SPC管理手冊(cè)(1).doc

本手冊(cè)所描述控制圖的選用程序確定要制定控制圖的特性是計(jì)量型數(shù)據(jù)嗎？關(guān)心的是不合格品率-即“壞”零件的百分比嗎？關(guān)心的是不合格數(shù)即單位零件不不合格數(shù)嗎？樣本容量是否恒定？使用p圖樣本容量是否恒定？使用u圖使用np圖或p圖使用c圖或u圖性質(zhì)上是否是均勻或不能按子組取樣例如：化學(xué)槽液批量油漆等？子組均值是否能很方便地計(jì)算？子組容量是否大于或等于9？是否能方便地計(jì)算每個(gè)子組的S值？使用單值圖X-MR使用中位數(shù)圖使用X-R圖使用X-R圖否否否否是是是是是否否是是是否否注：本圖假設(shè)測(cè)量系統(tǒng)已經(jīng)過(guò)是 評(píng)價(jià)并且是適用的使用X-s圖第章持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制概述 在今天的經(jīng)濟(jì)氣候下，為了事業(yè)昌盛，我們汽車(chē)制造商，供方及銷(xiāo)售商必須致力于不斷改進(jìn)。我們必須尋找更有效的方法來(lái)提供產(chǎn)品及服務(wù)。這些產(chǎn)品和服務(wù)必須不斷地在價(jià)值上得以改進(jìn)。我們必須重視內(nèi)部以及外部的顧客，并將顧客滿(mǎn)意作為企業(yè)的主要目標(biāo)。 為了達(dá)到這一目標(biāo)，我們組織中的每一個(gè)人都必須確保不斷改進(jìn)及使用有效的方法。本手冊(cè)涉及到第二個(gè)領(lǐng)域的某些要求。它描述了能使我們致力于的改進(jìn)更有效的幾種基本的統(tǒng)計(jì)方法。為了完成不同的任務(wù)需要不同程度的理解。本手冊(cè)的對(duì)象是見(jiàn)習(xí)生以及剛開(kāi)始從事統(tǒng)計(jì)法應(yīng)用的管理人員。對(duì)于現(xiàn)在正在應(yīng)用更先進(jìn)技術(shù)的人員，本手冊(cè)也可作為他們學(xué)習(xí)這些基本方法的參考文獻(xiàn)。本手冊(cè)并沒(méi)有包括所有的基本方法。附錄H所列的參考文獻(xiàn)或手冊(cè)中闡述了其他的基本方法(例如：檢查清單、流程圖、排列圖、因果分析圖等)及一些先進(jìn)的方法(如其他控制圖、試驗(yàn)設(shè)計(jì)、質(zhì)量功能展開(kāi)等)。 本書(shū)所述的基本統(tǒng)計(jì)方法包括與統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制及過(guò)程能力分析有關(guān)的方法。本手冊(cè)的第1章闡述了過(guò)程控制的背景知識(shí)，解釋了一些重要的概念：如變差的特殊及普通原因，并介紹了控制圖，這個(gè)用來(lái)分析及監(jiān)控過(guò)程非常有效的工具。第章描述了構(gòu)造和使用計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖表(定量的數(shù)據(jù)，或測(cè)量)的R，s圖，中位數(shù)圖以及XMR(單值及移動(dòng)極差)圖。這一章還介紹了過(guò)程能力的概念并討論了廣泛應(yīng)用的指數(shù)及比值。第章介紹了用于計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)(定性數(shù)據(jù)或計(jì)數(shù)值)的幾種控制圖：p圖、np圖及u 圖。第 章介紹了測(cè)量系統(tǒng)分析的內(nèi)容并列舉了適當(dāng)?shù)睦印８戒洶ǚ纸M及過(guò)度調(diào)整的例子，如何使用控制圖的流程圖、常數(shù)及公式表、標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)分布以及可復(fù)制的空白表等。術(shù)語(yǔ)索引給出了本手冊(cè)所使用的術(shù)語(yǔ)及符號(hào)的解釋?zhuān)瑓⒖嘉墨I(xiàn)一節(jié)向讀者提供了進(jìn)一步學(xué)習(xí)的材料。 在開(kāi)始討論之前，需進(jìn)行六點(diǎn)說(shuō)明： 1收集數(shù)據(jù)并用統(tǒng)計(jì)方法來(lái)解釋它們并不是最終目標(biāo)，最終目標(biāo)應(yīng)是對(duì)讀者的過(guò)程不斷加深理解。當(dāng)個(gè)沒(méi)有任何改進(jìn)的技術(shù)專(zhuān)家是很容易的。增加知識(shí)應(yīng)成為行動(dòng)的基礎(chǔ)； 2研究變差和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)知識(shí)來(lái)改進(jìn)性能的基本概念適用于任何領(lǐng)域，可以是在車(chē)間中或辦公室里。例子有：機(jī)器(性能特性)、記帳(差錯(cuò)率)、總銷(xiāo)售額、浪費(fèi)分析(廢品率)、計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(性能特性)及材料管理(運(yùn)送時(shí)間)。本手冊(cè)重點(diǎn)放在車(chē)間應(yīng)用中。鼓勵(lì)讀者參考附錄H中的參考文獻(xiàn)應(yīng)用于行政管理及服務(wù)中；3SPC代表統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，不幸的是在北美統(tǒng)計(jì)方法常用于零件而不是過(guò)程。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)控制輸出(例如零件)應(yīng)僅僅是第一步。只有當(dāng)產(chǎn)生輸出的過(guò)程成為我們努力的重點(diǎn)，這些方法才能在改進(jìn)質(zhì)量，提高生產(chǎn)率，降低成本上發(fā)揮作用； 4盡管本書(shū)的每一點(diǎn)是通過(guò)已完成的例子來(lái)說(shuō)明，要真正理解這些知識(shí)需要進(jìn)一步與過(guò)程控制實(shí)際相聯(lián)系。研究讀者自己的工作場(chǎng)所或相似部門(mén)中的實(shí)際例子是對(duì)本書(shū)的重要補(bǔ)充。然而，現(xiàn)有的過(guò)程信息不能代替實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)； 5本書(shū)可看成應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法的第一步。它提供從經(jīng)驗(yàn)中得到的法則，這些法則在許多方面得到了應(yīng)用。然而，還是存在不能盲目使用這些法則的例外。本手冊(cè)不能滿(mǎn)足初學(xué)者對(duì)統(tǒng)計(jì)方法和理論知識(shí)的進(jìn)一步的需要，我們鼓勵(lì)讀者尋求正規(guī)的統(tǒng)計(jì)學(xué)教育。在讀者的過(guò)程和統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用已經(jīng)比本手冊(cè)所述的內(nèi)容更先進(jìn)的地方我們也鼓勵(lì)讀者向具有一定的統(tǒng)計(jì)理論知識(shí)與實(shí)踐的人員請(qǐng)教。以便了解其它技術(shù)； 6測(cè)量系統(tǒng)對(duì)合適的數(shù)據(jù)分析來(lái)說(shuō)很重要，并且在收集過(guò)程數(shù)據(jù)之前就 應(yīng)很好地了解它們，如果這樣的一個(gè)系統(tǒng)缺少統(tǒng)計(jì)控制或他們的變差占過(guò)程 數(shù)據(jù)總變差中很大比例，就可能作出不適當(dāng)?shù)臎Q定。在手冊(cè)中，假設(shè)該系統(tǒng)處于受控狀態(tài)并且對(duì)數(shù)據(jù)的總變差沒(méi)有大的影響。為了更詳細(xì)的了解這些內(nèi)容 讀者可參考AIAG出版的測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA)手冊(cè)。 