质量工程学电子讲稿一二三四章

目录,第一章 质量管理基础,第四章 质量管理“新七种工具”,第二章 质量管理统计方法,第三章 过程质量控制,第一章 质量管理基础,21世纪是质量的世纪 质量革命直到 20 世纪末才开始初露端倪。这场革命要有效地席卷全球，需要几十年乃至整个 21 世纪的努力。因此，当 20 世纪被称为 “ 生产率的世纪 ” 时，21 世纪将以 “ 质量的世纪 ” 而为后人所知，质量将走上舞台的中心。 朱兰 ( J. M. Juran ),时代的需要：21世纪是质量的世纪，提出超严质量要求，是世界发展的大方向。如电子产品的不合格品率由过去的百分之一、千分之一、降低到百万分之一（ppm, parts per million)，乃至十亿分之一（ppb， parts per billion)。科学的要求： 要保证产品质量、要满足21世纪超严质量要求就必须应用质量科学。生产控制方式由过去的3控制方式改为6控制方式。3控制方式下的稳态不合格品率为2.7 X 10-3, 6控制方式下的稳态不合格品率为2.0 X 10-9后者比前者降低了： 2.7 X 10-3 / 2.0 X 10-9=1.35 X106 即一百三十五万倍!,3水平与6水平比较,水平与每百万件产品缺陷数,1.1 质量管理发展过程1.2 质量管理八项基本元则1.2 全面质量管理的基本方法,本章主要学习内容,1.1 质量管理发展过程,1.1.1 质量概念,质量quality：的定义是：“一组固有特性满足要求的程度”。ISO9000：2000质量管理体系.基础和术语。,一般来说反映用户需要的质量特性主要有7个方面：性能、寿命、可信性、安全性、适应性、经济性、时间性。,质量概念的发展： 符合性质量 （基于产品(服务)生产者的定义） 美国：菲利浦.克劳斯比：Philip B . Crosby， 被誉为“零缺陷之父”，他提出“零缺陷”口号，第一次就把事情做好，提出质量即符合要求，追求的是“产品合格”，其本质是以企业为中心来考虑质量问题。 他指出， “质量是免费的（Quality is free），但它不是礼物”。突破了传统上认为“高质量是以高成本“为代价的观念。他提出高质量给企业带来高的经济回报。,1.1.1 质量概念,质量概念的发展：适应性质量 （基于产品(服务)用户的质量定义） ） 美国：质量管理专家约瑟夫朱兰：Joseph.Juran “ 质量就是适用性 (fitness for use)”，指产品在使用期间能满足消费者的要求，考虑顾客“个性化”、当前需求和潜在的未来需求、以“顾客成功”为核心。 质量通常意味着价值, 亦即在用户愿意支付的价格水平下，产品或服务在多大程度上能够提供其应有的用途。,1.1.1 质量概念,质量概念的发展： 全面质量 （覆盖产品的整个生命周期，广义的质量 ） 全面质量，不仅指最终的产品，而且覆盖与产品相关的一切过程的质量，覆盖产品的整个生命周期，包括工作质量、服务质量、信息质量、过程质量、部门质量、人员质量、系统质量、公司质量、目标质量等。全面质量是以人为本的管理系统，其目的是增加顾客满意。,1.1.1 质量概念,全面质量管理 全面质量管理：（Total Quality Management，简称TQM）：ISO9000:2000标准中：“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”。,1.1.1 质量概念,1.1 质量管理发展过程,1.1.2 质量管理发展过程,质量检验阶段(QI)(20世纪初-20世纪40年代) QI(Qulity Inspection),特点：严格把关、事后检验 缺点：事后检验，全数检验 这一阶段又被称为“检验员的质量管理”,背景: 大批量生产对零部件的互换性、标准化、通用化要求越来越高。,1.1.2 质量管理发展过程,统计质量控制阶段(20世纪40年代50年代末)。 SQC(Statistical Qulity Control)或SPC (Statistical Process Control),特点：品质管理只限于技术、制造、检查部门，其他部门对品质并不关心。 缺点：过分强调数理统计方法，忽视了质量管理的各种组织管理工作。,背景：大量军火产品迫切要求保证品质和按期交货，美国贝尔电话公司工程师休哈特(W.A.Shewhart)提出数理统计图表控制品质。之后，欧美国家开始运用概率统计方法，控制生产过程，预防不合格品的产生。,1.1.2 质量管理发展过程,全面质量管理阶段(20世纪6080年代， TQC，TQM,（全面质量管理(Total Quality Management或称Total Quality Control)，简称(TQM或TQC)。