质量管理方法

- 1 - 第二部分：质量管理方法第二部分：质量管理方法 一、全面质量管理一、全面质量管理 （一）全面质量管理理念与观点理念与观点 费根堡姆费根堡姆认为全面质量管理是为了能够在最经济的水平上并考虑到充分满足顾客要求的条件下，进行市场研究、 设计、制造和售后服务，把企业内各部门的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成一体的一种有效体系。 在 ISOISO 标准标准中全面管理管理被定义为“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” 。 全面质量管理的内容内容包括全面质量管理、全面质量的价值观、技巧及工具。 （二）设计开发过程设计开发过程质量工作 1、进行市场研究、确定顾客需求 2、制定产品质量计划、进行质量设计 通常产品质量计划应包括产品质量计划应包括： （1）确定所开发产品的质量目标。 产品的综合质量水平产品的综合质量水平，如国际先进水平、填补国内空白、采用国际先进标准等等； 产品的性能指标产品的性能指标，如可用性、有效性、可靠性、可维修性、寿命等目标； 并与同类或相似产品对比，确定所开发产品所要达到的质量目标。 （2）规定所开发产品的目标成本界限。 （3）规定所开发产品的专门质量措施。 （4）把这些专门质量措施项目分配到相应的承担部门并明确其责任与权利。 （5）提出随工作进展修改和完善产品质量计划的程序与环节。 金 C：成本曲线 额盈利区 亏损区 亏损区 S：销售额曲线 质量水平 0 Q1 Q2 Q3 设计质量与成本的曲线关系 目标：以较少的资源提高内部和外部顾客的满意度 价 值 观 最高管理层的参与 专注于过程 提高连贯性 让每个人参加 以事实为决策基础 专注于客户 工 具 FMEA FTA 控制图 SPC 质量功能展开 PDCA 循环法 QC 小组 质量目标管理 老七种工具 新七种工具 技 巧 质量图 员工发展变化 供应商合作伙伴关系 过程管理 实验设计 设计评审 质量改进 自我评价 政策展开 全面质量管理的三个组成部分 - 2 - 3、设计评审 评审的目的评审的目的在于确定提供评审的设计结果是否与设计要求一致，以及在进入下一阶段之前是否应做出改变，它 也应确定在提出进一步的对策之前，用于下一阶段的文件是否足够。同时它也是为了能及时发现和纠正设计中存在 的缺陷与不足。 4、试制、试验与鉴定 通过试制、试验与鉴定，可以取得大量质量情报。根据这些质量情报，一则可以确认设计意图与质量目标的实 际符合程度，二则可以反馈给设计人员进一步完善设计。 5、设计更改的控制设计变更会一直伴随整个新产品开发的过程。 6、产品图样和设计文件的发放控制 （三）制造过程制造过程的质量工作 1、人员准备 2、物资和能源准备 3、装备准备 4、工艺准备 5、计量仪器准备 6、设计组织生产方案 7、质量控制系统设计，质量职责确认 8、验证工艺及装备 （四）销售和使用过程销售和使用过程的质量工作 （1）在销售过程中进行市场调查，收集市场信息，确定用户和市场对产品需求； （2）搞好产品流通过程中的质量职能，作好产品交付； （3）搞好产品宣传介绍、推销以及广告活动，完成售前和售后服务。 （五）服务质量管理服务质量管理 1 1、生产与服务的区别、生产与服务的区别 生产与服务主要区别一览表 制造性生产的主要特征制造性生产的主要特征劳务性生产（服务）的主要特征劳务性生产（服务）的主要特征 产品是有形的产品是无形的 生产和消费不是同时的生产和消费是同时的 生产不与顾客接触生产要与顾客接触 顾客对生产过程几乎不干预顾客对生产过程有较大程度的干预 产品可以库存产品不能库存 产品可运送产品不能运送 不良产品可修理、调换、退货不良产品难以修理，不可调换、退货 质量、效率有标准、且易于测定质量、效率难以测定，标准难确定 生产效率、生产能力利用率高生产效率、生产能力利用率较低 生产设施位置可远离顾客生产设施位置必须靠近顾客 生产环境对顾客没影响生产环境对顾客有较大影响 生产人员的技能较窄生产人员的技能较宽 对需求的反应时间可以较长对需求的反应时间短 2、服务开发服务开发的质量管理 服务企业的质量管理一直未受到足够重视，主要原因有： 相当多的服务企业规模较小，资源相当有限； 一些公共服务部门竞争性较低，没有创新的动力 还有一些服务行业受政府管制较多，服务企业可能没有进行服务创新的机会 最重要的一点是由于服务的创新要比一般产品的创新更加困难 3、服务设计服务设计质量管理服务设计是服务质量体系中的重要因素。 设计一项服务的过程包括设计一项服务的过程包括把服务提要的内容转化成服务规范、服务提供规范和服务控制规范，同时反映出服务 组织的选择方案（例如目标、政策和成本） 。 - 3 - 服务设计方法服务设计方法-服务蓝图：服务蓝图：在分析和用图表示服务过程的不同阶段时所采用的一种系统的方法。 蓝图技术的基础蓝图技术的基础是详细地描述服务提供随时间变化的各种因素，这些因素使确定和避免质量缺陷成为可能，并 给出解决问题的方法。 应用服务蓝图的四个步骤应用服务蓝图的四个步骤是： （1）绘制事件的过程 （2）分清可确定的缺陷； （3）建立时间框架； （4）分析获利能力。 