過(guò)程控制的需要檢測(cè)容忍浪費(fèi)預(yù)防避免浪費(fèi)第1節(jié)預(yù)防與檢測(cè) 過(guò)去，制造商經(jīng)常通過(guò)生產(chǎn)來(lái)制造產(chǎn)品，通過(guò)質(zhì)量控制來(lái)檢查最終產(chǎn)品并剔除不符合規(guī)范的產(chǎn)品。在管理部門(mén)則經(jīng)?？繖z查或重新檢查工作來(lái)找出錯(cuò)誤，在這兩種情況下都是使用檢測(cè)的方法，這種方法是浪費(fèi)的，因?yàn)樗试S將時(shí)間和材料投入到生產(chǎn)不一定有用的產(chǎn)品或服務(wù)中。 一種在第一步就可以避免生產(chǎn)無(wú)用的輸出，從而避免浪費(fèi)的更有效的方法是預(yù)防。 對(duì)許多人來(lái)說(shuō)預(yù)防的策略聽(tīng)起來(lái)很明智，甚至是顯然的。經(jīng)常能聽(tīng)到這樣的口號(hào)“第一次就把工作做好?！钡庥锌谔?hào)是不夠的。所要求的是理解統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制系統(tǒng)的各個(gè)要素。下述七節(jié)介紹了這些要素，并可以看成是下列問(wèn)題的答案： 什么是過(guò)程控制系統(tǒng)?(第2節(jié)) 變差是如何影響過(guò)程輸出的?(第3節(jié)) 統(tǒng)計(jì)技術(shù)是如何區(qū)分一個(gè)問(wèn)題實(shí)質(zhì)是局部的還是涉及到整個(gè)系統(tǒng)的?(第4節(jié)) 什么是統(tǒng)計(jì)受控過(guò)程?什么是有能力的過(guò)程?(第5節(jié)) 什么是持續(xù)改進(jìn)循環(huán)?過(guò)程控制對(duì)哪一部分起作用?(第6節(jié)) 什么是控制圖?如何使用?(第7節(jié)) 使用控制圖有什么好處?(第8節(jié)) 學(xué)習(xí)以上材料時(shí)，讀者可以查閱附錄G的術(shù)語(yǔ)索引對(duì)關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和符號(hào)的定義。第2節(jié)過(guò)程控制系統(tǒng) 一個(gè)過(guò)程控制系統(tǒng)可以稱(chēng)為一個(gè)反饋系統(tǒng)。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制(SPC)是一類(lèi)反饋系統(tǒng)，但也存在不是統(tǒng)計(jì)性的的反饋系統(tǒng)。下面討論這個(gè)系統(tǒng)的四個(gè)重要的基本原理。 1過(guò) 程 所謂過(guò)程指的是共同工作以產(chǎn)生輸出的供方、生產(chǎn)者、人、設(shè)備、輸入材料、方法和環(huán)境以及使用輸出的顧客之集合(見(jiàn)圖1)。過(guò)程的性能取決于供方和顧客之間的溝通，過(guò)程設(shè)計(jì)及實(shí)施的方式，以及運(yùn)作和管理的方式等。過(guò)程控制系統(tǒng)的其他部分只有它們?cè)趲椭麄€(gè)系統(tǒng)保持良好的水平或提高整個(gè)過(guò)程的性能時(shí)才有用。 2有關(guān)性能的信息 通過(guò)分析過(guò)程輸出可以獲得許多與過(guò)程實(shí)際性能有關(guān)的信息。但是與性能有關(guān)的最有用的信息還是以研究過(guò)程本質(zhì)以及其內(nèi)在的變化性中得到的。過(guò)程特性(如溫度、循環(huán)時(shí)間、進(jìn)給速率、缺勤、周轉(zhuǎn)時(shí)間、延遲以及中止的次數(shù)等、是我們關(guān)心的重點(diǎn)。我們要確定這些特性的目標(biāo)值，從而使過(guò)程操作的生產(chǎn)率最高，然后我們要監(jiān)測(cè)我們與目標(biāo)值的距離是遠(yuǎn)還是近，如果得到信息并且正確地解釋?zhuān)涂梢源_定過(guò)程是在正?；蚍钦５姆绞较逻\(yùn)行。若有必要可采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)校正過(guò)程或剛產(chǎn)生的輸出。若需要采取措施，就必須及時(shí)和準(zhǔn)確，否則收集信息的努力就白費(fèi)了。 3對(duì)過(guò)程采取措施 通常，對(duì)重要的特性(過(guò)程或輸出)采取措施從而避免它們偏離目標(biāo)值太遠(yuǎn)是很經(jīng)濟(jì)的。這樣能保持過(guò)程的穩(wěn)定性并保持過(guò)程輸出的變差在可接受的界限之內(nèi)。采取的措施包括改變操作(例如：操作員培訓(xùn)、變換輸入材料等)，或者改變過(guò)程本身更基本的因素(例如：設(shè)備需要修復(fù)、人的交流和關(guān)系如何，或整個(gè)過(guò)程的設(shè)計(jì)也許應(yīng)改變車(chē)間的溫度或濕度)。應(yīng)監(jiān)測(cè)采取措施后的效果，如有必要還應(yīng)進(jìn)一步分析并采取措施。 4. 對(duì)輸出采取措施如果僅限于對(duì)輸出檢測(cè)并糾正不符合規(guī)范的產(chǎn)品，而沒(méi)有分析過(guò)程中的根本原因，常常是最不經(jīng)濟(jì)的。不幸的是如果目前的輸出不能滿(mǎn)足顧客的要求，可能有必要將所有的產(chǎn)品進(jìn)行分類(lèi)報(bào)廢不合格品或者返工。這種狀態(tài)必然持續(xù)到對(duì)過(guò)程采取必要的校正措施并驗(yàn)證，或持續(xù)到產(chǎn)品規(guī)范更改為止。 很顯然，僅對(duì)輸出進(jìn)行檢驗(yàn)并隨之采取措施不能代替有效的過(guò)程管理。僅對(duì)輸出采取措施只可作為不穩(wěn)定或沒(méi)有能力的過(guò)程的、臨時(shí)措施(見(jiàn)第5節(jié))。因此，下面的討論的重點(diǎn)將放在過(guò)程信息收集和分析上，這樣可以對(duì)過(guò)程本身采取糾正措施。第3節(jié)變差的普通及特殊原因 為了有效地使用過(guò)程控制測(cè)量數(shù)據(jù)，理解變差的概念是很重要的，見(jiàn)圖2所示。 沒(méi)有兩件產(chǎn)品或特性是完全相同的，因?yàn)槿魏芜^(guò)程都存在許多引起變差的原因。產(chǎn)品間的差距也許很大，也許小得無(wú)法測(cè)量，但這些差距總是存在。例如一個(gè)機(jī)加工軸的直徑易于受到由于機(jī)器(間隙、軸承磨損)、工具(強(qiáng)度、磨損率)、材料(直徑、硬度)、操作人員(進(jìn)給速率、對(duì)中準(zhǔn)確度)、維修(潤(rùn)滑、易損零件的更換)及環(huán)境(溫度、動(dòng)力供應(yīng)是否恒定)等原因造成潛在的變差的影響。再舉一個(gè)例子，處理一張發(fā)票所需的時(shí)間隨著人們完成(項(xiàng)目)不同的階段，他們所用設(shè)備的可靠性，票據(jù)本身的準(zhǔn)確性及易讀性，所遵守的規(guī)程及辦公室中其他工作量的不同而不同。 過(guò)程中有些變差造成短期的、零件間的差異例如機(jī)器及其固定裝置間的游隙和間隙，或記帳人員工作的準(zhǔn)確性等。另外，一些變差的原因僅經(jīng)過(guò)相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)期后對(duì)輸出造成影響，可能是隨著刀具或機(jī)器的磨損或是規(guī)程發(fā)生有規(guī)則的或不規(guī)則的變化，或是諸如動(dòng)力不穩(wěn)定等的環(huán)境的改變。這樣，測(cè)量的周期以及測(cè)量時(shí)的條件將會(huì)影響存在的變差的總量。 從最低要求的角度來(lái)看，總是將變差問(wèn)題簡(jiǎn)單化。位于規(guī)定的公差的范圍的零件是可接受的，超出規(guī)定公差范圍之外的零件是不可接受的；按時(shí)完成報(bào)告是可接受的，遲緩的報(bào)告是不能接受的。然而，在管理任何一個(gè)過(guò)程減少變差時(shí)，都必須追究造成變差的原因。首先是區(qū)分普通原因和特殊原因。 雖然單個(gè)的測(cè)量值可能全都不同，但形成一組后它們趨于形成一個(gè)可以描述成一個(gè)分布的圖形(見(jiàn)圖2)，這個(gè)分布按下列特性區(qū)別： 位置(典型值)； 分布寬度(從最小值至最大值之間的距離)； 形狀(變差的模式是否對(duì)稱(chēng)、偏斜等)。 