宏利铸业有限公司SPC控制方案研究

1、大连工业大学毕 业 设 计（论 文） 题目：泊头宏利铸业有限公司SPC控制方案研究 子题： 专 业：工业工程 指导教师：时君丽学生姓名：刘媛媛 班级-学号：工业041-35 年 月1 SPC概述1.1质量管理与SPC简介质量管理是指在质量方面指挥和控制组织的协调的活动，通常包括制定质量方针和质量目标以及质量策划、质量控制、质量保证和质量改进。任何一门科学的发展都有其内在的规律性，质量管理学的发展就是以社会对质量的要求为原动力的。按照质量管理在工业发达国家实践中的特点，质量管理的发展一般可分为三个阶段：质量检验阶段（20世纪初至20世纪30年代）这一阶段质量管理的初级阶段。其主要特点是以事后检验

2、为主。在此之前的工厂的产品检验都是通过工人的自检来进行的。统计质量控制阶段（20世纪40年代至20世纪50年代）这一阶段的主要特点是：从单纯依靠质量检验、事后把关，发展到过程控制，突出了质量的预防性控制的管理方式。全面质量管理阶段（20世纪60年代起至今）全面质量管理就是“三全”的管理，即全面的质量、全过程、全员参与。其基本指导思想为：a.质量第一、以质量求生存、以质量求繁荣；b.用户至上；c.质量是设计、制造出来的，而不是检验出来的；d.强调用数据说话；e.突出人的积极因素。SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它

3、对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。它认为，当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）；当过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。1.2 SPC发展及其作用SPC于20世纪20年代首先由美国休哈特

4、(W.A.Shewhart)提出，今天的SPC与当年的休哈特的过程控制方法并无根本的区别。SPC迄今已经经历了三个发展阶段，即SPC、SPD、SPA阶段。第一阶段SPC休哈特的SPC理论开始并没有得到他的同胞的重视，相反，二战后经济遭受严重破坏的日本在1950年刚接触SPC便十分敏感，立刻引进并大力推广。经过30年的努力，日本终于跃居世界质量与生产率的领先地位。美国著名质量管理专家伯格(RogerW.Berger)教授指出，日本成功的基石之一就是SPC。在日本强有力竞争的威胁下，从80年代起，西方工业国家纷纷开展“SPC复兴”运动，美国从1980年开始大力推行SPC，经过15年的努力，才于19

5、95年在民用品的质量方面和日本扯平。我国从60年代起就开始引进了SPC，当时由于生产发展的水平以及政治环境的制约，未能在企业中打下基础。但学术界一直没有停止沿着SPC探索的脚步。第二阶段SPDSPD是英文Statistical Process Diagnosis的简称，即统计过程诊断。SPC虽然能对过程的异常进行告警，但是它并不能告诉我们是什么异常，发生于何处，也即不能进行诊断。1980年我国张公绪教授提出选控控制图系列，为统计诊断理论奠定了基础。1982年张公绪教授提出了两种质量诊断理论，即以总质量与分质量的概念（张公绪将当前工序本身的固有加工质量称为分质量，或称工序固有质量，而将通常的质量

6、，即分质量与上道工序对下道工序的影响二者的综合称为总质量）为基础，然后将两种质量加以度量和比较从而进行诊断的一种理论，突破了传统的美国休哈特质量控制理论，开辟了统计质量诊断的新方向，从此SPC上升为SPD。1994年，张公绪教授及其学生提出多元逐步诊断理论，解决了西方工业发达国家的诊断理论中存在的由于变量多而致犯第一种错误的概率大的问题。1996年，张公绪教授又提出两种质量多元诊断理论，解决了多工序、多指标系统的质量控制与诊断问题。目前SPD已进入实用性阶段，我国仍然居于领先地位。第三阶段SPASPA是英文Statistical Process Adjustment，即统计过程调整。这方面国外

7、刚刚起步，并称之为ASPC（算法的统计过程控制），目前尚无实用性的研究成果。SPC给企业各类人员都带来好处：对于生产第一线的操作者，可用SPC方法改进他们的工作；对于管理者，可用SPC方法消除在生产部门与质量管理部门间传统的矛盾；对于领导者，可用SPC方法控制产品质量，减少返工与浪费，提高生产率，最终可增加上缴利税。通过有效实施SPC，可以从以下几个方面使企业受益：提高产品质量水平；降低质量成本；提高客户满意度，赢得更多客户；实物质量和管理质量的持续改进；帮助取得ISO9000、QS9000认证；以科学理论依据和量化管理保证最终输出；提高整个供应链的信心。通俗地说明SPC功效：看清品质状况，提

8、前发现问题；提出问题根源，少花钱办好事；减少报表麻烦，满足客户要求；提升生产效力，降低品质成本。1.3 SPC常用工具1.3.1 控制图控制图是由美国贝尔(Bell)通信研究所的休哈特(W.A Shewhart)博士发明的，因此也称休哈特控制图。 控制图是反映和控制质量特性值分布状态随时间而发生的变动情况的图表。它是判断工序是否处于稳定状态、保持生产过程始终处于正常状态的有效工具。图1.1 控制图示例如图1.1所示，控制图有如下基本特性：1.以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标的平面坐标系；2.三条具有统计意义的控制线：中心线CL、上控制线UCL和下控制线LCL

