过程能力分析和过程改进

过程方法和过程控制 张守真 2009 8 自我介绍 姓名：张守真 1、山东大学研究生导师、山东大学质量研究中心研究员 2、中国认可协会（ CCAA）注册审核员面试考官 3、全国质量经理推进委员会专家委员会委员 4、 全国 6SIGMA推进委员会专家委员会委员 （ 6SIGMA黑带 ） 5、 中国质量协会学术和培训委员会委员 6、 国家注册质量工程师培训教师 7、 国家注册工业产品生产许可证审查员培训教师 8、 国家注册工业产品生产许可证高级审查员 9、 质量管理体系国家注册高级 （ 验证 ） 审核员 10、 国家注册环境管理体系 、 职业安全卫生体系审核员 11、 上海朱兰学院 、 天津质量研究中心研究员 12、 中国质量检验协会专家委员会委员 Z过程能力分析 和过程改进 （第八章） 张守真 2009 0S u b g r o u p 5 10 15 20 2523456789101112Sample Mean222M e a n = 7U C L = 1 1 . 2 4L C L = 2 . 7 5 7012345678Sample StDev22 22 2 22 2S = 3 . 8 6 0U C L = 7 . 0 0 6L C L = 0 . 7 1 4 5X b a r / S C h a r t f o r C 1 - C 8学习目标 1、讨论过程产出方面的顾客之声或顾客规格界限； 2、阐述和说明绩效规格； 3、阐述和说明技术规格，包括单元规格、可接受的质量水平规格和分布规格； 4、讨论绩效规格和技术规格之间的差异； 5、讨论关于技术规格一致性足以实现可接受质量水平的谬论； 学习目标 6、讨论过程之声或过程的产出； 7、讨论过程能力研究在比较过程之声 (或过程续效 )与顾客之声 (或顾客需求 )时的重要性和应用情况； 8、描述和说明属性型特征值过程能力研究； 9、描述和说明计量型过程能力研究，并对稳定过程产出的标准界限和规格界限进行比较； 学习目标 10、阐述和说明过程能力指数； 11、描述和说明两种类型的过程改进研究：属性型改进研究和计量型改进研究； 12、讨论和说明质量改进情节，说明如何向管理层展示过程能力与过程改进研究方面的应用情况； 13、学习 70种为了改进过程所需要的观念转变。 引 言 过程能力研究可以确定过程的稳定性，调查不稳定性的各种根源，确定它们的成因并采取措施消除这些不稳定性的根源。 不稳定根源从过程中消除之后，过程的标准行为就称为过程能力。 引 言 过程能力比较了过程的产出（称为“过程之声”）和顾客对产出要求的规格界限（称为“顾客之声”）。 在进行改进之前，过程必须具有既定的过程能力，因此，过程能力研究必须在过程改进研究有机会获得成功之前完成。 引 言 过程改进研究紧随着戴明循环 (Deming Cycle)，即 PDCA循环（计划、执行、检查和行动）。 首先，管理人员制定计划来降低顾客需求 (顾客之声 )和过程绩效 (过程之声 )之间的差异。 其次，他们使用有计划的试验来检测计划的有效性。 再次，他们收集数据并研究上述试验的结果，确定计划或修正后的流程图能否降低顾客需求和过程绩效之间的差异。 引 言 最后，如果收集的数据显示计划可以实现目标，那么修正后的流程图就可以通过“最优方法”和培训实现标准化，而且计划的负责人就会返回戴明循环的计划阶段，努力发现可以进一步降低顾客需求和过程绩效之间差异性的修正流程图。 如果收集的数据显示计划无法实现目标，计划的负责人就要返回戴明循环的计划阶段，努力寻找可以降低顾客需求和过程绩效之间差异性的另一种修正流程图。 因此，戴明循环意味着永不停止的过程和质量改进。 引 言 本章分为五个小节：规格、过程能力研究、过程改进研究、质量改进情节和质量改进可能需要转变的 70个观念。 其中，在质量改进时可能需要转变的 70个观念仅仅是一种建议，或者说是一种拓宽思路的探索，不必要也不可能照抄照搬、对号入座，只是在进行质量改进时可以参考；质量改进情节是一种帮助质量管理人员向管理层展示过程能力和过程改进研究的有效形式。 第一节 规格 (顾客之声 ) 规格 (顾客之声 ) 顾客之声分为两大类别： 1、性能规格； 2、技术规格。 