普通原因指的是造成隨著時(shí)間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過(guò)程中的許多變差的原因，我們稱(chēng)之為：“處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”、“受統(tǒng)計(jì)控制”，或有時(shí)簡(jiǎn)稱(chēng)“受控”。普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。只有變差的普通原因存在且不改變時(shí)，過(guò)程的輸出才是可以預(yù)測(cè)的。 特殊原因(通常也叫可查明原因)指的是造成不是始終作用于過(guò)程的變差的原因，即當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí)將造成(整個(gè))過(guò)程的分布改變。除非所有的特殊原因都被查找出來(lái)并且采取了措施，否則它們將繼續(xù)用不可預(yù)測(cè)的方式來(lái)影響過(guò)程的輸出。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推移，過(guò)程的輸出將不穩(wěn)定。 由于特殊原因造成的過(guò)程分布的改變有些有害，有些有利。有害時(shí)應(yīng)識(shí)別出來(lái)并消除它，有利時(shí)可識(shí)別出來(lái)并使其成為過(guò)程恒定的一部分。對(duì)于一些成熟的過(guò)程(例如經(jīng)過(guò)幾次不斷改進(jìn)的循環(huán)后的過(guò)程)，顧客可能給予特許讓一貫出現(xiàn)特殊原因的過(guò)程進(jìn)行下去，這樣的特許通常要求過(guò)程控制計(jì)劃能確保符合顧客的要求并且保證過(guò)程不受別的特殊原因的影響。(見(jiàn)第5節(jié))局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措施局部措施 通常用來(lái)消除變差的特殊原因 通常由與過(guò)程直接相關(guān)的人員實(shí)施 大約可糾正15的過(guò)程問(wèn)題對(duì)系統(tǒng)采取措施 通常用來(lái)消除變差的普通原因 幾乎總是要求管理措施，以便糾正 大約可糾正85的過(guò)程問(wèn)題 第4節(jié)局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措施 在上面討論的兩種變差以及可能采取的減少它們的措施*之間有著重要的聯(lián)系。 簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)能檢查變差的特殊原因。發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因并采取適當(dāng)措施通常是與該過(guò)程操作直接有關(guān)人員的責(zé)任。盡管有時(shí)糾正時(shí)要求管理人員介入，但解決變差的特殊原因通常要求采取局部措施。這一點(diǎn)在早期的過(guò)程改進(jìn)中尤為重要。當(dāng)某人對(duì)特殊原因成功地采取適當(dāng)?shù)拇胧┖螅溆嗟膯?wèn)題通常要求采取管理行動(dòng)而不是局部措施來(lái)解決。 相同的簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制技術(shù)也能指明變差的普通原因的范圍，但分離這些原因需要更詳細(xì)的分析。糾正變差的普通原因的責(zé)任在于管理人員。有時(shí)與操作直接相關(guān)的人員處于較有利的位置發(fā)現(xiàn)它們并將它們報(bào)告給管理人員來(lái)采取措施的?？偟膩?lái)說(shuō)，解決變差的普通原因通常需要采取系統(tǒng)措施。 過(guò)量過(guò)程變差中較小的部分工業(yè)經(jīng)驗(yàn)建議為15是通過(guò)與操作直接有關(guān)的人員局部糾正的。大部分其余的85是管理人員通過(guò)僅對(duì)系統(tǒng)采取措施來(lái)糾正的。采取的措施類(lèi)型如不正確將給機(jī)構(gòu)帶來(lái)大的損失，不但勞而無(wú)功，而且會(huì)延誤問(wèn)題的解決甚至使問(wèn)題惡化。例如：如果需要管理人員對(duì)系統(tǒng)采取措施(如選擇提供一致輸入材料的供方)時(shí)卻采取的是局部措施(如調(diào)整機(jī)器)就不對(duì)*。無(wú)論如何，為了更好地減少過(guò)程變差的普通原因需要管理人員和與操作直接相關(guān)的人員的密切合作。 第5節(jié)過(guò)程控制和過(guò)程能力 過(guò)程控制系統(tǒng)的目標(biāo)是對(duì)影響過(guò)程的措施作出經(jīng)濟(jì)合理的決定。也就是說(shuō)，平衡不需控制時(shí)采取了措施(過(guò)度控制或擅自改變)和需要控制時(shí)未采取措施(控制不足)的后果。必須在前面提到的變差的兩種原因特殊原因和 普通原因的關(guān)系下處理好這些風(fēng)險(xiǎn)。(見(jiàn)圖3) 過(guò)程在統(tǒng)計(jì)控制下運(yùn)行指的是僅存在造成變差的普通原因。這樣，過(guò)程控 制系統(tǒng)的一個(gè)作用是當(dāng)出現(xiàn)變差的特殊原因時(shí)提供統(tǒng)計(jì)信號(hào)，并且當(dāng)不存在特殊原因時(shí)避免提供錯(cuò)誤信息。從而對(duì)這些特殊原因采取適當(dāng)?shù)拇胧?或是消 除它們，或是如果有用，永久地保留它們)。 討論過(guò)程能力時(shí)，需考慮兩個(gè)在一定程度上相對(duì)的概念： 過(guò)程能力由造成變差的普通原因來(lái)確定，通常代表過(guò)程本身的最佳性能(例如分布寬度最小)，在處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下的運(yùn)行過(guò)程，數(shù)據(jù)收集到后就能證明過(guò)程能力，而不考慮規(guī)范對(duì)過(guò)程的分布位置和或分布寬度如何規(guī)定； 然而，內(nèi)外部的顧客更關(guān)心過(guò)程的輸出以及與他們的要求(定義為規(guī)范)的關(guān)系如何，而不考慮過(guò)程的變差如何。 一般來(lái)說(shuō)，由于受統(tǒng)計(jì)控制的過(guò)程服從可預(yù)測(cè)的分布，從該分布中便可以估計(jì)出符合規(guī)范的產(chǎn)品的比例。只要過(guò)程保持受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)并且其分布的位置、分布寬度及形狀不變化，就可以繼續(xù)生產(chǎn)相同分布的符合規(guī)范的產(chǎn)品。對(duì)過(guò)程采取的第一個(gè)措施就是將過(guò)程定位在其目標(biāo)值上。如果過(guò)程的分布寬度是不可接受的，該策略則允許生產(chǎn)最小量不符合規(guī)范的產(chǎn)品。通常要求用對(duì)系統(tǒng)采取措施從而減少產(chǎn)生變差的普通原因的方法來(lái)改進(jìn)過(guò)程的能力(以及其輸出)，從而始終符合規(guī)范。為了進(jìn)一步具體了解過(guò)程能力、過(guò)程性能以及與之相關(guān)的假設(shè)，參見(jiàn)第2章第5節(jié)。簡(jiǎn)言之，首先應(yīng)通過(guò)檢查并消除變差的特殊原因使過(guò)程處于受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，那么其性能是可預(yù)測(cè)的，就可評(píng)定其滿(mǎn)足顧客期望的能力。這是持續(xù)改進(jìn)的基礎(chǔ)。 每個(gè)過(guò)程可以根據(jù)其能力和是否受控進(jìn)行分類(lèi)，過(guò)程可分成4類(lèi)，如下表所示： 控制 滿(mǎn)足要求 受控 不受控 可接受 1類(lèi) 3類(lèi) 不可接受 2類(lèi) 4類(lèi) 一個(gè)可接受的過(guò)程必須是處于受統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的且其固有變差(能力)必須小于規(guī)定的公差。