MES基础与应用-质量管理

MES基础与应用1一、认识数字化车间和MES二、基础数据管理三、生产管理四、物料管理五、质量管理六、设备管理2学习目标

围绕质量管理，通过四个任务：质量数据管理、管理质检计划、管理质检作业、巡检及数据分析。达到以下学习的目标：3学习目标知识目标理解产品质量和质量数据的概念；了解质量管理活动、质检类型、质检流程和主要质检环节；了解常用的质量数据统计分析方法原理。技能目标学会收集和管理质量数据；学会制定质检计划；学会使用MES管理质检作业；学会使用MES完成巡检和数据分析。4概述质量管理发展大致经历了4个阶段：质量检验：20世纪初到30年代，事后检验为主，并将质量检验的职能从操作者身上分离出来，强化了质量检验的职能。统计质量控制：20世纪40年代到50年代末，工序控制，突出了质量的预防性控制和事后检验相结合的管理方式。5概述质量管理发展大致经历了4个阶段：全面质量管理：20世纪60年代到70年代，质量管理的对象不再是狭义的产品质量，而是扩展到工作质量和服务质量等，即广义的质量。标准质量管理：20世纪80年代以来，编制了质量管理和质量保证体系ISO9000族标准。6概述

MES系统的质量管理，是对车间生产节点进行质量管控，对车间级的工序/产品进行质量管理。MES系统实时采集制造现场信息，跟踪、分析和控制加工过程的质量，实现从原材料入车间到成品出车间的生产过程质量管理，确保产品质量。7概述MES质量管理的工作主要涵盖检验、分析、控制三个环节，工作内容包括下面六个方面：（1）制定标准，确定各工序阶段所要达到的质量要求和工艺参数；（2）制定计划，依据车间的排产计划，确定检验项目、质检方法和检验要求；（3）执行质检，获取质检数据，包括对原料、中间品、成品的检验数据；8概述（4）质量分析。对检验数据进行统计分析，改进质量保证措施，保证产品质量。（5）质量控制。计算工序能力指数，评价工序加工能力，对制造过程进行过程控制。（6）质量追溯。发现在制造环节产生的质量问题及根源，纠正制造系统中的故障。9概述10概述MES系统的质量管理功能：

一般包括质量基础数据管理、质量计划管理、质检派发管理、质检执行管理、质检信息采集、质检统计分析、质检跟踪追朔。11任务5.1管理质量数据任务导入：1、数据在质量管理中起着重要的作用

数据是质量管理活动的基础。在质量管理过程中，需要有目的地收集数据，并对其进行整理分析，从中及时发现质量问题，确保产品质量。12任务5.1管理质量数据2、及时、准确地获取质量数据是质量管理取得成功的关键

制造过程与质量有关的数据主要来源于两个方面：对零件和产品的检测和对制造过程的监控。开展MES质量管理，就是要用数据来提出和解决产品及工序质量的问题，用数据来反映产品及工序质量的变化规律。13任务5.1管理质量数据3、在MES系统中配置质量管理基础数据，是MES质量管理人员的一项基本要求。

不同的制造行业，不同的企业，不同的生产工序，产品的质量数据不同，收集质量数据的方式、方法有差异。根据企业车间生产实际，系统地分析识别、分析产品或零／部件工艺流程，找出影响产品质量的因素，设计质量数据的收集方案。14任务5.1管理质量数据4、本任务要求

以某制造企业的零部件加工为例，分析产品零部件工艺流程，识别成品的质量特性、检验要求，体验在MES系统中配置质量基础信息。15相关知识一、基本概念1、质量的定义后来：发展到以满足某种事先设定的使用需求来定义；最初的定义：质量的概念仅用于产品，以符合事先规定的标准要求来定义；ISO国际标准化组织对质量定义为“一组固有特性满足要求的程度”。再后来：质量的概念扩展到服务、过程、活动和组织体系。16一、基本概念如何理解ISO国际标准化组织对质量定义“固有的”特性，是指某物中本来就有的特性。例如，桌子的长宽高、螺栓的直径、钢板的抗拉强度、计算机CPU的主频等。与固有特性相对的，是“赋予的”特性，即指人为给产品添加的特性，例如，交货时间、售后服务期等。“要求”是指明示的、通常隐含的或必须履行的需求或期望。隐含的是指惯例、通常做法，不需要特别说明的要求。必须履行的是指法律法规要求和强制性标准的要求。17一、基本概念满足规定需要和潜在需要的特性的总和构成了产品质量。任何产品都是为满足用户的使用需要而制造的。产品质量特性依产品的特点而异，表现的参数和指标也多种多样。反映用户使用需要的质量特性归纳起来一般有六个方面，即性能、耐用性、可靠性、安全性、适应性和经济性。18一、基本概念2、质量特性衡量产品质量的特征量称为产品的质量特性。质量特性可以按其测量特性分为计量特性和计数特性两类。计量特性是指定量数据，如材料的纯度、加工件的尺寸、钢的化学成分、产品的寿命等。计数特性又可分为计件和计点两种。计件特性指以件数来衡量的特性，如不合格数；计点特性则指产品中的以点为衡量的特性，如缺陷数、气泡数、砂眼数等。19一、基本概念3、质量数据