,背景：科技发展，产品越来越精密，复杂，客户要求更高，竞争更激烈，成本和服务都成为产品好坏的一部分，只靠品管部门不合时代要求。 特点：品质管理扩大到市场调查、研究发展、设计、原料管理、制程管理、品质保证、销售服务等全公司各部门。,1.1.2 质量管理发展过程,全面质量管理阶段(20世纪6080年代， TQC，TQM,（全面质量管理起源于美国，在日本推广。我国在70年代末期从日本引进。全面质量管理的“五全”特点： （1）对象全面的管理 （2）全过程的管理 （3）全员的管理 （4）全面运用各种管理方法 （5）提高全社会的效益,1.1.2 质量管理发展过程,质量管理的国际化(20世纪90年代起),6西格玛管理以“顾客”为中心，以“数据”为基础，几乎追求“完美无暇”为目标的管理理念，是实现质量与竞争力量之跨越的方法。,6西格玛思想为“提高流程满足目标的能力和减低流程偏差的思想”，其核心是运用DMAIC方法，通过一套以统计科学为依据的项目确定（Define ），测量问题（Measure ），原因分析（Analyze），改进优化（ Improve ）和过程控制（ Control ），使企业在运作能力方面达到最佳境界。,6的DMAIC改进过程图,6 知识质量管理的DMAIC 模式流程,1.1.2 质量管理发展过程,质量管理的国际化(20世纪90年代起),精益6西格玛管理:在“追求完美”中持续提高知识，实现“成本低、质量好、速度快、服务优”的目标。,精益思想消除“七大浪费”，消减流程中不增值的步骤。,6西格玛改善流程中增值步骤的能力。,精益和六西格玛的整合可以使公司在得到精益速度的同时，也得到六西格玛的质量和准时交付。它既关注与精益生产没有涉及到的质量、变异和CTQ，也同时关注六西格玛包含的浪费、速度、提前期、价值流等。,Bob Galvin (摩托罗拉总裁) “摩托罗拉导入6 Sigma 因为我们在市场竞争中不断被外国公司击败，这些外国公司能够以更低的成本生产出质量更好的产品。”,GE Six Sigma,六西格玛在GE,在2000年获得30亿美元收益 客户和股东都满意!,六西格玛给GE带来什么?,单位：万,6西格玛管理 世界500强公司中的应用,1987,1989,1991,1993,1995,1997,1999,摩托罗拉,IBM,DEC,ABB柯达,GE联信,康柏NEC杜邦索尼西门子诺基亚东芝,摩根福特LG爱立信三星飞利浦美国快递NCR,把成功运用6管理的企业罗列出来，好像是一个精选版的财富500强 。,更多的知名和著名企业,2002,质量管理理论的发展,八项质量原则,原则一 以顾客为关注焦点原则二 领导作用原则三 全员参与原则四 过程方法原则五 管理的系统方法原则六 持续改进原则七 基于事实的决策方法原则八 互利的供方关系,八项质量管理原则,1.2 质量管理发展过程,一般问题解决,都必须的一定的工作程序和方法。 PDCA循环是有效进行任何一项工作的合乎逻辑的工作程序。在质量管理中，PDCA循环得到了广泛的应用，并取得了很好的效果.,1.3 质量管理基本方法,1.3.1 戴明环（PDCA循环）,美国质量管理专家对日本制造业的掘起作出了杰出贡献全面质量管理-TQC，PDCA循环日本戴明奖,Deming(1900-1993),1.3 质量管理基本方法,1.3.1 PDCA循环,PDCA循环是由美国质量管理统计学专家戴明（W.E.Deming）在20世纪60年代初创立，故也称为“戴明环”。它反映了质量改进和完成各项工作必须经过的4个阶段。这4个阶段不断循环下去，周而复始，使质量不断改进。 第一阶段：P 计划(Plan)阶段 第二阶段：D 执行(Do)阶段 第三阶段：C 检查(Check)阶段 第四阶段：A 处理(Action)阶段,(PDCA循环),发现问题，找出原因为质量改进制定计划,按预定计划 组织实施,计划是否能够运行 找出偏差,采取措施纠正 进行改进,1. 计划(Plan),2. 实施(Do),3. 研究/检查(Study / Check),4. 处理(Action),基本特点,大环套小环、小环保大环,不断转动，逐步提高,基本特点,每一阶段都有不同的质量工具可供搭配使用,PDCA的循环1. 计划（PLAN） 1)目标计划：检讨客户的要求、本公司的技术水准、制造能力、 原材料因素等，决定品质标准。 2）方法计划：决定达成目标所必须遵守的作业顺序或方法 a）设备、工具标准 b）原料、材料标准 c）技术标准 d）操作标准 e）检验标准 f）测定标准 g）管制标准2. 