如何進行過程能力控制

質量改進制作：SPC小組2004年5月20日11、為什么要進行質量改進目前只有客戶才能決定組織的發(fā)展和生存?？蛻粢蟮貌坏綕M足就意味著組織將被客戶所拋棄。最終的結局就是組織的業(yè)績下降以致破產。我們強調的傾聽“客戶心聲”，就是基于“客戶———只有客戶才知道他們最想要什么”這一理論?？蛻舨粌H僅是指外部客戶，還包括內部客戶。比如質保部是生產車間的客戶。生產車間是項目部的客戶。生產線下道工序是上道工序的客戶。客戶的心聲就是得到更好用、性能更高的產品，因此就需要我們不斷地進行質量改進。一、為什么要進行質量改進22、質量改進的必要性1）在我們使用的現有技術中，需要改進的地方很多。新技術、新工藝、新材料的發(fā)展，對原有技術提出了改進要求。在我們生產過程中，在一個產品的壽命周期中自始自終都離不開質量改進，離開了質量改進，這個產品也就進入了其壽命周期的衰老期。只有不斷地進行質量改進，我們的產品性能才會不斷提高，我們的產品才能在市場競爭中立于不敗之地。3技術與不同企業(yè)的各種資源之間的最佳匹配問題，也要求技術不斷改進。2）優(yōu)秀的工程技術人員也需要不斷地學習新知識，增強對過程一系列因果關系的了解。3）技術再先進，方法不當、程序不對也無法實現預期的目的。在重要的地方，既是一次質量改進的效果很不起眼，但是日積月累，將會取得意想不到地效果4一）質量改進的概念質量改進是通過不斷地采取糾正和預防措施來增強企業(yè)的質量管理水平，使產品的質量不斷提高。質量改進的重點是提高質量的保證能力。二、質量改進的概念51、質量改進與質量控制的關系1）定義的區(qū)別：質量改進和質量控制都是質量管理的一部分，但是質量改進致力于增強滿足質量要求的能力，而質量控制致力于滿足質量要求。2）實現手段的區(qū)別質量改進通過不斷采取糾正和預防措施來增強企業(yè)的質量管理水平，使產品的質量不斷提高，而質量控制主要是通過日常的檢驗、試驗調整和配備必要的必要的資源，使產品質量維持在一定的水平之上。63）二者的聯(lián)系質量控制與質量改進是相互聯(lián)系的。質量控制的重點是防止差錯或問題的發(fā)生，充分發(fā)揮現有的能力；而質量改進的重點是提高質量保證能力。首先要搞好質量控制，充分發(fā)揮現有的控制系統(tǒng)能力，使全過程處于受控狀態(tài)。然后在控制的基礎之上進行質量改進，使產品從設計、制造、服務到最終滿足客戶要求，達到一個新水平。沒有穩(wěn)定的質量控制，質量改進的效果也無法保持。著名的質量專家朱蘭的三部曲（質量策劃、質量控制和質量改進）表現了質量控制與質量改進的關系。如下圖：7

圖1、朱蘭三部曲示意圖82、質量改進與質量突破質量改進與質量突破是密不可分的，同時二者又有區(qū)別：1）質量突破與質量改進的目的相同質量突破是通過消滅工作水平低劣的長期性原因，使現有的工作達到一個較高的水平，從而使產品的質量能夠也達到一個較高的水平；同樣質量改進也是為了實現質量水平的提高。2）質量突破是質量改進的目的質量突破的實現表明產品質量水平得到了提高，質量突破是通過日常許多大大小小的質量改進來實現的。只有不斷地實施持續(xù)的質量改進，才能使產品質量水平提高，才能實現質量突破。93）質量改進側重過程，質量突破重在結果質量改進是一個過程，按PDCA循環(huán)模式進行，每次改進活動不一定能取得良好的效果，產品質量水平不一定都能得到提高；但質量突破則表明產品的質量水平得到了較多的提高，并取得了良好的效果。下圖顯示了改進前后工作新舊標準水平的變化就是質量突破。10圖2、質量改進與質量突破11二）質量改進的意義質量改進具有很高的投資收益率?？梢源龠M新產品開發(fā)，改進產品性能，延長產品的壽命周期。通過對產品設計和生產工藝的改進，更加合理、有效的使用資金和技術力量，充分挖掘企業(yè)的潛力。提高產品的制造質量，減少不合格品的產生，實現增產增效的目的。通過提高產品的使用性，從而提高企業(yè)產品的市場競爭力。有利于發(fā)揮企業(yè)各部門的質量職能，提高工作質量，為產品質量提供強有力的保證。12三、質量改進的基本過程請先看一下常見的幾種質量改進的模式1、PDCA模式處置A計劃P實施D檢查C圖3、PDCA模式示意圖131）任何環(huán)節(jié)都不可缺少2）每一個環(huán)節(jié)中又都可以分為PDCA模式。3）每循環(huán)一次產品質量、工序質量或工作質量就提高一步，PDCA是不斷上升的循環(huán)。PDCA模式主要的內容為：P（策劃）—制定方針、目標、計劃、管理項目等；

