SPC統(tǒng)計過程控制與質(zhì)量管理方法

1、設(shè)計質(zhì)量中的一些相關(guān)問題6258955969087629095在開發(fā)過程中大量應(yīng)用的質(zhì)量保證手段33272850457110010053318385質(zhì)量功能配制產(chǎn)品故障模式與影響分析工藝故障模式與影響分析故障樹分析實驗設(shè)計實驗評估統(tǒng)計工藝控制質(zhì)量圈產(chǎn)品評估系統(tǒng)評估波卡約基占企業(yè)百分比一般企業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)主要應(yīng)用領(lǐng)域開發(fā)過程生產(chǎn)過程確定要求求概念開發(fā)發(fā)詳細設(shè)計計制造系統(tǒng)統(tǒng)的概念開發(fā)發(fā)工序設(shè)計計服務(wù)與支支持QFDQFD、DFM和PDCAQFD、產(chǎn)品FMEA田口方法法和DFMQFD、 PDCA和和工序FMEAQFD、 工序序FMEA、田田口方法法、過程程能力統(tǒng)計過程程設(shè)計PDCA產(chǎn)品開發(fā)發(fā)中普遍遍采用的

2、的并行工工程技術(shù)術(shù)和方法法統(tǒng)計過程程控制與與質(zhì)量管管理方法法1、制造過過程質(zhì)量量問題的的預(yù)防2、在小批批量產(chǎn)品品制造中中的應(yīng)用用3、面向過過程的質(zhì)質(zhì)量控制制4、在產(chǎn)品品生命周周期其它它環(huán)節(jié)的的應(yīng)用5、SPC理論及模模型的研研究與改改進6、多變量量多過程程的監(jiān)測測控制一、制造造過程質(zhì)質(zhì)量問題題的預(yù)防防通過SPC，預(yù)測制造造質(zhì)量和和制造過過程狀況況、能力力的發(fā)展展趨勢，以便對對可能發(fā)發(fā)生的質(zhì)質(zhì)量問題題預(yù)先采采取相應(yīng)應(yīng)的預(yù)防防措施。傳統(tǒng)的的質(zhì)量控控制是基基于評價價的系統(tǒng)統(tǒng)，即根根據(jù)輸出出對過程程作出評評價，也也就是，按照某某種打分分原則，對輸出出進行檢檢驗并分分類，有有缺陷的的要么返返修，要要么報廢

3、廢。這種種方法通通常費用用較高。一種替代代方法是是預(yù)防檢檢測和評評價，即即在缺陷陷形成之之前就進進行檢測測和評價價，對產(chǎn)產(chǎn)生質(zhì)量量問題的的根源進進行分析析，找出出造成質(zhì)質(zhì)量問題題的原因因，對其其予以預(yù)預(yù)防和消消除。二、在小小批量產(chǎn)產(chǎn)品制造造中的應(yīng)應(yīng)用SPC一般建立立在大量量樣本統(tǒng)統(tǒng)計的基基礎(chǔ)上，然而，當代企企業(yè)和市市場正在在向著多多品種小小批量生生產(chǎn)的方方向發(fā)展展。如何利用用SPC理論對多多品種小小批量生生產(chǎn)過程程的質(zhì)量量進行控控制，成成為SPC應(yīng)用研究究需要解解決的問問題。在這方面面國內(nèi)外外已有相相應(yīng)研究究。SPC是是在戴明明1950年從從美國引引入日本本的，經(jīng)經(jīng)過30多年的的努力，日本的的

4、質(zhì)量和和生產(chǎn)率率已處于于國際領(lǐng)領(lǐng)先。美美國和日日本的產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量的差距距已和明明顯。以以汽車零零件的不不合格率率為例，北美的的汽車零零件不合合格率為為1%4%，而日本本的為0.001%，僅此一一項，北北美的汽汽車裝配配線現(xiàn)場場零件的的儲備就就達10億美元元。美國國的質(zhì)量量管理學學者說：日本成成功的基基石之一一就是SPC.三、面向向過程的的質(zhì)量控控制傳統(tǒng)的SPC，通過檢驗驗產(chǎn)品的的最終質(zhì)質(zhì)量參數(shù)數(shù)如零件件/工件尺寸寸及表面面精度，對檢驗驗結(jié)果進進行統(tǒng)計計分析，進而判判斷是否否符合產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計和工藝藝設(shè)計要要求。這這種質(zhì)量量控制實實際上帶帶有一定定的被動動性。新的觀念念是對整整個生產(chǎn)產(chǎn)過程的的過程