实施（DO） 命令现场人员依照标准工作 1）管理者必须下决心使部署明白必须遵守标准实施作业的决心。 2）教育训练，使每一位部署都能确实了解所制定的标准。 3）工作时必须确实依照标准。,PDCA循环与现场品质管理,3.调查（CHECK） 调查实施结果是否良好，若有异常追查原因。 1）管理者要经常巡视监督部署的工作，发掘异常、追查原因； 2）定期测定品质特性、品质成本、生产成果，作统计分析发掘异 常，追查异常原因。4.改善措施（ACTION） 依据调查结果去除异常原因，采取修正标准的措施。 1）应急措施-除去表面原因； 2）再发防止措施-除去根本原因。 真正原因的追查步骤： a）有无标准： 无 制定 b）有制定标准时调查是否遵守： 遵守 结果不良 标准错 修改标准 c）有标准，但未遵守，调查是否了解标准： 了解而未遵守 教育训练 了解标准 d）有标准，了解标准，但仍未遵守，调查标准是否合理： 不合理 无法遵守 修改标准 合理的标准,PDCA循环与现场品质管理,E)了解标准、标准合理，但仍未遵守，必定是操作者有某种缺陷或 品性不好 调换,PDCA循环与现场品质管理,经检测得知：钢板平均偏厚 = 0.3 mm厚度变异= 0.2 mm,钢板厚度分布情况,厚度不均原因：1.钢胚温度不均匀2.操作员手动轧延，无法精确控制厚度。,钢板超重，客户抱怨，中钢损失。,11.9,12.3,12.6,12.1,目标厚度：12 mm,中钢集团,改善钢板厚度控制,方法：,1.于轧机下方安装强力油压缸，轧延中依据轧延负荷自动调整辊隙，使钢板厚度均匀。2.以计算机计算控制轧延程序，以控制厚度。,以上硬件，软件合称 AGC (Automatic Gauge Control),中钢集团钢板厚度控制引进此系统。,11.9,12.0,12.1,12.0,目标厚度：12 mm,钢板平均偏厚 = 0 mm厚度变异 =0.05 mm,中钢集团,THICKNESS DISTRIBUTION OF PLATE,Normal Distribution ( , )Conventional Rolling: = 0.2 mmAGC Rolling: = 0.05 mm,Conventional Rolling,AGC Rolling,LowerLimit,12.0,12.3,中钢集团,PDCA管理循环,P:设定质量、成本、交期、服务、安全之企业内标准。D:依设定标准实施C:检核实施成果及过程是否依标准实施A:不依标准实施时，施予教育训练，再强化，若依标准实施，但成果不佳时，则改进标准。,P(计划),A(处理),D(实施),C(检核),中钢集团,问题解决/课题完成 流程,?,1.主题选定/推论,2.现况分析/目标设定(如果需要),3.原因效果分析与真因确认,4.拟订改善计划,5.实施计划,6.效果确认,7.标准化,8.残留问题,问题解决的管理循环,计划,执行,检查,行动,什么,为何,如何,何时何人何地,1.趋势图 4.检查表2.柏拉图图解 5.柱形图3.分层法 6.控制图,1.鱼骨图2.实验设计3.相关性/回归4.散布图,1.工业工程7个工具,1.趋势图 5.试验2.柏拉图图解 6.柱形图3.分层法 7.控制图4.散布图,1.鱼骨图,方法论,1.柏拉图图解2.趋势图,有机组织的基本运作式,?维持:(Standardization)DCA依标准SOP而DCA?改善:I(Improvement)DCA依改善之计划而DCA?创新,具体落实的方法:QC Story,期望水平,现有水平,S:标准化程序,SOP(P:Plan计划)D:Do执行C:Check检查A:Action行动,1.质量策划,2.质量控制,3.质量改进,1.3.2 朱兰“三步曲”,第二章 质量管理统计方法,1、表示事物特征 在质量管理活动中收集到的数据大都表现为杂乱无章的，这就需要运用统计方法计算其特征值，以显示出事物的规律性。 如平均值、中位数、标准偏差、方差、极差等。,品质管理工具的应用,2、比较两事物的差异 在质量管理活动中，实施质量改进或应用新材料、新工艺，均需要判断所取得的结果同改进前的状态有无显著差异，这就需要用到假设检验、显著性检验、方差分析和水平对比法等。 3、分析影响事物变化的因素 为了对症下药，有效地解决质量问题，在质量管理活动中可以应用各种方法，分析影响事物变化的各种原因。如因果图、调查表、散布图、排列图、分层法、树图、方差分析等等。,4、分析事物之间的相互关系 在质量管理活动中，常常遇到两个甚至两个以上的变量之间虽然没有确定的函数关系，但往往存在着一定的相关关系。