统计质量控制图理论与方法

1质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计质量控制理论和方法统计质量控制理论和方法机械工程学院机械工程学院工业工程与管理系工业工程与管理系奚立峰奚立峰,,潘尔顺潘尔顺质量管理学4：统计质量控制理论和方法11、质量控制的数理统计学基础；、质量控制的数理统计学基础；22、统计质量控制的常用工具和方法；、统计质量控制的常用工具和方法；33、质量管理的旧七种工具；、质量管理的旧七种工具；本章主要内容2质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术传统的统计技术是指“数理统计”，是建立在概率论基础上的数学的一个分支，是“研究如何以有效的方式去收集、整理和分析受到随机性影响的数据，以对所观察的问题作出推断、预测，直至采取决策及行动提供依据。统计技术的基础是数据。抽样检验统计质量控制试验设计相关分析可靠性•••••抽样检验统计质量控制试验设计相关分析可靠性•••••质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术•一.何谓数据?就是根据测量所得到的数值和资料等事实.因此形成数据最重要的基本观念就是:数据=事实数据是来自观察的数据是来自观察的,,从一个过程中所收集的数据可让我从一个过程中所收集的数据可让我们描绘过程、了解过程、改善过程甚至控制过程。们描绘过程、了解过程、改善过程甚至控制过程。3质量管理学4：统计质量控制理论和方法数据在过程改善中的重要性质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术•二.运用数据应注意的重点:1.收集正确的数据2.避免主观的判断3.要把握事实真相4质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术•三.数据的种类A.定量数据:长度.时间.重量等测量所得数据,也称计量值;(特点连续不间断)以缺点数,不良品数来作为计算标准的数值称为计数值.(特点离散性数据)B.定性数据:以人的感觉判断出来的数据,例如:水果的甜度或衣服的美感.质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术•四.整理数据应注意的事项1.问题发生要采取对策之前,一定要有数据作为依据．2.要清楚使用的目的．3.数据的整理,改善前与改善后所具备条件要一致．4.数据收集完成之后,一定要马上使用.5质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术统计思考（Statisticalthinking）•基于数据得出结论的能力所展现出来的决策技巧•我们往往凭直觉和本能做决策；•依据直觉所作出的决策有时会存在偏见或判断错误统计思考基于以下三个观念•所有的工作均发生于由相互关联的过程所组成的系统中；•所有的过程均存在变异；•了解并减少变异是成功的关键；质量管理学4：统计质量控制理论和方法知识水平6质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术统计技术在质量管理中的作用是：归纳、分析问题、显示事物的客观规律。统计技术不是具体解决质量问题的技术。要具体解决质量问题还需要专业技术和组织管理措施。质量管理学4：统计质量控制理论和方法统计技术日本的质量管理者首先打破了统计技术就是数理统计的禁区。图表或经过整理的数据特征值，也纳入统计技术的范畴。•推断型统计技术•描述性统计技术7质量管理学4：统计质量控制理论和方法对统计技术作用的认识2000版ISO9000族标准将统计技术提升为质量管理体系的一个基础，强调的不是统计技术本身，而是“统计技术的作用”，即将统计技术作为分析、解决问题，提高质量管理体系有效性和促进持续改进的一种工具。1.统计技术研究的对象是变异2.什么是变异:同一起源的个体性状差异3.变异具有规律性4.变异有不同性质5.关注总体质量和长远质量6.贵在坚持，重在应用1.1.统计技术研究的对象是变异统计技术研究的对象是变异2.2.什么是变异什么是变异::同一起源的个体性状差异同一起源的个体性状差异3.3.