5、參參數(shù)，如如設(shè)備運運行參數(shù)數(shù)、刀具具參數(shù)及及各種工工藝參數(shù)數(shù)等進行行監(jiān)控，利用SPC對各參數(shù)數(shù)進行統(tǒng)統(tǒng)計分析析，判斷斷過程是是否正常?；蚴欠穹裼胁徽５陌l(fā)發(fā)展趨勢勢，以預(yù)預(yù)防質(zhì)量量問題的的發(fā)生，從而從從根本上上消除質(zhì)質(zhì)量問題題隱患。四、在產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期其其它環(huán)節(jié)節(jié)的應(yīng)用用SPC最初是應(yīng)應(yīng)用于制制造過程程的質(zhì)量量控制，實際上上，產(chǎn)品品開發(fā)整整個過程程都可以以看做是是同制造造過程相相似的過過程，它它們都存存在各自自的過程程參數(shù)。這些過過程參數(shù)數(shù)也可以以通過統(tǒng)統(tǒng)計方法法進行分分析。因此，目目前許多多研究將將SPC應(yīng)用于制制造過程程之外的的產(chǎn)品開開發(fā)過程程，如市市場調(diào)研研、產(chǎn)品品設(shè)計、工藝過過程設(shè)

6、計計、原材材料準備備、以及及售后服服務(wù)等。五、SPC理論及模模型的研研究與改改進SPC的基礎(chǔ)是是傳統(tǒng)的的概率與與統(tǒng)計理理論，它它建立在在對大量量原始數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計計與分析析的基礎(chǔ)礎(chǔ)上。當當原始數(shù)據(jù)不不足時，其分析析結(jié)果準準確性就就較差。另外，對以前前數(shù)據(jù)的的分析比比較有效效，對未未來過程程發(fā)展趨趨勢的預(yù)預(yù)測顯得得不足。新的研究究正在尋尋找SPC與其它方方法相結(jié)結(jié)合或改改進的算算法，如如將人工工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)(ArtificialNeuralNetworks, ANN)應(yīng)用到SPC中，利用用ANN的統(tǒng)計概概率模型型，發(fā)揮揮人工智智能在SPC中作用，解決原原始數(shù)據(jù)據(jù)不足或或預(yù)測困困難的問問題。六、多變變量

7、多過過程的監(jiān)監(jiān)測控制制傳傳統(tǒng)的SPC用在制造造過程質(zhì)質(zhì)量控制制時，大大多針對對單一過過程和變變量?，F(xiàn)代工業(yè)業(yè)的大型型化和復復雜化，如在CIMS中，過程程和過程程變量已已變得越越來越復復雜，要要將SPC用在其中中，SPC模型必須須能適應(yīng)應(yīng)多變量量多過程程的監(jiān)測測與控制制。因此，許許多學者者致力于于研究適適用于現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)業(yè)多變量量過程控控制的SPC算法與模模型。穩(wěn)健設(shè)計計與SPC穩(wěn)健設(shè)計計用到的的主要方方法以統(tǒng)統(tǒng)計理論論為基礎(chǔ)礎(chǔ)。CE及先進的的產(chǎn)品開開發(fā)與生生產(chǎn)模式式對質(zhì)量量保證的的要求，使得穩(wěn)穩(wěn)健設(shè)計計技術(shù)不不斷發(fā)展展，并為為穩(wěn)健設(shè)設(shè)計技術(shù)術(shù)的發(fā)展展注入新新的活力力。穩(wěn)健設(shè)計計中主要要涉及的的方

8、法穩(wěn)健設(shè)計計的內(nèi)容包括產(chǎn)品品設(shè)計和和工藝設(shè)設(shè)計兩個個方面，分系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計、參數(shù)設(shè)設(shè)計和容容差設(shè)計計三個階階段，利利用質(zhì)量量損失函函數(shù)(Loss Function)，即由于參參數(shù)的波波動引起起的費用用損失來來衡量質(zhì)質(zhì)量，進進而對設(shè)計進進行優(yōu)化化。一、系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計常用的分分析方法法有：試驗設(shè)計計(Design of Experiment, DOE)、失效模式式及效果果分析(Failure Model andEffectsAnalysis,FMEA)、價值工程程(ValueEngineering, VA)、可靠性理理論仿真技術(shù)術(shù)、優(yōu)化化與決策策等。二、參數(shù)數(shù)設(shè)計在參數(shù)設(shè)設(shè)計階段段，要用用到系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計中中