运用统计方法确定这种关系的性质和程度，对于质量活动的有效性就显得十分重要。这里就可利用散布图、实验设计法、排列图、树图、头脑风暴法等。 5、研究取样和试验方法，确定合理的试验方案 用于这方面和统计技术有：抽样方法、抽样检验、实验设计、可靠性试验等。,6、发现质量问题，分析和掌握质量数据的分布状况和动态变化 用于这方面的统计技术有：频数直方图、控制图、散布图、排列图等。 7、描述质量形成过程 用于这方面的统计技术有流程图。,品质管理”老七种工具” -O7,（1）调查表；（2）排列图；（3）因果图；（4）分层法；（5）直方图；（6）散布图；（7）控制图；,旧QC七大手法，主要是对数据进行分析，用来解决生产过程中实际问题。,用 途,调查表：收集数据分层法：数据项目的设立排列图：看问题的分布情况,找出主要因素。因果图：理清思路，寻找原因。散布图：两个因素之间的关系。直方图：看问题的分布情况，发现异常情况存在。控制图：稳定与否。,口 決,查检集数据层别作解析排列抓重点鱼骨追原因散布看相关直方显分布管制找异常,方法一 调查表目的-收集数据而设计的图表,调查表法是利用统计表来进行数据收集整理和粗略分析质量问题原因的一种方法，也叫检查表法或统计分析表法。,1、概 念,几种常用的检查表格式：,1) 不良项目调查表,2) 不合格位置调查表,3) 不合格原因统计分析表,不良品统计调查表用于调查产品质量发生了哪些不良情况及其各种不良情况的比率。 “良”与“不良”,2、常用类型不良项目调查表1,标准、规格、公差,2、常用类型不良项目调查表1,举例:,以内燃机车修理厂柴油机总装工段一次组装不合格的返修为例，如表所示。,用来记录、统计、分析不同类型的外观质量缺陷所发生的部位和密集程度，进而从中找出规律性，为进一步调查或找出解决问题的办法提供事实依据。 把产品的草图或展开图画在调查表上，可采用不同的符号或颜色在发生缺陷的部位上标出。,2、常用类型缺陷位置调查表2,缺陷位置调查表-2,不合格原因统计调查表3,简单明了，突出重点；应填写方便，符号好记；调查、加工和检查的程序与调查表填写次序应基本一致；填写好的调查表要定时、准时更换并保存；数据要便于加工整理，分析整理后及时反馈。,调查表应用注意事项,方法二 分层法目的-将数据进行合理的分类,分层法就是把所收集的数据进行合理的分类，把性质相同、在同一生产条件下收集的数据归在一起，把划分的组叫做“层”，通过数据分层把错综复杂的影响质量因素分析清楚。,1、概 念,用于做排列图、分层直方图、分层散布图,与分层法联用,所得数据,2、质量数据分层的标志(5M1E),（1）按不同的操作者分。 男、女 ，操作技术水平 （2）按机器设备分。 型号、新旧程度 （3）按原材料分。 供料单位、 进料时间、 生产环境 （4）按操作方法分。 切屑用量、温度、压力 （5）按不同的时间分。 班次、 日期 。（6）按不同的检验手段分。 仪器、测量者 （7）按生产废品的缺陷项目分。 铸件的裂纹、气孔,分层法,举例： 【例1-1】 在柴油机装配中经常发生气缸垫漏气现象，为解决这一质量问题，对该工序进行现场统计。 （1）收集数据：n = 50，漏气数f = 19，漏气率p = f / n = 19 / 50 = 38% （2）分析原因,通过分析，认为造成漏气有两个原因： 该工序涂密封剂的工人A、B、C三人的操作方法有差异； 气缸垫分别由甲、乙两厂供给，原材料有差异。,因此采用分层法列成表1、表2进行分析,用乙厂的材料,由B操作,实践结果表明，这样做漏气率非但没有降低，反而增加到43%，这是什么原因呢？,现在知道该采取何方法降低漏气率了吗?,由表3再次提出降低气缸漏气率的措施: 使用甲厂提供的气缸垫时，要采用工人B的操作方法。 使用乙厂提供的气缸垫时，要采用工人A的操作方法。,分层注意事项, 排列图分层不好时，无法区分主要因素和次要因素，也无法对主要因素作进一步分析。 散布图分层不好时，会出现几簇互不关连的散点群。 控制图分层不好时，无法反映工序的真实变化，不能找出数据异常的原因，不能作出正确的判断。 因果图分层不好时，不能搞清大原因、中原因、小原因之间的真实传递途径。,某超市在一个月中共收到表扬信78封.试用分层法分析超市员工服务质量状况。,结果,见下表：,应使同层的数据波动幅度尽可能小,而层间的差别尽可能大.,分层注意事项,方法三 排列图目的看问题的分布情况,找出主要因素。,排列图是通过找出影响产品质量的主要问题，以便确定质量改进关键项目的图表。 