华理工质量管理与可靠性教案04质量管理统计技术与方法

课程名称：《质量管理与可靠性》第5讲次授课题目第四章质量管理统计技术与方法4.1定性统计技术与方法本讲目的要求及重点难点：目的要求](1)掌握因果分析图作图方法和应用；(2)掌握分层法的应用，分层依据；(3)了解亲和图、系统图的原理、作用、作图方法及应用；[重点]因果分析图，系统图，分层法。[难点]分层法与其他图的结合内容一、因果分析法用途：寻找某种质量问题的所有可能的原因1、方法简介因果图也称为鱼骨图或石川图（根据最先提出这一工具的石川熏名字命名）。它是一种通过查找产品的生产过程中的各个环节，来寻找分析产生质量问题的原因，进行定性分析的方法。当某质量问题出现时，从原材料、设备、操作方法、操作者和环境等方面入手，逐项查找产生质量问题的原因。该方法具体应用时，要先确定影响质量的主因是什么，将每一原因由大到小画到枝干上，描述它们之间的关系，把影响因素具体化，直至找到问题的所在。原因分析要从5M1E出发要集思广益，头脑风暴法可用排列图检查效果从产生质量问题的结果出发，首先找出影响质量的大原因，然后从大原因中找出中原因，再进一进从中原因中找出小原因，步步深入，一直找到能够采取措施为止。2、结构

内容三大要素：结果、原因、枝干基本格式：大原因-中原因-小原因-更小原因-直接原因步骤1：阐述问题步骤2：绘制主要分支步骤3：思考可能的因素步骤4：扫描和排序真正的原因---可能性最大或最有可能解决的原因是什么？步骤5：针对所确定的主要原因采取改进措施，由并改进效果检查所确定的主要原因是否正确因果关系图能清晰地表示探讨问题的思维过程、通过逐层分析可以很清楚的看出原因与结果的关系，使问题得脉络完全显示出来。3、举例机加工废品分析分析步骤：1)明确问题的结果(要具体)

该题：废品多2)作出主干与结果，大原因为大枝，中原因为中枝…

内容3)对原因进行审查，权衡轻重，对关键原因采取措施后，用ABC分析图检查效果。4、作用因果图有助于说明各个原因之间如何相互影响。它也能表现出各个可能的原因是如何随时间而依次出现的。这有助于着手解决问题。采取有力措施整改。注意两点：大原因不一定是主要原因，不能仅靠专家，要听取具体操作人员的建议二、树图法（系统图）树图法是表示质量问题与其影响要素之间的关系或把要实现的目的与采取的措施手段系统地展开，寻找解决质量问题或达到目的的手段和措施的一种树状图三、对策表法对策表法也叫措施计划表，它既是实施的计划，又是检查的依据。对策表必须针对“主要原因“来判断。用于指定解决质量问题的具体措施。对策表包括六个方面（5W1H）：目标Why、解决的问题What、执行者Who、执行地点Where、执行时间When、如何做How.四、水平对比法水平对比法也称标杆管理，它是将本企业的产品质量同处于领先地位竞争者的产品质量进行对比，以识别自身质量改进机会。应用程序：确定对比项目；确定对比对象；收集资料归纳；进行对比

内容五、流程图流程图是将一个过程的步骤用图的形式表示出来。通过一个过程中各个步骤之间关系得研究，一般能发现存在的问题，研究哪些环节需要进行知来能够改进六、亲和图法是把收集到的大量有关某一特定主题的意见、观点、想法和问题，按他们之间的相互亲（接）近关系加以归类、整理、汇总，绘制成一个表示思维关系得图示常用于归纳整理所收集到的有头脑风暴所产生的意见、观点和想法的一种有效方法。具体应用于：用于研究发现新问题；用于归纳问题，整理见解用于打破常规举例：内容七、分层发（分类法）1、所谓分层就是为了分清影响质量的原因所在和明确措施方向，把性质相同的数据分到一起,以便发现产生质量问题的原因。2、分层原则(1)按时间分层(2)按操作者分层(3)按使用设备分层(4)按原材料分层分层法是将数据根据使用目的和要求，按其性质、来源、影响因素等进行分类的方法。其目的是将杂乱无章的数据系统化和条理化，以便进行比较分析，找出产生质量问题的主要原因。分层的基本原则和方法：（1）按时间分类；（2）按操作人员分类；（3）按原材料分类；（4）按使用设备分类；（5）按操作方法分类；（6）按检测手段分类。应用程序：收集数据、按层分类、画出分层归类原因例：某公司生产橡胶垫，要求尺寸，但发现有超差，共有甲、乙、丙三人生产。用分层法分析产生这一质量问题的主要原因。见表5-2解：甲分散最小，乙和丙分散较大。比较操作方法，发现甲的操作与乙、丙不同。最后选甲操作方法作为正确操作方法。从而减少了产品外径尺寸超差[本讲小结](1)因果分析图、作图方法和应用；(2)分层法的应用，分层依据；(3)了解亲和图、系统图的原理、作用、作图方法及应用；[本讲作业]无

课程名称：《质量管理与可靠性》第6讲次授课题目第四章质量管理统计技术与方法4.2定量统计技术与方法本讲目的要求及重点难点：目的要求](1)了解直方图的原理、作用、作图方法及应用；(2)掌握直方图的判断与分析；掌握散布图和相关分析法。（3）掌握排列图的作图方法[重点]直方图，排列图，相关分析。[难点]直方图及相关分析法内容一、直方图法1、直方图的定义：直方图也简称频数直方图，是将数据（质量特性）按其顺序分成若干间隔相等的组，以组距为底边，以落入各组的频数为高的若干厂方形排列图。直方图形式2、直方图的用途1）分析产品质量特性值的分布状况；2）进行过程质量分析，判断过程是否出于稳定状态3）计算质量数据的特征值，对总体进行推断，判断其总体质量的分布状况；4）掌握过程能力及过程能力保证产品质量的程度，并通过过程能力来估算过程的不合格品率。3、直方图的建立步骤某厂加工螺栓，其外径尺寸要求为8mm，现从生产的一批产品中抽取100个样品，经过测量，其尺寸如表5-6所示（7.77、8.27、7.93、8.08、8.03…8.45、….7.56…….），试画出直方图。