9、常用的的各種方方法:響應(yīng)面法法(Response SurfaceMethod,RSM)、故障樹分分析(FaultTree Analysis,FTA)相關(guān)分析析方差分析析靈敏度法法隨機模型型法等方方法三、容差差設(shè)計容差設(shè)計計的方法法：故障樹分分析(FaultTreeAnalysis,FTA)相關(guān)分析析方差分析析以及RSM靈敏度法法和隨機機模型法法現(xiàn)代質(zhì)量量管理與與先進設(shè)設(shè)計、制制造系統(tǒng)統(tǒng)質(zhì)量管理理的觀念和和方法一一直在更更新：質(zhì)量檢驗驗(QualityInspect)統(tǒng)計質(zhì)量量管理(StatisticalQualityControl,SQC)，全面質(zhì)量量管理(TotalQualityManage

10、ment，TQM)，以統(tǒng)計理理論為基基礎(chǔ)的統(tǒng)統(tǒng)計過程程控制(StatisticalProcessControl,SPC)主要用于于制造過過程的質(zhì)質(zhì)量控制制。在將將質(zhì)量控控制的范范圍由制制造過程程擴展至至設(shè)計乃乃至整個個產(chǎn)品生生命周期期之后，可靠性性理論、穩(wěn)健設(shè)設(shè)計等質(zhì)質(zhì)量保證證方法也也逐漸得得到認可可和采用用。各種先進進的產(chǎn)品品開發(fā)模模式如:并行工程程(ConcurrentEngineering,CE)先進制造造技術(shù)如如敏捷制制造(AgileManufacturing,AM)、精良生產(chǎn)產(chǎn)(LeanProduction,LP)、虛擬制造造(VirtualManufacturing,VM)、及時生

11、產(chǎn)產(chǎn)(JustinTime,JIT)快速響應(yīng)應(yīng)制造(QuickResponseManufacturing,QRM)等的出現(xiàn)現(xiàn)，對產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量保證證提出了了新的和和更高的的要求。同時也為為產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量保證證開辟了了新的途途徑。尤其是在在:計算機集集成制造造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturing Systems，CIMS)、現(xiàn)代集成成制造系系統(tǒng)(Contemporary IntegratedManufacturingSystems，CIMS)和CE環(huán)境下，質(zhì)量保保證的要要求和傳傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)模式下下的質(zhì)量量保證之之間有較較大的差差別。例如，CIMS要求從設(shè)設(shè)計到制制造各環(huán)

12、環(huán)節(jié)的質(zhì)質(zhì)量保證證實現(xiàn)集集成，包包括產(chǎn)品品設(shè)計、生產(chǎn)安安排、工工藝過程程設(shè)計和和制造、裝配等等相互之之間質(zhì)量量保證的的集成，組成CIMS的集成質(zhì)質(zhì)量保證證系統(tǒng)。一、DFX技術(shù)術(shù)DFX是是CE的的關(guān)鍵技技術(shù)，主主要包括括:面向制造造的設(shè)計計(DesignforManufacturing,DFM)、面向裝配配的設(shè)計計(DesignforAssembly, DFA)、面向質(zhì)質(zhì)量的設(shè)設(shè)計(Designfor Quality, DFQ)、面向可靠靠性的設(shè)設(shè)計(DFReliability)、面向可維維修性的的設(shè)計(DFMaintainability)面向互換換性的設(shè)設(shè)計(DFChange ability)

