质量管理中的新老七种统计工具_刘宏

1、37Quality Engineering质量管理中的新老七种统计工具StatisticalToolsofOldandNewSevenClassesinQualityM a n a g e m e n t刘宏(中国电子科技集团公司第41研究所,青岛266555Liu Hong(The 41st Research Institute,CETC,Qi ngdao, 266555,Ch i n a摘要:本文介绍了统计工具在质量管理中的应用,重点阐述了日本质量专家发明的新老七种统计工具的特点。关键词:统计工具;质量管理中图分类号:TB114.2文献标识码:A文章编号:1003-0107(200602-

2、0037-05A bs tr act: Thi s paper intr oduc es appl ic ation of s tati stic al tool s in quali ty m anagem ent ,m ai nl y el abor ates s peci al ty of s tati stic al tools about ol d and new seven cl as ses that were i nv ented by Japanes e qual ity experts.Key words: Statistical tool; Quality managem

3、ent CLC number:TB114.2Document code:A Article ID:1003-0107(200602-0037-05现的多样性,为系统的快速适应性奠定了基础。基于系统模型并配置合适的开发工具与支撑环境是实现质量信息管理系统适应动态管理的主要途径。4.结束语在复杂多变的市场营销和市场服务中,在多品种变批量生产模式下,现代企业面临的是大量的个性化动态质量信息。基于对象模型的质量信息管理系统解决了动态环境中的质量信息管理问题。这种方法具有较强的扩展能力与二次开发能力,能够根据企业业务的变化对系统进行扩充和适应性维护,以随时应用最新的信息技术响应企业环境状态的变化,实现质

4、量信息的重组与重用。参考文献:1张根保.现代质量工程M .北京:机1.引言众所周知,美国在统计技术及其它学科的理论研究方面在国际上占有领先地位。20世纪30年代,美国休哈特博士发明的控制图、罗米格和道吉博士发明的统计抽样理论,有力地推动了质量管理由质量检验阶段向统计质量控制阶段的发展。但是,由于统计技术的理论基础是概率论,具有较高的难度,对初级技术人员和现场工人而言,是很难理解和接受的,因此统计技术在质量管理中的应用远远滞后于统计技术的发明。二战之后,严厉的国际制裁,迫使日本由军国主义国策而改为以质量为中心的技术救国的道路。在美国质量专家戴明博士的指导下,许多日本质量管理专家致力于统计技术应用

5、的简化工作的研究。20世纪60年代,为适应全员参与日本刚刚开始推行的全面质量管理的需要,日本质量管理专家针对现场工人和初级技术人员的特点,开发出便于掌握的七种统计工具,即排列图、因果图、调查表、直方图、控制图、散布图和分层法,一般称为“质量管理七种工具”,适用于现场的质量管理。随着质量管理的不断深化,70年代又开发出“质量管理新七种工具”:K J 法、关联图、系统图、矩阵图、矢线图、P D P C 法、矩阵数据解析法,适用于管理层质量管理。正因为日本质量专家注重统计技术在质量管理中的作用,在日本推行全面质量管理的差不多20年(60年代至80年代中,彻底改变了劣质产品生产国的落后状态。2.统计工

6、具的定义所谓统计工具是指简化的统计方法,即不讲求统计技术的理论、也不讲求统计方法的原理和设计,更不讲求对统计结果的分析,只讲求操作步骤。如同在生产过程中并不要求操作人员掌握扳手、螺丝刀等工具的设计原理和制造工艺,只要能在适用的条件下得心应手的去使用工具就可以了。新老七种统计工具的开发是日本质量管理专家在械工业出版社,2000.2张建明,陈宏盛,基于Intranet 环境的装备质量信息管理研究J .计算机工程-2004.18:193-195.3李锴.浅谈企业质量信息管理J .辽宁工学院学报(社会科学版:20043:45-46.4叶强,孙沂.质量管理的关键在于驾驭信息J.中国个体防护装备-2003

7、3:3.5胡锦敏,彭楚武,王辉等,面向对象技术在C I M S 系统中的应用研究J 。清华大学学报。1998.25:64-67.Q u a l i t y M a n a g e m e n t38Quality Engineering 质量管理工作中的一大贡献。在质量管理应用统计技术中,常提到统计技术、统计方法和统计工具三个名词。统计技术是指以概率论为理论基础,研究随机现象中确定的数学规律的学科,即指整个学科而言,是一门技术的总概括。统计方法是指统计技术中的具体方法,如控制图、散布图、直方图等是统计技术中的几种方法,原则上不称控制图、散布图、直方图等为统计技术。而统计工具则是简化的统计方法,