质量数据：检验原材料、配件、成品、加工过程、装配过程等所获得的数据。收集质量数据的目的：可以掌握生产状况、分析质量问题、控制工序过程和判断产品质量。20一、基本概念3、质量数据（1）质量数据的种类测量质量特性所得到的数值，称为质量特性数据，也称为质量特性值、质量数据。在质量管理中搜集到的质量数据，大多数是可以定量的。不同种类的数据，其统计性质不同，相应的处理方法也就不同，因此对数据要正确分类。21一、基本概念质量数据细分为计量数据和计数数据两种。①计量数据（连续数据）计量数据是指可以连续取值的数据。计量数据可以用测量工具（如游标卡尺、千分尺等）测量得到，如重量、长度、温度、密度、粘度等。计量数据可带有小数点以下数值。测量仪器精度越高，小数点后面的位数就可以取得越多。22一、基本概念②计数数据（离散数据）计数数据是指不能连续取值的数据。计数数据不能用测量工具测出小数点以下的数值，只能用自然数0、1、2、3……等计数，例如砂眼数、气泡数、焊渣、焊疤数、毛刺数、缺陷数、庇点数、不合格品数、废品数等。计数数据分为：计件数据和计点数据。计件数据：对产品进行按件检查时，所产生的属性数据。计点数据：每件产品上质量缺陷的个数。23一、基本概念（2）质量数据的特点①质量数据的波动性由于随机因素和系统因素的存在，使得我们收集到的质量特性数据存在一定的波动。也就是说，即使作业者、机器、原材料、加工方法、测试手段、生产环境等条件相同，生产出来的一批产品的质量也并不完全相同。24一、基本概念（2）质量数据的特点②质量数据的规律性质量特性的波动并非无规律可循，当生产过程处于统计控制状态时，数据的波动服从一定的分布规律。一般来说，离散型随机变量遵循二项分布、泊松分布等，连续型随机变量遵循正态分布、指数分布等。25二、MES的质量数据管理MES系统的质量数据管理，主要提供质量基础信息配置功能。

质量基础信息：指与质检有关的基本信息，如质检项（点）、质检工位、质检类型、质检方法、抽样方法、质量问题类型、成品缺陷等级、成品质量等级等信息。

配置：质检前需要在MES系统中预先配置基础信息，MES系统将配置好的基础信息，作为质量控制要求，传递到各检验工序，起到指导质检工作、自动化管理质检工作的目的。26二、MES的质量数据管理1、质量管理基础信息MES系统中，通常需要配置下列7类基础信息：（1）质检项（点）

规定工艺过程必须检验的工序和成品。设定零部件、成品的关键质量特性检验项目。所谓关键质量特性是指成品的关键特性组成部分，如关键的零、部件，以及关键工序的成品。对这些质量环节，制定质量检验计划时要优先考虑和保证。27二、MES的质量数据管理（2）质检类型规定每个检验项目的所采用检验类型，例如，全检、抽检、首检、巡检等。（3）质检方法规定每个质检项目所采用测量方法、测量工具等。测量方法要明确。例如，某车间产品的外观检测要求规定：目视（视力在1.0以上）自然光条件下，目视距离50cm，产品置于目视角度正前方28二、MES的质量数据管理（4）质检标准特征（质量标准）

规定每个检验项目的检验标准，包括工艺质量标准和成品质量标准。1）工艺质量标准规定每个生产工序的工艺路线、工艺参数、工艺规程，以满足产品质量的要求。如钢板的冶炼、轧制、热处理、修磨等工序的工艺参数等。2）成品质量标准规定每个检验工序产出的成品的合格标准，例如，成品的标准值、最大值、最小值、公差等。29二、MES的质量数据管理（5）质检规则配置

规定每个检验项目的抽检要求、抽样数量比例、批次不合格的判定标准等。（6）质量问题类型

设定质量问题的分类，并制定处置方法。当在生产工序中发现质量问题时，可依据MES系统指导如何处置质量问题，并记录在MES系统中，供后续统计分析。30二、MES的质量数据管理（6）质量问题类型

可按生产实际管理需要对质量问题分类。例如，按质量问题的严重程度，分为轻微、一般、严重、致命四个级别。1)、轻微质量问题：指对产品外观和下道工序可能会有轻微影响的问题。2)、一般质量问题：指不影响产品的运转和运行，不会成为故障起因，但对产品外观和下道工序有较大影响。3)、严重质量问题：指引起易于纠正的异常情况，易于修复的故障、对产品外观造成难以接受的问题。4)、致命质量问题：指会安全问题的各类缺陷。31二、MES的质量数据管理（7）产品缺陷等级制定产品（原材料、半成品、成品）没有达到标准要求的等级分类。一般分为轻微缺陷、一般缺陷、严重缺陷、致命缺陷，明确各个缺陷等级的判定标准、影响程度。产品缺陷表实例如表，按对功能特性、可靠性、安全性、产品寿命、下道工序、返工的影响，细分为4个缺陷等级。32二、MES的质量数据管理缺陷类型致命缺陷严重缺陷一般缺陷轻微缺陷对功能特性的影响严重影响主要功能，主要技术指标不能满足要求影响产品主要功能或一般功能轻度影响产品功能，但不会明显表现出来不影响产品的功能对可靠性的影响影响产品的可靠性，预期故障率高对产品可靠性有明显影响，预期故障率较高对可靠性影响不明显，或轻微对可靠性无影响对使用安全的影响存在不安全因素，必然会引起安全事故或造成严重损失存在一定不安全因素，有可能引起安全事故，导致产品损坏对安全性影响不大或有轻度影响，但不会导致发生事故不影响产品使用安全对产品寿命的影响导致产品寿命严重降低会使产品寿命降低，但不严重对使用寿命有轻微影响对使用寿命无影响对下道工序的影响造成下道工序混乱给下道工序造成较大困难对下道工序有较大影响可能对下道工序无影响对返工的影响造成报废，无法返工需返工返修，且难于返工未造成报废损失，返修后合格，不影响返工基本无33二、MES的质量数据管理2、配置质量基础信息的方法