4、服务提供过程服务提供过程的质量管理 定义：将服务从服务供方提 供到服务消费者的过程，是顾客 参与的主要过程。服务提供过程 有两大基本特性两大基本特性：服务提供者与 服务消费者之间的关系十分密切； 服务生产过程和消费过程是同时 的。 服务提供过程质量管理的常服务提供过程质量管理的常 用方法：用方法： 防错技术 不合格服务的补救 服务质量的测量： SERVQUAL 量表 SERVQUAL 量表系统分为 SERVQUAL 期望调查表、 SERVQUAL 感知调查表和差距分 析 （六）全面质量管理的主要方法全面质量管理的主要方法 1、PDCAPDCA 循环（循环（计划实施检查处理） P 阶段：确定质量目标、质量计划、管理项目和拟定措施。 D 阶段：按预定计划、目标和措施及其分工实实在在地去执行，努力实现。 C 阶段：把实施的结果和计划地要求对比，检查计划地执行情况和实施的效果如何，又从中找出问题。 A 阶段：总结经验教训，巩固成绩并对出现的问题加以处理。 PDCA 循环步骤方法表 阶段步 骤应 用 的 质 量 管 理 方 法 1 分析现状 找出质量问题 排列图法，质量分布图法（直方图法） ，控制图法，工序能 力分析，矩阵图法，KJ 法 2 分析产生质量问题 的原因 因果分析法，关联图法，矩阵数据分析法，散布图法 3 找出影响质量问题 的 主要因素 排列图法，散布图法，关联图法，系统图法，KJ 法，实验 设计法， P P 阶 段 4 制订措施计划 目标管理，关联图法，系统图法，矢线图法，过程决策程 序图法 D D 阶段 5 执行措施 计划 系统图法，矢线图法，矩阵图法，过程决策程序图法 顾客路径 顾客 外部相互交往 接触人员 支持员工 视野分界线 内部相互交往 实施分界线 管理层 供应者的 组织 服务图的基本结构 - 4 - C C 阶段 6 调查实施效果 排列图法，质量分布图法，控制图法，系统图法，过程决 策程序图法 检查表，抽样检验 7 总结经验 巩固成果 标准化，制度化，KJ 法 A A 阶 段 8 提出未解决的问题转入下一 PDCA 循环 2 2、QCQC 小组活动小组活动 目标：目标：质量改进，目的：目的：提高职工素质、调动人的积极性和创造性、发扬团队精神、开发人的无限潜能为的活 动，QC 小组活动特点如下： QC 小组活动特点一览表 二、产品设计开发过程的质量管理方法二、产品设计开发过程的质量管理方法 产品设计开发过程的质量管理方法质量管理方法主要有：面向顾客需求的设计；面向可靠性的设计；面向环境的设计；面向面向顾客需求的设计；面向可靠性的设计；面向环境的设计；面向 可制造的设计；面向可维护的设计可制造的设计；面向可维护的设计等，本部分主要介绍面向顾客需求的设计面向顾客需求的设计和面向可靠性的设计理面向可靠性的设计理念下的质量管理 方法。 （一）质量功能展开（一）质量功能展开（QFDQFD） QC 小组活动 的特点 建立 QC 小组 活动前 建立 QC 小组 活动后 尊重人性 的活动 认为人性大多厌恶工作，逃避责任，因 此要施加压力或强制监督才能达到目的。 基于人人都想把事做好的理念，尊重人性，让员工 热心参与，不仅出色完成工作，而且在工作中获得 更大的满足感与成就感。 挑战性的活动 认为只要努力完成上级目标即可，以至 使日常工作一成不变、机械重复、周而 复始，时间一久，不知不觉影响现场士 气，效率随之下降。 在工作现场找出存在的主要问题拟订活动目标，寻 求解决办法，由问题及目标，直至解决，通过这一 过程，不仅攻克了难关，更能激励员工的工作士气， 激发对下一个目标挑战的热情。 自主性的活动 认为现场员工就是执行规定，完成生产 任务。 不用命令的方式，取而代之的是教育、激励、引导， 使现场每个人都能改变观念，主动自发的参与工作， 主动发现现场存在的问题并积极进行改进。 科学性的活动 存在技术部门，但分析和解决问题没有 一套完整的步骤，不是一项科学、理性 的活动。 运用科学方法具体、可行、科学的解决问题。以客 观事实为依据，运用正确的统计方法分析原因，对 主要原因制定对策，发挥个人潜能，开发无限的脑 力资源。 教育性的活动 现场人员完成生产任务和质量指标，对 作业规程的技巧和方法比较熟悉，但没 充分利用并这类智力资源，现场人员的 行为仅限于此。 现场人员除完成生产任务和质量指标外，以教育的 方式，不断让现场人员在日常工作中吸收新知，通 过自身学习，相互启发，成为全方位人才。 全员参与、 团队合作的活动 对质量和技术等各个方面的问题，员工 以个人为中心来解决。 小组成员集合起来互相切磋，提供个人构想、一同 动脑、一块分析、一块行动，将质量管理落实到现 场最基层，并以此为基础，提高质量意识、问题意 识、参与意识和改进意识。 持续改进的活动只针对单个问题的解决，就事论事，没 有形成技术和经验的储备。 一个一个解决问题，日积月累持续下去，不但技术 得以储备，工作现场、工作环境、工作心情、工作 态度都得到改进，产生的效益是无法计算的。 - 5 - 定义：把顾客或市场的要求转化为设计要求、零部件特性、工艺要求、生产要求的多层次演绎分析方法，它体 现了以市场为导向，以顾客要求为产品开发唯一依据的指导思想。