8、三者间虽有不同之处,其研究宗旨都是确定随机现象的数学规律,又有着一定的共性。3.老七种统计工具的概述及图例3.1排列图用于质量分析的一种工具,对发生频次从最高到最低的项目进行排列而采用的简单图示技术。解决质量问题要抓住关键的少数原因,以最少的努力取得最佳的改进效果。排列图按下降的顺序显示出每个项目(例如不合格项目在整个结果中的相应作用。相应的作用可以包括发生次数、有关项目的成本或影响结果的其他指标。用矩形的高度表示每个项目相应的作用大小,用累计频数表示个项目的累计作用。图3-1 是某铸件不合格项目排列图。图3-1排列图实例3.2因果图主要用于分析质量特性(结果与可能影响质量特性的因素的(原因的

9、一种工具,可以将许多可能的原因归纳成原因类别与子原因,画成形似于鱼刺的图,通过对这些因素进行全面系统地观察与分析,找出其因果关系,从而把握现状、寻找措施解决问题。该图由日本质量专家石川馨1953年首次提出,又称石川图;因图似鱼刺,也称鱼刺图。图3-2是某尺寸不合格的因果图。3.3调查表既适用于收集数字数据,又适用于非数字数据;是用于收集和记录数据的一种表格形式,便于按统一的方式收集数据并进行统计计算和分析。调查表用于对事物或项目的调查,需明确调查的基本要求、目的、类型和方式等。3.4直方图即用一系列等宽不等高的长方形来表示数据。宽度表示数据范围的间隔,高度表示在给定间隔内数据出现的频数,变化的

10、高度形态表示数据分布情况。根据直方图提供的信息,可以推算出数据分布的各种特征值和过程能力指数以及过程的不合格品率等,为质量改进提供信息。图3-3是车削某零件外圆尺寸的直方图,其均值为15.33,允差中心为17.5,标准差为4.55,不含偏移的过程能力指数为1.28,含偏移的过程能力指数为1.12 。图3-3直方图实例3.5控制图在过程中,异常因素对产品的质量变异影响的程度是很大的。控制图是一种用于判断过程正常还是异常的统计工具,可以有效地区分过程的波动是固有的还是异常因素所引起的,是美国休哈特博士于1927年发明,为质量管理从传统的质量检验阶段发展到统计质量控制阶段提供了有效的工具。在人、机、

11、法等生产条件确定时,生产过程处于正常状态,其质量数据所形成的典型分布是可重复的情况下即可使用控制图,一张控制图只能控制一个控制对象,其控制对象可以是质量特性、质量指标、工艺参数等,若在某工序需对二个以上的质量特性进行控制,必须同时应用二张以上的控制图分别实施质量控制。图3-4是某产品缺陷数控制图,由数据服从泊松分布和收集的25组数据绘成,其控制上限为4.67,所计算的下限为小于0的值,即为不考虑下限。图3-2因果图实例Q u a l i t yM a n a g e m e n t39Quality Engineering图3-5散布图的典型图形图3-4缺陷数控制图实例3.6散布图是研究成对出

12、现的数据(每对数据在平面直角坐标系中与一个点一一相对应,即两组变量之间相关关系的图示技术。散布图可以进行定性分析也可以进行定量分析(回归分析。在质量分析及质量改进以至质量管理活动中,散布图有着广泛的应用前途。散布图的坐标轴应予以合理的刻度,并恰好等于试验的数据范围,保证既不丢失数据,也不使散布图变形,影响定性分析的准确性。图3-5为散布图的典型图形。3.7分层法又称为分类法或分组法。造成质量问题的原因和条件是多方面映出来,就可以显示出分层的作用与效果,否则分层无效。在应用分层法对数据进行分层时,须选择适当的分层标志,一般按人、机、料、环、法、时间等条件作为的标志。分层法是一种十分重要的统计方法

13、,几乎在应用的其它统计方法(如因果图、排列图、散布图、直方图、控制图等的应用过程中都可以结合应用。4.新七种统计工具的概述及图例4.1系统图又称树图或树型图,能将事物或现象分解成树枝状,就是把要实现的目的与需要采取的措施和手段,系统地展开,并绘制成图,以明确问题的重点,寻找最佳手段与措施。社会上常见的“组织系统图”、“家谱图”都属于系统图的一种类型。常用的系统图大体可以分为两大类:一类是把组成事项展开,称为因素展开型系统图;另一类是把为了解决问题和达到目的或目标的手段、措施加以展开,称为措施展开型系统图。图4-1为某新品开发中设计质量系统图框架。4.2矩阵图是通过多元思考而明确问题的一种方法。

14、所谓矩阵图就是从成为问题的现象中,找出成对的要素,把属于要素群A 的若干要素A 1,A 2,A 3,A i ,和属于要素B 的若干要素B 1,B 2,B 3,B i ,分别排列成为行和列,在交点处用符号表示出A B各要素之间的相关关系的图形。矩阵图在应用时具有一个很重要的特征,就是把应该分析的对象表现在适当的矩阵图上,也就是说可以把若干矩阵图的类型表现在不同的图形上,以便按不同的对象选择并灵活应用。图4-2是称量系统矩阵图。4.3矢线图又称网络图、网络计划技术,是安排和编制最佳日程计划,有效地实施进度管理的一种管理方法,即把推进计划所必须的各项工作,按时间顺序和从属关系,用网络形(人、机、料、

