质量管理(第三章)

第三章质量管理的常用方法3.1质量特性及质量数据处理1、含义质量特性是指产品、过程或体系与要求有关的固有属性。包括真正质量特性与代用质量特性。关键质量特性：指若超过规定的特性值要求，会直接影响产品安全性或产品整机功能丧失的质量特性。重要质量特性：指若超过规定的特性值要求，将造成产品部分功能丧失的质量特性。次要质量特性：指若超过规定的特性值要求，暂不影响产品功能，但可能会引起产品功能的逐渐丧失的质量特性。3.1.1质量特性及其表现形式2.不同类别产品质量特性的具体表现形式（1）硬件产品的质量特性：性能、寿命、可信性、安全性、经济性。（2）软件产品的质量特性：功能性、可靠性、易用性、效率、可维护性、可移植性。（3）流程材料的质量特性：物理性能、化学性能、力学性能、外观。（4）服务的质量特性：无形性、储存性、同步性、异质性。3.1.2质量统计基础1、总体和样本总体：是指在某一次统计分析中研究对象的全体。用N表示。个体：是指组成总体的每个单元（产品）。样本：也叫“子样”，是指从总体中随机抽取出来，并对其进行详细研究分析的一部分个体（样品），样本中包括的样品数目称为样本量或样本大小，常用符号n表示。2、质量数据是指对产品进行某种质量特性的检查、试验、化验等所得到的量化结果。它通常是由个体产品质量特性值所组成的样本（总体）的质量数据集。质量差异：产品的各道工序波动误差集中表现为产品的误差，这种误差成为质量差异或质量波动。质量数据的种类计量值数据：可以连续取值的数据。计数值数据：不能连续取值的数据。不连续的整数。质量数据的来源及收集数据的目的数据的整理加工抽样方法方法简单随机抽样先将总体中每个总体单位编号，采取抽签（抓阄），或者查随机数表、掷随机数等办法抽取。分层抽样先将总体分为若干部分，然后每部分按规定比例、按随机方法抽取样本。系统抽样先将所有总体单位编号，然后确定所需样本数量n，确定样本间隔距离=N/n，在样本距离的数值范围内抽签确定一个数值，作为抽样的起点，每隔相同样本间隔距离，抽取一个样本。整群抽样先将总体单位分为若干群（部分）（各群之间差异应非常小），然后随机抽取若干群，并由这些群中所有总体单位组成样本。补充知识点：几种抽样方法3、质量数据的特征值是由样本数据计算的、描述样本质量数据波动规律的指标。一类是描述数据分布的集中趋势，如样本平均值、样本中位数、众数等；一类是描述数据分布的离散趋势，如样本方差、样本极差、样本标准偏差等。表示总体中第个的个体的质量特性值；（1）总体算术平均数式中，表示总体中的个体数；（2）样本算术平均数式中，表示样本容量；表示总体中第个的个体的质量特性值；（3）样本中位数将全部数据按大小顺序排列后，处于中央位置的那个数值。当数据项为奇数时，中位数就是中点位置的数据值。当数据项为偶数时，中位数则应取中点位置相邻两个数据的平均值。（4）样本极差：一组数据中最大值与最小值之差。（5）样本方差（6）样本标准差（7）离散系数（变异系数）练习某小组收集到样本数据