变异具有规律性变异具有规律性4.4.变异有不同性质变异有不同性质5.5.关注总体质量和长远质量关注总体质量和长远质量6.6.贵在坚持，重在应用贵在坚持，重在应用质量管理学4：统计质量控制理论和方法解决质量问题的基本步骤确定问题并明确改进目标收集数据分析问题获得可能的解决方案选择一个解决方案解决质量问题检查解决方案并说明是否实现了目标8质量管理学4：统计质量控制理论和方法质量管理工具™对帐单（检查表，checklist）,调查表;™流程图；分层法；™散布图；™直方图；™排列图；™控制图；™因果分析图；有一些质量管理工具可供公司用来解决质量问题及实现工序的改进。它们有助于收集和分析数据以便为决策提供依据。质量管理学4：统计质量控制理论和方法A.V.Feigenbaum的观点：专家观点•在全面质量管理中，“无论何时、何处都会用到数理统计方法”。•这些统计方法所表达的观点对于全面质量管理的整个领域都有深刻的影响。9质量管理学4：统计质量控制理论和方法数据一切用数据说话，数据是质量管理活动的基础。在质量管理过程中，需要有目的地收集有关质量数据，并对数据进行归纳、整理、加工、分析，从中获得有关产品质量或生产状态的信息，从而发现产品存在的质量问题以及产生问题的原因，以便对产品的设计、工艺进行改进，以保证和提高产品质量。数据在质量管理中的作用在产品设计、制造和销售中，各种与产品质量有关的数据能够为人们提供信息，从而帮助人们认识产品质量的变化规律，为改善和保证产品质量提供采用措施的依据。质量管理学4：统计质量控制理论和方法•质量特性值通常表现为各种数值指标，即质量指标。•一个具体产品常需用多个指标来反映它的质量。•测量或测定质量指标所得的数值，即质量特性值，一般称为数据。•根据质量指标性质的不同，质量特性值可分为计数值和计量值两大类。质量特性值数据反映出产品特定性质，称为质量特性。10质量管理学4：统计质量控制理论和方法计数值计数值::计数值和计量值a.计数值。当质量特性值只能取一组特定的数值，而不能取这些数值之间的数值时，这样的特性值称为计数值。计数值可进一步区分为计件值和计点值。对产品进行按件检查时所产生的属性(如评定合格与不合格)数据称为计件值。每件产品中质量缺陷的个数称为计点值。如棉布上的疵点数、铸件上的砂眼数等。质量管理学4：统计质量控制理论和方法计量值计量值::计数值和计量值b.计量值。当质量特性值可以取给定范围内的任何一个可能的数值时，这样的特性值称为计量值。如用各种计量工具测量的数据(长度、重量、时间、温度等)，就是计量值。11质量管理学4：统计质量控制理论和方法总体总体::数据的收集-总体、个体个体个体::总体又叫母体，是研究对象的全体。一批零件、一个工序或某段时间内生产的同类产品的全部都可以称为总体。构成总体的基本单位，称为个体。每个零件、每件产品都是一个个体。质量检验常用抽样方法进行，即从总体中抽出一部分个体，并测试每个个体的有关质量特性数据，进行统计分析后，对总体作出估计和判断。质量管理学4：统计质量控制理论和方法样本样本::样本样本又叫子样，是从总体中抽出来一部分个体的集合。样本中每个个体叫样品，样本中所包含样品数目称为样本大小，又叫样本量，常用n表示。对样本的质量特性进行测定，所得的数据称为样本值。当样本个数越多时，分析结果越接近总体的值，样本对总体的代表性就越好。12质量管理学4：统计质量控制理论和方法抽样方法•随机抽样•分层抽样（类型抽样）•系统抽样（等距抽样）•整群抽样质量管理学4：统计质量控制理论和方法抽样方法随机抽样指总体中每一个个体都有同等可能的机会被抽到。这种抽样方法事先不能考虑抽取哪一个样品，完全用偶然方法抽样，常用抽签或利用随机数表来抽取样品以保证样品代表性。抽样当总体容量不大时，随机抽样是一种有效的抽样方法；13质量管理学4：统计质量控制理论和方法抽样方法分层抽样分层抽样是先将总体按照研究内容密切有关的主要因素分类或分层，然后在各层中按照随机原则抽取样本。分层抽样可以减少层内差异，增加样本的代表性。