質(zhì)量控制第五章

1、質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理第五章 過(guò)程質(zhì)量管理 5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 5.2 控制圖原理 5.3 控制圖的應(yīng)用 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 1. 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的必要性 在生產(chǎn)過(guò)程中，由人、機(jī)器、材料、方法和環(huán)境等基本因素變化導(dǎo)致的產(chǎn)品加工質(zhì)量的波動(dòng)是不可避免的。波動(dòng)分為兩種：正常波動(dòng)和異常波動(dòng)。正常波動(dòng)是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，從經(jīng)濟(jì)性角度考慮也不值得消除（例如機(jī)床開(kāi)動(dòng)時(shí)的輕微振動(dòng)）。異常波動(dòng)是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的。它對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，但能夠采取措施避免和消除（例如車(chē)刀磨損）。 質(zhì)量

2、控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 1. 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的必要性 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制通過(guò)對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行系統(tǒng)的分析，能根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取積極措施消除其影響，使過(guò)程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定的目的。 作用：能夠幫助我們對(duì)過(guò)程做出可靠的評(píng)估通過(guò)確定過(guò)程的統(tǒng)計(jì)控制界限，判斷過(guò)程是否失控和過(guò)程是否有能力提供一個(gè)早期報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控過(guò)程的情況以防止廢品的發(fā)生；減少對(duì)常規(guī)檢驗(yàn)的依賴(lài)性，用定時(shí)的觀察以及系統(tǒng)的測(cè)量方法替代大量的檢測(cè)和驗(yàn)證工作。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 1. 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的必要性 統(tǒng)計(jì)

3、過(guò)程控制作為質(zhì)量改進(jìn)的重要工具，不僅適用于工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程，也適用于服務(wù)提供過(guò)程。在過(guò)程質(zhì)量改進(jìn)的初期，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制可幫助確定改進(jìn)的機(jī)會(huì)，在改進(jìn)完成后，可用來(lái)評(píng)價(jià)改進(jìn)的效果并對(duì)改進(jìn)成果進(jìn)行維持，便于在新的水平上進(jìn)一步開(kāi)展改進(jìn)工作，以達(dá)到更強(qiáng)大、更穩(wěn)定的工作能力。 所以說(shuō)，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)是組織貫徹預(yù)防管理原則，確保質(zhì)量管理體系有效運(yùn)行的科學(xué)措施與方法，組織有必要進(jìn)行統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 2. 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的發(fā)展 為了保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)，20世紀(jì)20年代美國(guó)貝爾電話實(shí)驗(yàn)室（Bell TelephoneLaboratory）成立了兩個(gè)研究質(zhì)量的

4、課題組。一個(gè)為過(guò)程控制組，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人為休哈特；另一個(gè)為產(chǎn)品控制組，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人為道奇。 其后，休哈特提出了過(guò)程控制理論及控制過(guò)程的具體工具控制圖（control chart），現(xiàn)今統(tǒng)稱(chēng)之為統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）。 道奇與羅米格則提出了抽樣檢驗(yàn)理論和抽樣檢驗(yàn)表。這兩個(gè)研究組的研究成果影響深遠(yuǎn)，在他們之后，雖然有數(shù)以千計(jì)的論文出現(xiàn)，但其研究?jī)?nèi)容無(wú)一不仍然以這兩項(xiàng)研究成果為理論核心展開(kāi)。休哈特與道奇是統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制（statiscal quality control,SQC）的奠基人。1931年，休哈特出版了他的代表作加工產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)控制（Economical Control of Quality o

5、f manufactured Products）,這標(biāo)志著統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制時(shí)代的開(kāi)始。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 3. SPC的含義 SPC的含義是，為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)控，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)滿足要求的穩(wěn)定性。它是過(guò)程控制的一部分，從內(nèi)容上說(shuō)主要分兩方面：一是利用控制圖分析過(guò)程的穩(wěn)定性，對(duì)過(guò)程存在的異常因素進(jìn)行預(yù)警；二是計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過(guò)程能力滿足技術(shù)要求的程度，評(píng)價(jià)過(guò)程運(yùn)行質(zhì)量。 雖然SPC中的統(tǒng)計(jì)技術(shù)涉及數(shù)理統(tǒng)計(jì)的許多分支，但其主要工具是控制圖理論。因此，要想推行SPC，必須對(duì)控制圖有一定程度的了解，否則就

