第九章质量管理(生产与作业管理-吉林大学吴迪)

第九章质量管理一、概念与术语二、产品质量与过程质量三、过程质量控制四、ISO9000系列标准一、概念与术语质量：其中：实体：是指可以单独描述和研究的事物。如：活动和过程、产品、组织、体系、人等。过程：将输入转化为输出的一组彼此相关的资源和活动；产品：活动或过程的结果。包括硬件、软件、流程性材料和服务。质量是反映实体满足明确和隐含需要的能力的特性总和。质量管理：由于质量的形成涉及企业工作的各个方面，所以，又被称为全面质量管理（TQM）。质量管理：是指确定质量方针、目标和职责，并在质量体系中通过质量策划、质量控制、质量保证和质量改进使其实施的全部管理职能的所有活动。全面质量管理：一个组织以质量为中心，以全员参与为基础，目的在于通过让顾客满意和本组织所有成员及社会受益而达到长期成功的管理途径。•质量策划：质量策划不是计划，主要内容是：识别质量特性；确定质量目标与要求；确定质量体系的目标与要求。质量策划：是确定质量以及采用质量体系要素的目标和要求的活动。•质量体系：资源包括：人才、技术、设备和工具、检测方法和手段、软件等；质量体系在一个组织中只有一个。质量体系：为实施质量管理所需要的组织结构、程序、过程和资源。•质量控制：---质量控制强调前馈控制和适时控制，既强调预防措施；---采用技术方法与作业活动结合的原则。质量控制：主要是指在质量形成之前及过程中，采取的质量检测和控制手段、措施和方法，防止发生质量问题的过程。•质量保证：---目的是证实实体有满足质量要求的能力；---可以分为内部保证和外部保证，内部保证是向组织内部的管理者保证，外部保证是向消费者或其他机构保证。质量保证：为了提供足够的信任，表明实体能够满足质量要求，而在质量体系中实施并根据需要进行证实的全部有计划和有系统的活动。二、产品质量与过程（工作）质量产品质量：产品是指某一活动和过程的结果。包括：服务、硬件、流程性材料和软件及其组合。因此，产品不同，对质量要求的表现也不同。例如：电视机的质量表现为清晰度、稳定性、安全性等；洗衣机的质量表现为洗净度、磨损率、噪音、等；服装的质量表现为款式、实用性、舒适性等々。指反映产品（或劳务）满足明确或隐含需求的能力的特性总和。•质量特性和特性值质量特性：能反映产品质量的某种属性。它与产品质量的要求基本是一致的，只是产品质量要求是从用户的角度来衡量产品质量。而产品的质量特性是生产者从制造过程和质量的保证方面对产品质量的描述。一般以能够定量标注的指标来规定。质量特性值：是反映质量特性所达到水平的数据。一般也称为质量数据。可以分为最终产品的实测数据和生产过程中的实测数据。质量数据分为计数值和计量值两种：计数值：具有离散分布性质的数据。不能用量仪测量的数据，只能用查数的办法收集，且取值只能为自然数，一般服从二项分布和阿松分布，分为计件或计点值。计量值：具有连续分布性质的数据。可以用量仪测量出来，可以取任意值的数据，如：长度、重量、硬度、强度等々。•质量指标和质量标准质量指标：描述质量特性的技术经济指标。与质量特性相对应的。一般是可以用定量的数值描述的，但也有些质量特性很难用具体的数值描述。例如：酒类产品的质量指标，口味则要靠品尝。质量指标具有公开性和社会性，它是企业对社会的承诺。尽管各种产品质量特征不同，但可归纳为以下几方面的质量指标:第一、性能：是指产品为了满足使用目的，所具备的技术特征。即产品能完成规定（设计）功能的程度。例如：电视机的清晰度、洗衣机的洗净度等。第二、寿命与可靠性：产品的寿命：指产品按规定的功能正常工作的期限。产品的可靠性：指在规定的时间内和条件下，能完成规定功能的能力。常用考核指标有：工作时间、工作次数、平均故障率、平均无故障时间等。例如：日本松下电器公司规定洗衣机平均工作次数为5000次。