D（實施）—按計劃去做，去落實具體策；PDCA模式的特點：14C（檢查）—對策實施后，把握對策效果；

A（處置）—總結成功的經驗，實施標準化，以后就按標準進行。2、六西格瑪管理法的DMAIC模式改進I控制c定義D測量M分析A圖3、DMAIC模式示意圖15縱觀以上兩個質量改進的模式，我們可以看到實際上不論什么模式其實質都是一樣的，質量改進都是一個螺旋上升的質量螺旋。結合我公司的實際生產特點，我們可以得出一個比較適合我公司質量改進的模式（如圖5所示）：現況分析看其是否可以改進項目小組正式的技術小組QC小組實施過程驗證改進是否成功標準化持續(xù)改進突破控制NYYN過程控制圖5、質量改進模式示意圖N16四、質量改進的步驟質量改進的步驟本身就是一個質量上升螺旋，可分為若干步驟完成。質量改進的步驟分：選擇項目；現況分析；具體問題分析；對策措施、效果確認；過程控制；總結。17一)選擇項目1、主要活動明確所解決的問題為什么比其他問題重要。問題的背景是什么，到目前為止的情況是怎樣的。將不盡如人意的結果用具體的語言表現出來，有什么損失，并具體說明改進到什么程度。18選定項目和目標值。如目標太大，可將其分解成若干小課題，逐一進行解決。正式選定任務負責人。如有必要，對改進活動的費用作出預算。擬定改進活動的時間表，初步制定改進計劃。2、注意事項19在我們周圍有著大小數不清的問題，應該最大限度地靈活運用現有數據，從眾多問題中選擇一個作為課題，并說明理由。解決問題的必要性，必須向相關人員說明清楚，否則會影響解決問題的有效性、甚至半途而廢、勞而無獲。設定目標值的根據必須充分，合理的目標值是經濟上合理、技術上可行的。要制定改進計劃，明確解決問題的期限。3、本過程常用工具20頭腦風暴法親和圖質量功能展開圖質量成本分析因果圖、因果矩陣項目改進計劃流程分析二)現況分析211、主要活動抓住問題的特征，需要調查若干要點。如何解決質量問題，就要從人、機、料、法、環(huán)等各種不同角度進行調查。去現場收集數據。2、注意事項解決問題的突破口就在問題的內部。質量特性值的波動和影響因素的波動之間必然存在關系，這是把握問題主要影響原因的有效方法。而觀察22問題的最佳角度隨問題的不同而不同,不管什么問題都要調查一下四個方面，即時間、地點、種類、特征。不管什么問題都要調查清楚。解決問題應盡量依據數據進行，其他信息只能作參考。3、本階段常用的一些方法1、CP和CPk