理想的情況是具有1類(lèi)過(guò)程，該過(guò)程受統(tǒng)計(jì)控制且有能力滿(mǎn)足要求，是可接受的。2類(lèi)過(guò)程是受控過(guò)程但存在因普通原因造成的過(guò)大的必須減少的變差。3類(lèi)過(guò)程符合要求，可接受，但不是受控過(guò)程，需要識(shí)別變差的特殊原因并消除它。4類(lèi)過(guò)程即不是受控過(guò)程又不可接受，必須減少變差的特殊原因和普通原因。 在有些情況下，顧客也許允許制造商運(yùn)行一個(gè)3類(lèi)過(guò)程，這些情況包括： 顧客對(duì)規(guī)范要求之內(nèi)的變差不敏感(見(jiàn)第2章第5節(jié)所討論的損失函數(shù))； 對(duì)特殊原因采取措施所發(fā)生的成本比任何所有顧客得到的利益大，因成本原因可允許存在的特殊原因包括刀具磨損、刀具重磨、周期的(季節(jié)的)變化等； 特殊原因已被查明，經(jīng)記錄后表明具有穩(wěn)定性和可預(yù)見(jiàn)性。 在這些情況下，顧客可能會(huì)有以下要求： 該過(guò)程是成熟的，例如，該過(guò)程已經(jīng)過(guò)幾個(gè)循環(huán)的持續(xù)改進(jìn)； 允許存在的特殊原因在已知一段時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)出產(chǎn)生穩(wěn)定的后果； 過(guò)程控制計(jì)劃有效運(yùn)行，可確保所有的過(guò)程輸出符合規(guī)范并能防止出現(xiàn)別的特殊原因或與允許存在的特殊原因不穩(wěn)定的其它原因。 在汽車(chē)工業(yè)中可接受的作法是在一個(gè)過(guò)程被證明處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)后才計(jì)算其過(guò)程能力。過(guò)程能力是作為利用從過(guò)程中得到的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行過(guò)程性能預(yù)測(cè)的基礎(chǔ)。利用從過(guò)程中得到的一定時(shí)間的不穩(wěn)定或不重復(fù)的數(shù)據(jù)來(lái)進(jìn)行預(yù)測(cè)是沒(méi)有什么價(jià)值的。特殊原因是造成分布的形態(tài)、分布寬度或位置改變的原因，因此會(huì)很快使過(guò)程能力預(yù)測(cè)失效。用來(lái)計(jì)算不同的能力指數(shù)或比值所要求的數(shù)據(jù)是從處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過(guò)程獲得的。 能力指數(shù)可分成兩類(lèi)：長(zhǎng)期的和短期的。短期能力的研究是以從一個(gè)操作循環(huán)中獲取的測(cè)量為基礎(chǔ)的。這些數(shù)據(jù)用控制圖分析后作為判定該過(guò)程是否在統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下運(yùn)行的依據(jù)。如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)特殊原因，可以計(jì)算短期能力指數(shù)。如果過(guò)程不是處于受控狀態(tài)，就要求采取解決變差的特殊原因的措施。這種研究通常用于驗(yàn)證由顧客提出的過(guò)程中生產(chǎn)出來(lái)的首批產(chǎn)品。另一個(gè)用途，有時(shí)也叫機(jī)器能力研究，是用來(lái)驗(yàn)證一個(gè)新的或經(jīng)過(guò)修改的過(guò)程的實(shí)際性能是否符合工程參數(shù)。 如果一個(gè)過(guò)程是穩(wěn)定的并且能符合短期的要求，緊接應(yīng)進(jìn)行另一種型式的研究。長(zhǎng)期能力研究包括通過(guò)很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)所進(jìn)行的測(cè)量應(yīng)在足夠長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)收集數(shù)據(jù)，同時(shí)這些數(shù)據(jù)應(yīng)能包括所有能預(yù)計(jì)到的變差的原因，很多變差原因可能在短期研究時(shí)還沒(méi)有觀(guān)察到。當(dāng)收集到足夠的數(shù)據(jù)后，將這些數(shù)據(jù)畫(huà)在控制圖上，如果沒(méi)有發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因，便可以計(jì)算長(zhǎng)期的能力和性能指數(shù)。這種研究的一個(gè)用途是用來(lái)描述一個(gè)過(guò)程在很長(zhǎng)一個(gè)時(shí)期內(nèi)包括很多可能變差原因出現(xiàn)后能否滿(mǎn)足顧客的要求的能力例如：量化過(guò)程性能。 幾個(gè)不同的指數(shù)已被提出。因?yàn)?)沒(méi)有一個(gè)單獨(dú)的指數(shù)可以萬(wàn)能地適用于所有過(guò)程；且2)沒(méi)有一個(gè)給定的過(guò)程可以通過(guò)一個(gè)單獨(dú)的指數(shù)完整地來(lái)描述。例如：推薦同時(shí)使用Cp和Cpk(見(jiàn)第章第5節(jié))，并與圖表技術(shù)一起使用，可以更好地理解估計(jì)的分布和規(guī)范界限的關(guān)系。在某種意義上說(shuō)就是比較 (并且努力使兩者一致)“過(guò)程的呼聲”和“顧客的呼聲”(參見(jiàn)參考文獻(xiàn)22)。 所有的指數(shù)都有不足之處且可能產(chǎn)生誤導(dǎo)。任何從計(jì)算的指數(shù)中得到的推斷，可以從計(jì)算這些指數(shù)的數(shù)據(jù)中找到合適的解釋。 有關(guān)汽車(chē)公司已經(jīng)確定了對(duì)過(guò)程能力固定的要求。讀者有責(zé)任與他們的顧客聯(lián)系從而確定使用哪些指數(shù)。在有些情況下，可能最好是什么指數(shù)都不用。記住有很多能力指數(shù)的公式中包括產(chǎn)品規(guī)范，這一點(diǎn)很重要。如果規(guī)范不合適，或不是基于顧客的要求，努力使過(guò)程來(lái)符合這些規(guī)范將浪費(fèi)大量時(shí)間和精力。第章第5節(jié)描述的是能力和性能指數(shù)的選擇以及在使用這些指數(shù)時(shí)的注意事項(xiàng)。第6節(jié)過(guò)程改進(jìn)循環(huán)及過(guò)程控制 在應(yīng)用持續(xù)改進(jìn)過(guò)程這一概念時(shí)，可以使用3階段的循環(huán)(見(jiàn)圖4)，每一個(gè)經(jīng)歷改進(jìn)的過(guò)程都可以在這個(gè)循環(huán)中找到位置。1分析過(guò)程 當(dāng)考慮進(jìn)行過(guò)程改進(jìn)時(shí)必須對(duì)該過(guò)程有基本的了解，為了對(duì)過(guò)程很好的理解應(yīng)回答以下問(wèn)題： 本過(guò)程應(yīng)做什么? 會(huì)出現(xiàn)什么問(wèn)題? 本過(guò)程會(huì)有哪些變化? 我們已經(jīng)知道本過(guò)程的什么變差? 哪些參數(shù)受變差的影響大? 本過(guò)程正在做些什么？ 本過(guò)程是否在生產(chǎn)廢品或需要返工的產(chǎn)品? 本過(guò)程的生產(chǎn)的產(chǎn)品是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下?， 本過(guò)程是否有能力? 本過(guò)程是否可靠? 為了較好的理解過(guò)程可能應(yīng)用許多技術(shù)，如小組會(huì)議，與開(kāi)發(fā)或操作過(guò)程的人員(主管專(zhuān)家)商討，審閱過(guò)程的歷史或進(jìn)行失效模式及后果分析(FMEA)。本手冊(cè)所述的控制圖也是應(yīng)使用的有力工具。這些簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)方法用來(lái)幫助大家區(qū)別變差的普遍及特殊原因。誤差的特殊原因應(yīng)注明。