6、不可能通過(guò)SPC取得實(shí)效。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 4. SPC的特點(diǎn) （1）與全面質(zhì)量管理相同，強(qiáng)調(diào)全員參加，而不是只依靠少數(shù)質(zhì)量管理人員。 （2）強(qiáng)調(diào)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)。 （3）SPC強(qiáng)調(diào)從整個(gè)過(guò)程、整個(gè)體系出發(fā)來(lái)解決問(wèn)題，而不僅僅針對(duì)個(gè)別工序解決問(wèn)題。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 4. SPC的特點(diǎn) SPC的重點(diǎn)就在于“P”(Process,過(guò)程)，SPC可以判斷過(guò)程的異常，及時(shí)告警，作用明顯。但SPC也有其歷史局限性，它不能告知此異常是什么因素引起的，發(fā)生于何處，即不能進(jìn)行診斷。而在現(xiàn)場(chǎng)迫切需要解

7、決診斷問(wèn)題，否則即使要想糾正異常也無(wú)從下手。故現(xiàn)場(chǎng)與理論都迫切需要將SPC發(fā)展為SPD(statistical process diagnosis,統(tǒng)計(jì)過(guò)程診斷)。 SPD不但具有SPC及時(shí)警告、進(jìn)行控制的功能，而且具有SPC所沒(méi)有的診斷功能，故SPD是SPC進(jìn)一步發(fā)展的新階段。SPD就是利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控與診斷，從而達(dá)到縮短發(fā)現(xiàn)引起異常的因素的時(shí)間，以便迅速采取糾正措施，保證產(chǎn)品質(zhì)量，降低不良成本，減少損失。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 1. 控制圖的定義 控制圖是用于區(qū)分由異常或特殊原因所引起的波動(dòng)和過(guò)程固有的隨機(jī)波動(dòng)的一種統(tǒng)計(jì)工具。過(guò)程固

8、有的隨機(jī)波動(dòng)是指由偶然因素導(dǎo)致的過(guò)程的正常質(zhì)量波動(dòng)。 從控制圖的定義可以理解，控制圖是用于判斷過(guò)程正常還是異常的一種統(tǒng)計(jì)工具。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 2. 控制圖的功能 （1）診斷：評(píng)估一個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性。 （2）控制：決定某一過(guò)程何時(shí)需要調(diào)整，何時(shí)需要保持原有狀態(tài)。 當(dāng)過(guò)程發(fā)生異常質(zhì)量波動(dòng)時(shí)，必須及時(shí)對(duì)過(guò)程進(jìn)行調(diào)整，采取措施消除異常因素的作用（嚴(yán)加控制）；當(dāng)過(guò)程能夠穩(wěn)定在合理的正常質(zhì)量波動(dòng)狀態(tài)時(shí)，就應(yīng)保持這種狀態(tài)（聽(tīng)之任之）。 （3）確認(rèn)：確認(rèn)某一過(guò)程的改進(jìn)效果。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 3. 控制圖的分類(lèi) （1）按控制圖的

9、用途，將控制圖分為兩類(lèi)： 分析用控制圖。對(duì)已經(jīng)完成的過(guò)程或階段進(jìn)行分析，以評(píng)估過(guò)程是否穩(wěn)定或確認(rèn)改進(jìn)效果。 控制用控制圖。對(duì)正在進(jìn)行中的過(guò)程實(shí)施質(zhì)量控制，以保持過(guò)程的穩(wěn)定受控狀態(tài)。 兩種控制圖的關(guān)系。在對(duì)過(guò)程實(shí)施控制之前可以首先應(yīng)用分析用控制圖對(duì)欲控制的過(guò)程實(shí)施診斷，當(dāng)確認(rèn)過(guò)程是處于穩(wěn)定受控狀態(tài)時(shí)，將分析用控制圖的控制界限延長(zhǎng)，就轉(zhuǎn)化成了控制用控制圖。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 3. 控制圖的分類(lèi) （2）按被控制對(duì)象的數(shù)據(jù)性質(zhì)可分為：計(jì)量值控制圖和計(jì)數(shù)值控制圖。 計(jì)量值控制圖常用的有以下四種 均值-標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖（X-S圖）。 均值-極差控制圖（X-R圖）。 中