在MES系统中，质量基础信息的配置主要有以下3个方面：（1）配置检验项相关信息；（2）建立产品缺陷库；（3）建立质量问题类型表。

在配置检验项时，需要规定检验项与产品、工序之间的关系，有下面2种情况：34二、MES的质量数据管理2、配置质量基础信息的方法

（1）物料—检验项。为要检验的物料类型（成品、产品的类型）设定检验项目。一种物料类型可做多项不同的检验项目。检验项1检验项2检验项3检验项4物料A物料B物料C35二、MES的质量数据管理（2）物料—工序—检验项。一种物料在不同工序可能需要做不同的检验项目。因此，有时需要为一种物料在不同工序设定不同的检验项目。检验项目与工位、物料的关系如图5-2所示，物料进入工序A，需要做检验项1、检验项3和检验项4，合格后流到工序B，需要做检验项1、检验项2,，最后到达工序C，需要做规定的检验项1和检验项4。36二、MES的质量数据管理37任务实施需要了解和思考的问题：1、调研制造企业的产品生产制造过程。2、分析产品或零部件工艺流程，找出影响产品质量的主要因素。3、考虑在哪些生产工位中安排质检项目，获取哪些质检数据，并说明数据名称、数据类型，以及可能出现的质量问题类型。4、在MES中配置质量检验的基础信息，定义质检项目、质检工位与物料的关系，以及质量问题类型和产品缺陷级别。5、对混合生产线上，在MES中配置质检项目、质检工位。38任务实施1、本任务实施的工具包括：（1）一个Excel格式的质量基础信息表模板。（2）MES系统的生产管理客户端。39任务实施2、本任务实施步骤如下：（1）分析某制造企业零部件加工的详细要求，整理零部件的质量特性、以及检验项、检验标准，分析可能出现的质量问题有哪些类型。根据分析结果，按照给定的模板，创建质量基础信息表。（2）在MES系统中设置质检项。设定每个检验项的测量技术、标准值、最大值、最小值、公差、单位。如是非数值信息，则填写文字描述信息。参考操作界面如图5-4。40任务实施参考操作界面如图5-4。41任务实施2、本任务实施步骤如下：（3）在MES中设置物料（成品、产品）、工序与检验项的关系。参考操作界面如图5-5。42任务实施43任务实施某企业零部件加工的详细要求阀体

保证中道孔轴心与流体轴心的垂直度，中道内四方与中道轴心的对称度、同心度，中道自密封处堆焊，加工后≥1.6mm。保证密封面平整、光洁，不得有划线、刀痕、气孔、裂纹等缺陷。阀盖上下端面的长度及各部尺寸。填料孔与端面的垂直度。保证内孔与外圆密封斜面的同心度，与端面的垂直度。密封面堆焊应光滑、平整无毛刺。支架保证内孔与外螺纹及小端孔同心度。阀座密封平面应平整、光洁，不得有划线、刀痕、气孔、裂纹等缺陷。密封面堆焊，硬度37HRC-45HRC，焊后去应力处理。保证密封面角度，表面粗糙度控制在Ra0.8μm以下。闸板闸板的角度及各部尺寸。密封面喷焊，硬度≥45HRC，焊后去应力处理。密封平面应平整、光洁，不得有划线、刀痕、气孔、裂纹等缺陷。阀杆阀杆光杆处的及倒密封处的各部尺寸精度。阀杆轴心的直线度。阀杆螺纹精度及粗糙度。表面应氮化处理，氮化层深度0.3～0.5mm，硬度700～800HV。44任务5.2管理质检计划任务导入1、检验活动

产品从原材料投入到产品实现，有各种不同的复杂生产作业活动，有各种不同的检验活动。

检验活动是由检验人员完成的。

需要编制质检计划以指导检验人员完成检验工作。45任务5.2管理质检计划2、质检计划

质检计划制定与工序计划、质检类型配置要求有密切联系。

编制质检计划建立在分析企业的车间生产工序和关键性的质量影响因素基础上。

编制质检计划要有合理的检测方法、抽样方法和数据采集方法，为质检作业提供指导。

编制质检计划是MES质量管理的重要任务。46任务5.2管理质检计划3、本任务要求

结合一个模拟的生产案例，使用MES系统的质检计划管理功能，根据生产排程，制定质检计划，下达质检任务至质检工位。47相关知识一、质检计划1.质检计划定义：根据工序计划对检验工作进行的系统策划和总体安排的结果，是指导质检人员工作的依据，是正确收集质量数据的指南。2.制定质检计划的目的：科学经济地组织检验活动，合理设计检验流程和设置检验点，统筹安排检验力量和手段，避免漏检和重复检验，使检验工作逐步实现科学化、条理化和标准化。3.质检计划内容：一般以文字或图表形式明确安排检验日期、检验人、检验产品、检验工序、检验内容和要求，以及资源的配备，包括设备、仪器、量具和检具等。48相关知识MES质检计划是对生产过程的检验工作做计划安排。MES质检计划通常包含以下内容：（1）销售订单号、订单生产号/生产指令号。说明待检产品对应的订单和生产指令。（2）检验产品、工序。说明待检产品的名称、型号、所在工序。（3）检验单号、报验时间、报验数量、报验人。说明本次检验的单号、报验时间，以及报验产品的数量等。49相关知识（4）质检时间、检验工位号、抽验数量。说明计划安排的检验时间、工位，以及应抽验的数量比例。（5）检验内容。详细说明检验内容及要求，防止产生和及时发现不合格品，保证检验通过的产品符合质量标准的要求。（6）检验类型。对检验方式、检验方法等具体内容有清楚、准确、简明的叙述和要求，能使检验活动相关人员有同样的理解，对检验活动能起到指导作用。（7）说明形成的检验记录文件。50相关知识