13、設(shè)計等等。它們都是是實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量保證及及控制的的積極有有效方法法。DFX是是TQM在并行行工程中中的體現(xiàn)現(xiàn)。TQM的觀觀點認為為，質(zhì)量量管理中中的用戶戶不僅是是使用產(chǎn)產(chǎn)品的最最終用戶戶，在產(chǎn)產(chǎn)品形成成過程中中的每個個環(huán)節(jié)，下一環(huán)環(huán)節(jié)就是是上一環(huán)環(huán)節(jié)的用用戶，如如產(chǎn)品設(shè)設(shè)計是市市場調(diào)研研的用戶戶，工藝藝過程設(shè)設(shè)計是產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計的用戶戶，制造造/裝配配是工藝藝過程設(shè)設(shè)計的用用戶，銷銷售是制制造/裝裝配的用用戶等。而DFX正是體體現(xiàn)產(chǎn)品品設(shè)計過過程中除除滿足最最終用戶戶對產(chǎn)品品質(zhì)量的的要求外外，還應(yīng)應(yīng)滿足其其后續(xù)環(huán)環(huán)節(jié)作為為廣義用用戶的要要求。因此通過過DFX更能體體現(xiàn)TQM“三三全”中中“全面

14、面”的特特點。二、并行行設(shè)計問問題CE的核心是是產(chǎn)品開開發(fā)全過過程中所所有活動動的并行行、交叉叉和一體體化進行行。并行行設(shè)計是是其要點點。并行行設(shè)計體體現(xiàn)在質(zhì)質(zhì)量保證證方面就就是質(zhì)量量活動的的并行進進行。 并行工程程的關(guān)鍵鍵原則之之一就是是促使開開發(fā)者從從設(shè)計一一開始就就考慮產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期整整個過程程中的各各種問題題，因此此DFX技術(shù)被被廣泛地地應(yīng)用于于并行工工程。DFX主主要包括括：為制造而而設(shè)計（DFMDesignForManufacture）為裝配設(shè)設(shè)計(DFADesign ForAssembly)。DFX技技術(shù)DFM典典型的原原則有：1、設(shè)計計中要盡盡量減少少零件的的種類和和個數(shù)，盡

15、量使使用標準準件；2、產(chǎn)品品中相似似的特征征盡量設(shè)設(shè)計成統(tǒng)統(tǒng)一的尺尺寸；3、避免免內(nèi)表面面加工而而采用外外表面加加工設(shè)計計；4、避免免使用單單獨的緊緊固件；5、在可可能的條條件下盡盡量采用用成組設(shè)設(shè)計方法法；6、減少少對零件件的搬運運次數(shù)等等。DFX技技術(shù)DFA（為裝配配設(shè)計）DFA與與DFM相似，主要考考慮設(shè)計計出來的的各種零零部件能能否在現(xiàn)現(xiàn)有條件件下安裝裝并避免免誤裝。它的兩個個基本原原則是設(shè)設(shè)計的大大量零部部件必須須易于搬搬運與安安裝。DFX技技術(shù)除了DFA與DFM外外，DFX還包括括要求設(shè)設(shè)計者采采取只要要用簡單單工具和和設(shè)備就就很容易易進行工工程分析析的方案案，以減減少設(shè)計計次數(shù)，

16、縮短制制造周期期、提高高質(zhì)量和和減低成成本的：為工程分分析而設(shè)設(shè)計（DFEADesignForEngineeringAnalysis）為維修性性而設(shè)計計（DFMDesignFor Maintainability）、為可靠性性設(shè)計(DFMDesignForReliability)現(xiàn)在強調(diào)調(diào)為環(huán)境境保護而而設(shè)計。DFX技技術(shù)CAX技技術(shù)CAX技技術(shù)主要要是指一一系列計計算機輔輔助技術(shù)術(shù)，包括括：用于設(shè)計計階段檢檢查設(shè)計計對整個個產(chǎn)品生生命周期期影響的的計算機機輔助設(shè)設(shè)計（computeraideddesignCAD）；能自動生生成所設(shè)設(shè)計的零零件加工工方法并并分析設(shè)設(shè)計對制制造影響響的計算算機輔助

17、助制造（computeraidedmanufactureCAM）包含三個個成份的的：CAD和和CAM數(shù)據(jù)庫庫界面工藝選擇擇指南工業(yè)工藝藝流程策策劃指南南計算機輔輔助工藝藝規(guī)劃（computeraidedprocessplanningCAPP）。這些計算算機輔助助技術(shù)最最初并不不是專門門為并行行工程開開發(fā)地，而多數(shù)數(shù)是在計計算機集集成制造造系統(tǒng)（CIMS）的的發(fā)展過過程中開開發(fā)成的的。各種質(zhì)量量保證技技術(shù)的有有機結(jié)合合由于各種種質(zhì)量保保證和控控制技術(shù)術(shù)都是為為適應(yīng)某某特定過過程或場場合而設(shè)設(shè)計的，在CE、AM等先進生生產(chǎn)系統(tǒng)統(tǒng)和模式式中，對對質(zhì)量保保證和控控制的集集成性、并行性性和交叉叉性的要要