9、；3.一条质量特性值或其统计量的波动曲线。在实际生产过程中，坐标系及三条控制线是由质量管理人员事先经过工序能力调查及其数据 的收集与计算绘制好的。工序的操作人员按预先规定好的时间间隔抽取规定数量的样品，将 样品的测定值或其统计量在控制图上打点并联接为质量波动曲线，并通过点子的位置及排列情况判断工序状态。休哈特控制图控制界限是以3原理确定的。即以质量特性统计量的均值作为控制中线CL； 在距均值±3处作控制上、下线。由3原理确定的控制图可以在最经济的条件下达到保证生产过程稳定的目的。 由于数据分为计量值与计数值两大类。因此控制图分为计量值控制图和计数值控制图两大类型。又因各种类型的控制图

10、所选择的统计量不同，因此又可分为不同种类的控制图。常用的各种控制图的特点及适用场合如表1.1所示。 表1.1 控制图种类及适用场合类别名称管理图符号特点适用场合计量值控制图均值极差控制图最常用，判断工序是否异常的效果好，但计算工作量大适用于产品批量较大而且稳定正常的工序。均值标准差控制图计算复杂，但效果较好适用于产品样本量大于10的状况。中位数极差控制图计算简便，但效果较差些，便于现场使用适用于现场检验，且样本量为奇数的场合。单值移动极差控制图XRs简便省事，并能及时判断工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。因各种原因（时间费用等）每次只能得到一个数据或希望尽快发现并消除异常

11、原因计数值控制图不合格品数控制图np较常用，计算简单，操作工人易于理解样本容量相等不合格品率控制图p计算量大，管理界限凹凸不平样本容量可以不等缺陷数控制图c较常用，计算简单，操作工人易于理解，使用简便样本容量（面积或长度）相等单位缺陷数控制图u计算量大，管理界限凹凸不平样本容量（面积或长度）不等1.3.2过程能力指数过程能力是指过程处于正常状态即稳定状态下所具有的实际加工能力。过程能力指数是指导该工序的加工精度能满足公差要求程度的大小。数值上，工序能力指数是技术要求或产品公差（T）与工序能力（P）的比值。即 （1.1）由于生产处于稳定状态时，影响工序能力的偶然因素（随机因素）的综合作用结果近似

12、地服从正态分布，因此，可采用正态分布的特征参数标准（）作为工序能力的定量单位，一般用“6”表示。当分布中心与公差中心重合时，如图1.2所示，可直接利用Cp值的定义进行计算。由于母体标准差（）一般很难找到，通常用样本的标准差（s）代替，即（1.2）图1.2 分布中心与公差中心重合当分布中心与公差中心不重合时，如图1.3所示，其中，K为修正值；M为公差范围中心值，X为实际尺寸分布范围的中心值；为分布中心与公差中心的绝对偏移量，修正后的过程能力指数为： （1.3） （1.4） 图1.3分布中心与公差中心不重合对于计件值数据来说，其过程能力指数为：（1.5）式中：Pu为允许的过程不合格品率上限；p为过

13、程不合格品率的平均值；对于计件值数据来说，其过程能力指数为：(1.6)式中：Cu为允许的缺陷数上限；c为过程不合格品率的平均值。一般地，对于过程能力指数制定了如表1.2所示的评价参考。表1.2 过程能力指数Cp值的评价参考Cp值的范围级别过程能力的评价参考Cp1.67过程能力过高（应视具体情况而定）1.67>Cp1.33过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持1.33>Cp1.0过程能力较差，表示技术管理能力较勉强，应设法提高为级10>Cp0.67过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取措施立即改善0.67>Cp过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查

14、，必要时可停工整顿2 研究内容及意义2.1 研究的背景泊头宏利铸业有限公司是泊头市铸造行业的龙头企业，其主导产品为出口铸件,年设计能力6000吨，其产品以质量高、外观美、经久耐用而名震海外。本公司还具备强大的机加工能力，拥有车、铣、刨、磨、钻、镗等机加工设备160多台，有全方位的机加工能力和近40年的铸造经验。公司以承包外协件为主要生产项目，没有自主产品，目前公司并没有推行SPC，归其原因有下：1.企业对SPC缺乏足够的全面了解。SPC作为一种过程控制方法，它运用数理统计和概率论原理，可以及时发现生产中的异常情况，从而及时采取措施进行改进，把质量隐患消灭在萌芽状态，真正达到防患于未然。SPC不

15、是简单的几个控制图或统计量，而是要以这些图形或数值为基础建立一个以过程为核心的质量管理体系；2.企业对实施SPC的前期准备工作重视不够。所谓前期工作，除了对企业质量管理现状把握，还包括对员工进行SPC基本概念和知识培训，制定一个明确的质量目标和计划。只有参与者对SPC有了一定的了解和认识，才能激发他们的热情和信心，将它们正确、有效地应用在日常工作中。3.未能有效地总结和借鉴其他企业的经验。即使企业对可能导致不能有效实施SPC的原因有所认识，仍然会在实施过程中碰到一些实际问题，这些问题也是实施不成功的因素。美国一位著名医生在罗斯福总统去世几年后的一次会议上富有启发性地说，如果罗斯福的医生还有其他