不同行业的不同生产方式和生产类型，MES的质量管理有差别，应根据生产规模、产品复杂程度、过程工艺、产品特点、批量大小等，编制具体内容。

检验计划应随产品实现过程中产品结构、性能、质量要求、过程方法的变化作相应的修改和调整，以适应生产作业过程的需要。制定检验计划时要综合考虑质量检验成本，在保证产品质量的前提下，尽可能降低检验费用。51相关知识二、质检的类型

质检有各种不同的分类方法。按生产过程区分，检验过程有进货检验、制程检验、成品检验；按检验产品的数量分为全数检验、抽样检验；按检验人员分类有自校、互检、专检；按检验地点分为集中检验、现场检验、流动检验；按检验后样品的状况分为破坏性试验、非破坏性试验；按检验方法分为理化检验、感官检验等。52相关知识工厂的质检活动总称为QC。QC(QualityControl)，指品质控制。(1)按检验作业所在生产流程阶段，QC主要分为以下4种：1）IQC(IncomingQualityControl)，指来料质量控制，侧重点在来料质量检验上。2）IPQC

(InPutProcessQualityControl)，指制程控制，是产品从物料投入生产到产品最终包装过程的品质控制。3）FQC(FinalQualityControl)，指制造过程最终检查验证，是成品入库前的检验。4）OQC（OutgoingQualityControl），是出货（出厂）的品质检验。53相关知识（2）按检验的数量和时机，主要分为以下：1）全检

对整批产品逐个检验，工序中每一个产品都需要检验，并根据检验结果录入结论。一般针对单件小批生产。一些企业规定，如果批量抽检中发现一个不合格品，则必须全检。54相关知识2）抽检（抽样检验）

从一批产品中随机抽取少量产品（样本）进行检验，据以判断该批产品是否合格。如果推断结果认为该批产品符合预先规定的合格标准，就予以接收；否则就拒收。

抽检又分为随机抽检和批量抽检。

随机抽检，是不定时对工序的产品进行检验，并根据结果录入结论。55相关知识2）抽检

批量抽检：将一个工序生产的产品，分成多个批次抽检。需要编制抽检方案，质检人员在生产过程中根据抽检方案对产品进行批量抽检，并对产品质量做出判断。如果在几个批次中都出现质量问题，则需要增加后续抽检批次的比例，达到加强质量控制的目的。如果连续多批抽检质量合格，则可以减少抽检比例，达到减少生产成本，提高效率的目的。56相关知识3）首检

当新品上线的第一个工件，或更换机台、一个作业班次开始加工时，为了检验设备情况、用料情况、产品设计情况等，需要在各工序加工3~5个产品，并对产品进行质量检查，确保生产顺利进行。首检通过后，才允许批量生产。不同的产品、不同的工序可定义不同的首检规则。57相关知识4）巡检

对产品生产、制造过程中进行的定期或随机流动性的检验，目的是能及时发现质量问题。巡检时对工序的产品进行检验，并根据检验结果记录检验结论，发现不合格品则发出警报信息。巡检不合格品产品不能流到下工位，但巡检不对被检的批量产品进行判断，产品正常流到下工位。人工确定巡检的频率和数量。58相关知识三、质检的流程

车间质检业务流程一般包括来料检验、上料检验、成品入库检验、出货检验4个环节。下图为制造过程MES管理质检作业的一般流程，以及IQC、IPQC、FQC、OQC在质检中的环节。59相关知识60相关知识三、质检的流程（1）物料到达仓库后，仓管进行物料登记，MES系统形成检验单，自动通过电子看板提示质检人员来料检验。IQC调阅来料检验单，对来料检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则入库上架，否则予以退货。IQC记录检验结果。（2）投料生产前，IPQC对物料进行检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则给予采用，否则退回仓库。IPQC记录检验结果。61相关知识三、质检的流程（3）批量生产前，IPQC对首件、末件进行检验，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以批量生产。IPQC记录检验结果。（4）成品制造完成后，FQC进行批量抽检/全检，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以入成品库。IPQC记录检验结果。（5）产品出库前，OQC进行抽检/全检，并根据检验标准判定合格与否。如符合要求，则予以出库或出厂。62相关知识四、样本与抽样通过抽取部分产品进行质量检查，得到质量数据，再进行统计分析，以判断产品的总体质量。总体、样本、样品的概念和关系如下：（1）总体：是指在一次统计分析中研究对象的全体，即整体。（2）个体：组成总体中的每个基本单元。（3）样本：从总体中随机抽出的一部分个体的集合。特点：随机性、独立性和代表性。（4）样本容量：样本中个体的数量。（5）样品：样本中的每个个体。63相关知识例如，检验一批螺母的直径，从中选出100个螺母。总体：这批螺母的直径。个体：这批螺母中的每一个螺母的直径。样本：抽取的这100个螺母直径。样本容量：100。样品：这100个批螺母中的每一个。总体分为有限总体和无限总体。对某个工序而言，总体是无限的，对一批产品来说，总体是有限的。64相关知识

目的

总体

样本

数据对工序进行分析控制无限总体

工序

一批半成品—>样本数据对一批产品质量进行判断，确定是否合格有限总体

一批产品样本数据总体、样本和数据的关系65相关知识样本是从提交检查批中随机抽取的。所谓随机抽取是指每次抽取时，批中所有单位产品被抽取可能性都均等，不受任何人的意志支配。在随机抽样过程，应遵循以下原则：①产品必须以“检查批”（简称“批”）形式出现，同一检查批需满足如下条件：

a.产品设计、结构、工艺、材料无变化；

b.制造场所无变化；

c.中间停产时间不超过一个月。

②批合格不等于批中每个产品都合格，批不合格也不等于批中每个产品都不合格。抽样检查只是保证产品整体的质量，而不是保证每个产品的质量。抽样检查可能出现两种“错误”或“风险。66相关知识五、MES的质检计划管理MES系统质检计划管理主要功能是根据生产排程编制质检计划，动态反映计划完成情况。质量计划的编制应与具体的生产排程协调。在MES系统中编制质检计划的一般步骤如下：1、获取生产订单