20 世纪 70 年代初起源于起源于日本的三菱重工，由赤 尾洋二(Yoji Akao)和水野滋(Shigeru Mizuno)提出，旨在时刻确保产品设计满足顾客需求和价值。质量功能展开 首先成功地应用于船舶设计与制造，现在已扩展到汽车、家电、服装、集成电路、建筑机械、农业机械等各类行业。 它要求我们产品开发直接面向顾客需求，在产品设计阶段考虑工艺和制造问题产品开发直接面向顾客需求，在产品设计阶段考虑工艺和制造问题，QFD 架构下的典型质量管理工典型质量管理工 具具如下： 亲和图亲和图：使具有深层结构特征的顾客需求“浮出水面” 。 关系图关系图：用以发现优先需求、造成产品质量流程问题的根本原因以及沉默顾客的需求。 树图树图：用来寻找亲和图和树图中的缺陷和遗漏。 各种矩阵各种矩阵：用来表示各指标之间关系、优先项以及责任等。 流程决策程序图流程决策程序图：用以分析可能造成新产品或服务失败的潜在因素。 层级分析法层级分析法：对一系列的顾客需求进行优先排列，并选出满足这些需求的设计、生产方案。 蓝图蓝图：对提供产品或服务的整个流程进行分析、描述。 质量屋质量屋 （回答：1、顾客需求是什么？2、该产品必须具有什么功能以及如何利用它来提供相关服务？3、如何尽可 能地满足客户需求？） 建立质量屋的基本框架，给以输入信息，通过分析评价得到输出信息，从而实现一种需求转换。质量屋质量屋 （HOQHOQ）是驱动整个）是驱动整个 QFD(QFD(质量功能展开质量功能展开) )过程的核心，它是一个大型的矩阵过程的核心，它是一个大型的矩阵，由 7 个不同的部分组成。 （1）顾客需求：左墙。通常它们可用亲密度图和树图表示。QFD 就是用来部署（用来部署（deploydeploy）VOCVOC 的的，而不是用来 收集 VOC 的。收集 VOC 则是另一个相对独立的过程。 （2）产品特性：天花板。它们也可以用亲密度图和树图表示。产品特性是我们用以满足顾客需求的手段产品特性是我们用以满足顾客需求的手段。产 品特性必须用标准化的表述。QFDQFD 中是利用顾客需求来产生产品特性的。中是利用顾客需求来产生产品特性的。 （3）顾客需求的重要性：右墙。我们不仅需要知道顾客需求些什么，还要知道这些需求对于顾客的重要程度。 产品总体设计零部件设计工艺设计生产系统设计 设 计 要 求 顾 客 要 求 零 部 件 要 求 工 艺 要 求 设计要求 零部件要求工艺要求生产要求 设计要求工艺要求零部件要求 质量功能展开示意图 - 6 - （4）计划矩阵：右墙。该矩阵包含一个对主要竞争对手产品的竞争性分析。矩阵中包括 3 列，分别代表对于对于 现有产品所需的改进（改进率）现有产品所需的改进（改进率） 、改进后可能增加的销售量（销售点）以及每个顾客需求的得分。、改进后可能增加的销售量（销售点）以及每个顾客需求的得分。 （5）顾客需求与产品特性之间的关系：房屋。表示产品特性对各个顾客需求的贡献和影响程度表示产品特性对各个顾客需求的贡献和影响程度。 （6）特性与特性之间的关系：屋顶。一般地，一个特性的改变往往影响另一个特性。通常这种影响是负向的， 即一个特性的改进往往导致另一个特性变坏。 （7）目标值：地板。这是上述各部分对产品特性影响的结果。 产品规划阶段产品规划阶段的质量屋 零部件设计阶段零部件设计阶段的质量屋 工程特征需求的实现是由综合设计来保证的，在 QFD 方法中则还要建立体现综合设计内容的零部件设计阶段的 质量屋。该阶段质量屋的构成形式与产品规划阶段的质量屋是类同的，如图所示。 工艺规划阶段工艺规划阶段的质量屋 质量屋的输入是零部件特征要求，输出是制造工艺特征要求，通过这一过程完成产品的零部件设计要求向工艺 流程设计的转换。 生产计划阶段生产计划阶段的质量屋 - 7 - （二）可靠性（二）可靠性 研究可靠性可根据不同对象分成单元可靠性单元可靠性和系统可靠性系统可靠性，前者以产品为整体考虑，后者则注重产品内容的功 能关系。 1 1、可靠性的内涵、可靠性的内涵 包括人们对产品(系统、设备、零部件、元器件等)可靠而又有效工作的能力的认识。一般我们可以把可靠性问 题的概念分为可靠性(Reliability)、维修性(Maintainability)和可用性(Availability)三个基本方面，简称 RAM 问题或 RAM 技术。对于产品质量的可靠性要求也将涉及这三个方面。 （1）可靠性可靠性 可靠性是指产品在规定条件下和规定时间内完成规定功能的能力。产品可靠性要求不仅是指该产品性能指标已 经漂移到容许值之外的情况。 （2）维修性维修性 维修性是指产品在规定条件下和规定的时间内，按规定的程序和方法进行维修时，保持或恢复到规定状态的能 力。它表示了可维修的产品可以接受维修的能力。维修性包括维护和修理两个方面。 （3）可用性可用性 可用性是指可以维修的产品在某时刻，具有或维持规定功能的能力。可用性综合地反映了产品可靠性和维修性 所达到的成绩。 可靠性、维修性和可用性从三个不同方面反映了产品的可靠性问题，它们之间存在着内在的联系，这种联系反 映在它们的特征量间的关系中。