的計算2、Z值計算3、短期能力及長期能力的計算4、底線分析23三）分析問題原因1、主要活動 1）設立假說（選擇可能的原因）搜集所有可能擁有的全部信息。運用“現況分析”階段掌握的信息，消去已確認無關的因素，重新整理剩下的因素。2）驗證假說（從已設定的因素中找出主要原因）搜集新的數據或證據，制定計劃來確認原因對問題的影響。綜合全部調查到的信息，決定主要影響原因。如條件允許，可以將問題再現一次242、注意事項1）因果圖是建立假說的有效工具，圖中所有因素都被假設為問題的原因。圖中各影響因素應盡可能的寫的具體。并不是說因果圖中所有因素引起質量問題的可能性都相同。2）、驗證假說必須根據重新試驗和調查所獲得的數據有計劃地進行。驗證假說就是核實原因與結果間是否存在關系，關系是否密切。以提高產品的質量為例，導致產品質量問題出現的主要原因可能是一個或幾個，其他原因也或多或少的對不合格品的出現產生影響。利用質量問題的再現性試驗來驗證影響原因要慎重進行。25圖形工具過程圖分析直方圖分析箱圖分析時序圖分析因果圖分析失效模式和影響分析質量功能展開故障樹分析3、本階段常用工具通用分析工具參數估計和置信區(qū)間分析假設檢驗方差分析相關回歸分析試驗設計分析26四）對策實施、結果確認1、主要活動1）將現象的排除（應急對策）與原因的排除（永久對策）嚴格區(qū)分。2）采取對策后，盡量不要引起副作用（其他質量問題的發(fā)生,如果產生了副作用，應考慮換一種對策或消除副作用)。3）先準備好若干的對策方案，調查各自利弊，選擇參加者都能接受的方案。274）使用同一種圖表將采取對策前后的質量特性值、成本、交貨期等指標進行對比。5）如果改進的目的是降低不合格品率或降低成本，則要將特性值換成金額并與目標值進行對比。6）如果有其他效果，不管大小都要列出來。282、注意事項1）對策有兩種，一種是去除現象（應急對策），另一種是去除引起結果的原因，防止再次發(fā)生（永久對策）。結果結果結果應急對策原因永久對策圖6、應急措施與永久對策292）采取對策后，常會引起別的問題，因為質量或過程的許多特性都是相互關聯(lián)的。為此必須從多角度對措施、對策進行徹底而廣泛的評價。3）采取對策時，有關人員必須通力合作。4）應該確認在何種程度上做到了防止質量問題的再發(fā)生。5）對于企業(yè)經營者來說，將質量改進的效果換算成金額是很重要的。6）采取對策后沒有出現預期結果時，應確認是否嚴格按照計劃實施的對策，如果是，就意味著對策失敗，重新回到“掌握現狀”階段。30五）過程控制1、主要活動1）為改進工作，應再次確認5W1H，并將其標準化，制定成工作標準。2）進行有關標準的準備及宣貫；3）實施教育培訓；4）建立保證嚴格遵守標準的質量責任制。312、注意事項1）沒有標準，問題會再次發(fā)生2）沒有明確的標準，新來的員工在作業(yè)中很容易出以前同樣的問題。3）過程的不到控制，質量改進的效果會的不到延續(xù)。3、本階段使用的工具1）過程控制計劃2）標準操作程序3）目視管理在目視管理中最有效的一種目視管理就是5S管理32六）總結與提高1、主要活動1）找出遺留問題2）考慮解決這些問題后下一步怎么做。3）總結本次質量改進活動過程中，那些問題得到順利解決，那些問題尚未解決。4）防錯法5）工序預控制6）統(tǒng)計空程控制332、注意事項1）在質量、成本、交貨期、安全、激勵和環(huán)境的改進活動，將不合格品率降為零或一步就達到國際先進水平是不可能的，因此質量改進活動要長期持久的開展下去。2）應制定解決遺留問題的下一步行動方案和初步計劃。34圖7、正態(tài)分布曲線有時我們會聽到某個過程具有五西格瑪或六西格瑪能力，這是什么概念呢？首先我們從正態(tài)分布曲線開始談起。下圖是正態(tài)分布曲線：五、分析工具的介紹一）現況分析35在正態(tài)分布曲線圖中:μ=平均值σ=標準差LSL=規(guī)格上限USL=規(guī)格下限從圖中我們可以看出，在規(guī)格上限和平均值之間有3個σ的范圍，即3倍的標準偏差都落在目標值和規(guī)格上下限內，我們就稱過程有三西格瑪能力。361）Z值與過程能力Z值是過程能力的度量指標，稱為“工序的西格瑪值”，Z值的計算公式如下：1、Z值與過程能力372）Z值的計算例1、如我們公司生產的EDR240-T910產品的tex數，其控制范圍為2400±168，我們隨機抽檢了100的紗進行了檢查，計算得出平均值為2456.6，標準偏差為58.3，分別計算ZUSL和ZLSL，并求出對應的不良率。解：計算步驟如下①USL=2568s=58.3LSL=223238②計算ZUSL③計算ZLSL④將Z值轉化為缺陷率查正態(tài)分布表得：對應于ZUSL=1.91，缺陷概率=2.81%，對應于ZLSL=3.85，缺陷概率=0.000692%，總的缺陷概率為2.8107%。393）Z值分析通過查閱正態(tài)分布表可以發(fā)現，隨著z值的提高缺陷率下降，合格率上升，這可以通過分析Z值公式及正態(tài)分布曲線得以驗證。（1）Z值公式分析當σ減小時，Z上升。這意味著過程偏差減少后，過程能力提升。（2）正態(tài)分布曲線分析分別畫出Z=4和Z=6時的正態(tài)分布曲線如下：40圖8、過程能力Z值與過程缺陷間的關系圖▲41比較以上兩個正態(tài)分布曲線，可以發(fā)現Z=4時。數據分布較Z=6時離散程度大，落在USL外的面積也大得多。因此在實際工作中，我們希望標準偏差越小越好，希望過程能力Z值越大越好。42在DMAIC模式中，過程能力分析的作用如下圖所示：過程能力分析的作用：進行底線分析、即確定現在的過程能力現狀水平評估改善方案評估控制結果的有效性分析定義測量改善六西格碼突破策略鑒別優(yōu)化控制圖9、過程能力分析作用432、過程能力過程能力可以理解為一個過程滿足客戶要求的能力。圖8表現了過程能力的不同狀況。從中可以看出不同過程產生的缺陷數量是不一樣的。過程能力與缺陷數之間存在相關關系。過程的西格瑪值越高，則過程產生的缺陷率越低。441）衡量過程能力的幾個指數除了可用過程西格瑪水平衡量過程能力之外，傳統(tǒng)的衡量過程能力的指數還有CP和CPk.CPCP是衡量過程潛在能力的一個指數，它未考慮到過程輸出平均值的偏移，只考慮過程輸出分布的離散度與過程規(guī)格的比較結果。CP的計算公式如下：45式中：TU=規(guī)格上限