从MES中查看计划生产的产品/零部件、数量、计划生产时间、交付时间。67一、 基本概念2、获取已排程的生产订单从已排程的生产订单中，查看待检的产品/零部件、批次、数量。3、选取待检批次的产品/零部件

选定待检批次后，MES系统将根据质量基础信息的配置，自动设定该批次的需要做的检验项目、检验方法、检验类型、抽检数量、通过准则等。4、下达检验计划

对选定待检批次，设定计划检验时间、检验工位。MES系统自动检查质检时间与排程是否冲突。确定后，下达质检任务至检验工位。68任务实施需要了解和思考的问题：在MES系统中，可以根据具体的工序计划和质量基础信息，编制质检计划。（1）根据生产作业计划，制定质检计划。说明每个检验工序（工位）、检验项目、检验类型、检验方法等；（2）编制每个检验项目的检验标准（工艺参数）；（3）在MES中查看所有的生产工序安排，并设定和调整以上质检计划。69任务实施1、本任务实施的工具包括：（1）一个word格式的质检计划模板；（2）MES系统的生产管理客户端。2、本任务实施步骤如下：（1）结合模拟的生产实例，按照给定的模板编制质检计划；（2）在MES系统中，根据生产排程，建立质检计划，并下达质检任务至检验工位；（3）在MES系统中，当生产计划调整时，调整以上质检计划。70拓展知识一、抽样检验随机抽样的具体方法有：（1）简单随机抽样简单随机抽样又称纯随机抽样、完全随机抽样，是对总体不进行任何加工，直接进行随机抽样，获取样本的方法。（2）分层抽样分层抽样又称分类或分组抽样，是将总体按与研究目的有关的某一特性分为若干组，然后在每组内随机抽取样品组成样本的方法。71拓展知识（3）等距抽样等距抽样又称机械抽样、系统抽样，是将个体按某一特性排队编号后均分为n组，这时每组有K=N/n个个体，然后在第一组内随机抽取第一件样品，以后每隔一定距离（K号）抽选出其余样品组成样本的方法。72拓展知识（4）整群抽样整群抽样一般是将总体按自然存在的状态分为若干群，并从中抽取样品群组成样本，然后在中选群内进行全数检验的方法。73拓展知识（5）多阶段抽样多阶段抽样又称多级抽样。当总体很大时，很难一次抽样完成预定的目标。多阶段抽样是将各种单阶段抽样方法结合使用，通过多次随机抽样来实现的抽样方法。74拓展知识二、全面质量管理

20世纪50年代末，美国通用电气公司的费根堡姆和质量管理专家朱兰提出了“全面质量管理”（TotalQualityManagement，TQM）的概念。

认为“全面质量管理是为了能够在最经济的水平上，并考虑到充分满足客户要求的条件下进行生产和提供服务，把企业各部门在研制质量、维持质量和提高质量的活动中构成为一体的一种有效体系”。75拓展知识二、全面质量管理全面质量管理的基本方法可以概况为一个过程，四个阶段。一个过程，即企业管理是一个过程。四个阶段，根据管理是一个过程的理论，美国的戴明博士把它运用到质量管理中来，总结出“计划（Plan）—执行（Do）—检查（Check）—处理（Action）”四阶段的循环方式，简称PDCA循环，又称“戴明循环”。76拓展知识77拓展知识（1）计划阶段（P阶段）。这个阶段的主要内容是通过市场调查、用户访问、国家计划指示等，摸清用户对产品质量的要求，确定质量政策、质量目标和质量计划等。（2）执行阶段（Do阶段）。实施计划阶段所规定的内容，如根据质量标准进行产品设计、试制、试验、其中包括计划执行前的人员培训。78拓展知识（3）检查阶段（Check阶段），这个阶段主要是在计划执行过程中或执行之后，检查执行情况，对实施的结果进行评估，看结果是否达到了计划的预期目标。检查制定的计划是否有缺陷，如目标不恰当、标准不合适、措施不配套等。（4）处理阶段（A阶段），对上一阶段检查出来的问题，进行全面、深入的分析，找原因，采取相应的纠正措施。经过一段时间的运作，如果没有发生异常情况，则可以把标准稳定下来，供后面实际执行用。至此，一个PDCA循环才算结束。79拓展知识PDCA循环管理有下面4个特点：PDCA循环工作程序的四个阶段，顺序进行，组成一个大圈。每个部门、小组都有自己的PDCA循环，并都成为企业大循环中的小循环。阶梯式上升，循环前进，即不断根据处理情况或利用新信息重新开始循环改进过程。任何提高质量和生产率的努力要想成功都离不开员工的参与。80拓展知识全面质量管理有三个核心的特征：全员参加的质量管理。全过程的质量管理。全面的质量管理。用全面的方法管理全面的质量。全面的方法包括科学的管理方法、数理统计的方法、现代电子技术、通信技术行。全面的质量包括产品质量、工作质量、工程质量和服务质量。81拓展知识全面质量管理强调的四个观点：用户第一的观点，并将用户的概念扩充到企业内部，即下道工序就是上道工序的用户，不将问题留给用户。预防的观点，即在设计和加工过程中以预防为主为核心，变管结果为管不良因素，消除质量隐患。定量分析的观点，只有定量化才能获得质量控制的最佳效果。以工作质量为重点的观点，因为产品质量和服务均取决于工作质量。82拓展知识三、质量管理体系质量体系是指为实施质量管理所需的组织结构程序、过程和资源。

