第三章质量控制

第三章质量控制引例-哈勃太空望远镜的主镜片的缺陷思考：哈勃太空望远镜主镜片的缺陷在投入使用前为什么没有被发现？•产品质量的是在产品形成全过程中形成的，质量控制是为了通过监视质量形成过程，消除质量环上所有阶段引起不合格或不满意效果的因素。可见，过程控制是产品质量进行有效控制的关键，哈勃太空望远镜主镜片的缺陷的产生在于望远镜主镜片的生产和检测过程都缺乏有效控制，主要在于管理上没有设置质量控制点而导致。目录第一节统计过程控制概述第二节统计过程控制的常用工具12第三节过程质量控制图3第四节过程能力与过程能力指数4第一节统计过程控制概述一、统计过程控制的基本概念•(一)过程•过程：“一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。”（ISO9000:2000）——设计过程、制造过程、服务过程、管理过程等。第一节统计过程控制概述一、统计过程控制的基本概念•(一)过程•产品是过程的结果，而过程是一定周期内相互关联或相互作用的活动，是动态的，产品在形成过程中要受到各种因素的影响。因此，要保证产品质量，要控制产品形成过程中的关键环节，即实施过程控制。•生产过程是产品质量形成的关键环节，在设计质量保证的前提下，对生产过程实施有效的控制是确保产品质量的重要手段。•过程控制的有效方法包括首件检验、巡回检验、统计过程控制等。第一节统计过程控制概述1.对过程进行分析和建立控制标准。2.对过程进行监控和评价。3.过程维护和改进。（二）过程质量控制的主要内容二、统计过程控制的基本原理（一）统计质量控制的理论基础基于两点：1、产品质量具有变异（波动）性2、产品质量的变异具有统计规律性1、（1）什么是质量变异？•在生产制造过程中，能生产出绝对相同的两件产品吗？•生产实践证明，无论用多么精密的设备和工具，多么高超的操作技术，甚至由同一工人，在同一设备上，用相同的工具、相同材料来生产同种产品，其加工后的产品质量特性（如：重量、尺寸等）总是有差异，这种差异就称为质量变异或质量波动。二、统计过程控制的基本原理（2）质量变异的原因操作人员(Man)、设备(Machine)原材料(Material)、操作方法(Method)测量（Measurement）、环境(Environment)——人、机、料、法、测、环，简称5M1E。ISO9000族国际标准则分得更细，还包括计算机软件，辅助材料与水、电、公用设施等。二、统计过程控制的基本原理•（3）质量变异的分类•正常变异（正常波动）–正常变异是指由偶然原因（偶然因素、随机因素）引起的质量变异。–一般不予特别处理。•异常变异（异常波动）–异常变异是指由异常原因（异常因素、系统因素）引起的质量变异。–应特别关注，一旦发现，应加以排除。二、统计过程控制的基本原理在实际生产制造过程中，正常变异与异常变异总是交织在一起的，如何加以区分？（很重要的一项工作）•2、质量变异的统计规律•示例：老师傅用车床车制机螺丝，要求其直径为10mm。为了了解老师傅的加工质量，抽查已经加工好的机螺丝100个，分别测得其直径数据100个，如下表示。直观来看，看不出任何规律，需要应用统计方法来加以处理，即分组、统计、作直方图。二、统计过程控制的基本原理•2、质量变异的统计规律10.249.9410.009.999.859.9410.4210.3010.3610.0910.219.799.7010.049.989.8110.1310.219.849.5510.0110.369.889.2210.019.859.6110.0310.4110.1210.159.7610.579.7610.1510.1110.0310.1510.2110.059.739.829.8210.0610.4210.2410.609.5810.069.9810.129.9710.3010.1210.1410.1710.0010.0910.119.709.499.9710.189.999.899.839.559.8710.1910.3910.2710.1810.019.779.5810.3310.159.919.6710.1010.0910.3310.069.539.9510.3910.169.7310.159.759.799.9410.099.979.919.649.8810.029.919.54二、统计过程控制的基本原理•2、质量变异的统计规律10.610.410.210.09.89.69.49.2181614121086420直径频率均值10.00标准差0.2525N100直径直方图正态二、统计过程控制的基本原理•2、质量变异的统计规律•在生产正常的情况下（只有正常变异），对产品质量的变异经过大量调查分析后，可以应用概率论与数理统计方法，来精确地找出质量变异的幅度，以及不同大小的变异幅度出现的可能性，即找出产品质量的统计分布。这就是产品质量变异的统计规律。（通过做直方图也可以简单直观地显示质量变异的规律性。）•质量变异的统计规律主要有两大类情况。–(一)计数值数据下的质量变异规律（统计分布）–(二)计量值数据下的质量变异规律（统计分布）二、统计过程控制的基本原理•(1)计数值数据下的质量变异规律（统计分布）•计数值数据是指那些不能连续取值的、只能以整数计算的数据，又称为离散型数据。还可再分为计点型数据和计件型数据。•常见的统计分布形式有：超几何分布；二项分布；泊松分布。二、统计过程控制的基本原理超几何分布•超几何分布的研究对象是有限总体无放回抽样。超几何分布概率计算公式为：nNdnDNdDCCCdP)(中的不合格品数中的不合格品数中抽取的样本的大小从总体（产品批量）N:Dn:N:n:dN其中:二、统计过程控制的基本原理二、统计过程控制的基本原理泊松分布•泊松分布研究的对象是具有计点值特征的质量特性值，例如布匹上出现的疵点的规律、机床发生故障的规律。当二项分布的n很大而p很小时，泊松分布可作为二项分布的近似。