16、病人，罗斯福可能活到现在。因为优秀的医生需要通过大量的病例不断学习和提高。所以，要善于利用外部优秀的“医生”来总结实际经验、充实提高应用技能。2.2 研究的主要内容与目的本次研究的主要内容为泊头宏利铸业有限公司的SPC控制方案，通过研究该公司的SPC实施条件，包括公司组织架构、品管部组织架构、生产工艺流程等，做出该公司的SPC系统规划，包括基本资料规划、SPC运作流程规划等，然后根据制定的抽样计划，收集相关数据，做出工序控制图，对控制图进行分析后，做出SPC实施对策，对企业管理者及质管部负责人提出建议，最后进行工作总结及展望。希望能够达到以下目的：1.使SPC得到管理层的认识和重视因为在实施S

17、PC的各阶段都要得到管理层的支持，如在实施SPC的初期阶段要安排培训，这需要资金与时间，需要管理层协调安排。在实施过程中有些过程需要做较大调整，有的甚至要更改工艺、更换设备等，这些都需要管理层的支持与认可。因此，有效实施SPC，管理层的认识和重视是非常重要的。2.加强培训对相关人员先期进行SPC培训是实施SPC的重要前提工作，因为SPC是基于数理统计和概率论的理论基础上的管理方法，要能在生产过程中正确运用，必须要有一定的理论基础。培训可以采取选送相关人员到外部培训单位参加培训，如有条件则应尽量邀请培训机构到工厂来培训，到厂培训一是可以增加受训的人数，另一方面也可以使培训内容更切合工厂的实际，提

18、升培训效果。3.重视数据实施SPC本身就是一种量化管理，数据的质量是非常重要的，数据的准确度、可信度直接影响到我们是否在适当的时候采取合适的行动。影响数据质量的因素主要有两个方面，一方面是测量系统影响的，另一方面是记录数据、计算等人为的影响。对于测量系统的影响，我们要定期进行测量系统分析，来确认我们的测量系统是否是可用的，从而来保证我们的数据质量，同时要尽量减少人为失误。3.借助专业的SPC软件在实施SPC过程中，由于要运用到大量的数据，同时要对这些数据进行计算，并用多种统计方法去分析，这中间的工作量是很大的。如未能及时计算出来结果，作出相应的统计图，就会错过最佳改进时机。在实施SPC活动中，

19、如果能借助专业的SPC软件，这些问题就迎刃而解了。4.实施PDCA循环，达到持续改进戴明博士最早提出了PDCA循环的概念，PDCA循环是能使任何一项活动有效进行的一种逻辑的工作程序：Plan（计划）、Do（执行）、Check（检查）、Action（行动），特别是在质量管理中得到了广泛的应用。实施SPC也要运用PDCA循环，借助SPC工具，不断地分析质量问题中各种影响因素，分析影响质量问题的主要原因，针对主要原因，采取解决的措施，并进行针对性预防在下一循环中改进，从而达到持续改进的目的。2.3研究的意义SPC非常适用于重复性生产过程。它能够帮助我们对过程做出可靠的评估；确定过程的统计控制界限，判

20、断过程是否失控和过程是否有能力；为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生；减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和验证工作。通过有效实施SPC，可以从以下几个方面使企业受益：1.提高产品质量水平2.降低质量成本3.提高客户满意度，赢得更多客户4.实物质量和管理质量的持续改进5.帮助取得ISO9000、QS9000认证6.以科学理论依据和量化管理保证最终输出7.提高整个供应链的信心2.4 论文研究的技术路线3.河北省宏利铸业有限公司SPC方案3.1 SPC实施条件3.1.1 公司组织架构总经理生产副总经理行政副总经理管理者代表生产部 行政部成品

21、仓库生产计划 客户服务生产班组人事培训采购材料仓库文件控制技检部检验计量工艺技术质量管理设备管理图3.13.1.2 生产工艺流程3.2 SPC系统规划3.2.1 基本资料规划根据其公司特点与产品特性，作出以下基本资料规划：1. 产品类别2. 缺点类别表3.1 缺点类别编号缺点类别名称说明A多肉类缺陷B孔洞类缺陷C裂纹、冷隔类缺陷D表面类缺陷E残缺类缺陷F尺寸、形状和重量差错类缺陷G夹杂类缺陷H性能、成分、组织不合格3. 缺点项目表3.2 缺点项目名称编号缺点项目名称所属缺点类别说明A01飞边多肉类缺陷A02毛刺A03抬型A04胀砂A05冲砂A06掉砂A07外渗物（豆）B01气孔孔洞类缺陷B02针孔B03缩孔B04缩松B05疏松C01冷裂裂纹、冷隔类缺陷C02热裂