當(dāng)達(dá)到了統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)后，便可以計(jì)算能力指數(shù)從而幫助評(píng)定本過(guò)程長(zhǎng)期能力的當(dāng)前水平。2維護(hù)(控制)過(guò)程 一旦對(duì)過(guò)程有了較好的理解，就必須使過(guò)程維持在一定的能力水平上。過(guò)程是動(dòng)態(tài)的并且會(huì)變化。必須監(jiān)控過(guò)程的性能，因此要采取有效的措施來(lái)防止過(guò)程發(fā)生不希望的變化。同時(shí)必須了解所希望的變化并使之保持穩(wěn)定。本手冊(cè)介紹的簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)方法在這方面可以幫助你。制作及使用控制圖或其他的工具，可以對(duì)過(guò)程進(jìn)行有效地監(jiān)控。當(dāng)所使用的工具表明過(guò)程已改變，就應(yīng)立即采取有效的措施隔離變差原因并對(duì)它們采取措施。 很容易就會(huì)停止在本循環(huán)中的第二階段。重要的是要意識(shí)到任何一個(gè)公司的資源都是有限的。一些，或是許多過(guò)程應(yīng)處于這一階段。然而，如果不能進(jìn)展到本循環(huán)的下一階段將導(dǎo)致一個(gè)明顯的競(jìng)爭(zhēng)上的劣勢(shì)。要達(dá)到“世界級(jí)”水平要求用穩(wěn)定的有計(jì)劃的努力來(lái)進(jìn)入過(guò)程改進(jìn)循環(huán)的下一階段。3改進(jìn)過(guò)程 到達(dá)這一點(diǎn)，已設(shè)法使過(guò)程穩(wěn)定并已維持。但是，對(duì)于有些過(guò)程，顧客甚至?xí)?duì)工程規(guī)范內(nèi)的變差表示敏感。在這些情況下，不斷改進(jìn)的指標(biāo)只能在變差減小后才能達(dá)到。為此要使用額外的過(guò)程分析工具，包括更先進(jìn)的統(tǒng)計(jì)方法，例如：試驗(yàn)設(shè)計(jì)及先進(jìn)的控制圖等。附錄H列出了一些有用的參考文獻(xiàn)做為進(jìn)一步的研究。 通過(guò)減小變差來(lái)改進(jìn)過(guò)程主要包括有目的向過(guò)程中引入變化并測(cè)量其效果。目的是更好地理解過(guò)程，使變差的普通原因可以進(jìn)一步減小。該減小的目的是以更低的成本改進(jìn)質(zhì)量。 當(dāng)新的過(guò)程參數(shù)確定后，這種循環(huán)便回轉(zhuǎn)到分析過(guò)程。由于進(jìn)行了某些改變，應(yīng)重新確定過(guò)程穩(wěn)定性。過(guò)程便不斷圍繞過(guò)程改進(jìn)循環(huán)運(yùn)轉(zhuǎn)。第7節(jié)控制圖過(guò)程控制的工具貝爾試驗(yàn)室的Walter休哈特博士在二十世紀(jì)的二十年代研究過(guò)程時(shí)，首先區(qū)分了可控制的和不可控制的變差，就是由于我們所說(shuō)的普通及特殊原因產(chǎn)生的。他發(fā)明了一個(gè)簡(jiǎn)單有力的工具來(lái)區(qū)分它們控制圖。從那時(shí)起，在美國(guó)和其它國(guó)家，尤其是日本，成功地把控制圖應(yīng)用于各種過(guò)程控制場(chǎng)合。經(jīng)驗(yàn)表明當(dāng)出現(xiàn)變差的特殊原因時(shí)，控制圖能有效地引起人們注意，它們?cè)谙到y(tǒng)或過(guò)程改進(jìn)要求減少普通原因變差時(shí)控制圖能反映其大小。使用控制圖來(lái)改進(jìn)過(guò)程是一個(gè)重復(fù)的程序，多次重復(fù)收集、控制及分析幾個(gè)基本的步驟(見(jiàn)圖5)。首先，按計(jì)劃收集數(shù)據(jù)(附錄A提供子這樣一個(gè)數(shù)據(jù)收集計(jì)劃的輸入)；然后，利用這些數(shù)據(jù)計(jì)算控制限，控制限是解釋用于統(tǒng)計(jì)控制數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)；當(dāng)過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，控制限可用來(lái)解釋過(guò)程能力。為了使過(guò)程在受控和能力上得以改進(jìn)，就必須識(shí)別變差的普通及特殊原因并據(jù)此改進(jìn)過(guò)程；然后該循環(huán)又重新開(kāi)始，更多的數(shù)據(jù)被收集、解釋并且作為采取措施的基礎(chǔ)。1收 集被研究的特性(過(guò)程或產(chǎn)品)的數(shù)據(jù)收集后將之轉(zhuǎn)換成可以畫(huà)到控制圖上的形式。這些數(shù)據(jù)可能是一個(gè)機(jī)加工零件的尺寸的實(shí)測(cè)值、一匹維尼龍布上的缺陷數(shù)、軌道車(chē)的通過(guò)時(shí)間、記賬的錯(cuò)誤數(shù)目等。2控 制利用數(shù)據(jù)計(jì)算試驗(yàn)控制限，將它們畫(huà)在圖上作為分析的指南?？刂葡薏⒉皇且?guī)范限值或目標(biāo)，而是基于過(guò)程的自然變化性和抽樣計(jì)劃。然后，將數(shù)據(jù)與控制限相比來(lái)確定變差是否穩(wěn)定而且是否僅是由普通原因引起的。如果明顯存在變差的特殊原因，應(yīng)對(duì)過(guò)程進(jìn)行研究從而進(jìn)一步確定影響它的是什么。在采取措施(一般是局部措施)后，再進(jìn)一步收集數(shù)據(jù)，如有必要可重新計(jì)算控制限，若還出現(xiàn)任何另外的特殊原因，則繼續(xù)采取措施。3分析及改進(jìn)當(dāng)所有的特殊原因被消除之后，過(guò)程在統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下運(yùn)行，可繼續(xù)使用控制圖作為監(jiān)控工具，也可計(jì)算過(guò)程能力。如果由于普通原因造成的誤差過(guò)大，則過(guò)程不能生產(chǎn)出始終如一的符合顧客要求的產(chǎn)品。必須調(diào)查過(guò)程本身，而且一般來(lái)說(shuō)必須采取管理措施來(lái)改進(jìn)系統(tǒng)。通?？梢园l(fā)現(xiàn)盡管在過(guò)程剛建立時(shí)已經(jīng)對(duì)準(zhǔn)了目標(biāo)值，過(guò)程的實(shí)際位置( )可能與該值不一致。對(duì)于那些實(shí)際值偏離目標(biāo)值并且重新給過(guò)程定位很經(jīng)濟(jì)的過(guò)程應(yīng)考慮重新調(diào)整以便使其與目標(biāo)值更加一致。以上調(diào)整是假設(shè)該調(diào)整不會(huì)影響過(guò)程的變差。但情況不可能總是這樣，應(yīng)了解由于重新調(diào)整過(guò)程的位置可能增加過(guò)程的變差，則應(yīng)在顧客滿(mǎn)意和經(jīng)濟(jì)性?xún)煞矫孢M(jìn)行權(quán)衡。必須不斷地對(duì)過(guò)程的長(zhǎng)期性能進(jìn)行分析，通過(guò)對(duì)現(xiàn)行的控制圖進(jìn)行周期的、系統(tǒng)的評(píng)審可以很容易地完成這一工作。通常會(huì)有特殊原因出現(xiàn)的新證據(jù)，一些特殊原因經(jīng)理解后也許能對(duì)減少整個(gè)過(guò)程的變差有利。其他的對(duì)過(guò)程有害的特殊原因需要被了解、修改或消除。對(duì)于“受控”的過(guò)程，改進(jìn)工作的重點(diǎn)將經(jīng)常放在減少過(guò)程中的普通原因變差上。要減小這種變差就要“縮小”控制圖上的控制限即經(jīng)重新計(jì)算的控制限要相互靠近。許多不熟悉控制圖的人覺(jué)得這樣做對(duì)過(guò)程的改進(jìn)是一種“懲罰”。他們沒(méi)有意識(shí)到如果一個(gè)過(guò)程處于穩(wěn)態(tài)且控制限計(jì)算正確，過(guò)程錯(cuò)誤地產(chǎn)生超出控制限的點(diǎn)的機(jī)會(huì)是相同的，與控制限間的距離無(wú)關(guān)(參見(jiàn)第5節(jié))。還沒(méi)有談到的一點(diǎn)是控制限的重新計(jì)算問(wèn)題。