广义的可靠性包含可靠性、维修性和可用性，一般简称为可靠性，是指产品在其整 个寿命周期内，完成规定功能的能力。 2 2、可靠性度量、可靠性度量 （1 1）衡量可靠性的指标）衡量可靠性的指标 衡量可靠性的指标有“可靠度” 、 “失效率” 、 “故障前平均时间（MTTF） ” 、 “平均故障间隔时间(MTBF)”等。 可靠度 可靠度是指产品在规定的条件下，在规定的时间内，完成规定功能的概率。它是规定时间 t 的函数，以 R(t)表 示，其在0，1取值。若用 T 表示在规定条件下的寿命（及产品首次发生失效的时间，假设不可修复） ，则“产品在 时间 t 内完成规定功能”等价于“产品寿命 T 大于 t” ，因此可靠度函数 R(t)可以看做事件“Tt”的概率。 ( ) t R tP Ttf t dt 式中 f(t)是故障密度函数，和产品本身有关。 如果我们再定义 F(t)为产品的失效分部函数为产品的失效分部函数，则有： R(t)F(t)1 R(t)1F(t) 一般假定 R(0)1，F(0)0。随着使用时间 t 的推移，产品发生故障失效的可能性不断增加，因此 F(t)单调递 增，R(t)则相应递减。但是任何产品不论寿命多长，无限使用最终总是要失效的，因此 F()1，R()=0。由此可 知，R(t)是(0，)区间内的非增函数，F(t)是在该区间内的非减函数。其间的变化曲线如图 6-7 所示。 - 8 - 失效率 失效率是指产品工作到时刻 t 之后的单 位时间内，发生故障的产品数与时刻 t 时完 好产品数的百分比。 瞬时故障率通常取 10-5/h，即%/103h 为 单位。但对高可靠度(低失效率)的产品，常常 采用 10-9/h 为单位，称为一个非特(Fit)，这 是在衡量可靠性时常用的单位。 典型的故障率典型的故障率(失失效率效率)曲线如图曲线如图 6-8 所示所示。 由于其形状很象一个浴盆，常称之为浴盆曲线。 这条曲线分为三个部分。 0t1段称为早期故障期，其故障原因是产品内部存在缺陷所 造成。 t1t2段称为偶然故障期，是产品的主要工作时期。 t2段称为耗损故障期，这时产品进入衰老状态，故障率又 迅速上升，产品迅速报废。 （2 2）衡量维修性的指标）衡量维修性的指标 衡量维修性的指标有“平均修复时间平均修复时间” 、 “平均预防维修时间平均预防维修时间” 、 “平均维护时间平均维护时间” 、 “维修停机时间率维修停机时间率”等。 （3 3）衡量可用性的指标）衡量可用性的指标 可用性强调的是在任意时刻 t 使用某一产品时，产品在这一时刻所具有的可用能力。当长期使用某一产品时， 所表现可用性趋向一个固定的数值，因而称为固有可用工作概率固有可用工作概率，有时也称为“可用度”或“役时率” ，以 A(t)表示。 长期使用，即 t时 MTBF A MTBFMTTR 表表 6-9 可靠性问题的指标可靠性问题的指标 可靠性指标可靠性指标定定 义义单单 位位 可靠度 R(t) 产品在规定条件下，规定的期间内，完成规定任 务的概率 % 故障率(瞬时故障率,失 效率)(t) 在某时刻以前工作起来的产品，在继续的单位时 间内，产生故障的比例 %/103h 非特(Fit) 10-9/h 平均故障间隔时间 (MTBF) 对于可修复的产品，两相邻故障间的工作时间的 平均值 时间 故障前平均时间 (MTTF) 对于不进行修理的产品，发生故障以前工作时间 的平均值 时间 耐用寿命 产品从早期失效终了，到耗损失效期开始的工作 时间 时间 维修度 可以维修的产品，在规定的条件下，规定的时间 内，完成维修的概率 % 平均修复时间(MTTR)修复性维修所需要的时间的平均值时间 平均维护时间(MTTM)对可维修产品，维护所需时间的平均值时间 平均不能工作时间 (MDT) 不能工作时间的平均值时间 平均能工作时间(MUT)能工作时间的平均值时间 R(t)、F(t) R(t) F(t) 0 t 图图 6-7 F(t)与与 R(t)曲线曲线 f(t) F(t) R(t) 0 t 图图 6-6 f(t)、F(t)与与 R(t) 关系图关系图 (t) 0 t1 t2 t 早期故障期 偶然故障期 耗损故 障期 图图 6-8 浴盆曲线浴盆曲线 - 9 - 可用度 A(t) 可以维修的产品，在某特定的瞬间，维持其功能 的概率 % 3 3、系统可靠性、系统可靠性 系统的可靠性在很大程度上取决于：零部件的可靠性；系统的组合方面；零部件数量零部件的可靠性；系统的组合方面；零部件数量。 系统可靠性工作的基本程序基本程序 环境条件分析 可靠性指标的制订 可靠性预测 可靠性分配 可靠性技术设计 可靠性评估 质量控制 加强维修 4 4、面向可靠性设计的质量管理方法、面向可靠性设计的质量管理方法 （1 1）F FM ME EA A 失失效效模模式式和和效效果果分分析析 FMEA 是一种用来确定 潜在失效模式及其原因的分析方法 。通过实行 FMEA，可在产品设计或生产工艺真 正实现之前发现产品的弱点，可在原形样机阶段或在大批量生产之前确定产品缺陷。 由于产品故障可能与设计、制造过程、使用、承包商/供应商以及服务有关，因此 F FM ME EA A 一般可细分 为为 理理念念 F FM ME EA A、设设计计 F FM ME EA A、过过程程 F FM ME EA A、设设备备 F FM ME EA A 和和服服务务 F FM ME EA A 四四类类。