第三、安全性指标：指产品在使用过程中，对使用者和周围环境安全、卫生的保证程度。例如：常用辐射、毒性、噪音、排污等方面的指标考核。第四、经济性指标：反映产品在使用过程中，所花费经济代价的大小。常用：使用成本，寿命周期成本。第五、结构性指标：反映产品的结构对使用和维修的合理程度。常用：维修性，零件的互换性，操作的方便性等。如：目前电子产品中使用的集成块，属于不可维修的产品，但互换性很强。质量标准：是对产品的质量指标所规定的标准值。一般分为国家标准，部颁标准，企业标准。这些都是具有社会法律作用的标准。产品符合上述标准为合格品，否则为不合格品，次品或废品。过程（工作）质量产品质量与工作质量的关系：产品质量是工作质量的结果。直接的，如废品率、次品率等；间接的，通过产品质量指标反映。工作质量是产品质量形成的基础。因为产品的质量是在产品的制造中形成的。所以，只有工作质量可靠，产品质量才能可靠。包括产品的设计、工艺、制造、销售及服务等全过程的工作质量。工程（工序）质量：在产品的制造过程中，工作质量主要体现在工程的质量上。所谓工程（工序）质量，是指企业（工序）为保证生产合格产品而具备的全部手段和条件所能达到的水平。工作质量是指工作对达到产品质量标准的保证程度。•影响工作质量因素：第一、操作者：即指操作者的素质。包括：文化程度、技术水平、操作熟练程度、工作责任心等。第二、设备：指使用的生产手段的质量。如：设备的精度，工装、夹具、工具量具的精度，状态等。第三、材料：指加工对象使用的原材料、辅助材料，以及生产过程中的燃料、动力，外购的零部件质量。如：材料的物理、化学性能，外协件的质量水平等。第四、工艺方法：指加工产品的工艺规程，试验手段，操作方法、规程和组织管理方法等。第五、环境：指工作现场的环境条件。如：温度、湿度、清洁、照明、通讯、震动、噪音等。2．工序能力（工程能力）工序能力:描述：产品质量特性值的分布数量：Ｐ＝６σσ：质量特性值的标准偏差依据：在工序处于稳定状态时，质量分布为正态分布。如下图：6σ99.73％μ0.135％工序处于稳定正常状态下，所具有的保证质量的实际能力。一般指：在一定的生产技术条件下，所具有的加工精度。工序能力指数含义：工序能力指数是指工序能力能满足技术要求的程度。即工序能力与技术要求的比较。计算公式：式中：T：技术要求Tu：技术要求的上限值Tl：技术要求的下限值Cp＝T／p＝（Tu－Tl）／6σ∵T＝Tu－Tl①M＝μ时计算：Cp＝T／p＝Tu－Tl／6σσ：质量特性值的标准偏差，一般用样本方差S代替。∴Cp＝Tu－TL／6S示意图如下：μ：质量分布的平均值用X代替M：技术要求中心例：某种轴类零件，加工的技术要求为Φ20±0.023mm,通过对工序加工的实际值抽样计算,S＝0.007mm,求Cp值。Cp＝TU－Tl／6S＝20.023－19.977／6×0.007＝1.095μ=MXTuTlT6σ②μ与M不重合时,Cpk的计算令ε＝│M－μ│为偏移量其中：M＝（Tu＋Tl）／2K＝ε／T/2为偏移系数T＝Tu－Tl∴K＝│(Tu＋Tl)／2－μ│／(Tu－Tl)／2MμXTuTlT6σ此时Cp值修正为Cpk:如在上例中，Φ20±0.023mm的工件,抽样后计算,X＝19.997,求Cpk＝？已知：Cp＝1.095解：M＝（20.023＋19.977）／2＝20.00mmT＝20.023－19.977＝0.046mmε＝│M－X│＝20－19.997＝0.003mmK＝ε／T/2＝0.003／0.046/2＝0.13Cpk＝（1－0.13）×1.095＝0.953Cpk＝（1－K）Cp3.工序能力与废品率在假设产品的质量特性值服从正常分布的条件下，可根据Cp值推算出废品率。