18、求，使使得它們們相互間間獨立運運用已變變得不適適應(yīng)，只只有集成成及相互互結(jié)合，才能發(fā)發(fā)揮積極極作用。一、QFD與田田口方法法的結(jié)合合QFD可用用于田口口設(shè)計中中的系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)計，通過QFD的的顧客需需求到工工程特性性及工程程特性到到零件技技術(shù)特性性這兩個個質(zhì)量屋屋，得出出產(chǎn)品工工程特性性及零部部件技術(shù)術(shù)特性的的重要程程度，以以此作為為田口系系統(tǒng)設(shè)計計的依據(jù)據(jù)。二、QFD與統(tǒng)統(tǒng)計方法法的結(jié)合合當前，對對QFD與統(tǒng)計計方法特特別是與與SPC的結(jié)合合研究主主要反映映在QFD各階階段應(yīng)用用到各種種統(tǒng)計方方法，如如在零件件配置階階段對所所選擇的的初步設(shè)設(shè)計方案案進行可可能存在在的故障障分析時時用到FTA和和

19、FMEA。在在工藝規(guī)規(guī)劃和工工藝/質(zhì)質(zhì)量控制制配置階階段用到到SPC中的各各種工具具等；而通過QFD與與SPC的集成成實現(xiàn)設(shè)設(shè)計與制制造過程程質(zhì)量保保證的集集成方面面的研究究還較少少。三、QFD與其其它管理理技術(shù)的的結(jié)合許多文獻獻對QFD在可可靠性設(shè)設(shè)計、系系統(tǒng)工程程(SystemEngineering,SE)、價值值工程(ValueEngineering, VE)、TQM及及QIS中的應(yīng)應(yīng)用或與與QFD與這些些技術(shù)的的結(jié)合進進行了研研究。CIMS中的集集成質(zhì)量量系統(tǒng)CIMS的特點點是要求求企業(yè)的的各環(huán)節(jié)節(jié)之間從從功能和和信息上上有機集集成，組組成一個個不可分分割的整整體。這這些環(huán)節(jié)節(jié)主要包包

20、括產(chǎn)品品設(shè)計、工藝過過程設(shè)計計、生產(chǎn)產(chǎn)組織與與安排、質(zhì)量計計劃、物物料需求求計劃以以及制造造和裝配配等。國內(nèi)外對對CIMS集成質(zhì)量量系統(tǒng)的的研究也也不少。我國863/CIMS主題專門門設(shè)立“集成質(zhì)質(zhì)量系統(tǒng)統(tǒng)”(IntegratedQuality System,IQS)專題，對對集成質(zhì)質(zhì)量系統(tǒng)統(tǒng)開展研研究。十多年來來，在CIMS集成質(zhì)量量系統(tǒng)研研究方面面取得較較大進展展。當前在在這方面面的研究究主要在在集中在在以下幾幾個方面面：一、集成成質(zhì)量系系統(tǒng)的結(jié)結(jié)構(gòu)質(zhì)量保證證系統(tǒng)應(yīng)應(yīng)該看作作為一個個復雜的的控制系系統(tǒng)，該該系統(tǒng)能能夠?qū)崿F(xiàn)現(xiàn)對整個個制造過過程的監(jiān)監(jiān)視。CIMS中質(zhì)量保保證系統(tǒng)統(tǒng)，應(yīng)該該與從產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計到制造造的各個個環(huán)節(jié)集集成在一一起，形形成全面面質(zhì)量集集成系統(tǒng)統(tǒng)。在這這個系統(tǒng)統(tǒng)中，產(chǎn)產(chǎn)品設(shè)計計、制造造及使用用等環(huán)節(jié)節(jié)的內(nèi)部部活動構(gòu)構(gòu)成局部部質(zhì)量控控制環(huán)，質(zhì)量保保證系統(tǒng)統(tǒng)構(gòu)成全全局質(zhì)量量監(jiān)測和和控制環(huán)環(huán)，對產(chǎn)產(chǎn)品整個個生命周周期的活活動進