抽样样本当获得的资料不均匀，或呈偏态分布时，分层抽样是一种有效的抽样方法；质量管理学4：统计质量控制理论和方法分层抽样（续）对设计确定的样本单位数如何在各类型组中分配，通常有以下三种方法：１）等额分配：各类型组中分配同等单位数；２）等比例分配：按各类型组在总体中所占比例分配样本单位数；３）最优分配：上述两种方法的综合；抽样方法14质量管理学4：统计质量控制理论和方法抽样方法系统抽样从总体中每隔K个个体抽取一个个体的抽样方法，比值K是总体容量N与样本容量n之比；如果被抽总体足够大，并且易作某种次序的整理时，系统抽样比分层抽样好；1，2，…….KK+1，K+2，……..，2K2K+1，2K+2，……..，3K直到N为止例，从具有1000个个体的总体中抽取50个个体。质量管理学4：统计质量控制理论和方法整群抽样从整体中成群的抽取样本单位，将若干个群组成样本。各群的组成，可按一定的标志对总体进行划分：例如，对自动流水线上大批量生产的产品可按时间间距分群，如每个若干个小时抽一小时的产品，则这一小时的产品即为一群。抽样为了减小抽样误差，整群抽样要尽可能多抽一些群，而且这些群是均匀分布于总体中的。整群抽样15质量管理学4：统计质量控制理论和方法总体、样本、数据间的关系总体样本结论数据抽样分析管理测试质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计频数图正态概率分布99.73%95.5%68.3%16质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计抽样的目的是通过样本来反映总体。在质量管理中，常常将测试的样本数据，通过整理加工，找出它们的特性，从而推断总体的变化规律、趋势和性质。一批数据的分布情况，可以用中心倾向及数据的分散程度来表示，表示中心倾向的有平均值、中位值等，表示数据分散程度的有方差、标准偏差、极差等。描述总体数据离散程度的参数为方差σ2，描述总体数据中心倾向的数为均值μ。若利用样本参数近似描述总体状况时，可以利用样本方差S2近似代替总体方差σ2，利用样本均值X近似代替总体均值p。质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计样本平均值样本中位值X=——————————X1+X2+X3…….+Xnn中位值是按照数据大小顺序排列位于中间的数值，中位值记为X~若n为偶数，则取位于中间两个数值的平均值为中位值；频数通常把杂乱的数据按照一定的方式进行整理。计算各个值反复出现的次数，称之为频数。17质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计众数一组测量数据众出现次数（频数）最多的那个数值。样本极差样本方差和样本标准偏差样本方差和样本标准差就是用来度量数据波动幅度大小的一个重要特性值。样本方差是一组数据中每一个数值与平均值之差的平方和的平均值，通常记为S2；样本方差的平方根S称作样本标准偏差，它与样本方差一样，是反映一组数据分散程度的特性值:样本极差表示一组数据分布的范围，是指数据中最大值与最小值的差:R=Xmax-Xmin质量管理学4：统计质量控制理论和方法一些公式18质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计作业：用计算机Excel工作表计算以下样本数据的最大值，最小值，平均值，众数，中位数，偏差平方和，样本方差，无偏方差，样本标准偏差，估算的总体标准偏差。0.120.110.130.100.100.150.130.100.140.110.160.090.080.110.13作业：用计算机Excel工作表计算以下样本数据的最大值，最小值，平均值，众数，中位数，偏差平方和，样本方差，无偏方差，样本标准偏差，估算的总体标准偏差。0.120.110.130.100.100.150.130.100.140.110.160.090.080.110.13质量管理学4：统计质量控制理论和方法数理整理和统计0.130.110.080.090.160.110.140.10.130.150.10.10.130.110.120.140.150.090.10.110.022682标准偏差(n-1)0.022108标准偏差(n)0.000514样本方差0.1175平均值0.08极差0.000489无偏方差0.11中位值0.08最小值0.009775偏差平方和0.11众数0