意大利经济学家巴累特（Pareto）用于统计社会财富分布状况, 美国质量学家朱兰把这个原理应用到质量管理 。,1、概 念,排列图 (Pareto Diagram),大多数质量问题都是由少数质量原因引起的“关键的少数，一般性的多数”。用排列图法可以有效地展现出这些关键少数，从而找出影响质量问题的主要因素。,确定主要因素、有影响因素和次要因素。 主要因素累计频率在0%80%左右的若干因素。它们是影响产品质量的关键原因，又称为A类因素。其个数为12个，最多3个。 有影响因素累计频率在80%90%左右的若干因素。它们对产品质量有一定的影响，又称为B类因素。 次要因素累计频率在90%100%左右的若干因素。它们对产品质量仅有轻微影响，又称为C类因素。,2、排列图的作图步骤,（1）问题项目确定:一般指不合格项目、废品件数、消耗工时等等。（2）收集与整理数据 可按废品项目、缺陷项目，不同操作者等进行分类。列表汇总每个项目发生的数量即频数fi，按大小进行排列。（3）计算频数fi 、频率Pi %、累计频率Fi等。,（4）画图（5）根据排列图，确定主要因素、有影响因素和次要因素。,例: 某化工厂对十五台尿素塔焊缝缺陷所需工时进行统计分析。 表: 焊缝缺陷所需工时进行统计分析表,举例,按排列图作图步骤，确定焊缝气孔和夹渣为主要因素；焊缝成型差和焊道凹陷为有影响因素。所作排列图,焊缝缺陷排列图,3、排列图的用途,直观地表现出影响产品质量的“关键的少数与次要的多数”,用途,其他工作如节约能源、减少消耗、安全生产等都可用排列图改进提高工作质量,注意事项?,做好因素分类主要因素不能过多数据要充足适当合并一般因素合适的计量单位,分层法与排列图的结合,方法四 因果分析图目的理清思路，寻找原因,因果图是表示质量特性与原因的关系的图。也叫特性因素图/鱼刺图/石川图，是整理和分析影响质量（结果）的各因素之间的一种工具。,1、概 念,因果图 (cause and effect diagram),因果分析图法,2、注意事项,（1）问题尽量具体、明确、有针对性（2）集思广益（3）分析到能采取具体措施为止（4）主要原因的确定（5）对关键因素采取措施后，再用排列图等方法来检验其效果,3、实践应用,1、分析四级外语为什么不过?2、分析一道菜为什么难吃?3、分析烟丝含水率超标?4、分析某一旅行社服务质量状况?,方法五 散布图目的两个因素之间的关系,1、概 念,散布图是通过分析研究两种因素的数据之间的关系，来控制影响产品质量的相关因素的一种有效方法。,两个变量之间的两种关系,图 钢的淬火温度与硬度分布图,2、散 布 图 的 作 法,实例：硬度是某厂钢产品的质量特性之一，产品加工过程的淬火温度与硬度存在着非确定的关系，现利用散布图分析硬度与淬火温度之间的关系，以确定质量改进点。,1、收集成对的数据收集生产相对稳定状态下的淬火温度值30个, 并收集与淬火温度相对应的产品硬度30个。n30: 太少图形的相关性不明显，判断不准确 太多，增加计算的工作量 制成下表。,2、散 布 图 的 作 法,2、整理成数据表,依据变量 X 和 Y 画出横坐标轴和纵坐标轴 横轴和纵轴的长度应基本相等，以便于分析相关关系,X,Y,3、建立X-Y坐标,Y,X,810 830 850 870 890,钢的淬火温度与硬度散布图,将表中各组数据一一对应地在坐标中标识出来。若有两组数据完全相同，如何处理? 若有三组数据完全相同?,4、打点：,60 55 50 45 40,1)、判断图形(1)是否有异常点或离群点。对于异常点应查明发生的原因，慎重对待，以防失去重要线索。 (2)是否需再分层。 (3)是否与固有技术、经验相符。,3、散布图的相关性判断,(1)对照典型图判断散布图的相关性 A、强正相关 X与Y的关系密切,(1)对照典型图判断散布图的相关性,B、强负相关 X与Y的关系密切,Y,X,C、弱正相关 除X外还有其他因素对Y有影响,(1）对照典型图判断散布图的相关性,D、弱负相关 除X外还有其他因素对Y有影响,(1）对照典型图判断散布图的相关性,E、不 相 关,(1）对照典型图判断散布图的相关性,F、非线性相关 （曲线相关）,(1)对照典型图判断散布图的相关性,Y Y,X X,上述判断方法较简单、直观，但较粗糙，是简易近似判断法,图形对照方法判断的不足?,2) 散布图与相关系数r 用相关系数r (-1r1)表达两个变量之间相关关系的密切程度,相关系数r的取值说明,相关系数计算公式:,3.作 用,判断与产品质量特性有关的人、机、料、法、环、测之间的各种关系，及其与各质量特性之间的因果关系，为质量改进提供信息。