TL=規(guī)格上限

CP反映了一個過程的潛在能力，它假設過程均值與規(guī)格中心值完全重合。CP值越大，表明過程能力越高，六西格瑪水平的過程對應的CP值為2。46②CPkCPk

是衡量過程實際能力的一個指數，它考慮了過程輸出平均值的偏移。其計算公式如下：CPk=（1-K）CP,

其中47M=規(guī)格中心當工序中心發(fā)生偏移時，CP〉CPk。即考慮了過程偏移，從實際的角度對過程能力做出評價。48③CPk的另一種計算方法先計算ZUSL和ZLSLZUSL=ZLSL=選擇ZUSL和ZLSL中較小者。計算CPk

.492）CP和CPk的計算例題例2、以例1為例，計算如下：中心值未偏移時：中心值產生偏移后：可以看出過程能力隨著中心值的偏移而下降：503、長期能力和短期能力我們知道，隨著時間的推移，過程無時無刻不在發(fā)生著變化，因為過程中存在著影響變化的偶然原因和異常原因，下圖表明了過程隨時間的變化。1）過程偏移圖10、過程偏移圖51從圖中我們可以看出，隨著時間的推移，過程的平均值及分布形狀都發(fā)生著變化，我們稱這種變化叫過程偏移。2）短期能力短期能力用ZST表示，其計算公式為：

式中：SL=規(guī)格界限

T=規(guī)格中心

σST=短期σ值52從短期能力的計算公式可以看出，ZST的計算是基于一種假設，即工序的均值正好等于規(guī)格中心值，σST表示偶然原因引起的誤差。ZST反映的是工序的技術能力和潛力，它表示該工序通過控制手段所能達到的最好狀態(tài)。53短期能力一般用集中在較短的時間內收集的數據來計算，因為時間越短，工序受異常原因影響的可能性越小。用下圖可以說明：圖11、過程的長期數據收集示意543）長期能力長期能力用ZLT表示，其計算公式為：式中：SL=規(guī)格上限

