生产与运作管理教程-教学课件-第十一章-质量管理

第十一章质量管理1第十一章质量管理第一节质量管理概述第二节统计质量控制第三节质量检验与抽样检验第四节ISO9000族标准简介第五节本章小结2第一节质量管理概述

一、质量管理的发展历史质量管理历史分为三个阶段主要包括：

1.质量检验阶段（QualityInspection）

2.统计质量管理阶段（StatisticalProcessControl）

3.全面质量管理阶段（TotalQualityManagement）3第一节质量管理概述

一、质量管理的发展历史质量管理历史时代质量管理发展水平手工业时代产品导向和批量生产批量生产统计控制全面质量管理质量保证全面质量战略17851800184018701900192019401960198020004第一节质量管理概述

二、质量管理术语

1.

质量：一组固有特性满足要求的程度-ISO9000

1).质量具有广泛性：质量不仅是指产品质量，也可指过程和体系质量，涉及多个方面：产品，服务，个人，过程，工作等。

2).特性可以是固有的或是赋予的。“固有的特性”就是指某事或某物本身就具有的，尤其是那些永久的特性，区别于其他事物的性质，我们也称之为质量参数。“赋予的特性”不是固有的，而是完成产品后因不同的要求而对产品所增加的特性，如产品价格，硬件产品供货时间，售后服务要求。产品的固有特性与赋予特性是相对的，某些产品的赋予特性可能是另一些产品的固有特性。5第一节质量管理概述

二、质量管理术语

3).要求指明示的，通常隐含或必须履行的需求或期望。“明示的”可以理解为规定的要求。如在文件（合同，标准，法规）中阐明的要求或顾客明确提出的要求。“通常隐含的”是指组织、顾客和其他关系方的一般做法，所考虑的需求或期望是不言而喻的。例如，化妆品对顾客皮肤的保护性。“必须履行的”是指法律法规要求的或有强制性标准要求的。例如食品卫生安全法、电子及设备的有关要求。6第一节质量管理概述

二、质量管理术语

2.过程3.产品过程的结果过程：一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动过程三要素：输入、输、出和活动硬件(如发动机机械零件)和流程性材料(如润滑油)通常是有形产品，区别仅在量的特性，前者具有计数的特性，后者有连续的特性。硬件和流程性材料经常被称之为货物。7第一节质量管理概述

二、质量管理术语

服务通常是无形的并且是在供方和顾客接触面上至少需要完成一项活动的结果。软件由信息组成，通常是无形产品并可以方法、论文或程序的形式存在。许多产品由不同类别的产品构成，服务、软件、硬件或流程性材料的区分取决于其主导成分。8第一节质量管理概述

二、质量管理术语

4.不合格未满足要求。“要求”指明示的，通常隐含的或必须履行的需求或期望符合性适用性质量概念不合格的适用性：硬件产品，服务业，过程质量或体系质量9第一节质量管理概述

二、质量管理术语

5.缺陷未满足与预期或规定用途有关的要求。不合格与缺陷的区联系与区别：不合格未满足的要求缺陷未满足的要求缺陷仅指未满足特定的要求，如人身财产安全的要求。缺陷是一种特定范围内的“不合格”例：加三聚氰胺的三鹿奶粉不合格

刹车失灵的丰田RAV4越野车缺陷10第一节质量管理概述

二、质量管理术语

6.质量管理质量管理（一组活动）：在质量方面指挥和控制组织的活动。

质量策划，质量控制，质量改进等。质量策划：质量目标规定必要的运行过程相关的资源质量控制：致力于满足质量要求，如适用性、可靠性、安全性等。质量改进：致力于增强满足质量要求的能力。要求可以是有关任何方面的。11第二节统计质量控制

一、质量管理的统计控制方法

质量管理的统计控制方法常用的统计管理方法

中级统计管理方法

高级统计管理方法

直方图

控制图

散布图

因果图

排列图

分层图

抽样调查法

抽样检验法

功能检验法

实验计划法

高级实验计划

多变量解法

12第二节统计质量控制

二、常用的统计质量控制方法

1.直方图直方图法又称质量分布图法，是通过对测定或收集来的数据加以整理，来判断和预测生产过程质量和不合格品率的一种常用工具。13第二节统计质量控制

1.直方图例1：直方图的画法，以表11-1的数据为样本14第二节统计质量控制

1)收集数据一般收集数据都要随机抽取50个以上质量特性数据，最好是100个以上的数据，并按先后顺序排列。表11-1是收集到的某产品数据，其样本大小用n=100表示。