寻找影响产品质量的各因素并对其进行质量分析；（当怀疑两个变量可能有关系，但不能确定这种关系的时候，就可以使用。）在QC小组活动中主要用于课题选择、现状调查，也可用于原因分析、要因确认等。,制作与观察散布图时，应注意以下几种情况： 应观察是否有异常点或离群点出现，即有个别点子脱离总体点子较远。如果有不正常点子应剔除；如果是原因不明的点子，就慎重处理，以防还有其他因素影响。 散布图如果处理不当也会造成假象。如图1-11。 由图可见，若将x的范围只局限在中间的那一段，则在此范围内看，y与x似乎并不相关，但从整体看，x与y关系还比较密切。 散布图有时要分层处理。如图1-12，x与y的相关关系似乎很密切，但若仔细分析一下数据，这些数据原是来自三种不同的条件。如果这些点子分成三个不同层次A、B、C。从每个层次中考虑，x与y实际上并不相关。,图1-11 局部与整体的散布图,图1-12 应分层处理的散布图,方法六 直方图目的看问题的分布情况，发现异常情况存在,1、直方图概念,定义： 直方图是频数直方图的简称，也叫质量分布图。是指由一系列宽度相等高度不等的长方形表示的图形。,2、直方图依据的原理：,产品质量的分散规律 因为产品质量在正常情况下，总是在一定范围内波动的，这种波动又是有一定规律的。 质量状况（数据）总是集中在一个点的周围，越靠近这个点越集中，越往点的两端越少。,3、直 方 图 作 用：,揭示质量问题，确定质量改进点 1）、显示产品质量波动分布状态； 通过对数据的收集整理来直观的描述生产过程中的产品质量分布状况。 2）、分析判断生产过程保证产品质量的能力。 3）、估算产品不合格率及产生的可能原因。为质量改进提供信息。,4、直 方 图 用 途：,1）向领导汇报质量情况；2）按不同的工人、设备、原料、日期等各种原因进行质量分析；3）调查工序或设备的能力，进一步确定工序能力指数；4）在QC小组活动中主要用于现状调查、制定并实施对策和效果检查，也可用于课题选择、确定目标、遗留问题的确定等。,直方图 (histogram),根据某轧钢厂生产的钢板厚度测量值作频数表及频数直方图，并求出标准差s和平均值 。测量值如下，给定标准为6mm 0.4mm。,原始数据表,直方图的作图步骤：步骤1：求极差R 步骤2：确定分组的组数和组距步骤3：确定各组界限步骤4：作频数分布表步骤5：画直方图步骤6：标注关键数据,常用质量控制工具,常用质量控制工具,、看形状是否符合正态分布，判断工序是否正常稳定,、分布范围B与公差T比较，判断是否有不合格品,、看分布中心 与公差中心是否重合，判断有无系统偏差；,直方图,在正常生产条件下，所得到的直方图应该呈正态分布，否则，就要分析原因，采取措施,直方图分析(看形状),（a）正常型,（d）双峰型,直方图分析(B与T比较),在正常生产条件下，所得到的直方图应该呈正态分布，还要看满足生产合格品的能力,尽管直方图能够很好地反映出产品质量的分布特征，但由于统计数据是样本的频数分布，它不能反映产品随时间的过程特性变化，有时生产过程已有趋向性变化，而直方图却属正常型，这也是直方图的局限性。,直方图的缺点,0.090.080.070.060.01,波动图,直方图,时间,当直方图出现非正常的奇异形状，特别是出现双峰型直方图时，应将收集到的产品质量特性值数据，按某个条件，如设备、操作人员、作业方法、所用原材料、生产环境等因素分成两个以上的组，通常把这样划分成的组称为层，由此作出的直方图称为分层直方图。通过分层直方图，探讨造成直方图异常的原因，从而比较不同设备、不同原材料、不同操作方法等对产品质量特性值影响的差异。,轴承外径直方图 按工人分层直方图 改善后的直方图,方法七 控制图作用分析判断工序稳定与否,1、了解控制图的涵义和作用2、均值-极差控制图3、单值-移动极差控制图4、不合格品率控制图5、单位缺陷数控制图6、控制图的观察和分析及使用程序,控制图：主要内容,过程控制的需要 * 检测-容忍浪费 * 预防-避免浪费本世纪40年代，由于第二次世界大战爆发,美国为控制军需品的生产质量问题,1941-1942年制订和公布了统计控制的管理方法，并在全国各地推行。,1.控制图的产生,控制图应用于各行各业,现有控制作为质量控制的有力武器已广泛应用于各行各业,美国某电气公司,美国柯达彩卷,我国航空飞机制造厂,3000人制定5000张,5000人制定35000张,一些工序应用控制图,控制图基本概念,控制图法是用来分析和判断过程是否处于稳定状态并带有控制界限的图形，由美国贝尔电话实验室的休哈特于1924年提出。