過程質(zhì)量控制技術(shù)

1、中國3000萬經(jīng)理人首選培訓(xùn)網(wǎng)站過程質(zhì)量控制技術(shù)自1924年，休哈特提出控制圖以來，經(jīng)過近80世紀(jì)的發(fā)展，過程質(zhì)量控制技術(shù)已經(jīng)廣泛地應(yīng)用到質(zhì)量管理中，在實踐中也不斷地產(chǎn)生了許多種新的方法。如直方圖、相關(guān)圖、排列圖、控制圖和因果圖等“QC七種工具”以及關(guān)聯(lián)圖、系統(tǒng)圖等“新QC七種工具”。應(yīng)用這些方法可以從經(jīng)常變化的生產(chǎn)過程中，系統(tǒng)地收集與產(chǎn)品有關(guān)的各種數(shù)據(jù)，并用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行整理、加工和分析，進而畫出各種圖表，找出質(zhì)量變化的規(guī)律，實現(xiàn)對質(zhì)量的控制。石川謦曾經(jīng)說過，企業(yè)內(nèi)95%的質(zhì)量問題可通過企業(yè)全體人員應(yīng)用這些工具得到解決。無論是ISO9000還是近年來非常風(fēng)行的6Sigma質(zhì)量管理理論都非

2、常強調(diào)這些基于統(tǒng)計學(xué)的質(zhì)量控制技術(shù)的應(yīng)用。因此，要真正提高產(chǎn)品質(zhì)量，企業(yè)上至領(lǐng)導(dǎo)下至員工都必須掌握質(zhì)量控制技術(shù)并在實踐中加以應(yīng)用。一 直方圖（一）直方圖用途直方圖法是把數(shù)據(jù)的離散狀態(tài)分布用豎條在圖表上標(biāo)出，以幫助人們根據(jù)顯示出的圖樣變化，在縮小的范圍內(nèi)尋找出現(xiàn)問題的區(qū)域，從中得知數(shù)據(jù)平均水平偏差并判斷總體質(zhì)量分布情況。（二）直方圖畫法下面通過例子介紹直方圖如何繪制。例5-1 生產(chǎn)某種滾珠，要求直徑x為15.0±1.0mm，試用直方圖對生產(chǎn)過程進行統(tǒng)計分析。1收集數(shù)據(jù)在5M1E（人、機、法、測量和生產(chǎn)環(huán)境）充分固定并加以標(biāo)準(zhǔn)化的情況下，從該生產(chǎn)過程收集n個數(shù)據(jù)。N應(yīng)不小于50，最好在1

3、00以上。本例測得50個滾珠的直徑如下表。其中Li為第i行數(shù)據(jù)最大值，Si為第i行數(shù)據(jù)最小值。表5-1 50個滾珠樣本直徑JI12345678910LiSi115.015.815.215.115.914.714.815.515.615.315.914.7215.115.315.015.615.714.814.514.214.914.915.714.2315.215.015.315.615.114.914.214.615.815.215.814.2415.915.215.014.914.814.515.115.515.515.515.914.5515.115.015.314.714.515.51

4、5.014.714.614.215.514.22找出數(shù)據(jù)中最大值L、最小值S和極差RL=MaxLi=15.9，S=MinSi=14.2，R=S-L=1.7（5.1）區(qū)間S，L稱為數(shù)據(jù)的散布范圍。3確定數(shù)據(jù)的大致分組數(shù)k分組數(shù)可以按照經(jīng)驗公式k=1+3.322lgn確定。本例取k=6。4確定分組組距h（5.2）5計算各組上下限首先確定第一組下限值，應(yīng)注意使最小值S包含在第一組中，且使數(shù)據(jù)觀測值不落在上、下限上。故第一組下限值取為：然后依次加入組距h，便可得各組上下限值。第一組的上限值為第二組的下限值，第二組的下限值加上h為第二組的上限值，其余類推。各組上下限值見表5-2。表5-2 頻數(shù)分布表組序