(2)找出数据中的最大值，最小值和极差。

数据中的最大值用xmax表示，最小值用xmin表示，极差用R表示。xmax=63，xmin=39，极差R=

xmax-

xmin=63-39=24。区间[xmax,

xmin]称为数据的散布范围15第二节统计质量控制

(3)确定组数组数常用符号k表示。k与数据数多少有关。数据多，多分组；数据少，少分组。

k=1+3.31(logn)样本N组数K50—1007—8100—2008—9201—5009—10例2-1中n=100，

k=1+3.31(1ogn)=1+3.31(log100)=7.62≈8

一般由于正态分布为对称形，故常取k为奇数。所以例11-2中取k=9。16第二节统计质量控制

(4)求出组距(h)

组距即组与组之间的间隔，等于极差除以组数，即组距。(5)确定组界为了确定边界，通常从最小值开始。

17第二节统计质量控制

(6)计算各组的组中值(wi)

所谓组中值，就是处于各组中心位置的数值，又叫中心值。

某组的中心值(wi)=(某组的上限+某组的下限)/2

第一组的中心值(w1)=（37.5+40.5）/2=39其它各组类推表11-1中数据最小值xmin=39，组距(h)=3，取第一组的组界为：[37.5，40.5]18第二节统计质量控制

(7)统计各组频数19第二节统计质量控制

(7)画直方图20第二节统计质量控制

直方图的观察与分析对直方图的观察，主要有两个方面：一是分析直方图的全图形状，能够发现生产过程的一些质量问题；二是把直方图和质量指标比较，观察质量是否满足要求。（1）正常型图形中央有一顶峰，左右大致对称，这时工序处于稳定状态。其它都属非正常型。产品分布范围规格范围最理想的直方图21第二节统计质量控制

(2)偏向型

图形有偏左、偏右两种情形，原因是：

(a)一些形位公差要求的特性值是偏向分布。

(b)加工者担心出现不合格品，在加工孔时往往偏小，加工轴时往往偏大造成。产品分布范围规格范围22第二节统计质量控制

(3)双峰型图形出现两个顶峰极可能是由于把不同加工者或不同材料、不同加工方法、不同设备生产的两批产品混在一起形成的。

(4)锯齿型图形呈锯齿状参差不齐，多半是由于分组不当或检测数据不准而造成

锯齿型双峰型23第二节统计质量控制

(5)平顶型无突出顶峰，通常由于生产过程中缓慢变化因素影响(如刀具磨损)造成。操作者逐渐疲劳使质量特性数据的中心值缓慢的移动造成的。

平顶型(6)孤岛型由于测量有误或生产中出现异常(原材料变化、刀具严重磨损等)。孤岛型24第二节统计质量控制规格范围产品分布范围规格范围产品分布范围规格范围产品分布范围产品分布范围规格范围产品分布范围规格范围最理想的直方图直方图的分布但中心偏向一侧。此时，已存在出现不合格品的潜在危险，应立即采取措施，将分布中心调至规格中心分布范围已充满整个规格界限。此时，存在更多出现不合格品的潜在危险，必须立即采取措施，减小分散。直方图的分布范围已超出现规格界限，并已出现不合格品。应立即采取措施，减小分散；对产品实施全数检查；或适当放宽规格界限，以减小损失分布非常集中。在此情况下，应充分考虑经济效果，采取适当放宽工艺条件或加严规格要求等措施。直方图直方图是否符合质量标准的判断25第二节统计质量控制

2.控制图统计过程控制（SPC）统计过程控制统计（Statistical）过程（Process

）控制（Control

）包括什么知识？过程定义？控制含义？统计过程控制就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证和改进质量的目的26第二节统计质量控制

控制图是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于统计控制状态的一种用统计方法设计的图。

CLLCLUCL样本统计量数值时间或样本号27第二节统计质量控制

控制图的原理-演变过程99.73%0.135%0.135%μ-3σμ+3σμt（时间）μ-3σμ+3σμμ-3σμ+3σμtμ-3σμ+3σμt28第二节统计质量控制

控制图的原理的解释：点出界就判异

小概率事件原理：小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，若发生即判断异常。UCLt（时间）CLLCL0.135%远大于0.135%29第二节统计质量控制