企业建立质量管理体系是必须的，是实现全面质量管理的根本保证。83拓展知识全面质量管理因素示意图84拓展知识四、ISO9000系列标准有关质量管理和质量保证方面的一系列国际标准。被全世界80多个国家和区域的组织所采用，为广大组织提供了质量管理和质量保证体系方面的要素、导则和要求。对企业质量保证体系的一个基本要求，取得认证是产品进入市场的前提条件，但并不能保证产品具有市场竞争力。

85任务5.3管理质检作业任务要求生产制造过程中，在安排有质检的关键工序，车间质检人员按照质检计划、质检方法要求，对原料、在制品、成品等进行质量检验；根据质量标准，判定产品质量是否达到要求，并运用MES中的质量管理数据采集功能，通过多种方式，准确记录质检信息。本任务要求结合模拟的生产案例，按照下达的质检计划，体验在MES系统中执行质检业务，记录质检结果。86相关知识一、质检数据的采集方法质检数据收集是MES进行质量统计分析的基础。根据不同的应用场景、人员能力、设备投入等方面的因素，MES采用不同的数据收集方式，包括手工、半自动和自动采集三种方式。

目前采集数据的设备有条形码、RFID、传感器、检测仪器、PLC程控器、触摸式电脑、机械手等。87一、质检数据的采集方法1、手工录入考虑到设备、现场条件和成本等因素，需要利用各种手动计量仪或“目测”的方式来进行检测。

系统设定相关质量信息录入功能，检测人员“目测”计量仪的读数，然后通过电脑或信息交互终端进行数据的手工录入、处理。88一、质检数据的采集方法2、半自动方式采用条码扫描枪、RFID读写器获取数据的方式目前较为普遍。条码或RFID采集数据的前提是信息可以以编码的方式表示，物品与编码建立对应关系，如：产品批号、包装号、物料批号、加工资源编号、运输资源编号、工位号、人员编号等。条码及RFID可以提高数据录入的准确性，提高录入速度，且成本较低。因此，一般将数据进行分类然后编码处理，即可用于于现场的数据采集。89一、质检数据的采集方法3、自动采集MES系统设有各种接口与不同的数据采集装置，如计量器、测量器、条码读卡机、无线射频扫描仪与各类仪器仪表等相连接，完成各种质量数据的自动采集及处理。90一、质检数据的采集方法4、数据转换与共享MES与其他控制系统之间高度数据共享，可以方便地将产品的CAD、CAPP等各类信息转换至本系统，或通过共享数据的方式实现对产品质量的全面管理和监控。91一、质检数据的采集方法无论采用哪种采集方式，收集质量数据时应注意以下事项：（1）数据必须真实、可靠；（2）数据的记录格式要便于以后的统计方法的应用；（3）要记录与数据有关的背景（测试目的、日期等）；（4）对收集数据的时间和地点要记录清楚。92二、MES的质检作业管理车间质量检验是对生产过程中的原材料质量、在制品的工序质量、成品质量进行在线判定，以确保从原料到成品入库一系列制造过程的质量。

MES系统的质检作业管理，是根据检验工作要求，对原材料、半成品、成品进行质量检验后，录入检验数据，并依据质检标准判定产品的质量等级。MES系统的质检作业管理分为来料检验、上料检验、入库检验、出库检验、质量追朔等。93二、MES的质检作业管理1、IQC来料接收检验过程（1）物料到达仓库，到货接收登记后，系统生成检验单。MES系统在电子看板上提示质检工位上的人员有待检验的物料。94二、MES的质检作业管理1、IQC来料接收检验过程（2）获取检验单。根据物料编码，查询该批次的检验单。在半自动化方式下，质检人员可用条码扫描枪或RFID读写器，读取物料条码，调出MES系统中该批次物料的检验单。95二、MES的质检作业管理1、IQC来料接收检验过程（3）IQC质检操作，填写检验记录，判定放行或拒收。检验单的内容含有检验日期、检验人、检验项目、报验数量、抽验数量、实测值、检验判定结果等。96二、MES的质检作业管理2、IPQC上料（投料）检验过程（1）检验人员登入检验工位，查看生产订单/派工单，选择需要检验的生产订单/派工单。97二、MES的质检作业管理2、IPQC上料（投料）检验过程（2）选定检验类型。选定本次检验的类型，例如，首检、中检、末检、抽检等。（3）检验录入。对物料进行检验，录入该批次的各个检验项目的检验结果。98二、MES的质检作业管理2、IPQC上料（投料）检验过程（4）查看上料检验情况。99二、MES的质检作业管理3、FQC成品入库检验过程（1）质检人员根据成品编码，查询该批次的检验单。如成品有条码，则扫描条码后，系统自动查询出该批次的检验单。100二、MES的质检作业管理3、FQC成品入库检验过程（2）填写该批次的检验情况。对于待检验的批次，进行检验，并填写检验记录，判断该批次合格与否。101二、MES的质检作业管理3、FQC成品入库检验过程（3）查看批次所有检验项目情况。102二、MES的质检作业管理4、OQC出库检验过程（1）获取出货计划单，核对出货单与出货料箱。103二、MES的质检作业管理4、OQC出库检验过程（2）填写出货检验记录，判定是否放行。104二、MES的质检作业管理5、质量追溯过程质量追朔分为正向追溯和反向追溯。正向追溯：依据采购物料的批号，半成品号、生产订单号，向上级生产订单进行追溯，找到哪些销售订单使用了本批物料。反向追溯：从销售发货反向追溯产品的生产订单，加工过程，物料批次。105任务实施1、本任务实施的工具包括：（1）MES系统的电子看板（PAD）；（2）MES系统的工位客户端（检验工位）；（3）MES系统的生产管理客户端；106任务实施2、本任务实施步骤如下：（1）在MES系统的工位客户端，查看质检计划。（2）查看MES系统电子看板生产情况、待检成品批次，提示的检验信息。（3）选定成品批次，查看检验要求，包括抽检数量、合格标准、检验方法等。（4）进行检验，记录质检情况。用条码扫描枪扫描或RFID读写器采集产品批次号，手工填写检验数据。（5）对于有质量缺陷的产品，通过MES的生产管理客户端，追溯问题的源头。107任务5.4质量统计分析任务要求质量管理的主要任务是判断产品的质量，找出影响质量的主要因素，控制产品质量。围绕这三大任务，需要采用质量统计分析的方法和工具，实施科学有效的质量管理。108任务5.4质量统计分析任务要求MES系统存储了大量的质量数据。运用统计方法进行整理和分析，将这些数据转化为有用的质量信息。在数据统计基础上，应用直方图法、分层法、排列图法、控制图法等统计分析工具，画出分析图表，计算数据指标，分析当前的主要质量问题，从中找出产品质量问题和质量变化的规律，预防不合格品的发生。109任务5.4质量统计分析任务要求本任务要求结合模拟的生产案例，在获取的质检数据基础上，运用MES系统质量统计分析功能，分析产品/工序质量。110相关知识一、质量数据的描述统计分析方法对质检得到的质量数据进行简单的归纳分析，来描述产品的质量状况，称为描述性统计。