其其中中设设计计 F FM ME EA A 和和过过程程 F FM ME EA A 最最为为常常用用。 有关 F FM ME EA A 原原理理的的应应用用 主要体现在美国三大汽车制造公司制定的 潜潜在在失失效效模模式式和和后后果果分分析析 表格中。 该表的内内容容包括： （1）功能要求 （2）潜在失效模式 （3）潜在失效后果 （4）严重度（ S） （5）潜在失效起因或机理 （6）频度（O） （7）现行控制 （8）探测度（ D） （9）风险顺序数（ RPN） （10）建议措施 （11）责任及目标完成日期 （12）措施结果 从上述内容不难看出， FMEA 原理的核核心心是是对对失失效效模模式式的的严严重重度度、频频度度和和探探测测进进行行风风险险评评估估，通通过过量量化化指指 标标确确定定高高风风险险的的失失效效模模式式，并并制制定定预预防防措措施施加加以以控控制制，从从而而将将风风险险完完全全消消除除或或减减小小到到可可接接受受的的水水平平。因此 FMEA 原理不仅适用于汽车零配件生产企业的质量管理体系，也可应用于其他类似管理体系。 F FM ME EA A 可可完完成成以以下下功功能能 ： 失效模式、影响分析（ FMEA） 危害性分析（ Critically Analysis） 功能 FMEA（Functional FMEA） 破坏模式和影响分析（ DMEA） （2 2）F FT TA A 故故障障树树分分析析 故障树分析法又称失效树分析法，是在系统设计过程中，通过对可能造成失效的各种因素(包括硬件、软件、 环境、人为因素)进行分析，画出称之为故障树的逻辑框图，从而确定系统失效原因的各种可能组合方式及其发生概 率，以计算系统故障概率，采取相应的纠正措施，以提高系统可靠性的一种设计分析方法。 在故障树中，因果关系是通过事件符号、逻辑门符号及一些其它规定的符号描述的。 故障树分析中的逻辑门最基本的是与门和或门逻辑门最基本的是与门和或门。与门表示仅当所有的输入事件都发生时，输出事件才发生，其 符号见图 6-14。或门表示至少一个输入事件发生时，输出事件就发生，其符号见图 6-15。还有其它的事件及门的符 号，可参见 BG7829 及 GJB768.1.3。 建立故障树的基本程序建立故障树的基本程序如下： (1)了解产品的任务书、原理图、操作规程、维修规程(随着设计的深入 及细化，原理图等亦逐步细化，故障树亦逐步深入及细化)。 (2)确定故障判据及故障的因果关系。 (3)确定顶事件。 (4)简化系统图。一是从级别上简化从级别上简化，二是从故障模式的种类上简化从故障模式的种类上简化。 (5)从上而下逐级建故障树。把已确定的顶事件写在故障树的顶部长方形框内。将引起顶事件的全部直接原因事 件列在第二排，顶事件与这些直接原因事件用逻辑门相联结。 这样一级一排，逐步发展下去，直到最低不再发展的原因事件 都是底事件为止。 注意，在建故障树时，对同一故障原因事件会引起不同部 件故障的所谓“共因事件”要特别小心。 例题例题 6-36-3 某房间用一个开关控制两个电灯。故障树的顶 事件为开灯不亮。它的故障树分析如图 6-15 所示。图中 与门 或门 图图 6-146-14 与、或门符号与、或门符号 图图 6-15 故障树例故障树例 X1X2 X4X5 X3 输电路断两个灯炮都坏 开灯不亮 10 Xl、X2、X5为底事件。 三、试验设计 （一）单因素试验设计 1、试验设计的基本概念 试验设计是产品设计开发过程所应用的行之有效的质量控制和管理的技术和方法。包括单因素试验设计和多因 素试验设计。 2、均分法、均分法 均分法是在试验范围内，根据精度要求和实际情况均匀地排开试验点，在每一个试验点上进行试验并相互比较， 以求得最优点的方法。 3、平分法、平分法 平分法又称对分法或取中法，适用于在试验范围内，目标函数为单调(连续或间断)的情况下，求最优点的方法。 平分法的用途很广，常常用于查找地下输电线路的故障，排水管道的堵塞处以及化学反应中添加剂的优选等问 题。 4、0.618 法（黄金分割法）法（黄金分割法） 0.618 法适用于在试验范围内目标函数为单峰的情况适用于在试验范围内目标函数为单峰的情况。 这种方法是，在试验范围内首先安排两个试验点，再根据该两点试验结果，留下好点，去掉坏点所在的一段范 围；再在余下的范围内继续寻找好点，如此继续地作，直到找出最优点为止。其作法是： 第一个试验点 x1安排在试验范围a，b的 0.618 处，第二个试验点安排在试验范围a，b的 0.382 处，即 0.618 处的对称处，这时 x1与 x2在试验范围a，b内互为对称点。这两点的位置可用对称公式表示如下： x1a+0.618(ba) x2a(bx1) 式中 a 为试验范围的小头，b 为试验范围的大头，上面对称公式也可写成 第一点小+0.618(大头小头) 第二点小+(大头第一点) 用 f(x1)和 f(x2)分别表示在 x1和 x2上的试验结果，如果 f(x1)比 f(x2)好，则 x1是好点，于是把试验范围(a，x2)划 去，剩下(x2，b)；如果 f(x1)比 f(x2)差，则 x2是好点，这就应当划去(x1，b)而保留(a，x1)。