•泊松分布的概率计算公式为：其中：参数λ为随机变量x出现的平均数；e为自然对数的底，等于2.71828。泊松分布的均值与方差分别为：!)(xexpx二、统计过程控制的基本原理二、统计过程控制的基本原理•设x为一随机变量，若x的概率密度函数为：则称x服从正态分布。由于正态分布广为使用，常常采用一个专门记号x～N（µ，σ2）表示x是正态分布的，其参数为均值µ与标准差σ。正态分布二、统计过程控制的基本原理μμ’正态曲线随着平均值μ变化正态分布曲线呈钟型，以x=μ为对称轴，左右对称。μ描述了正态分布数据的集中趋势。它也是正态分布的位置参数。标准差σ描述了正态分布数据的离散程度。它也是正态分布的形状参数，值越大，曲线越扁平，值越小，曲线越瘦高。正态曲线随着标准差σ变化σ=0.4σ=1.0σ=2.5二、统计过程控制的基本原理12323168.27%45645σ695.45%99.73%99.9937%99.999943%99.9999998%23•正态分布的“3σ原理”二、统计过程控制的基本原理•（三）质量变异与过程状态•当过程仅受偶然原因（偶然因素、随机因素）影响时，会有正常变异，这种情况下，我们认为过程处于统计控制状态（简称受控状态）或稳定状态；•当过程中存在异常原因（异常因素、系统因素）的影响时，会出现异常变异，这种情况下，我们认为过程处于统计失控状态（简称失控状态）或不稳定状态。二、统计过程控制的基本原理如果仅存在变异的偶然原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变异的异常原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围IncontrolOutofcontrol二、统计过程控制的基本原理三、SPC的产生与发展•（一）•SPC最早是由美国贝尔实验室专家休哈特于上世纪20年代提出。迄今为止，SPC的基本原理同休哈特提出的原理并无本质上的区别。•目前在SPC在制造企业中已基本普及运用。•鉴于SPC在质量管理中的重要性，国际标准化组织（ISO）也将其作为ISO9000族质量体系认证的一个重要要素。（二）SPC的特点•1.SPC强调预防，防患于未然是SPC的宗旨；•2.SPC是全系统的，全过程的，强调全员参与，不是只依靠少数质量管理人员；•3.SPC强调用科学方法(主要是统计技术，尤其是控制图理论)来保证全过程的预防；•4.可判断过程异常并及时告警；•5.最终发展为SPD（StatisticalProcessDiagnosis，统计过程诊断），SPD既有告警功能，又有诊断功能；三、SPC的产生与发展（三）SPC的两大任务•一是判断过程运行状态是否稳定，可利用控制图进行测定和监控；•二是判断稳定的过程能力是否满足技术要求，可通过程能力分析（计算过程能力指数）来实现。SPC可以对波动进行预测和控制，但并不能消除波动。三、SPC的产生与发展第二节统计过程控制的常用工具质量工具类别名称在质量管理中的用途七种工具调查表将针对某方面的情况收集的信息列成统计表，便于后续分析。分层法将收集的数据按一定方法分类，便于各影响因素间相互干扰，有利于找到影响质量的主要因素。排列图用于查找主要质量问题或影响质量的主要原因。因果图针对质量问题广泛查找原因，便于研究对策。直方图分析质量特性值的分布情况，便于了解过程是否正常。散布图分析变量之间的因果关系。控制图区分偶然波动与系统波动，判断过程是否稳定。一、调查表1.概念又称检查表、统计表、质量分析表等，是为了收集和分析数据提前准备的结构表格，它也可以用来证实和记录所作流程的步骤，以简单的数据，容易理解的方式，制成图形或表格，必要时记上检查记号，并加以统计整理，作为进一步分析或核对检查之用。一、调查表2、类型不合格项目的检查表工序分布检查表缺陷位置检查表操作检查表5S检查表……日期不合格项4月10日4月11日4月12日4月13日4月14日4月15日4月16日小计毛刺53614543286143334披锋23543534265219243裂纹41584346385046322弯曲64544532512844318划伤15322132152334172小计1962591891871582141861389表3-2某塑料厂成品一周抽检不合格统计表思考：航空公司如何加强服务品质•例：我国航空市场近几年随着开放而竞争日趋激烈，航空公司为了争取市场除了加强各种措施外，也在服务品质方面下工夫。我们也可以经常在航机上看到客户满意度的调查。此调查是通过调查表来进行的。调查表的设计通常分为地面的服务品质：订票，候机等；航机上的服务品质：空服态度，餐饮，卫生等。透过这些调查，将这些数据予以集计，就可得到从何处加强服务品质了。3、调查表的使用目的•用于记录（记录原始数据，便于报告）。•用于调查（如用于原因调查、纠正措施有效性的调查）。•用于日常管理，如设备检查、安全检查等。4、应用检查表法的注意事项•对要调查的问题分类要清楚，否则会造成记录混淆，产生分析、判断的错误。•对调查表的主要作用要清楚，记录要认真，使调查表的效果能得到应有的发挥。•调查表要针对要调查的产品、零部件的特点来设计。二、分层法1、概念将收集到的数据按不同目的、特征加以分类，把性质相同或条件一致的数据归在一起，以便进行分析比较，是整理质量数据的基础工作和重要方法。二、分层法2、分层的方法①人员方面②设备方面③材料方面④方法方面⑤环境方面⑥测试方面⑦时间方面思考：航空公司如何加强服务品质[例]•某轧钢厂有甲乙丙三个生产班组，一月份各轧钢2000吨，共轧钢6000吨，其中轧废169吨。•下表显示了甲乙丙三个生产班组每类废品的数据。废品项目废品数量（吨）甲乙丙合计尺寸超差轧废耳子压痕其他30105832023104115102082654335206565855169从表中的数据可以看出，甲班产生废品的主要原因是“尺寸超差”，乙班产生废品的主要原因是“轧废”，丙班产生废