控制图的分类:分析用控制图控制用控制图

一道工序开始应用控制图时，总要将非稳态的过程调整到稳态的过程，此乃分析用控制图的阶段。

等到过程调整到稳态后，才能延长控制图的控制线作为控制用控制图，所谓控制用控制图的阶段。30第二节统计质量控制

控制用控制图的判定稳态和判断异常的准则质量管理学3.统计过程控制（SPC）

判稳准则

在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一判稳：P(连续100个点,d≤2)=0.9973100+C1001×0.0027×C10099×0.997399+C1002×0.00272×C10098×0.997398=0.9974►连续25个点，界外点数d=0；

P(连续25个点,d=0)=0.997325=0.9346►连续35个点，界外点数d≤1；

P(连续35个点,d≤1)=0.997335+C351×0.0027×C3534×0.997334=0.9959►连续100个点，界外点数d≤2。31第二节统计质量控制

判异准则►点出界就判异；►界内点排列不随机判异。准则1：一个点在A区之外UCLLCLCLA

B

CCB

A

32第二节统计质量控制

准则2：连续9个点在中心线同一侧UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式有两种：为什么是9个点？

P(连续7个点在中心线一测)=2×（0.9973/2)7=0.0153

P(连续8个点在中心线一测)=2×（0.9973/2)8=0.0076

P(连续9个点在中心线一测)=2×（0.9973/2)9=0.003833第二节统计质量控制

准则3：连续6个点递增或递减UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式：

P(n点倾向)=(2/n!)×（0.9973)n

P(5点倾向)=2/5!×

（0.9973)5=0.01644

P(6点倾向)=2/6!×

（0.9973)6=0.00273

P(7点倾向)=2/7!×

（0.9973)7=0.0003934第二节统计质量控制

准则4：连续14个点上下交替UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式：35第二节统计质量控制

准则5:连续3点中有2点在同侧B区以外UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式多种：

P(μ+2σ≤x≤

μ+3σ)=0.021436第二节统计质量控制

准则6:连续5点中有4点在同侧C区以外UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式多种：

P(μ+σ≤x≤

μ+3σ)=0.1575137第二节统计质量控制

准则7：连续15个点在C区内UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式：

P(μ-σ≤x≤

μ+σ)=0.6826838第二节统计质量控制

准则8：连续8个点都不在C区内UCLLCLCLA

B

CCB

A

基本形式多种：

P(μ+σ≤x≤

μ+3σ)=0.1575139第二节统计质量控制

组号观测值(n=5)样本均值样本极差1X11X12X13X14X15R1质量管理学3.统计过程控制（SPC）

2X21X22X23X24X25R2…iXi1Xi2Xi3Xi4Xi5Ri………数据点的获取：40第二节统计质量控制

对于均值控制图：已知条件：i个数据

CLLCLUCL样本统计量数值时间或样本号41第二节统计质量控制

42第二节统计质量控制

CLLCLUCL样本统计量数值时间或样本号对于极差控制图：已知条件：i个数据43第二节统计质量控制

44练习题1

某汽车活塞制造厂利用均值-极差控制图对生产进行控制。取得25个样本，每个样本包括5个观测值。画出图组号观测值RX1X2X3X4X5174.03074.00274.01973.99274.00874.0100.038273.99573.99274.00174.00174.01174.0010.019373.99873.02474.02174.00574.00274.0080.036474.00273.99673.99374.01574.00974.0030.022573.99274.00774.01573.98974.01474.0030.026674.00973.99473.99773.98573.99373.9960.024773.99574.00673.99474.00074.00574.0000.012873.98574.00373.99374.01573.98873.9970.030974.00873.99574.00974.00574.00474.0040.0141073.99874.00073.99074.00773.99573.9980.0171173.99473.99873.99473.99573.99073.9940.0081274.00474.00274.00774.00073.99674.0010.011451373.99374.00273.99873.99774.01273.9980.0291474.00673.96773.99474.00073.98473.9900.0391574.01274.01473.99873.99974.00774.0060.0161674.00073.98474.00573.99873.99673.9970.0211773.99474.01273.98674.00574.00774.0010.0261874.00674.01074.01874.00374.00074.0070.0181973.98474.00274.00374.00573.99773.9980.0212074.00074.01074.01374.02074.00374.0090.0202173.99874.00174.00974.00573.99673.9960.0332274.00473.99973.99074.00674.00974.0020.0192374.01073.98973.99074.00974.01474.0020.0252474.01574.00873.99374.00074.01074.0050.0222573.98273.98473.99574.01774.01373.9980.035合计1850.0240.581平均74.0010.0231、计算均值和极值462、计算控制界限计算R图的控制线n=5时