下一步在余下范围内找好 点，如图 1 所示。 在前一种情况下，x1的对称点为 x3，即在第三个试验点 x3处安 排试验，用对称公式计算有: 321 xxbx 如图 2a)所示。在后一种情况下，第三个试验点 x3应是好点 x2的 对称点，即: 312 xaxx 如图 2b)所示。 如果 f(x1)和 f(x2)相同，则应具体分析，看最优点可能在哪一边，再决 定取舍。一般情况下，可以同时划掉(a，x2)和(x1，b)，仅留下中间的 (x2，x1)，然后把 x2作为新的 a，把 x1作为新的 b，在范围(x2，x1)中再用对称公式重新安排试验点。 无论出现上述三者中的任一种情况，在新的试验范围内都可以找到两个试验点进行试验，以供比较。这个过程 重复进行，直到找出满意、符合要求的试验点并得出要求的结果；或者留下的试验范围很小，再作下去试验结果差 别不大时，即可中止。 去掉 a x2 x1 b 图图 1 0.618 法法 x2 x1 x3 b a) a x3 x2 x1 b) 图图 2 用对称公式安排试验点用对称公式安排试验点 11 用 0.618 法进行试验设计，每次可以去掉试验范围的 0.382。一般如用均分法安排 1000 次试验，用 0.618 法最 多不超过 14 次，因此，0.618 法是在单因素试验设计中经常应用的一种方法。 5、分数法、分数法 分数法与 0.618 法相同，适用于试验范围a，b内目标函数为单峰的情况。但与 0.618 法不同之处在于要求预先 给出试验总数或者可由已确定的试验范围和精确度计算出试验总数的情况。在已知试验总数的情况下，用分数法较 0.618 法更为方便。 分数法中的分子是菲波那契(Fibonacci)数。如用 F0、F1、F2、Fn代表这个数列，则菲波那契数满足下列递 推关系： FnFn-1十 Fn-2(n2) 当 F0F11 确定之后，菲波那契数列就完全确定了，即为 1，1，2，3，5，8，13，21，34，55，89，144，。 若令 Gn=Fn/Fn+1（n2） ，则可得分数数列Gn为：2/3，3/5，5/8，8/13，13/21，21/34，。因为 n2，所 以具体项数取值为：第二项为 2/3，第三项为 3/5，Gn的每个取值 Gn，即可作为分数法的试验点。当 n 时，可以证明 Gn趋于 0.618。 “分数法”的实施方法： (1)根据试验范围确定试验次数。如试验次数取 k 个等级，从数列Gn中，找出不小于 k 的最小分母相应的项 Gn，则试验次数为 n。 (2)第一试验点取在与 Gn的分子数值相当的离散点上。 (3)下面按 0.618 法确定 x2，x3，xn。 例题例题 6-2 某工序使用 CW6140 机床进行加工，该机床转速共分 12 档，如表 6-2 所示。试用分数法寻求最佳转 速。 表表 6-2 CW6140 档次档次 档次123456789101112 转速(转/分)2333486795135 190 240 350 485 690 1000 解：试验步骤： (1)找出数列Gn中分母大于 k=12 的最小分母相应的 Gn，Gn=G5，即第 5 项，G5=8/13。可知最多试验 5 次即可 找到最佳转速。 (2)第一试验点 x1为 8/13，其分子为 8 取第 8 档，实际的转速为 240 转/分。 (3)第二试验点：x2=左端点+右端点前一点，即 x2=1128=5。在第 5 档，实际的转速为 95 转/分上作试 验。 (4)比较这两档转速，若第 8 档好，则第三试验点：由 0.618 法 x3=5128=9。即在第 9 档 350 转/分上继续作 试验。若第 5 档好，则第三试验点为 x3=185=4，即在第 4 档 67 转/分上继续作试验，五次试验即可找到最佳 转速。 分数法与 0.618 法的区别只是用分数 Fn-1/Fn和 Fn-2/Fn代替 0.618 和其对称点 0.382 来确定试验点，以后步骤相 同。一旦用 Fn-1/Fn确定了第一个试验点，以后与 0.618 法相同，可根据对称公式确定其他试验点，也会得出完全一 样的试验序列。事实上 Fn/Fn+1(n0，l，2，)就是 0.618 的一系列渐近分数。 6、分批试验法、分批试验法 分批试验法是将全部试验分几批作，一批同时安排几个试验，这样可以兼顾试验设备、代价和时间上的要求。 分批试验法实用于： a)预先能够确定总的可能试验个数，即已知试验的范围和要求的精确度； b)事先限定试验的批数和每批的个数。 如果各批试验数目相同，则可根据预给的要求进行试验。 （二）多因素实验设计 多因素试验设计法以概率和数理统计作为理论基础，包括因素轮换法、随机试验法等，其中最主要的方法是正正 交试验法。交试验法。 12 1、正交试验法的特点（、正交试验法的特点（日本田口玄一） 正交试验法是利用“均衡分散性”和“整齐可比性”正交性原理，从大量的试验点中挑出适量的、具有代表性、 典型的试验点以解决多因素问题的试验方法。