173174172174175172169174173175173174172171169173176173175讀數(shù) 3174175176175172173169173173174170172170171176173171172175174173175170173171170174171175讀數(shù) 417317417417617417217117017417617116917117017417417217017617

46、3174173171174172169172169174讀數(shù) 5173173172175175173172169175175172170173171171175173171174170175172172175173171170170173 讀數(shù)之和 讀數(shù)數(shù)量R=最大值-最小值23535247444736534546433646662應(yīng)記錄人員、材料、環(huán)境、方法、機(jī)器或測量系統(tǒng)的任何變化，當(dāng)控制圖上出現(xiàn)信號時，這些記錄將有助于采取糾正措施.日期/時間172173172174172171174173174172173171172174172172172174173A2=0.577D3=0.000D

47、4=2.115172175172備注日期/時間備注174175175173171173174XXRXXRRX圖1711721731741751 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424252526262727282829293030系列系列1系列系列2R圖0481 12 23 34 45 56 67 78 89 910101111121213131414151516161717181819192020212122222323242425252626272728282

48、9293030系列系列1RR控制圖控制圖1-31-3、計算每個子組的均值（、計算每個子組的均值（X X）和極差）和極差R R 對每個子組計算：對每個子組計算： X=（X1+X2+Xn）/ n R=Xmax-Xmin 式中：式中： X1 X1 ， X2 X2 為子組內(nèi)的每個測量值。為子組內(nèi)的每個測量值。 n n 表示子組的樣本容量表示子組的樣本容量1-41-4、選擇控制圖的刻度、選擇控制圖的刻度 4-1 4-1 兩個控制圖的縱坐標(biāo)分別用于 X 和 R 的測量值。 4-2 4-2 刻度選擇 ：控制圖控制圖 對于X 圖，坐標(biāo)上的刻度值的最大值與最小值的差應(yīng)至少為子組均值（X）的最大值與最小值的差的2倍，對于R圖坐標(biāo)上的刻