一旦經(jīng)過(guò)合適的計(jì)算，并且如果過(guò)程中普通原因變差不發(fā)生改變，則控制限就是合理的。出現(xiàn)偏差的特殊原因的信號(hào)不需要重新計(jì)算控制限。用于長(zhǎng)期分析的控制圖，最好是盡可能少重新計(jì)算控制限，但需要根據(jù)過(guò)程本身情況來(lái)決定。為了不斷地改進(jìn)過(guò)程，重復(fù)以上三個(gè)階段適當(dāng)?shù)囟嗍占瘮?shù)據(jù)。通過(guò)操作受統(tǒng)計(jì)控制的過(guò)程來(lái)減少過(guò)程變差，并且不斷分析過(guò)程的變化?？刂茍D的益處合理使用控制圖能：供正在進(jìn)行過(guò)程控制的操作者使用有助于過(guò)程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)地，可預(yù)測(cè)地保持下去使過(guò)程達(dá)到：更高的質(zhì)量更低的單件成本更高的有效能力為討論過(guò)程的性能提供共同的語(yǔ)言區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南第8節(jié)控制圖的益處 下面列舉了使用控制圖的一些重要的益處： 控制圖是了解過(guò)程變差并幫助達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的有效工具。控制圖一般由操作人員保留在工作場(chǎng)地上。當(dāng)需要采取措施以及不需要采取措施時(shí)(例如過(guò)度調(diào)整見(jiàn)附錄B)時(shí)，控制圖可給與操作密切有關(guān)的人員提供可靠的信息； 當(dāng)過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，其性能將是可預(yù)測(cè)的，這樣生產(chǎn)者和顧客都可以具有信賴(lài)一致的質(zhì)量水平，并且他們都可以信賴(lài)達(dá)到該質(zhì)量水平的穩(wěn)定的成本； 處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過(guò)程可以通過(guò)減少普通原因變差和改進(jìn)過(guò)程的中心線(xiàn)(目標(biāo))來(lái)進(jìn)一步改進(jìn)?？梢怨烙?jì)出在系統(tǒng)中建議改進(jìn)的期望效果，甚至相對(duì)微小的變化的實(shí)際影響也可通過(guò)控制圖的數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別。所需的數(shù)據(jù)量將隨受檢的過(guò)程而變化。這種通過(guò)減少對(duì)目標(biāo)值的變差來(lái)改進(jìn)過(guò)程的方法可以減少成本并提高生產(chǎn)率； 控制圖為兩班或三班操作過(guò)程的人員之間、生產(chǎn)線(xiàn)(操作者、管理人員)和支持活動(dòng)(維修、材料控制、過(guò)程工程、質(zhì)量控制)的人員之間，過(guò)程中不同的工序之間，供方和使用者之間，制造裝配車(chē)間和設(shè)計(jì)人員之間就有關(guān)過(guò)程性能的信息交流提供了通用的語(yǔ)言； 控制圖，通過(guò)區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，為人們就任何問(wèn)題應(yīng)采取適當(dāng)?shù)木植扛倪M(jìn)措施還是要求采取管理措施提供依據(jù)。這樣可以減少混淆、挫折以及誤導(dǎo)性解決問(wèn)題的努力而造成的高成本。 本手冊(cè)的其余內(nèi)容是介紹控制圖的制作及解釋。在學(xué)習(xí)這些技術(shù)說(shuō)明及建議時(shí)，最好要記住若想從控制圖中得到的真正的好處就要掌握和有效地使用它。附錄C提供的控制圖選擇表為在什么情況下使用什么控制圖提供了幫助。 注：附錄I提供了兩個(gè)空白的控制圖和過(guò)程記錄表格的示例。如果使用其他形式的控制圖，應(yīng)至少包括以下內(nèi)容：過(guò)程特性名稱(chēng)、零件號(hào)、特性描述、計(jì)量單位，0_ (用于代碼數(shù)據(jù))，抽樣頻率，樣本容量，刻度描述(，中位數(shù)等)，刻度值，子組數(shù)據(jù)，時(shí)間，操作員姓名或識(shí)別號(hào)，使用的量具或測(cè)量方法，記錄過(guò)程注釋的地方。 一個(gè)好主意是在每張控制圖上列出測(cè)量設(shè)備的重復(fù)性和再現(xiàn)性(GR&R)的數(shù)據(jù)，作為控制圖解釋的參考，同時(shí)強(qiáng)調(diào)了以這樣的事實(shí)：已完成了測(cè)量系統(tǒng)分析。第章計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖 當(dāng)從一個(gè)過(guò)程中可得到的測(cè)量數(shù)時(shí)，使用計(jì)量型數(shù)據(jù)的控制圖是一種有力的工具。例如：軸承的直徑、關(guān)門(mén)所用的力，或?qū)彶橐粡埵論?jù)所用的時(shí)間等。計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖尤其是其最普通的形式，R圖代表了控制圖在過(guò)程控制中的典型應(yīng)用。(見(jiàn)圖6) 計(jì)量型數(shù)據(jù)的控制圖應(yīng)用廣泛，有如下原因： 1大多過(guò)程和其輸出具有可測(cè)量的特性，所以其潛在應(yīng)用很廣； 2量化的值(例如：“直徑為16.45mm”)比簡(jiǎn)單的是否陳述(例如：“直徑符合規(guī)范”)包含的信息更多； 3雖然獲得一個(gè)測(cè)得的數(shù)據(jù)比獲得一個(gè)通過(guò)或不通過(guò)的數(shù)據(jù)成本高，但為了獲得更多的有關(guān)過(guò)程的信息而需要檢查的件數(shù)卻較少，因此，在某些情況下測(cè)量的費(fèi)用更低； 4.由于在作出可靠的決定之前，只需檢查少量產(chǎn)品，因此可以縮短零件生產(chǎn)和采取糾正措施之間的時(shí)間間隔； 5用計(jì)量型數(shù)據(jù)，可以分析一個(gè)過(guò)程的性能，可以量化所作的改進(jìn)，即使每個(gè)單值都在規(guī)范限界之內(nèi)。這一點(diǎn)對(duì)尋求持續(xù)改進(jìn)來(lái)說(shuō)是很重要的。 計(jì)量型控制圖可以通過(guò)分布寬度(零件間的變異性)和其位置(過(guò)程的平均值)來(lái)解釋數(shù)據(jù)。由于這個(gè)原因，計(jì)量型數(shù)據(jù)用控制圖應(yīng)該始終成對(duì)準(zhǔn)備及分析一張圖用于位置，另一張圖用于分布寬度。最常用的是和R圖。是一個(gè)小的子組的平均值是位置的量度；R是每個(gè)子組的極差(最大值減去最小值)分布寬度的量度。 本章第1節(jié)以較長(zhǎng)篇幅討論R圖，本章第二節(jié)討論和s圖(R圖的替代)，第三節(jié)討論中位數(shù)圖(平均值和極差圖的簡(jiǎn)單替代圖)，本章第4節(jié)討論用于單值的控制圖(當(dāng)必須在單值而不是子組的基礎(chǔ)上作決定時(shí))。使用控制圖的準(zhǔn)備 建立適用于實(shí)施的環(huán)境定義過(guò)程確定待管理的特性考慮到：顧客的需求 當(dāng)前及潛在的問(wèn)題區(qū)域特性間的相互關(guān)系確定測(cè)量系統(tǒng)使不必要的變差最小第1節(jié)均值和極差圖(R圖) 在使用R圖之前，必須作幾點(diǎn)適當(dāng)?shù)臏?zhǔn)備： 建立適合于實(shí)施的環(huán)境 除非管理者已準(zhǔn)備好一個(gè)可靠的環(huán)境，否則任何統(tǒng)計(jì)方法都會(huì)失敗。必須排除機(jī)構(gòu)內(nèi)阻礙人們公正的顧慮。管理者必須提供資源(人力和物力)來(lái)參與和支持改進(jìn)措施。 定義過(guò)程 必須根據(jù)過(guò)程與其周?chē)钠渌僮骱蜕舷率褂谜咧g的關(guān)系，以及每個(gè)階段的影響因素(人、設(shè)備、材料、方法和環(huán)境)來(lái)理解過(guò)程。因果分析圖、過(guò)程流程表等技術(shù)可以使這些關(guān)系更加直觀(guān)并且讓理解過(guò)程的不同方面的人員的經(jīng)驗(yàn)集中起來(lái)。 