序号12345数据（X）56475根据以上资料计算:1、样本平均值；2、样本中位数；3、样本极差；4、样本方差；5、样本标准偏差。3.2统计分析表和分层法1、含义又叫调查表、检查表、核对表。统计分析表是利用一定格式的表格，对质量数据进行登记、整理，进而对质量问题产生的原因做初步分析的一种质量管理工具。2、设计选定统计调查对象；明确统计调查目的；选择统计调查项目；草拟统计调查初表；将调查表进行试用和完善；对初表进行修改完善并形成最终使用表。3.2.1统计分析表3、种类（1）产品质量状况登记表（2）不合格项目统计表（3）产品缺陷原因统计表（4）不合格位置统计表注意事项：（1）不论哪种调查表，在设计格式时，均应包括调查者、调查时间和调查地点几个栏目；（2）调查表设计完成时，应检查栏目有否存在不足或多余、有否概念不清或不便于记录的现象；（3）必要时，应评审或修改调查表的格式；（4）在调查做记录时，应力求准确、清楚，可由其他人或组长对调楂结果进行复核。3.2.2分层法1、含义分层法又叫分类法、分组法，它是按照一定的标志，将收集到的大量质量特征数据按其数据的不同来源进行分类、整理和汇总的一种方法。分层的目的（或原则）在于把杂乱无章和错综复杂的数据和意见加以归类汇总，使之能更确切地反映客观事实。2、分层步骤明确分析目的；收集相关质量数据；选用合适的分层标志；将已收集的数据按分层标志分别进行统计整理；根据整理结果确定问题来源；进一步分析问题原因并制定有效措施。3、分层标志人员：年龄、工级、性别等。机器：设备类型、新旧程度、不同的生产线等。材料：产地、批号、制造商、规格、成分等。方法：工艺要求、操作参数、操作方法、生产速度等。测量：测量设备、测量方法、测量人员、环境条件等。环境：照明度、清洁度、温度、湿度等。时间：不同的班次、日期等。其他：地区、使用条件、缺陷部位、缺陷内容等。分层法的应用例3-1：某装配厂气缸体与气缸盖之间经常发生漏油。经检查50套产品后发现：一是3个操作者在涂黏结剂时，操作方法不同；二是所使用的气缸是由两个制造厂所提供的。在用分层法发现漏油原因时采用以下两种分层标志进行分类。操作者漏油不漏油漏油率（%）王师傅61332李师傅3925张师傅10953共计193138表3-1按操作者分层生产厂家漏油不漏油漏油率（%）一厂91439二厂101737共计193138表3-2按气缸垫生产厂家分层从表3-1和表3-2可以看出，为降低漏油率，应采用李师傅的操作方法和选用二厂的气缸垫。然而事实并非如此。当采用此方法后，漏油率并未降到预期的指标（见表3-3）。因此，这样的简单分层是有问题的。操作者汽缸垫生产厂家合计一厂二厂王师傅漏油606不漏油21113李师傅漏油033不漏油549张师傅漏油3710不漏油729合计漏油91019不漏油141731共计232750表3-3按按两种因素交叉分层正确的方法应该是：（1）当采用一厂生产的气缸垫时，应推广采用李师傅的操作方法；（2）当采用二厂生产的气缸垫时，应推广采用王师傅的操作方法。这时它们的漏油率为0。可见，运用分层法时，不应简单地按单一因素分层，应考虑各种因素的综合影响效果。3.3

排列图法3.3.1含义及应用原理又叫帕累托图或主次原因分析图。它是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。排列图由一个横坐标、两个纵坐标、几个按高低顺序排列的矩形和一条累计百分比折线组成。3.3.2排列图的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；二是寻找主要的、关键的问题或原因，识别质量改进的机会。3.3.1排列图的绘制步骤选择要进行质量分析的项目；选择用于质量分析的质量单位，如出现的次数（频数）、成本、金额或其他度量单位；选择进行质量分析的数据的时间间隔；画横坐标：按度量单位量值递减的顺序从左到右在横坐标上列出项目，将量值最小的一个或几个项目归并成“其他”项，把它放在最右端；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之和相等，右边的纵坐标应与左边纵坐标等高，并从0～100%进行标定；（续）排列图的绘制步骤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；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；利用排列图确定对质量改进最为重要的项目。排列图的绘制Excel（2007版）3.4

因果图3.5

直方图3.5.1含义及构成1.含义直方图也叫质量分析图、频数分布直方图，它是对从一个母体收集的一组数据用相等的组距分成若干组，画出以组距为宽度、以分组区内数据出现的频数为高度的一系列直方柱，按组界值（区间）的顺序把这些直方柱排列在直角坐标系内，再根据矩形的分布形状及公差界限的距离来观察、分析质量特性的分布规律，进而判断生产过程是否正常的一种质量管理方法。2.构成一个横坐标、一个纵坐标、一系列的柱形。横坐标——表示质量特性值；纵坐标——表示频数；直方形——宽度表示质量特性值的组距；——高度表示质量特性的计数值。3.作用作直方图的目的就是通过观察图的形状，判断生产过程是否稳定，预测生产过程的质量。显示质量数据的波动状态，分析判断一批已加工完毕的产品；较直观地传达有关过程质量状况的信息，例如验证工序的稳定性；为计算工序能力搜集有关数据；决定在何处集中力量进行质量改进工作。3.5.2直方图的绘制步骤及应用第一步：收集质量数据。作直方图数据一般应大于50个，以100个数据为宜。100个轴承外径尺寸数据。第二步：找出质量数据中的最大值和最小值，并计算出极差R。计算公式：R=Xmax-Xmin178172176181176179185187176177177176180180182179179173185179180181181179180178184185180181175174184182180178179173175177181173187189189185175184182181178180183180178184183179187171182178186183177178175182184183179186187189186182178179174170172176177180182178177181173183171184178182176175178188188180189189189170P81