,控制界限的确定,CL,3,3,分析判断生产过程的稳定性，从而使生产过程处于统计控制状态； 及时发现生产过程中的异常现象和缓慢变异，预防不合格品发生； 查明生产设备和工艺装备的实际精度，以便作出正确的技术决定； 为评定产品质量提供依据.,2.控制图的用途,第三章 过程质量控制,产品质量波动性的分类：正常波动（普通因素波动）：影响较小；难以避免 正常波动又称随机波动，是由生产过程中随机性因素或偶然因素引起的。 随机因素的特点：a 随机因素数量很多，b 来源和表现形式多种多样，c 大小和方向随机变化，d 作用时间无规律，对产品质量的影响均比较小。 统计受控状态：如果生产过程只存在随机因素影响的状态称为稳定状态或统计受控状态。,一、质量波动概念,正常波动（普通因素波动）的特点：过程内有许多波动源；每个波动源对输出质量特性的影响都很小，方向不定；质量特性呈正态分布；分布不随时间而变化，即 和 不变，分布可以预测； 5）普通因素波动不可避免，具体一些随机因素可能可消除，但随机因素整体不可能彻底消除。,异常波动（特殊因素波动）：影响较大，可以控制。 异常波动又称系统波动，它是由生产过程中的系统性因素引起的。 系统性因素的特点：数量不多，但对产品质量的影响却很大，但可以采取一定方法措施加以消除。a 大小和方向不变；b 大小和方向按一定规律变化 c 大小和方向不定。 非统计受控状态：生产过程中存在系统性因素影响的状态称为非稳定状态或非统计受控状态。,异常波动（特殊因素波动）的特点：有一个或几个波动源对过程输出的质量特性影响很大；较强的波动源的出现改变了质量特性的分布状态位置、散布大小和形状；X和常随时间变化，分布不稳定；特殊因素波动对产品质量的影响大，这类因素可以查明原因，可以避免。,t,t,统计受控：过程在统计控制状态时仅存在普通因素波动，统计受控的结果可能满足规范（公差）要求，也可能不满足规范公差的要求。过程受控：指过程处于统计受控状态，且满足规范的要求。非统计受控：生产过程中存在异常因素波动影响，则过程处于非统计受控状态，生产过程不稳定状态。非过程受控：指过程处于非统计受控状态，或不能满足规范的要求。,过程控制与过程分类1类：受控且在规范内；（理想状态）2类：受控但不在规范内；（减小普通波动可提高产品质量）3类：不受控但在规范内；（将出现废品）4类：不受控也不在规范内；（必须减小特殊因素和减小普通因素的影响）,过程控制状态：,过程不受控：,统计受控：,时间t,异常因素造成分布中心漂移,消除了异常因素,受控且有能力符合规范,异常因素造成波动范围逐渐增大,规范上限,规范下限,普通因素造成的波动减小,统计不受控且没有能力满足规范,统计不受控：,过程受控：,3准则,正态性假定,小概率原理,反证法思想,控制图的原理,二、控制图原理,正态性假定: 任何生产过程生产出来的产品，其质量特性值总会存在一定程度的波动，当过程稳定或者说受控时，这些波动主要是由5MIE的微小变化造成的随机误差。此时，绝大多数质量特性值均服从或近似服从正态分布。这一假定，称之为正态性假定。,5MIE:人、机器、原材料、工艺方法、测量及生产环境,休哈特3控制原理,-3 -2 -1 X 1 2 3,68.27%,95.45%,99.73%,二项分布(图中P为不合格品率),泊松分布(图中为平均不合格数),图 正态分布,3准则,在生产过程中，仅有偶然性误差存在时，质量特性X服从正态分布N( ， )，则据正态分布的概率性质，有也即（ 3 ， 3 ）是的实际取值范围。,P 3 3 99.73 %,独立同分布的中心极限定理,（也称列维一林德伯格定理）设X1, X2, 是独立同分布的随机变量序列,且存在有限的和方差2（i=1,2,），当n 时，,或,就趋于正态分布。,棣莫佛拉普拉斯中心极限定理,设随机变量X服从二项分布B(n,p)的，那么当n 时，X服从均值为np、方差为 np(1-p) 的正态分布，即：,或：,上述定理表明： n很大，np 和 np(1p)也都不太小时，二项分布可以用正态分布去近似。,小概率原理,小概率原理又称为实际推断原理，当然运用小概率原理也可能导致错误，但犯错误的可能性恰恰就是此小概率。,由准则可知，若服从正态分布，则的可能值超出控制界限的可能性只有0.27%。因此，一般认为不会超出控制界限。,所谓小概率原理，即认为小概率事件一般是不会发生的。,一旦控制图上点子越出界限线或其他小概率事件发生，则怀疑原生产过程失控，也即不稳定，此时要从5MIE去找原因，看是否发生了显著性变化。,反证法思想,控制图的形成 单值 X的控制图, 3 , - 3 ,控制上限UCLUpper Control Limit,控制下限LCLLower Control Limit,4、控制图的两种错误,统计推断存在两种错误 :第一类错误:虚发警报.