確定作圖的特性 用來(lái)確定這些特性的過(guò)程的例子為通用公司的關(guān)鍵特性命名系統(tǒng)(參見(jiàn)附件H，參考文獻(xiàn)24)。學(xué)習(xí)的重點(diǎn)應(yīng)放在那些對(duì)過(guò)程改進(jìn)有幫助的特性上排列圖(Pareto)原理的一個(gè)應(yīng)用。應(yīng)適當(dāng)考慮如下因素： 顧客的需求：包括使用產(chǎn)品和服務(wù)作為輸入的后續(xù)過(guò)程顧客和作為最終產(chǎn)品的顧客。了解這兩種顧客的需求，詢(xún)問(wèn)他們過(guò)程何處需要改進(jìn)，體現(xiàn)共同合作和理解的精神； 當(dāng)前的潛在問(wèn)題區(qū)域：考慮存在的浪費(fèi)或低效能的證據(jù)(如：廢品、返工、過(guò)長(zhǎng)的加班時(shí)間、與目標(biāo)值不符)以及有險(xiǎn)情的區(qū)域(如：產(chǎn)品或服務(wù)的設(shè)計(jì)或過(guò)程中任何元素即將進(jìn)行的變化)。這些是改進(jìn)的機(jī)會(huì)，需要應(yīng)用管理企業(yè)所涉及的知識(shí)； 特性之間的相互關(guān)系：為了有效率及有效果地研究應(yīng)利用特性間的關(guān)系。比如，如果關(guān)心的特性很難測(cè)量(比如體積)，選擇一個(gè)相關(guān)的容易測(cè)量的特性(比如重量)。另外，如果一個(gè)項(xiàng)目的幾個(gè)單獨(dú)的特性具有相同的變化趨勢(shì)，可能只用一個(gè)特性來(lái)畫(huà)圖就足夠了。注意：統(tǒng)計(jì)上的相關(guān)性不意味著變量之間存在因果關(guān)系。在缺乏現(xiàn)存過(guò)程的知識(shí)時(shí)，可能要設(shè)計(jì)一個(gè)試驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證這些關(guān)系和其重要性。 定義測(cè)量系統(tǒng) 必須可操作地定義其特性，這樣，今天就可以以與昨天意義一樣的方式將數(shù)據(jù)送給所有有關(guān)人員。這包括指明應(yīng)收集哪些信息，在何處、如何以及在什么條件下收集。測(cè)量設(shè)備的本身的準(zhǔn)確性和精密性必須是可預(yù)測(cè)的。周期性校正是不夠的。有關(guān)這一主題的詳細(xì)介紹見(jiàn)第節(jié)。這個(gè)特性的定義將影響所使用的控制圖的類(lèi)型計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖，例如R圖，或計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖，見(jiàn)第節(jié)描述。 使不必要的變差最小化 在開(kāi)始研究之前應(yīng)消除不必要的變差外部原因。這一點(diǎn)可能簡(jiǎn)單地意味著觀(guān)察過(guò)程按預(yù)定的方式運(yùn)行，或意味著用已知的輸入材料恒定的控制設(shè)定值進(jìn)行控制的研究。目的是避免甚至不用控制圖就能糾正的明顯問(wèn)題、這些包括過(guò)度的過(guò)程調(diào)整或過(guò)度控制等。在所有情況下，過(guò)程記錄表上應(yīng)堅(jiān)持記錄所有相關(guān)事件，例如：刀具更換，新的原材料批次等，這將有利于下一步的過(guò)程分析。A收集數(shù)據(jù) 成對(duì)使用的R圖是從對(duì)過(guò)程輸出的特性的測(cè)量發(fā)展而來(lái)的。這些數(shù)據(jù)是以樣本容量恒定的小子組的形式報(bào)出的，這種子組通常包括25件連續(xù)的產(chǎn)品，并周期性地抽取子組(例如：每15分鐘抽樣一次，每班抽樣兩次等)。應(yīng)制定一個(gè)收集數(shù)據(jù)的計(jì)劃并將它作為收集、記錄及將數(shù)據(jù)畫(huà)到控制圖上的依據(jù)。A1 選擇子組大小、頻率和數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖7) a子組大小計(jì)量型控制圖的第一個(gè)關(guān)鍵步驟就是“合理子組”的確定這一點(diǎn)將決定控制圖的效果及效率。 選擇子組應(yīng)使得一個(gè)子組內(nèi)在該單元中的各樣本之間出現(xiàn)變差的機(jī)會(huì)小。如果一個(gè)子組內(nèi)的變差代表很短時(shí)間內(nèi)的零件間的變差，則在子組之間出現(xiàn)不正常的變差則表明過(guò)程發(fā)生變化，應(yīng)進(jìn)行調(diào)查并采取適當(dāng)?shù)拇胧?在過(guò)程的初期研究中，子組一般由4到5件連續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)品的組合，僅代表單一刀具、沖頭、模槽(型腔)等生產(chǎn)出的零件(即一個(gè)單一的過(guò)程流)。這樣做的目的是每個(gè)子組內(nèi)的零件都是在很短的時(shí)間間隔內(nèi)及非常相似的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來(lái)的并且相互之間不存在其他的系統(tǒng)的關(guān)系。因此，每個(gè)子組內(nèi)的變差主要應(yīng)是普通原因造成的。當(dāng)這些條件不滿(mǎn)足時(shí)，最后的控制圖可能不會(huì)有效地區(qū)分變差的特殊原因，或可能出現(xiàn)本節(jié)C1a和C4c中所述的異常圖形。對(duì)于所有的子組樣本的容量應(yīng)保持恒定。 b子組頻率其目的是檢查經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后過(guò)程中的變化。應(yīng)當(dāng)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間收集足夠的子組，這樣子組才能反映潛在的變化。這些變化的潛在原因可能是換班、或操作人員更換、溫升趨勢(shì)、材料批次等原因造成的。 在過(guò)程的初期研究中，通常是連續(xù)進(jìn)行分組或很短的時(shí)間間隔進(jìn)行分組，以便檢查過(guò)程在很短的時(shí)間間隔內(nèi)是否有其它不穩(wěn)定的因素存在。當(dāng)證明過(guò)程已處于穩(wěn)定狀態(tài)(或已對(duì)過(guò)程進(jìn)行改進(jìn))，子組間的時(shí)間間隔可以增加。對(duì)正在生產(chǎn)的的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)的子組頻率可以是每班兩次、每小時(shí)一次或其他可行的頻率。 c子組數(shù)的大小子組數(shù)的大小應(yīng)滿(mǎn)足兩個(gè)原則，從過(guò)程的角度來(lái)看，收集越多的子組可以確保變差的主要原因有機(jī)會(huì)出現(xiàn)。一般情況下，包含100或更多單值讀數(shù)的25或更多個(gè)子組可以很好地用來(lái)檢驗(yàn)穩(wěn)定性，如果過(guò)程已穩(wěn)定，則可以得到過(guò)程位置和分布寬度的有效的估計(jì)值。 在有些情況下，可以利用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)來(lái)加速這個(gè)第一階段的研究。然而，只有它們是最近的，并且對(duì)建立子組的基礎(chǔ)很清楚的情況下才能使用。 注：為進(jìn)一步了解分組對(duì)控制圖解釋的影響，參見(jiàn)附錄A。 A2 建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)(見(jiàn)圖8) R圖通常是將X圖畫(huà)在R圖之上方，下面再接一個(gè)數(shù)據(jù)欄。和R的值為縱坐標(biāo)，按時(shí)間先后的子組為橫坐標(biāo)。數(shù)據(jù)值以及極差和均值點(diǎn)應(yīng)縱向 對(duì)齊。 數(shù)據(jù)欄應(yīng)包括每個(gè)讀數(shù)的空間。同時(shí)還應(yīng)包括記錄讀數(shù)的和、均值()、極差(R)以及日期時(shí)間或其他識(shí)別子組的代碼的空間。 