①在M与μ相重合时,废品发生区如下图：f(x)MTl·Tu←·T→p1p2X0X1μX2∴p＝p1＋p2＝2[1-Φ(3Cp)]＝2Φ(-3Cp)证明：p1＝F(x1)＝∫0X1f(x)dxp2＝1-F(x2)＝1-∫X20f(x)dx推理：∵x1＝μ-T／2，x2＝μ＋T／2，Cp＝T／6σ∴T＝6σCp则：x1＝μ－6σCp／2＝μ－3σCpx2＝μ＋3σCp将上述分布变为标准正态分布N(0.1)即根据：y＝（x－μ）／σ（见概率原理）∴Y1=（x1－μ）／σ＝（μ-3σCp－μ）／σ＝-3CpY2＝3Cp∴p1＝Φ(x1)＝Φ(-3Cp)＝1-Φ(3Cp)p2＝1-Φ(3Cp)∴p＝p1＋p2＝2[1-Φ(3Cp)]＝2Φ(-3Cp)例：某轴类零件，技术要求为Φ60.5±0.015mm,加工后抽样实测值为：x=60.5mm,S=0.005mm,求Cp值及p值。解：∵M＝x＝60.5mm∴Cp＝(60.515－60.485)／6×0.05＝1∴p＝p1＋p2＝2[1-Φ(3Cp)]＝2×(1-0.99865)＝2×0.00135＝0.0027所以合格品率为：1－0.0027＝99.73％当Cp=1时,废品率为0.27％，此数值为常用值。②当M与μ不重合时,M≠μ时P＝p1＋p2＝2－Φ｛3Cp(1-K)｝－Φ｛3Cp(1＋K)｝例：如已知：T＝50±1.5mm,x＝50.6mm,S＝0.5mm求：废品率。解：Cp＝51.5－48.5／6×0.5＝1K＝ε／T/2＝│50－50.6│／1.5＝0.40∴p＝2－Φ｛3×1×(1－0.4)｝－Φ｛3×1×(1＋0.4)｝＝2－Φ｛1.8｝－Φ｛4.2｝＝2－0.964－0.999987＝0.036＝3.6％注意：在M与μ不重合，M≠μ时，废品率会上升。三、过程质量控制质量波动在五项因素均不变的条件下，质量特性值仍有波动，称为质量波。其原因有以下两点：①随机性原因由于某种条件微小的变化，产生对质量的影响，其大小、方向都不定。此种波动在技术上难以计量和克服，若加以限制经济上也不合算，属正常波动。此波动其数值服从概率分布。②系统性原因指影响质量的条件中产生某种缺陷，引起的质量波动。如材料不合格，设备精度不够，操作方法改变等。此种波动的大小、方向很明确，技术上可以解决，经济上也应解决。属异常波动。此波动会破坏统计的规律性。工序控制正是对波动进行观察，从而发现异常波动，找出原因，加以消除。控制图原理：根据对质量波动的分析，工序质量数据在没有异常因素的影响时，应服从统计规律（一般服从正态分布）。所以，可以用一种特定的图将数据的波动描述出来，并加以分析，进而发现异常波动。nxUCLCLLCL控制线的确定：CL：中心线，表示数据波动的平均值。UCL、LCL上、下控制界限线，表示数值波动的合理范围,一般取±3σ,以保证有足够的检出力。x:样本统计量E(x):样本平均值D(x):样本的标准偏差由于x取值不同，可以有多种控制图。CL＝E(x)UCL＝E(x)＋3D(x)LCL＝E(x)－3D(x)x-R控制图特点：是平均值控制图和极差的联合应用，同时根据质量特性值的平均变化以及波动程度进行控制。建立步骤：①确定控制对象每一张控制图只能对一种特性值进行控制。所以，应确定一个影响产品质量的关键特性。例如：尺寸、精度、表面光洁度、零件重量等。②测量质量数据从工序的实际加工产品中，抽取一定量的样本，测取数据。方法：抽取Ｋ组子样，每个子样容量为n。注意点：i.样本来源于同一总体，即五项因素不变。ii.样本总量应充分大，Ｎ一般大于100。iii.抽取时间应充分长，一般10--15天。iv.随机抽取。③确定控制线根据原理中的公式，计算三条控制线，但在实际工作中由于D(x)比较难确计算,一般以R代替。∴计算：xj＝1／n∑xiRj＝Xmax－Xminx图的控制线为：E(xj)＝x＝1／K∑xjR＝∑Rj·1／KCL＝xUCL＝x＋A2.RLCL＝x－A2.RA2