在描述性统计中，主要使用集中趋势、离散趋势、分布形态等来描述数据的集中性、分散性和对称性，归纳出产品的质量状况。111一、质量数据的描述统计分析方法1、反映数据集中趋势的统计特性①均值在产品质量抽样调查中，利用样本的平均值，推断某批次产品的质量。样本均值计算方法：对于样本：{X1,X2,……,Xn}其均值X为：

X=(X1+X2+……+Xn)/n=(∑Xi)/n112一、质量数据的描述统计分析方法1、反映数据集中趋势的统计特性②中位数将样本数据按数值大小顺序排列，位于中间位置的数值就是中位数，也叫中值。样本中位数取值方法：对于样本：{X1,X2,……,Xn}n为奇数时：X=X(n+1)/2n为偶数时：X

=[Xn/2+X（n/2）+1]/2113一、质量数据的描述统计分析方法1、反映数据集中趋势的统计特性③众数一组样本数据中出现次数（频数）最多的数值，叫众数，有时众数在一组数中有好几个。简单的说，就是一组数据中占比例最多的那个数。114一、质量数据的描述统计分析方法2、反映数据离散程度的统计特性①极差极差就是样本数据中最大值与最小值的差值，极差R的计算公式：R=Xmax–Xmin其中，Xmax—最大值；Xmin—最小值极差的计算简便，但它只利用了样本中最大和最小数据，中间的数据信息利用不充分。115一、质量数据的描述统计分析方法2、反映数据离散程度的统计特性②方差先求出总体各单位变量值与其算术平均数的离差的平方，然后再对此变量取平均数，就是样本的方差。样本方差用来反映一组数的变异程度。方差计算公式：

其中：Xk——样本观测值

X——样本平均值n——样本容量116一、质量数据的描述统计分析方法2、反映数据离散程度的统计特性③标准差标准差也称均方根差，是各数据偏离平均数的距离的平均数，是方差的算术平方根。根据样本变量计算的标准差称为样本标准差。标准差S公式：

其中：Xk——样本观测值

X——样本平均值n——样本容量117一、质量数据的描述统计分析方法2、反映数据离散程度的统计特性③标准差样本的均值相同，标准差并不一定相同。例如，A、B两组样本各有3个螺母样品，A组螺母的直径为68mm、78mm、70mm，B组的组螺母的直径为73mm、72mm、71mm。这两组的平均数都是72，但A组的标准差为4，B组的标准差为0.67，说明A组之间的差距要比B组之间的差距大得多。118二、质量数据的图形统计分析方法在质量数据分析中，采用图形方法，可以直观地分析数据，找到问题的原因。

目前比较常用的有直方图法、分层法、排列图法、控制图法、因果图法、散布图法、调查表法等。119二、质量数据的图形统计分析方法1、直方图法（直方图又称频数分布图、质量分布图、柱状图。）

直方图法是从总体中随机抽取样本，将从样本中获得的特性数据进行整理，形成描绘产品质量特性分布状况的直方图。直方图法的作用：通过观察图的形状，可以判断工序质量是否处于良好装填、产品精度的高低等。

直方图法方法适用于对大量质量数据的分析，根据数据找出质量规律，了解产品质量的分布情况和规律，以便对总体的质量分布情况进行分析。120二、质量数据的图形统计分析方法直方图法的作用概括为以下三点：（1）提示质量数据的中心、分布和形状；（2）显示质量特性值出现的频率、分散程度；（3）判断产品质量的分布。下图是一个螺母内径直径数据的直方图示例。横坐标表示质量特性。此例中，特性为螺母的内径直径。纵坐标表示频数，此例中，频数表示该直径值的螺母个数。虚线为所有样本直径数据的平均值。121二、质量数据的图形统计分析方法122二、质量数据的图形统计分析方法直方图的绘制将收集得到的检测数据分为若干相等的区间作为横轴，将各区间内检测值所出现的频次数用柱状排起来的图形。步骤如下：（1）收集数据。随机抽取50个以上的质量特性数据。样本容量n一般大于50个。（2）计算极差R。找出数据中的最大值Xmax、最小值Xmin，计算极差R，R=Xmax-Xmin。（3）确定组数k和组距。先根据样本数据的个数n，确定分组数k，再以此组数k去除极差R，可得直方图每组的宽度，即组距h。123二、质量数据的图形统计分析方法组数k与样本数据个数有关。组数k的取值可参考下表