5、組界值組中值bi頻數(shù)fi頻率pi114.0514.3514.230.06214.3514.6514.550.10314.6514.9514.8100.20414.9515.2515.1150.32515.2514.5515.490.16615.5515.8515.760.12715.8516.1516.020.04合計50100%6計算各組中心值bi、頻數(shù)fi和頻率pibi=（第i組下限值+第i組上限值）/2，頻數(shù)fi就是n個數(shù)據(jù)落入第i組的數(shù)據(jù)個數(shù)，而頻數(shù)pi=fi/n（見表14-3）。7繪制直方圖圖5-1頻數(shù)（頻率）直方圖以頻數(shù)（或頻率）為縱坐標(biāo)，數(shù)據(jù)觀測值為橫坐標(biāo)，以組距為底邊，數(shù)據(jù)觀測

6、值落入各組的頻數(shù)fi（或頻率pi）為高，畫出一系列矩形，這樣就得到圖形為頻數(shù)（或頻率）直方圖，簡稱為直方圖，見圖5-1。（三）直方圖的觀察與分析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)，便于判斷過程是否出于控制狀態(tài)，以決定是否采取相應(yīng)對策措施。直方圖從分布類型上來說，可以分為正常型和異常型。正常型是指整體形狀左右對稱的圖形，此時過程處于穩(wěn)定（統(tǒng)計控制狀態(tài)）。如圖5-2a。如果是異常型，就要分析原因，加以處理。常見的異常型主要有六種：1雙峰型（圖5-2b）：直方圖出現(xiàn)兩個峰。主要原因是觀測值來自兩個總體，兩個分布的數(shù)據(jù)混合在一起造成的，此時數(shù)據(jù)應(yīng)加以分層。2鋸齒型（圖5-2c）：直方圖呈現(xiàn)凹

7、凸不平現(xiàn)象。這是由于作直方圖時數(shù)據(jù)分組太多，測量儀器誤差過大或觀測數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等造成的。此時應(yīng)重新收集和整理數(shù)據(jù)。3陡壁型（圖5-2d）：直方圖像峭壁一樣向一邊傾斜。主要原因是進行全數(shù)檢查，使用了剔除了不合格品的產(chǎn)品數(shù)據(jù)作直方圖。4偏態(tài)型：（圖5-2e）：直方圖的頂峰偏向左側(cè)或右側(cè)。當(dāng)公差下限受到限制（如單側(cè)形位公差）或某種加工習(xí)慣（如孔加工往往偏小）容易造成偏左；當(dāng)公差上限受到限制或軸外圓加工時，直方圖呈現(xiàn)偏右形態(tài)。5平臺型（圖5-2f）：直方圖頂峰不明顯，呈平頂型。主要原因是多個總體和分布混合在一起，或者生產(chǎn)過程中某種緩慢的傾向在起作用（如工具磨損、操作者疲勞等）。6孤島型（圖5-2g）：在

8、直方圖旁邊有一個獨立的“小島”出現(xiàn)。主要原因是生產(chǎn)過程中出現(xiàn)異常情況，如原材料發(fā)生變化或突然變換不熟練的工人。d）正常型b）雙峰型a）正常型g）孤島型e）偏態(tài)型f）平臺型c）鋸齒型圖5-2 直方圖形狀二 過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)（Process Capability Index）用于反映過程處于正常狀態(tài)時，即人員、機器、原材料、工藝方法、測量和環(huán)境（5M1E）充分標(biāo)準(zhǔn)化并處于穩(wěn)定狀態(tài)時，所表現(xiàn)出的保證產(chǎn)品質(zhì)量的能力。過程能力指數(shù)也稱為工序能力指數(shù)或工藝能力指數(shù)。對于任何生產(chǎn)過程，產(chǎn)品質(zhì)量總是分散地存在著。若過程能力越高，則產(chǎn)品質(zhì)量特性值的分散就會越小；若過程能力越低，則產(chǎn)品質(zhì)量特性值的分散就會