其优点优点是能在众多的试验条件中，选择出代表性强的少数条件，以便 通过次数较少的试验，找到较优或最优的试验方案。 整齐可比性，是指在同一张正交表中，每个因素的每个水平出现的次数是完全相同的。 均衡分散性，是指在同一张正交表中，任意两列（两个因素）的水平搭配（横向形成的数字对）是完全相同的。 正交试验法具有以下特点： 试验因素多。试验次数少、时间短。经济效益好 2、正交表、正交表 正交表是正交试验的试验工具。它是根据正交性原理设计而成的标准的表格。以 L4(23)正交表为例，其符号表 示如下： 表表 6-3 L4(23) 数码种数，代表因素水平数 列数，代表最多能试验的因素 )2( 3 4L 行数，代表试验的次数 正交表符号 它有 4 个横行和 3 个纵列，都是由数码“1”和“2”组成的，是最小的正交表。 正交表的特性：正交表的特性： 每列都由相同的数码组成。 任意两列，其横方向形成的数码对，出现的次数是相等的。 四、质量管理的七种工具 在质量管理中常用的管理工具有七种，即分层法、散布图法、因果分析图法、排列图法、统计分析表法、直方 图法和控制图法等。 （一）分层法把混杂在一起的不同类型的数据按其不同的目的分类。 分层的原则分层的原则是使同一层次内的数据波动幅度尽可能地小，而层与层之间的差异尽可能地大。 分层可采用以下标志标志。 1人员。可按员工的工龄、性别、技术级别以及班次进行分层。 2机器设备。可按设备类型、新旧程度、不同工具等进行分层。 3材料。可按产地、批号、制造厂、规格成分等分层。 4工艺方法。可按不同工艺、不同加工规程等进行分层。 5工作时间。可按不同班次、不同日期等进行分层。 6工作环境。可按照明度、清洁度、温度、湿度等进行分层。 7测量。可按测量设备、测量方法、测量人员、测量取样方法和环境条件等进行分层。 8其他。可按地区、使用条件、缺陷部位、缺陷内容等分层。 分层法的应用程序分层法的应用程序是： 1收集数据和意见。 2将采集到的数据或意见根据目的不同选择分层标志。 3分层。 4按层归类。 5画分层归类图。 纵列(因素数) 横行(试验号) 123 1 2 3 4 1 2 1 2 1 1 2 2 1 2 2 1 - 13 - 原因类别原因类别 原因类别原因类别 结 果 原因类别原因类别 原因类别原因类别 结 果 第二层原因 第一层原因 第三层原因 （二）散布图法 1、散布图法的涵义涵义 通过散布图，因素之间繁杂的数据就变成了坐标图上的点，其相关关系使一目了然地呈现出来。 2、散布图的绘制绘制 散布图：将影响质量特性因素的各对数据用直角坐标系表示成图形，以观察判断两个质量特性变量之间的关系， 对产品或工序进行有效控制。 散布图的绘制方法绘制方法很简单首先要搜集调查因素的有关数据，X 与 Y 应一一对应，为保证必要的判断精度，数 据最好取 30 组以上；其次，根据所测得的观测值 X 与 Y，以坐标点形式一一将其标注于直角坐标系中，即可得到 所得要的散布图。制作和观察散布图时应注意以下事项注意以下事项： (1)要注意对数据进行正确的分层，否则可能做出错误的判断。 (2) 观察是否有异常点或离群点的出现。 (3)当收集到的数据较多时，难免出现得复数据。在作图时，可以用双重圈或多重圈表示，或者在点的右上方注 明重复次数。 (4)由相关分析所得的结论，应注重数据的取值范围。一般不能任意更改其适用范围，当取值范围不同时，应再 作相应的试验与分析。 通过观察散布图，虽然可以对变量间的相关趋势做出大致的估计，但是这样做由于缺乏客观的统一判定标 准可靠性较低，还只能说是一种定性判断的方法。 （三）因果分析图法（石川图）日本质量管理学者石川馨 为分析特性与因素之间的关系而采用的树枝状图（或鱼刺图）称为因果图。广泛应用于制造业及服务业的质量 分析和质量改进活动中。 1、因果图的应用程序、因果图的应用程序 （1）简明扼要地规定结果，即规定需要解决的质量问题。 （2）确定问题中影响质量原因的分类方法。 （3）开始画图 图 2 因果分析简图 （4）寻找所有下一个层次的原因，画在相应的主（因）枝上，并继续一层层地展开（图 3） 。一张完整的因果 图展开的层次至少应有两层。 图 3 因果分析图 （5）从最高层次（即最末一层）的原因（末端因素）中选取和识别少量（一般为 35 个）看起来对结果有最 大影响的原因（一般称为重要因素，简称要因） ，并对它们作进一步的研究，如收集资料，论证、试验、控制等。 - 14 - 2、画因果图的注意事项、画因果图的注意事项 （1）结果（特性）要提得具体。 （2）为了改善还是为了维持现状应该明确。 （3）因果图是一种枚举法，故在分析原因时，要集思广益，充分发表意见，特别是重视现场人员的意见，力 求分析结果无一遗漏。 （4）一个结果（特性）作一个因果图。 （5） “原因”的审查。对原因权衡轻重，确定哪个或哪些因素是重点，订出相应的措施去解决。 （四）排列图法（P203） 排列图（帕累托图）排列图（帕累托图）：将质量改进项目从最重要到最次要进行排列而采用的一种简单的图示技术。 帕累托原理帕累托原理：“关键的少数和次要的多数” 。 排列图有两个作用作用：一是按重要顺序显示出每个质量改进项目对整个质量问题的作用；二是识别进行质量改进 的机会。 