填入每個(gè)子組的單個(gè)讀數(shù)及識(shí)別代碼。 A3 計(jì)算每個(gè)子組的均值()和極差(R)(見(jiàn)圖8) 畫(huà)在控制圖上的特性量是每個(gè)子組的樣本均值()和樣本極差(R)，合在一起后它們分別反映整個(gè)過(guò)程的均值及其變差。 對(duì)每個(gè)子組，計(jì)算： = x1+x2+xn nRX最大值一X最小值 式中：X1，X2為子組內(nèi)的每個(gè)測(cè)量值。n為子組的樣本容量。 A4 選擇控制圖的刻度(見(jiàn)圖9) 兩個(gè)控制圖的縱坐標(biāo)分別用于和R的測(cè)量值。用于確定刻度值的一些通用的指南是有幫助的，盡管它們?cè)谔厥獾那闆r下可能要修改。對(duì)于X圖，坐標(biāo)上的刻度值的最大值與最小值之差應(yīng)至少為子組均值()的最大值與最小值差的2倍。對(duì)于R圖，刻度值應(yīng)從最低值為0開(kāi)始到最大值之間的差值為初始階段所遇到的最大極差(R)的2倍。 注：一個(gè)有用的建議是將R圖的刻度值設(shè)置為均值圖的刻度值的2倍(例如：平均值圖上1個(gè)刻度代表0.01英寸，則在極差圖上1刻度代表0.02英寸)。在一般的子組大小情況下，均值和極差的控制限將具有大約相同的寬度，給分析以直觀(guān)的幫助。 A5 將均值和極差畫(huà)到控制圖上(見(jiàn)圖9) 將均值和極差分別畫(huà)在其各自的圖上。該工作在確定了刻度以后應(yīng)盡快完成。將各點(diǎn)用直線(xiàn)聯(lián)接起來(lái)從而得到可見(jiàn)的圖形和趨勢(shì)。 簡(jiǎn)要地瀏覽一下所有畫(huà)上去的點(diǎn)，看它們是否合理，如果有的點(diǎn)比別的點(diǎn)高得很多或低得很多，需確認(rèn)計(jì)算及畫(huà)圖是否正確的，應(yīng)確保所畫(huà)的和R點(diǎn)在縱向是對(duì)應(yīng)的。 注：為了再次強(qiáng)調(diào)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的所有控制限的控制圖的應(yīng)用，還沒(méi)有計(jì)算控制限(由于沒(méi)有足夠的數(shù)據(jù))的初期操作控制圖上應(yīng)清楚地注明“初始研究”字樣。這樣，這些標(biāo)有“初始研究”的控制圖，不論是用于能力的初次確定還是用于過(guò)程經(jīng)過(guò)改進(jìn)改變后的研究，是僅允許用在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)中還沒(méi)有控制限的過(guò)程控制圖。B.計(jì)算控制限 首先計(jì)算極差圖的控制限，再計(jì)算均值圖的控制限，計(jì)算型數(shù)據(jù)的控制圖的控制限的計(jì)算要使用下列公式中的字母表示的系數(shù)。這些系數(shù)隨著子組大小（n）的不同而不同，列在下面對(duì)應(yīng)公式的表中，附錄E提供了更完整的表。B.1計(jì)算平均極差（）及過(guò)程均值（）（見(jiàn)圖10） 在研究階段，計(jì)算： = R1+R2+RK K = 1+2+K K式中:K為子組的數(shù)量，R1和1 即為第1個(gè)子組的極差和均值，R2 和K 為第2個(gè)子組的極差和均值，等等。B.2計(jì)算控制限（見(jiàn)圖10） 計(jì)算控制限是為了顯示僅存在變差的普通原因時(shí)子組的均值和極差的變化和范圍，控制限是由子組的樣本容量以及反映在極差上的子組內(nèi)的變差的量來(lái)決定的。按下式計(jì)算極差和均值的上、下控制限：UCLR=D4LCLR=D3 UCLX=+A2LCLX=- A2 式中：D4、D3、A2為常數(shù)，它們隨樣本容量的不同而不同，下表是從附錄E摘錄的樣本容量從2到10的一個(gè)表：n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 D4 327 257 228 211 200 192 186 182 178 D3 * * * * * 008 014 018 022 A2 188 102 073 058 048 042 037 0，34 031*對(duì)于樣本容量小于7的情況，LCLR可能技術(shù)上為一個(gè)負(fù)值。在這種情況下沒(méi)有下控制限，這意味著對(duì)于一個(gè)樣本數(shù)為6的子組，6個(gè)“同樣的”測(cè)量結(jié)果是可能成立的。B.3在控制圖上作出平均值和極差控制限的控制線(xiàn)（見(jiàn)圖10）將平均極差（）和過(guò)程均值（）畫(huà)成水平實(shí)線(xiàn)，各控制限（UCLR、 LCLR、UCLX、LCLX）畫(huà)成水平虛線(xiàn)；把線(xiàn)標(biāo)上記號(hào)，在初始研究階段，這些被稱(chēng)為試驗(yàn)控制限。 C 過(guò)程控制解釋 對(duì)控制限的解釋如下：如果過(guò)程的零件間的變化性和過(guò)程平均值保持在現(xiàn)有的水平(如分別通過(guò)和來(lái)估計(jì)的)，單個(gè)的子組極差(R)和均值()會(huì)單獨(dú)地隨機(jī)變化，但它們會(huì)很少超過(guò)控制限。而且，數(shù)據(jù)中不會(huì)出現(xiàn)與由于隨機(jī)變化產(chǎn)生的圖形有明顯不同的圖形與趨勢(shì)。分析控制圖的目的在于識(shí)別過(guò)程變化性的任何證據(jù)或過(guò)程均值沒(méi)有處于恒定的水平的證據(jù)即其中之一或兩者均不受統(tǒng)計(jì)控制進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧?。R圖和圖應(yīng)分別分析，但是對(duì)兩個(gè)圖形進(jìn)行比較時(shí)，有時(shí)可以幫助深了入解影響過(guò)程的特殊原因。 C1 分析極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn) 由于不論解釋子組極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差，因此首先分析R圖。將數(shù)據(jù)點(diǎn)與控制限相比確定超出控制限的點(diǎn)或非隨機(jī)的圖形或趨勢(shì)。 a超出控制限的點(diǎn)(圖u)出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何一個(gè)控制限是該點(diǎn)處于失控狀態(tài)的主要證據(jù)。因?yàn)樵谥淮嬖谄胀ㄔ蛞鹱儾畹那闆r下超出控制限的點(diǎn)會(huì)很少，我們便假設(shè)該超出的是由于特殊原因造成的。因此，任何超出控制限的點(diǎn)是立即進(jìn)行分析，找出存在特殊原因的信號(hào)。給任何超出控制限的點(diǎn)作標(biāo)記，以便根據(jù)特殊原因?qū)嶋H開(kāi)始的時(shí)間進(jìn)行調(diào)查，采取糾正措施(見(jiàn)本節(jié)c2段)。 超出極差上控制限的點(diǎn)通常說(shuō)明存在下列情況中的一種或幾種： 控制限計(jì)算錯(cuò)誤或描點(diǎn)時(shí)描錯(cuò)； 零件間的變化性或分布的寬度已經(jīng)增大(即變壞)，這種增大可以發(fā)生在某個(gè)時(shí)間點(diǎn)上，也可能是整個(gè)趨勢(shì)的一部分； 測(cè)量系統(tǒng)變化(例如，不同的檢驗(yàn)員或量具)； 測(cè)量系統(tǒng)沒(méi)有適當(dāng)?shù)姆直媪Α?有一點(diǎn)位于控制限之下(對(duì)于樣本容量大于等于7的情況)，說(shuō)明存在下列情況的一種或幾種： 控制限或描點(diǎn)錯(cuò)誤； 分布的寬度變小(即變好)； 測(cè)量系統(tǒng)已改變(包括數(shù)據(jù)編輯或變換)。 控制限之內(nèi)的圖形或趨勢(shì)當(dāng)出現(xiàn)非隨機(jī)的圖形或趨勢(shì)時(shí)，盡管所有的極差都在控制限之內(nèi)，也表明出現(xiàn)這種圖形或趨勢(shì)的時(shí)期內(nèi)過(guò)程失控或過(guò)程分布寬度發(fā)生變化。這種情況會(huì)給出首次警告：應(yīng)糾正不利條件。相反，某些圖形或趨勢(shì)是好的，并且應(yīng)當(dāng)研究以便使過(guò)程得到可能