15、环、法的,所收集的大量统计数据往往带有综合性,为真实地反映质量问题的实质性原因和变化的规律,将收集到的大量统计数据,按其不同的来源进行分类后,再进行质量分析的方法,称为分层法。分层的目的在于使同一层内的数据波动尽可能小,而使层与层之间的数据差异尽可能大地 反图4-1 系统图框架实例图4-2矩阵图实例式表示的一种图形,因作业活动用箭条连接,故称矢线图。矢线图中每一项作业都应有自己的节点编号,编号从小到大,不能重复和闭环;相邻两个节点之间只能有一项作业,也就是只能有一个箭条;起始节点和终点节点只能有唯一的,Q u a l i t y M a n a g e m e n t40Quality Eng

16、ineeringP D P C 法,就是为了完成某个任务或达到某个目标,在制定行动计划或进行方案设计时,预测可能出现的障碍和结果,并相应地提出多种应变计划的一种方法,计划执行过程中遇到不利情况时,仍能按第二、第三或其它计划方案进行,以便达到预定的计划目标。P D P C 法的特征是从全局或整体掌握系统的状态,因此可作全局性的判断,密切注意系统进程的动向,在追踪系统运转时,能掌握产生非理想状态的原因,从而不断补充、修订计划措施。图4-6是某企业防止包装颠倒的P D P C 法。图 4-3矢线图实例绘制时不能有缺口,即不允许出现多起点或多终点的现象。图4-3是某工程计划矢线图。4.4关联图关联图是

17、分析问题、解决问题的一种工具,即把几个问题以及涉及这些问题的关系极为复杂的因素之间的因果关系用箭头连接起来的图形。关联图的应用在于整理、运用语言资料、分析逻辑关系而达到问题的层层展开。绘制关联图之后并不等于问题已经解决,在研究如何解决问题的过程中,自如地掌握运用关联图是很重要的。图4-4是寻求装配线不良原因的关联图。4.5KJ 法是由日本学者川喜田二郎于1970年前后研究开发并加以推广的方法,包括亲和图(又称A 型图解法和分层图等不的一种方法。这种方法可以理解为“合并同类项”。分层图是将收集到的大量杂乱无章的语言资料,按其逻辑关系(包括因果关系和目的手段关系层层展开的一种方法。图4-5是某溶剂

18、厂整理的语言资料亲和图。4.6过程决策程序图(PDPC 法P D P C 法是运筹学中的一种方法。所谓图4-4 关联图实例图4-5亲和图实例同的类型,非常适合解决那些需要时间、不容易解决而非解决不可的问题,但不适合简单的、需要迅速解决的问题。亲和图就是将收集到的大量杂乱无章的语言资料,根据它们相互之间的亲和性(意义相近似总结归纳起来图4-6PDPC 法实例Q u a l i t y M a n a g e m e n t41Quality Engineering4.7矩阵数据解析法是在矩阵图应用的基础上发展起来的一种方法,对已排列于矩阵图中的相对事物进行量化后的一种数据解析法。新七种工具中,其

19、它六种都是以图表表示的非数字数据的情理型方法,而矩阵数据解析法从定性分析的矩阵图转化为定量分析的数字数据的统计型方法。5.统计工具在P D C A 循环中的作用P D C A 循环是一种科学的管理程序,最早由休哈特博士提出,后来由戴明博士带到日本,在日本推行全面质量管理工作中推广应用,故又称为“戴明环”。2000版的I S O 9000标准已将这一适用于开展各种工作或活动的科学的管理程序纳入标准,作为质量管理体系建立和运行必须遵循的程序,也是质量持续改进应遵循的程序。P D C A 循环是依据客观规律总结出来的管理运转程序,这一规范化的科学管理程序包含四个阶段和八个步骤,其中四个阶段必不可少,

20、而八个步骤可根据工作项目的规模、特点以及实现的方法不同而有所不同。P D C A 循环的四个阶段为:策划(p l a n 、实施(d o 、检查(c h e c k、行动(action 。PDCA 循环的八个步骤为现状调查、原因分析、要因确认、制定对策、实施对策、检查效果、巩固措施和寻找遗留问题。在P D C A 循环的各阶段、各步骤中,新老七种工具都能发挥很重要的作用。同时还应注意到,各种工具的应用不是孤立的,一种统计工具又可能使另一种工具的结果得到深化和具体化,为解决质量问题提供更好的条件,提倡各种统计工具灵活应用、联合应用,以谋求多快好省地实现质量的改进目标。表1为P D C A 循环各阶段统计工具的应用。6.结束语新老七种统计工具在日本经济振兴中充当了致关重要的角色,可见,统计技术和统计工具的应用在表1PDCA 循环各阶段统计工具的应用老七种统计工具新七种统计工具排因调直控散分K 关系矩矢PDPC 矩阵数列果查方制布层J 联统阵线据解析图图表图