D3=0;D4=2.115步骤5：UCL=D4=2.115×0.023=0.049CL=

=0.023LCL=D3=0×0.023=0第二节统计质量控制

473、画控制图第二节统计质量控制

48第二节统计质量控制

3.因果图方法材料机床环境操作者基本形式：49第二节统计质量控制

结果：表示期望进行改善、追查和控制的对象。原因：表示对结果可能施加影响的因素。鱼骨：表示原因与结果、原因与原因之间的关系。中央的枝干为主骨。从主骨两边依次展开的枝干为大骨(大原因即直接原因)，大骨枝两侧展开的枝干为中骨(间接原因)，中骨两侧展开的枝干为小骨(造成间接原因的上一层原因)，用单箭头表示。因果图的结构：50第二节统计质量控制

例2：活塞销孔孔径尺寸为什么会超差未按中间尺寸对刀方法材料机床床温不够环境操作者量值传递标准不一致无温差修正标准责任心差室外气温影响自然时效不好停车时间长预热时间短刀头未压紧未按工艺执行未定时检测早晚温差大寒流暖气不正常室内温差大两台量仪量值不一致未在标温下鉴定环规人工时效不好炉温低毛坯变形时间短51第二节统计质量控制

4.排列图52第二节统计质量控制

绘图步骤：

（1）确定所要调查的问题以及如何收集数据选题，确定调查问题的类型，如不合格项目、损失金额、事故等。确定收集数据的时间确定哪些数据是必要的，数据如何分类，如按不合格类型、时间、位置等。确定收集数据的方法，以及在什么时候收集例：判断铸造零件的关键不合格原因气孔、夹砂、浇不足、裂纹、硬度低、其他53第二节统计质量控制

（2）设计记录表，将统计结果填入表中，计算比率及累计比率，不分类的“其它”类不论其大小都要放在表末。不合格类型不合格数比率（％）累计不合格累计比率（％）气孔3751.53751.4夹砂1722.95474.3浇不足811.36285.6裂纹45.66691.2硬度低34.66995.8其它34.672100合计7254第二节统计质量控制

（3）作图画一横坐标轴两纵坐标轴，左边纵坐标轴上标件数（频数）的刻度，最大刻度为总件数；右纵坐标轴标上比率（频率）的刻度，最大刻度为100％，左右轴刻度高度相等。在横轴上将频数从大到小依次画出各项目的直方条，直方条的高度表示频数的大小，各直方条应等宽不留空隙并占满整个横轴。在直方条上标累计数描点并用直线连接。55第二节统计质量控制

56第二节统计质量控制

5.散布图定义:

散布图也叫相关图,它是用来研究判断两个变量之间相关关系的图。

制作散布图的目的是为辨认一个质量特征和一个可能原因因素之间的联系。Y●

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X0●●

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两个\变量之间常见的两种关系:

(1)函数关系

(2)非确定性的关系57第二节统计质量控制

散布图的作图步骤：收集成对数据（X，Y）（至少不得少于30对）；标明X轴和Y轴；找出X和Y的最大值和最小值，并用这两个值标定横轴X和纵轴Y；④描点（当两组数据值相等，即数据点重合时，可围绕数据点画同心圆表示）；⑤判断（分析研究点子云的分布状况，确定相关关系的类型）。58第二节统计质量控制

相关性的判断1.象限判断法在散布图上画一条与Y轴平行的中值线f，使f线的左、右两边的点子数大致相等；在散布图上画一条与X轴平行的中值线g，使g线的上、下两边的点子数大致相等；Y●