样本数据个数组数k50—1006-10100—2507-12250以上10-20124二、质量数据的图形统计分析方法（4）确定各组界限和中心值。按组距h形成每组的上、下界限值，即（Xmin,Xmin+h）,(Xmin+h,Xmin+2h）,(Xmin+2h,Xmin+3h）……，作为直方图的横坐标。为了避免数据落在组界上，组界值的末位数应取测量值单位的1/2。（5）做频数分布表。将样本数据分别归入相应的组，统计各组数据的个数，即频数。（6）画直方图。横坐标表示质量特性，纵坐标表示频数。在横轴上标明各组组界。以组距为底，频数为高，画出一系列的直方柱。125二、质量数据的图形统计分析方法直方图应用案例例:某工厂公司生产了一批螺母，1万个，每天抽取10个，对直径进行检测，取得数据100个，表中为螺母直径数据。序号第一天第二天第三天第四第五天第六天第七天第八天第九天第十天113.814.213.913.713.613.813.813.614.814.0214.214.113.514.314.114.013.014.213.913.7313.414.314.214.114.013.713.814.813.813.7414.213.713.814.113.514.114.013.614.314.3513.914.514.013.315.013.913.513.913.914.0614.112.913.914.113.714.014.113.713.814.7713.614.014.014.414.013.214.513.913.714.3814.613.714.713.613.914.813.614.014.213.5914.414.013.714.113.513.914.014.714.214.81013.114.414.414.914.414.513.813.314.514.0126二、质量数据的图形统计分析方法经计算，频数分布表：组号边界值中心值频数112.85-13.0512.952213.05-13.2513.152313.25-13.4513.353413.45–13.6513.5511513.65-13.8513.7518613.85-14.0513.9524714.05–14.2514.1516814.25-14.4514.3510914.45–14.6514.5551014.65–45.8514.7571114.85-15.0514.952合计

100127二、质量数据的图形统计分析方法作直方图如下：128二、质量数据的图形统计分析方法直方图的形态分析参考1、标准型。中间高，两边低的特点。数据大体上呈正态分布。可判定工序处于稳定状态。129二、质量数据的图形统计分析方法2、偏态型。有偏左和偏右两种。由于工作习惯或标准值控制限值造成。130二、质量数据的图形统计分析方法3、双峰型。有一定差别的原料混合在一起造成，或两种产品混合在一起。131二、质量数据的图形统计分析方法4、锯齿型。测量仪器误差过大，或观测数据不准确造成。应重新收集和整理数据。132二、质量数据的图形统计分析方法5、平顶型。原因可能有：多个总体混合在一起，生产过程某种缓慢的倾向在起作用，比如，工具的磨损，操作者疲劳。133二、质量数据的图形统计分析方法6、孤岛型。如排除测量误差造成，则提示有特殊事件发生。134二、质量数据的图形统计分析方法2、分层法(分层法又称分类法、分组法)

将同一条件下收集取得的数据，按某一性质进行分组、整理的方法。把性质相同的数据分列一组，使数据反映的事实更明显、更集中，从而找准问题，对症下药。135二、质量数据的图形统计分析方法常用的分类方式有：①施工时间。如不同的班次和时间段。②操作人员。如工龄（新老工人）、性别等。③设备类型。如不同的机床型号、工装夹具等。④操作方法。如不同的工艺、温度等。⑤原材料。如不同的进料时间、不同的供应单位、不同的材料等。⑥检测手段。如不同的测量仪器、检测环境等。⑦产生废品的缺陷项。如按铸件的裂纹、气孔、缩孔、砂眼等缺陷项。136二、质量数据的图形统计分析方法对同一批数据，可以按不同性质分类，使我们能从不同角度来考虑、分析产品存在的质量问题和影响因素。分层法是质量管理统计分析方法中最基本的一种方法。其他统计方法一般都要与分层法配合使用，如排列图法、直方图法、散布图法等，通常先利用分层法将原始数据分门别类，然后再进行统计分析的。137二、质量数据的图形统计分析方法分层法应用实例例钢筋焊接质量的调查分析，共检查了50个焊接点，其中不合格19个，不合格率为38%。存在严重的质量问题，试用分层法分析质量问题的原因。

现已查明这批钢筋的焊接是由A、B、C三个师傅操作的，而焊条是由甲、乙两个厂家提供的。因此，分别按操作者和焊条生产厂家进行分层分析，即考虑一种因素单独的影响，见下表5-x和表5-x。138二、质量数据的图形统计分析方法操作人员不合格（个）合格（个）不合格率（%）A61331.6B3925C10952.6合计193138

按操作人员分类139二、质量数据的图形统计分析方法

按供应焊条厂家分类工厂不合格（个）合格（个）不合格率（%）甲91439.1乙101737合计193138140二、质量数据的图形统计分析方法由上面二个表可以看到：操作人员B的质量较好，不合格率25%；而不论是采用甲厂还是乙厂的焊条，不合格率都很高且相差不大。

为了找出问题之所在，再进一步采用综合分层进行分析，即考虑两种因素共同影响的结果，见下表。从表中的综合分层法分析可知，在使用甲厂的焊条时，应采用B师傅的操作方法为好；在使用乙厂的焊条时，应采用A师傅的操作方法为好，这样会使合格率大大提高。141二、质量数据的图形统计分析方法综合分层分析焊接质量

焊接质量甲厂乙厂合计

焊接点（个）不合格率（%）焊接点（个）不合格率（%）焊接点（个）不合格率（%）A不合格67500632合格21113B不合格00343325合格549C不合格3307781053

合格729

合计不合