σLT=長期σ值55從ZLT的計算公式可以看出，ZLT用測量數據的平均值代替目標值T來計算。σLT

表示偶然和異常原因引起的誤差。ZLT

反映的是工序的技術和控制水平。長期能力一般用較長時間內收集的數據進行計算。因為時間越長，過程的各種實際影響會越明顯地表現出來。如果存在時間限制，就必須考慮對過程的各種輸入變量的水平進行設置，在較短的時間內模擬出過程的實際影響變量。564、過程偏移前面我們講過，過程是隨著時間處于不斷的變化中，這種變化最終會反映到過程能力上。因為ZST反映的是未考慮過程中心偏移時的過程能力，且數據是在短期內收集的；而ZLT反映的是過程經長時間運作后的實際能力，所以由于過程偏移的作用，ZST與ZLT之間存在差異，這種差異用Zshift來表示。Zshif=ZST-ZLT57Zshift表示過程經長期運用后受偶然和異常原因影響而發(fā)生的偏移量，因為異常原因需要進行控制，所以Zshift值的大小反映了過程控制水平的高低。通常過程的Zshift值約為1.5。在進行底線分析時可通過將計算所得的Zshift與1.5相比，如Zshift

≦1.5,則說明過程控制水平尚可，如Zshift

〉1.5，則說明過程控制水平差。585、底線分析底線分析即對改善過程的長期能力和短期能力進行分析，通過底線分析，可以確認過程現狀，了解過程的問題是處在控制上、固有能力（技術）上、還是控制和技術兼而有之。而只有了解過程現狀及問題的所在才能進行針對性的改善。它是六西格瑪的測量階段的主要技術之一。591）ZBenchZ值即西格瑪水平是六西格瑪系統(tǒng)中衡量過程能力的重要指標，我們前面講過的ZUSL和ZLSL的概念，用下圖表示：圖12、過程能力示意60圖中：PUSL與PLSL為ZUSL和ZLSL對應的缺陷率。在大多數的過程中一般同時存在ZUSL和ZLSL

這時的西格瑪水平該選擇哪一個才能代表過程的真實能力呢？

ZBench就解決了這一問題。ZBench是基于這樣的一種思想：（1）先計算出ZUSL與ZLSL對應的缺陷率。（2）將

ZUSL與ZLSL對應的缺陷率加在一起，求和。61（3）由缺陷總和查表求得的Z即考慮了所有的缺陷影響，稱為ZBench

。2）ZBench計算例例3、我公司某車間生產的ERS240-T910TY，中心tex數，抽樣計算得平均值為2432.5，標準偏差為46.1，控制范圍為2400±168，試計算ZBench解：①計算ZUSL和ZLSLZUSL=2.94ZLSL=4.3562②查表求得PUSL和PLSL：

PUSL=1640ppmPLSL=6.88ppm③計算總缺陷率總缺陷率=PUSL+PLSL

=1646.88ppm④由總缺陷率求得ZBench查正態(tài)分布表得：

ZBench

=2.94633)底線分析例123456789101112131415248242252256250254246240246250248250252254256250238258254248250236246244254244254252252258246242246258254248248246248232240252252246257252248248250252244246244246242240248250248254252242248255252248244244234242244250250248260例4、以下數據是2月份3線305機臺的tex數數據，利用一下數據進行底線分析64

式中：g=組數，n=每組樣本容量，SSW=組內平方和

USL=268LSL=232T=250解：①計算ZST。65PUSL（ST）=4.77ppm，PLSL（ST）=4.77ppm

ZST=ZBench=4.28計算ZLT。式中：n=每組樣本容量，g=組數，Xij=每個樣本點，USL=258LSL=232T=25066PUSL（LT）=337ppm，PLSL（LT）=2560ppm，ZLT=ZBench=2.76計算ZshiftZshift