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X0●●

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fg59第二节统计质量控制

f、g两条线把散布图分成4个象限区域I、II、III、IV。分别统计落入各象限区域内的点子数n

；分别计算对角象限区内的点子数；判断规则；若nI＋

nIII＞

nII＋

nIV，则判为正相关若nI＋

nIII＜

nII＋

nIV，则判为负相关Y●

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X0●●

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1.象限判断法60Y●

X0强正相关●●

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Y●

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X0弱正相关●●

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X0●

Y不相关●●

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弱负相关XY0●●

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XY0强负相关●

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X0●Y非直线相关●●

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61第三节质量检验与抽样检验

质量数据的搜集：重要性一切用数据说话，数据是质量管理活动的基础在产品设计、研发、制造和销售中，各种与产品质量有关的数据能够为人们提供信息，从而帮助人们认识产品质量的变化规律，为改善和保证产品质量提供采用措施的依据数据在质量管理中的重要作用在质量管理过程中，需要有目的地收集有关质量数据，并对数据进行归纳、整理、加工、分析，从中获得有关品质量或生产状态的信息，从而发现产品存在的质量问题以及产生问题的原因，以便对产品的设计、工艺进行改进，以保证和提高产品质量。62第三节质量检验与抽样检验

抽样方法随机抽样指总体中每个个体都有同等的机会被抽到，这种抽样方法事先不能考虑抽取哪一个样品，完全是用偶然的方法抽取，常用抽签或利用随机数表来抽取样品以保证正样品具有代表性。当样本总体量不大时，随机抽样是一种有效的抽样方法63第三节质量检验与抽样检验

分层抽样分层抽样是先将总体按照研究内容密切有关的主要因素分类或分层，然后在各层中按照随机抽取原则抽取样本，分层抽样可以减少层内差异，增加样本的代表性。当获得的资料不均匀或呈偏态分布时，分层抽样是一种有效的抽样方法如何确定各类型组中的样本的个数：1）等额分配2）等比例分配3）最优分配64第三节质量检验与抽样检验

系统抽样从总体中每隔K个个体抽取一个个体的抽样方法，比值K是总体容量N与样本容量n之比。如果被抽总体足够大，并且易做某种次序的整理时，系统抽样比分层抽样好65第三节质量检验与抽样检验

整群抽样从总体中成群的抽取样本单位，将若干个群组成样本，各群的组成，可按一定的标志对总体进行划分。例如，对自动流水线上大批量生产的产品可按时间间距分群，如每个若干小时抽一小时的产品，则这一时的产品即为一群。为减小抽样误差，整群抽样要尽可能多的抽一些群，而且这些群要均匀分布于总体中。整群抽样66第四节ISO9000族标准简介一、ISO9000族标准的产生与发展87版情况国际标准化组织（ISO）分别于1986年和1987年发布了6项标准被称为87版ISO9000系列国际标准即：1、ISO8402：1987《质量—术语》2、ISO9000：1987《质量管理和质量保证标准—选择和使用指南》3、ISO9001：1987《质量体系—设计、开发、生产、安装和服务的质量保证模式》4、ISO9002：1987《质量体系—生产和安装的质量保证模式》5、ISO9003：1987《质量体系—最终检验和实验的质量保证模式》6、ISO9004：1987《

质量管理和质量体系要素—指南》67第四节ISO9000族标准简介94版情况1994年ISO/TC176又对标准进行了“有限修改”，即在标准结构上不做大的变动，仅对标准的内容进行小范围的修改，提出了“ISO9000族”的概念，既由ISO/TC176制定的所有国际标准，并由原来的6项标准，陆续制定发布了其他10项指南性国际标准。这样ISO9000族国际标准已从1987年的6项发展到1994年的16项：1、ISO8402：1994《质量管理和质量保证—术语》2、ISO9000-1：1994《质量管理和质量保证标准—第1部分：选择和使用指南》3、ISO9000-2：1993《质量管理和质量保证标准—第2部分：ISO9001、ISO9002、ISO9003的实施通用指南》684、ISO9000-3：1991《质量管理和质量保证标准—第3部分：ISO9001在软件开发、供应和维护中的使用指南》5、ISO9000-4：1993《质量管理和质量保证标准—第4部分：可信性大纲管理指南》6、ISO9001：1994《质量体系—设计开发、生产、安装和服务的质量保证模式》7、ISO9002：1994《质量体系—生产、安装和服务的质量保证模式》8、ISO9003：1994《质量体系—最终检验和试验的质量保证模式》9、ISO9004-1：1994《质量管理和质量体系要素—第1部分：指南》10、ISO9004-2：1991《质量管理和质量体系要素—第2部分：服务指南》第四节ISO9000族标准简介69第四节I