排列图的应用程序应用程序是： （1）选择要进行质量分析的项目。 （2）选择用于质量分析的质量单位，如出现的次数（频数） 、成本、金额或其他。 （3）选择进行质量分析的数据的时间间隔。 （4）画横坐标。按度量单位量值递减量值递减的顺序自左至右自左至右在横坐标上列出项目。 （5）画纵坐标。在横坐标两端画两个纵坐标，左边的纵坐标按度量单位规定，其高度必须与所有项目的量值 和相等，右边的纵坐标应与左边纵坐标等高，并从 0100%进行标定。 （6）在每个项目上画长方形，其高度表示该项目度量单位的量值，长方形显示出每个项目的作用大小。 （7）由左到右累加每一项目的量值（以%表示） ，并画出累计频数曲线，此曲线又叫帕累托曲线，用来表示各 项目的累计作用。 （8）利用排列图确定对质量改进最为重要的项目。 例 5-1 某烟厂卷烟车间在 2002 年第四季度对成品抽样后得到外观质量不合格项目的统计资料，如表 4 所示。 表表 4 4 卷烟成品不合格项目统计卷烟成品不合格项目统计 项目切口贴口空松短烟过紧钢印油点软腰表面 缺陷数 80297458352810151255 根据排列图的应用程序对上述原始资料进行加工整理，得表 5 和图 5。 从图 5 所绘制的曲线，采用 ABC 分类法可以找到影响产品质量的关键问题，或者确定产品质量的重点项目。 所谓 ABC 分类法，就是将累计频率划分为三类：080%为 A 类，在排列图上所占比重大，也称主要因素， 80%90%为 B 类，在排列图上所占比重小，称为次要因素，90%100%为 C 类，在排列图上所占比重很小，称为 一般因素。本例中，香烟“空松”和“贴口”这两个项目质量缺陷占全体质量缺陷的 76.3%，因此这两项应作为 “质量改进”的主要对象，宜集中力量加以解决。如此才能取得质量改进的最好效果。 表表 5 5 缺陷项目统计表缺陷项目统计表 序号项目频数(支)累计频数(支)累计百分比(%) 1空松45845846.3 2贴口29775576.3 3切口8083584.3 4表面5589089.9 5短烟3592593.4 6过紧2895396.3 7其他37990100 N=990 - 15 - 图 5 卷烟外观质量不合格排列图 （五）统计分析表法（调查表、检查表、核对表） （P174） 它是用来系统地收集资料和积累数据，确认事实并对数据进行粗略整理和分析的统计图表。一般在质量管理活 动中，特别是在 QC 小组活动、质量分析和质量改进的活动中得到广泛的应用。 调查表的应用程序应用程序是： （1）明确收集资料的目的。 （2）确定为达到目的需要收集哪些方面的资料。 （3）确定对资料的分析方法（如运用哪种统计方法）和负责人。 （4）根据目的不同，设计用于记录资料的调查表格式，包括：调查者、调查时间、调查地点和方式等栏目。 （5）对收集和记录的部分资料进行预先检查、目的是审查表格设计的合理性。 （6）在必要时，应评审和修改该调查表格式。下面介绍几种常见的统计调查表方法。 1、不合格品项目调查表 用来调查生产现场不合品项目频数和不合格品率，以便继而用于排列图等分析研究。 2、缺陷位置调查表 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序，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。 这种调查分析的做法调查分析的做法是：画出产品示意图，并规定不同外观质量缺陷的表示符号。然后逐一检查样本，把发现 的缺陷，按规定的符号在同一张示意图中的相应位置上表示出来，这样，这张缺陷位置调查表就“记录”了这一阶 段（这一批）样本的所有缺陷的分布位置、数量和集中部位，便于进一步发现问题，分析原因，采取改进措施。 3、质量分布调查表计量值数据进行现场调查的有效工具 它是根据以往的资料，将某一质量特性项目的数据分布范围分成若干区间而制成的表格，用以记录和统计每一 质量特性数据落在某一区间的频数 4、操作检查表 为了使工序操作人员能够严格地遵守操作规程以保证产品质量，在某些重要工序或批量很大的工序可以使用自检用 的操作检查表 5、矩阵调查表 矩阵调查表是一种多因素调查表，它要求把产生问题的对应因素分别排成行和列，在其交叉点上标出调查到的各种 缺陷和问题以及数量。 （六）直方图（P197） 直方图是频数直方图的简称。它是用一系列宽度相等、高度不等的长方形表示数据的图。长方形的宽度表示数宽度表示数 据范围的间隔据范围的间隔，长方形的高度表示在给定间隔内的数据数高度表示在给定间隔内的数据数。 直方图的作用作用是： （1）显示产品质量波动的状态。 （2）较直观地传递有关过程质量状况的信息。 （3）通过直方图，能够掌握过程的状况，从而确定在什么地方进行质量改进工作。 （4）可估算工序的不合格品率。 1、直方图的应用程序（应用程序（P198） - 16 - （1）收集数据，作直方图的数据一般应大于 50 个。 （2）确定数据极差（R） 。用数据最大值减去最小值求得。 （3）确定组距（h） 。先确定直方图的组数，然后以此组数去除极差，可得直方图每组的宽度，即组距。组