把正常判为异常。 :第二类错误:漏发警报.把异常判为正常。,UCL,LCL,Tu上偏差,Tl下偏差,错误：在生产正常的情况下，点子出界的可能性为3。概率虽小，但这类事件还不是绝对不能发生的。这样，若这种事件真的发生了，根据点子出界判断生产过程异常就犯了虚发警报的错误，叫做第一种错误。错误：生产过程已经有了异常，产品质量的分布偏离了典型分布，可是总还有一个部分质量特征值是在上下控制界线之内的。如果我们抽取到这样的产品进行检验，那么，这时由于点子未出界而判断生产过程正常，就犯了漏发警报的错误，这种错误就叫做第二种错误。,4、控制图的两种错误,两类错误都会带来损失，减少其中一类的损失就会增加另一类的损失，如图所示：,为使两类错误引起的损失最小，通常选用3作为控制线。,注意：如何确定 和 的取值,如果拒绝原假设将会造成企业严重的经济损失，那么a的值应定的小一些。例如：汽车、彩电、冰箱等。如果接受原假设有可能会产生严重的社会风险时，则a值应定的大一些。例如：药品、航天用品和军需用品。,控制图应用的预防原则,“20字”：查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准。,5、控制图的种类,1)计量值控制图：,一般适用于以长度、强度、纯度、温度等计量值为控制对象的场合。,2)计数值控制图：,是以计数值数据（不合格品数、缺陷数）的质量特性值为控制对象的。,5、控制图的种类,常用质量控制图可分为两大类。 （1）计量值控制图包括：均值-极差控制图(X bar-R)、中位数极差（X mid-R）控制图、单值-移动极差控制图(X-MR) 、平均值-标准差控制图(X bar-S) 。,均值极差控制图（ 图）。中位数极差控制图（ 图）。单值移动极差控制图（ 图）。均值标准差控制图（ 图）。,5、控制图的种类,常用质量控制图可分为两大类 （2）计数值控制图包括：不良品数控制图、不良品率控制图、缺陷数控制图、单位缺陷数控制图。,不合格品率控制图（图）。不合格品数控制图（Pn图）。单位缺陷数控制图（u 图）。缺陷数控制图（c 图）。,三 计量值控制图,1、平均值与极差控制图（,- R,控制图),平均值（,）控制图：是用来控制平均值的变化；,极差（R ）控制图：是用来控制工序散差的变化，它是通过调查平均值 和极差R是否有异常变化，来对工序进行控制的。,1）控制界限的确定,（1）,控制图的控制界限,从数理统计的理论可知，特性值,x,服从总体为N（，）的正态分布时，,则对于大小为n,的样本,x1，x2，xn,的平均值,有下式成立：,的期望值,的标准偏差,而和可通过k组、大小为n的样本数据求得：,的估计值,控制图的控制界限为：,UCL,LCL,CL,表1 计量值控制图计算公式中的系数值表,（2）R控制图的控制界限,从数理统计的理论可知，特性值 x 服从总体为N（，）的正态分布时，则对于大小为n的样本 x1，x2，xn的极差 R有下式成立：,R的期望值,E（R）,R的标准偏差,D（R）,式中，可通过样本数据来估计。则,的估计值,R 控制图的控制界限为：,UCL,LCL,例：某轧钢厂生产6mm 0.4mm厚度钢板，收集20组100个数，见表1，试画出 -R图，以判断过程的稳定性。,控制图的作图步骤,2）,-R,解：（1）计算各组平均值 ； （2）计算各组极差 ；（3）计算 ；,（5）画出控制界限（6） 描点,图 UCL =2.115X0.419=0.886 LCL = -（不考虑） CL = =0.419,因为n=5，可查表A2=0.577 D3=-, D4=2.115,钢板厚度控制图,过程异常,【例】设有某工序的上偏差TU为0.2190，下偏差TL为0.1250，现场抽查的数据如下表，其图如下图1。由图1可见，工序失控，经过执行20字方针后，重新做图得到休整后的图2。由图2可见，工序已经达到稳态。故现在可对过程能力进行评价。,案例分析1,Cp 计 算 数 据,图1,图2,解： 于是，过程能力指数为： 过程能力不够充分，从图2发现分布中心=0.1968与规范中心M=（TU+TL）/2=0.1720有偏离，应进行调整。调整后，Cp值会有所提高。,案例分析2 例：某手表厂为了提高手表的质量，应用排列图分析造成手表不合格品的各种原因，发现“停摆”占第一位。为了解决停摆问题，再次应用排列图分析造成停摆的原因，结果发现主要是由于螺栓脱落造成的。而后者则由螺栓松动造成。为此，厂方决定应用控制图对装配作业中的螺栓扭矩进行过程