10、位數(shù)-極差控制圖（ -R圖）。 單值-移動(dòng)極差控制圖(X-RS圖)。 計(jì)數(shù)值控制圖常用的有以下四種。 不合格品率控制圖（P圖）。 不合格品數(shù)控制圖（Pn圖）。 單位缺陷數(shù)控制圖（u圖）。 缺陷數(shù)控制圖（c圖）。 應(yīng)注意，計(jì)量值控制圖必須兩圖聯(lián)用。計(jì)量值數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布，其分布參數(shù)（特征值）、是各自獨(dú)立的不相關(guān)數(shù)據(jù)，必須分別控制。如X圖、 圖、X圖是用于控制分布中心的，s圖、R圖、Rs圖是用于控制標(biāo)準(zhǔn)偏差的。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 3. 控制圖的分類(lèi) （3）按是否給定分布參數(shù)分類(lèi) 未給定分布參數(shù)控制圖。通過(guò)作分析用控制圖取得分布參數(shù)，判穩(wěn)后轉(zhuǎn)化為控制用控制圖。

11、 給定分布參數(shù)控制圖。分布參數(shù)由標(biāo)準(zhǔn)或用戶(hù)要求給定。該類(lèi)型控制圖對(duì)被控過(guò)程要求極為嚴(yán)格，實(shí)際分布必須符合給定的分布參數(shù)要求。由于分布參數(shù)已給定，不需要作分析用控制圖，所以既適用于大批量生產(chǎn)，也適用于小批量生產(chǎn)。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 4. 控制圖在貫徹預(yù)防原則中的作用 第一種情形是應(yīng)用控制圖對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，如在控制圖中所描的點(diǎn)子出現(xiàn)上升傾向，顯然過(guò)程有問(wèn)題，故異因剛一露頭，即可發(fā)現(xiàn)，于是可及時(shí)采取措施將其消除，這當(dāng)然是預(yù)防，但在現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)這種情形是不多的。 第二種情形是更經(jīng)常的，即控制圖上點(diǎn)子出界，顯示異常。 這時(shí)必須按照下列“20字方針”去做：查出異因，

12、采取措施，加以消除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)。每執(zhí)行一次這個(gè)方針，就消滅一個(gè)異因，于是對(duì)此異因而言，起到了預(yù)防作用。不照這“20字方針”去做，控制圖就形同虛設(shè)。要貫徹執(zhí)行“20字方針”，要求現(xiàn)場(chǎng)第一線的工程技術(shù)人員把推行SPC與SPD作為日常工作的一部分，同時(shí)要求質(zhì)量管理人員切實(shí)起到組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、鑒定與當(dāng)好領(lǐng)導(dǎo)參謀的作用。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 5. 穩(wěn)態(tài) （1）進(jìn)行技術(shù)控制都要設(shè)定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，若過(guò)程偏離此基準(zhǔn)狀態(tài)，則必須立即采取措施，將其恢復(fù)到此基準(zhǔn)。對(duì)于統(tǒng)計(jì)過(guò)程采取統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施控制，就是統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，也稱(chēng)為穩(wěn)態(tài)。 （2）統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，簡(jiǎn)稱(chēng)控制狀態(tài)，是

13、指過(guò)程中只有偶因而無(wú)異因產(chǎn)生的變異的狀態(tài)。 （3）控制狀態(tài)是生產(chǎn)追求的目標(biāo)，在控制狀態(tài)下的好處有： 對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有完全的把握。 生產(chǎn)也是最經(jīng)濟(jì)的。 在控制狀態(tài)下，過(guò)程的變異最小。 （4）推行SPC能夠保證實(shí)現(xiàn)全過(guò)程的預(yù)防。一道工序達(dá)到控制狀態(tài)被稱(chēng)為穩(wěn)定工序，道道工序都達(dá)到控制狀態(tài)被稱(chēng)為全穩(wěn)生產(chǎn)線，SPC之所以能夠保證對(duì)全過(guò)程實(shí)現(xiàn)預(yù)防，依靠的就是全穩(wěn)生產(chǎn)線。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 6. 控制圖原理的兩種解釋 （1）控制圖原理的第一種解釋 從結(jié)果判斷：點(diǎn)出界就判異。 （2）控制圖原理的第二種解釋 從影響質(zhì)量的因素5M1E（人員、設(shè)備、材料、工藝/方法、測(cè)量和環(huán)境