9.1.1 性能规格 性能规格主要关系到顾客的需求或需要。 任何不完美的东西都是无法接受的。 9.1.2 技术规格 技术规格描述的是产品交接时顾客对产品质量特点的期望价值，共有三种类型： 单元规格； 可接受的质量水平规格； 分布规格。 、单元规格 单元规格确定了应用于单个产品或单项服务的界限。 如果单个产品或单项服务在这个界限范围之内，那么它们就可以看做是符合规格，这就是质量的临界观点。 单元规格由两部分组成，而这两部分共同形成另一个部分。 单元规格 单元规格的第一部分是标称值，这是顾客所要求的过程绩效的期望价值。理想的情况是，如果所有的质量特性都等于标称值，那么产品和服务在它们的生命周期中都会达到预期效果。 单元规格的第二部分是公差，即允许产品或服务稍微偏离工程师确定的标称值，但不能影响它们在生命周期中的基本功能。公差可以增加或减少产品或服务的标称值。 单元规格 单元规格的第三部分是规格界限，或者是通过增加或减少标称值所构建的界限，可能会具有双重性的规格界限： USL=标称值 +公差值 LSL=标称值 -公差值 在这里， USL是指规格上限，而 LSL是指规格下限，或者是单侧的规格界限，即仅有规格上限或者规格下限。 标称值和规格界限形成了顾客之声。 单元规格 从我们前面讨论的持续减少偏差的理论中，我们可以看出现代管理的目标不应该仅仅满足于百分之百地符合规格（即零缺陷），而是永远不要停止在规格界限范围内减少过程差异的改进，以便促使所有的产品及服务尽可能地接近标称值。 这就是田口的质量损失函数阐述的概念。 单元规格 随着过程差异的逐渐减少，产品的质量特性将会越来越趋近标称值。 在大部分产品的质量特性达到或接近标称值的情况下，规定的公差就会变得越来越不重要，过程输出结果不仅仅在规格界限之间，而且尽量靠近标称值。 、可接受的质量水平规格 可接受的质量水平 (AQL)规格表示大多数个体产品或服务必须满足的要求，但允许一部分个体超出这种要求。 AQL规格更像是单元规格，除了它们独特的消极特点，即它们正式允许生产过程中出现一定比例的残次产品或服务。 、分布规格 分布规格确定了各种产品或服务质量的可以接受的数据分布。在分析型研究中，分布是根据其平均值、标准差和形状来定义的。 分布要求是使用过程语言来陈述的，可以推动过程的不断改进。 、区分性能规格和技术规格 性能规格在企业中并不常用，相反，技术规格的使用率比较高。 不过，这样可能会造成很多重大问题，因为技术规格可能无法产生顾客所需要的能力。 技术规格一致性 可以确定质量的谬论 仅仅符合规格界限还不足以实现可以在市场上展开有效竞争的质量水平。 管理层必须不断努力在规格界限内围绕标称值减少过程变异，以便达到无差异的程度，这是生产出能达到顾客期望功能的产品或服务的基本要求。 第二节 过程能力研究 过程能力研究 共有两种类型的过程能力研究： 计数型过程能力研究； 计量型过程能力研究。 9.2.1 计数型过程能力研究 对于过程能力参数为计数型数据的情况，例如使用量规检验产品，把产品区分为合格（品）或不合格（品）的情况，计量型数据又分为计件值数据和计点型数据。 计数型过程能力研究从不合格品率或不合格率方面确定过程的能力，这种研究中使用的主要工具是第 6章讨论的计数控制图及其他分析工具。 9.2.1 计数型过程能力研究 。是控制图的过程能力指数；是控制图的过程能力指数；是控制图的过程能力指数；是控制图的过程能力指数过程能力指数是：计数数据的根据计数数据的性质，uuccpnnppp 9.2.1 计数型过程能力研究 这种研究类型的缺点在于其虽然从规格入手，但没有明确说明无法达到这些规格的原因。 例如：以 p控制图采用的数据类型研究过程能力指数为例， p控制图没有表明产生不合格品的原因是过程脱离标称值或过于接近规格界限、过程存在过多的产品之间的变化或者过程的平均数或极差不稳定。 此外，因为 p控制图对过程中的变化或趋势相对不敏感，所以有些问题在长时间内很难发现，以至于它们在查出来之前已经造成很多不合格品。 9.2.2 计量型过程能力研究 计量型过程能力研究主要确定过程满足顾客所要求的规格的能力，这种研究中使用的主要工具是第 7章中讨论的计量型控制图和其他分析工具。 计量控制图主要用于稳定过程，以便我们确定正常上限和下限。 