案例分析3-13Xmax=189（mm）Xmin=170（mm）R=Xmax-Xmin=189-170=19（mm）第三步：将质量数据分组，确定组数K。组数的确定一定要适当。组数太少，计算误差较大；组数太多，会影响数据分组规律的明显性，且计算工作量加大。第一种：依数据量的多少而作粗略选定。样本容量n<5050～100100～250>250组数K5～76～107～1210～20第二种：按如下公式计算确定。K=1+3.322lgnK=1+3.322lgn=1+3.322lg100=1+3.322×2=7.644≈73.5.2直方图的绘制步骤及应用第四步：计算组距h。计算公式：h=R/K注意：组距的计算结果常为小数，为便于后期数据整理，其小数位数一般与测量数据的位数保持一致。h=R/K=19/7=2.71≈33.5.2直方图的绘制步骤及应用第五步：确定各组的界限值。确定界限值目前存在两种方法：方法一：Xmin-最小测量单位/2方法二：Xmin-h/2第一组的下界限值=Xmin-最小测量单位/2=170-1/2=170-0.5=169.53.5.2直方图的绘制步骤及应用第一组的上下界限值为（169.5,172.5）第二组的上下界限值为（172.5,175.5）第三组的上下界限值为（175.5,178.5）第四组的上下界限值为（178.5,181.5）第五组的上下界限值为（181.5,184.5）第六组的上下界限值为（184.5,187.5）第七组的上下界限值为（187.5,190.5）第六步：计算各组的中心值或组中值（Xi）。计算公式：

Xi=（第i组上界限值+第i组下界限值）/2第一组X1=（169.5+172.5）/2=171第二组X2=（172.5+175.5）/2=174第三组X3=（175.5+178.5）/2=177第四组X4=（178.5+181.5）/2=180第五组X5=（181.5+184.5）/2=183第六组X6=（184.5+187.5）/2=186第七组X7=（187.5+190.5）/2=1893.5.2直方图的绘制步骤及应用第七步：统计各组频数fi，即统计落入各组的数据个数。组号第1组第2组第3组第4组第5组第6组第7组频数511232619115第八步：确定各组组次ui。计算公式：ui=（第i组的组中值-X0）/hX0——表示“统计频数”中频数最大的组中值或中心值。3.5.2直方图的绘制步骤及应用第一组组次u1=（171-180）/3=-3第二组组次u2=（174-180）/3=-2第三组组次u3=（177-180）/3=-1第四组组次u4=（180-180）/3=0第五组组次u5=（183-180）/3=1第六组组次u6=（186-180）/3=2第七组组次u7=（189-180）/3=3第九步：计算fiui和fiui2以及∑fiui

和∑fiui2，并编制频数分布表。组号界限组中值Xi频数fi组次uifi

uifiui21169.5～172.51715-3-15452172.5～175.517411-2-22443175.5～178.517723-1-23234178.5～181.5180260005181.5～184.518319119196184.5～187.518611222447187.5～190.5189531545合计-42203.5.2直方图的绘制步骤及应用第十步：计算平均值和标准偏差S。计算公式：3.5.2直方图的绘制步骤及应用第十一步：绘制直方图。按数据值比例画横坐标；按频数值比例画纵坐标；画直方图。按纵坐标画出每个长方形的高度，它代表了落在此长方形中的数据数（注意：每个长方形的宽度都是相等的）。在直方图上应标注出公差范围（T）、样本大小（n）、样本平均值（）、样本标准偏差值（S）和、M的位置等。3.5.2直方图的绘制步骤及应用3.5.3直方图的观察分析1.7种常见的直方图及其产生原因