14、）判斷：假定在過(guò)程中，異常波動(dòng)已經(jīng)消除，只剩下正常波動(dòng)。根據(jù)正常波動(dòng)，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理設(shè)計(jì)出控制圖相應(yīng)的控制界限，當(dāng)異常波動(dòng)發(fā)生時(shí)，點(diǎn)子就會(huì)落在界外。點(diǎn)子頻頻出界就表明存在異常波動(dòng)?？刂茍D上的控制界限就是區(qū)分正常波動(dòng)與異常波動(dòng)的臨界限。 綜上所述，可以說(shuō)控制圖的實(shí)質(zhì)就是區(qū)分偶然因素與異常因素。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 7. 控制圖的兩類(lèi)錯(cuò)誤 (1) 第類(lèi)錯(cuò)誤棄真錯(cuò)誤 棄真錯(cuò)誤是把正常的過(guò)程誤判為異常。棄真概率的符號(hào)記為。 （2）第類(lèi)錯(cuò)誤取偽錯(cuò)誤 取偽錯(cuò)誤是把異常的過(guò)程誤判為正常。取偽概率的符號(hào)記為。 現(xiàn)假設(shè)可以改變控制界限幅度，圖5.3則說(shuō)明了控制圖犯第類(lèi)錯(cuò)誤（

15、棄真錯(cuò)誤）的概率隨控制界限的加寬而減小。 同樣我們可推導(dǎo)出，犯第類(lèi)錯(cuò)誤的概率隨控制界限的加寬而增大。與對(duì)犯第類(lèi)錯(cuò)誤（棄真）概率的影響剛好相反。也就是說(shuō)，當(dāng)控制界限幅度加寬后，減小而增大；當(dāng)控制界限幅度變窄后，減小而增大。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 7. 控制圖的兩類(lèi)錯(cuò)誤 看來(lái)錯(cuò)誤是不可避免的，只能根據(jù)控制圖應(yīng)用中犯兩類(lèi)錯(cuò)誤所造成的總損失最小的原則來(lái)確定UCL和LCL二者之間的最優(yōu)間隔距離。根據(jù)休哈特的研究成果，3的范圍可以近似地看作所有數(shù)據(jù)分布范圍（、為統(tǒng)計(jì)量的總體參數(shù)），近似程度為99.73%。他由此提出的3原則也被證明較好，在不少情況下，3方式都接近最優(yōu)間隔距離。當(dāng)采用3原則設(shè)計(jì)控制界線時(shí)，應(yīng)用控制圖中所犯錯(cuò)誤造成的損失最小，所以稱(chēng)3原則為最經(jīng)濟(jì)原則。 當(dāng)采用3原則設(shè)計(jì)控制圖時(shí)，棄真概率=0.0027。 國(guó)際上大多數(shù)國(guó)家均采用3原則設(shè)計(jì)控制圖。只有英國(guó)等少數(shù)北歐國(guó)家是以取棄真概率=0.01為控制界限的設(shè)計(jì)原則，相當(dāng)于2.5。 質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 8. 控制圖的判斷 （1）控制圖的判穩(wěn)準(zhǔn)則 在點(diǎn)子排列隨機(jī)的情況下，判斷過(guò)程處于基本穩(wěn)定狀態(tài)的準(zhǔn)則如下： 連續(xù)25點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)d=0 連續(xù)35點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)d1 連續(xù)100點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)d2質(zhì)量控制與現(xiàn)場(chǎng)管理 第五章過(guò)程質(zhì)量管理5.2 控制圖原理 8. 控制圖的判