过程的正常界限 正常界限是通过在过程中心线上增加或减少过程标准差的三倍而计算出来的。通常来说，任何计量控制图的正常上限和下限分别是： 3 xU N L3 xL N L别是：正常上限和正常下限分控制图，对于 Rx 23 dRxU N L 23 dRxLN L 控制图的正常界限Rx 注意：这不 是控制图的 控制界限！ 别是：正常上限和正常下限分控制图，对于 sx 控制图的正常界限sx 注意：这不 是控制图的 控制界限！ 43 csxU N L 43 csxL N L 别是：正常上限和正常下限分控制图，对于 sRx 控制图的正常界限sRx 注意：这不 是控制图的 控制界限！ 23 dRxUN L 23 dRxL N L 正常界限与控制界限 要注意区别正常界限 UNL和控制界限UCL的区别； 正常界限 UNL是没有考虑中心极限定理的界限； 控制界限 UCL是在考虑了中心极限定理之后确定的界限； 两者在概念上的区别是平均值的运算问题。 正常界限与控制界限 图的界限与此类似：的上限为例，其他控制控制图的区别，以关于两种界限在数值上 x 23 dRxU N L ndRxU C L 23正常界限： 控制界限： 正常界限与控制界限 在过程能力分析时，我们使用的是正常界限。 在控制图时，我们使用的是控制界限。 注意不要混淆！ 过程能力 过程能力又称为三倍的标准差，如果用 PC来表示过程能力，那么过程能力可表示为： 6PC注意：过程能力与过程能力指数的区别！ 6 L NLUNLPC计量型过程能力研究的优点 计量型过程能力研究的优点是可以提供多种信息； 这些研究对于过程中的变化非常明显，有助于在它们造成问题之前检查出相关趋势或变化； 计量型过程能力研究可以检测规格界限是否合理。 计量型过程能力研究的缺点 计量型过程能力研究的缺点是数据的获取和计算比较麻烦。 9.2.3 过程能力分析的数据要求 与控制图的要求一样，过程能力分析是针对大批量连续生产的过程的，如果是单件小批量生产、新产品的小批量试生产，很难进行过程能力分析。 计数型过程能力研究 计数型过程能力研究需要大量的数据。 通常来讲，这种研究至少要包括三个不同的班次，而且不同班次都要包括至少25个样本，每个样本应该包含 50 100个个体（样品）。 这条经验法则的基础是经验理论和统计理论。 计量型过程能力研究 计量（变量）型过程能力研究需要的数据要比计数型过程能力研究少很多，不过，独立的计量型过程能力研究能够用于分析可能造成个体不合格的质量特性。 计量型过程能力研究 作为一条经验法则，计量型过程能力研究应该包括至少二个不同的班次。 第一个班次应该包括 50个样本，每个样本含 3 5个个体，第二个或第三个班次（如果有第三个的话）应该包括 25个样本，每个样本含 3 5个个体。 9.2.4 计数型过程能力研究的例子 稳定的计数（属性）型控制图的中心线应该用做总体过程能力的估计值； 但是这里有一条很重要的附加条件，即总体过程能力的估计值不够准确，无法得出产品不合格的原因或潜在原因。 例 子 为了举例说明计数型过程能力研究，假设一名数据录入部门经理完成了关于顾客满意度的调研，他希望从错误录入的比率方面确定本部门数据录入的能力。 这名经理决定选择每天前 200行代码作为样本，审查其中错误之处，然后建立 p控制图。 表 9-1（数据见附件：正文 9-1）是最初的原始数据，图 9-2列出了最初的过程控制图，后面的部分揭示出在第 8天 (14行错误 )和第 22天 (15行错误 )曾发生过不属于整个体系的某些特殊情况，由此造成了这些错误。 改进前 2 32 11 91 71 51 31 1975310 . 0 80 . 0 70 . 0 60 . 0 50 . 0 40 . 0 30 . 0 20 . 0 10 . 0 0样 本比率_P = 0 . 0 2 1 2 5U C L = 0 . 0 5 1 8 4L C L = 011原 始 数 据 的 p 控 制 图 改进后 2 11 91 71 51 31 1975310 . 0 50 . 0 40 . 0 30 . 0 20 . 0 10 . 0 0样 本比率_P = 0 . 0 1 6 5 9U C L = 0 . 0 4 3 6 9L C L = 0原 始 数 据 的 p 控