=ZST-ZLT=4.28-2.76=1.51結果分析從計算結果看Zshift=1.51，高于1.5，說明我們的控制能力一般，低于正常水平。ZST=ZBench=4.28，說明該過程的潛在技術能力良好。綜合分析，認為過程技術能力良好，過程控制較差，需調查控制差的原因。67二）過程控制過程是一個復雜的系統(tǒng)，有眾多因素作用于過程，影響著過程的輸出。只有從根本上對過程進行控制才能保證產品的質量。我們經常會遇到這樣的事情，花費了大量人力物力對某個嚴重問題進行改善，結果取得了滿意的效果。但是不久后，經過改善的過程又不知不覺發(fā)生了以前的問題，是什么原因導致的呢？主要是改善人員沒有充分意識到質量控制的作用，改善一結束，大家的任務既是完成，沒有進行作業(yè)程序的標準化，也未對新的過程條件進行統(tǒng)計過程。這種情況下出現那樣的結果就不足為奇了。681、控制圖原理我們知道一般情況下，計量型數據符合正態(tài)分布。當x符合正態(tài)分布時，則x落在μ±3σ范圍內的概率是0.997。根據小概率事件可以“忽略”的原則，可以認為變量超出

μ±3σ范圍，則認為過程存在異常變異。如果將正態(tài)分布曲線向右旋轉90°，三條線的位置如圖13中的右圖。69所以我們應該在過程中充分利用控制圖對過程進行監(jiān)視和控制。只有對過程進行了充分的控制才能保證產品的質量。圖13、控制圖原理示意圖702、控制圖的應用通過以上的分析我們可以清楚地知道中心值的偏移會造成過程能力的嚴重下降并會導致不合格品率上升。這就是控制圖理論中連續(xù)9個點出現在中心線同一側就判異的理論根據。我們正是根據這一理論作出的tex數折線圖的考核方案。同時根據“小概率事件”理論得出“點出界就判異”的標準。71附表1、過程能力分級表過程能力指數分級Cp>1.671.33<Cp≤1.671<Cp≤1.330.67<Cp≤1Cp<0.67特級（過高）一級（充分）二級（滿足）三級（不足）四級（嚴重不足）72過程偏移圖7374757677305機臺TEX數浮動差X平均-R控制圖78307機臺TEX數浮動差X平均-R控制圖792月份各機臺過程能力表機臺號二線三線四線平均標準偏差CPCPk平均標準偏差CPCPk平均標準偏差CPCPk1012.403.660.460.240.451.870.890.81-0.722.700.620.531024.303.320.500.070.630.752.221.943.423.280.510.161033.661.371.210.330.321.201.381.291.542.310.720.501043.711.391.200.310.601.331.251.100.693.670.450.391054.161.790.930.161.161.900.880.671.444.690.360.251060.491.301.291.16-0.321.231.361.27-0.462.890.580.521071.681.511.110.730.232.650.630.600.462.100.800.721082.060.991.690.99-0.481.041.601.45-0.272.030.820.781091.761.601.040.68-0.201.571.061.02-0.291.820.910.861102.160.891.861.060.511.121.491.340.672.210.750.652011.372.330.710.520.151.151.451.410.091.551.081.062020.661.271.311.140.471.091.531.380.771.131.481.252037.702.400.69-0.380.401.251.331.231.171.131.471.132044.131.511.110.190.431.051.591.45-0.641.091.531.3480機臺號二線三線四線平均標準偏差CPCPk平均標準偏差CPCPk平均標準偏差CPCPk2050.921.271.321.080.401.461.141.050.611.491.120.982060.151.131.471.43-1.052.010.830.650.781.191.401.182071.291.401.190.880.611.191.411.230.331.411.181.102081.570.702.391.640.610.921.821.60-0.571.231.351.202092.980.812.050.831.781.690.990.640.211.591.051.002100.910.582.872.351.001.441.150.92-0.951.341.241.013013.042.220.750.30-0.652.080.800.70-2.892.920.570.243023.181.371.220.440.901.720.970.800.091.990.840.823033.391.381.210.390.472.270.730.66-0.692.510.660.573040.192.320.720.690.872.000.830.69