9、越大。那幺，可用6（即±3）來描述生產(chǎn)過程所造成的總分散。即過程能力6。過程能力是表示生產(chǎn)過程客觀存在著分散的一個參數(shù)。但是這個參數(shù)能否滿足產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格要求，僅從它本身還難以看出。因此，還需要另一個參數(shù)來反映工序能力滿足產(chǎn)品技術(shù)要求(公差、規(guī)格等質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn))的程度。這個參數(shù)就叫做工序能力指數(shù)。它是技術(shù)規(guī)格要求和工序能力的比值，即過程能力指數(shù)=技術(shù)規(guī)格要求過程能力（5.3）當(dāng)分布中心與公差中心重合時，過程能力指數(shù)記為Cp。當(dāng)分布中心與公差中心有偏離時，過程能力指數(shù)記為Cpk。過程的質(zhì)量水平按Cp值可劃分為五個等級：Cp>1.67，特級，能力過高；1.67Cp>1.33，一級

10、，能力充分；1.33Cp>1.0，二級，能力尚可；1.0Cp>0.67， 三級，能力不足；0.67>Cp，四級，能力嚴(yán)重不足。（一） 過程能力計算方法過程能力指數(shù)的計算可分為四種情形：（1）過程無偏情形設(shè)樣本的質(zhì)量特性值X N（，2）。又設(shè)X的規(guī)格要求為（Tl，Tu），則規(guī)格中心值Tm=（Tu+Tl）/2，T=Tu-Tl為公差。當(dāng)u=Tm時，過程無偏，此時過程能力指數(shù)按下式計算：（5.4）（2）過程有偏情形當(dāng)Tm時，則稱此過程有偏。此時，計算修正后的過程能力指數(shù)：（5.5）（5.6）k稱為偏移系數(shù)。（3）只有單側(cè)上規(guī)則限Tu時，X<Tu產(chǎn)品合格情形（5.7）（4）只有單

11、側(cè)上規(guī)則限Tl時，X>Tl產(chǎn)品合格情形（5.8）（二） 過程能力指數(shù)與過程不合格品率p之間的關(guān)系1 Cp與p的關(guān)系（5.9）2 Cpk與p的關(guān)系（5.10）3 Cp(u)與p的關(guān)系（5.11）4 Cp(l)與p的關(guān)系（5.12）以上四式中，值可根據(jù)正態(tài)分布函數(shù)表查出。例如，（4.17）=0.999985。例5-2 已知某零件加工標(biāo)準(zhǔn)為148±2（mm），對100個樣本計算出均值為148mm，標(biāo)準(zhǔn)差為0.48（mm），求過程能力指數(shù)和過程不合格品率。由于樣本均值=148（mm），過程無偏。根據(jù)式5.4，過程能力指數(shù)為：=1.39過程不合格品率為：=3×10-5三 控制圖

12、CLLCLUCL1 5樣本序號質(zhì)量特性圖5-3 控制圖控制圖是對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量狀況進行實時控制的統(tǒng)計工具，是質(zhì)量控制中最重要的方法。人們對控制圖的評價是：“質(zhì)量管理始于控制圖，亦終于控制圖”?？刂茍D主要用于分析判斷生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異常現(xiàn)象，查明生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備的實際精度，為評定產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)。我國也制定了有關(guān)控制圖的國家標(biāo)準(zhǔn)GB4091.1?？刂茍D的基本樣式如圖5-3所示。橫坐標(biāo)為樣本序號，縱坐標(biāo)為產(chǎn)品質(zhì)量特性，圖上三條平行線分別為：實線CL中心線，虛線UCL上控制界限線，虛線LCL下控制界限線。在生產(chǎn)過程中，定時抽取樣本，把測得的數(shù)據(jù)點一一描在控制圖中。如果數(shù)據(jù)點落在兩條控制界限之間，且排列無缺陷，則表明生產(chǎn)過程正常，過程出于控制狀態(tài)，否則表明生產(chǎn)條件發(fā)生異常，需要對過程采取措施，加強管理，使生產(chǎn)過程恢復(fù)正常。（一）控制圖的設(shè)計原理1正態(tài)性假設(shè)：控制圖假定質(zhì)量特性值在生產(chǎn)過程中的波動服從正態(tài)分布。23準(zhǔn)則：若質(zhì)量特性值X服從正態(tài)分布N（，2），根據(jù)正態(tài)分布概率性質(zhì)，有（5.13）也即（-3，+3）是X的實際取值范圍。據(jù)此原理，