内容解：1）搜集数据（一般50个以上，最低不低于30）取N=1002）求极差R0=Xmax-Xmin。在原始数据中找出最大值和最小值，计算两者的差就是极差。本例题中：R0=Xmax-Xmin=8.45-7.56=0.893）确定分组的组数k和组距h。（1）组数k的确定可通过两种方法来选择：（把数据从小到大划分成若干个等距离的组，成为数据的分组，需要注意的是：组数的多少应根据样本容量的多少来确定，如果分组数取得太多，每组里出现的数据个数就会很少，甚至为0，做出的直方图就会过于分散或呈现锯齿状；若组数取得太少，则数据会集中在少数组内，而掩盖了数据的差异。）因果关系图能清晰地表示探讨问题的思维过程、通过逐层分析可以很清楚的看出原因与结果的关系，使问题得脉络完全显示出来。一般情况下，可参照下表数据个数<5050~100100~250>205组数5~76~107~1210~20公式计算：k=1+3.3lgn（2）组距h的确定组与组之间的间隔称为组距，h=R0/k=0.89/10=0.09（应为测量单位的整数倍）4）确定各组界限（为了保证数据不落在两组边界上，分组的组界值要比抽取的数据多一位小数）第一组的下界：Xmin-最小测量单位/2第一组的下界：Xmin-最小测量单位/2+h第一组的上界即为第二组的下界，依此类推，可得出n组的组界本例题中5）制作频数分布表：数据落在某个组的数目即频数，将各组的频数值填入表中，检查一下总数是否与数据总数相等，避免重复或遗漏。6）画直方图：以横坐标表示质量特性值的分组界限，在纵坐标上标注频数值，原点为0，根据各组中数据的频数分别确定直方柱的高度，即可绘出直方图7）在直方图的空白区域，记上有关数据的资料，如样本值、平均值、标准差等。直方图的作图原理

内容组号组界值组中值频数累计频数17.555~7.6457.602227.645~7.7357.693537.735~7.8257.78131847.825~7.9157.87153357.915~8.0057.96265968.005~8.0959.05157478.095~8.1858.14158988.185~8.2758.2379698.275~8.3658.32298108.365~8.4558.412100

内容4、直方图的判断与分析1）形状分析（1）正常型（对称型）特点：中部有一顶峰、左右两边低且近似对称，生产过程处于稳定状态（2）偏向性（左偏和右偏）特点：一些形位公差等要求的特性值是偏向分布的、有的是由于加工习惯造成的，图加工孔零件的内径偏小，而加工轴零件的外径值偏大。直方图分析内容（3）双峰型特点：直方图出现两个顶峰。由于把不同加工者、不同材料、不同操作者和不同设备生产的两批产品混在一起而造成的。（4）锯齿形特点：直方图如锯齿一样凹凸不平。由于检测数据不准或是分组不当而造成的。应查明原因，采取措施，重新作图分析（5）平顶型特点：直方图没有突出的峰。主要是在生产过程中有缓慢变化的因素影响而造成的，多种不同的分布混在一起。如刀具的磨损、操作者疲劳等。（6）孤岛型特点：直方图的左边或右边出现孤立的长方形框。由于测量有粗大误差或生产过程中出现异常因素而造成的。如原材料一时变化，刀具严重磨损或混入不同规格的产品等。2）与公差界限的比较分析1）理想型直方图的分布中心和公差M近似重合，其分布在公差范围内，且两边有些余量。一般来说这种情况很少出现不合格品。根据概率计算的结果，当公差范围T大约等于数据标准差S的8倍时，这是相对理想的情况2）偏向型直方图的分布在公差带的范围内，但分布中心和公差M有较大偏移。这种情况如果过程稍有变化，就可能出现不合格品。因此，应调整分布中心和公差M近似重合3)无富裕型直方图的分布在公差带的范围内，两边均没有余地。这种情况应立即采取措施，设法提高过程能力，缩小标准差S.4）能力富裕型直方图的分布在公差带的范围内，且两边有较大的余地。这种情况表明，虽然不会出现不合格品，但很不经济，属于能力过剩。除特殊精密、关键零件外，一般应放宽材料、工具与设备的精度要求，或放宽检验频次以降低检验成本5）能力不足型实际分布尺寸的范围太大，造成超差。这是由于质量波动太大，工序能力不足，出现了一定量的不合格品，应多方面采取措施，缩小分布范围6）陡壁型过程控制不好，实际分布中心过分偏离公差中心，造成超差或废品3）、工序能力(1)工序能力是指工序处于控制状态下的实际加工能力。一般用B=6б来表示。这是一个经济幅度。(2)若B=2б，则合格品率为68.26%.若B=4б，则合格品率为95.45%.若B=6б，则合格品率为99.73%.若B=8б，则合格品率为99.994%.统计分析表法1、定义统计分析表也叫调查表、检查表或核对表，它是为了搜集和整理数据并对数据进行初步分析而设计的图表，是一种可以根据调查目的不同自由选择或自行设计的统计图表。2、分类1）矩阵统计分析表2）不合格项目统计分析表：为了调查统计生产中造成的各种不合格的项目及其占不合格品种数的比率。3）不合格位置统计分析表4）不合格原因统计分析表5）过程质量分布统计分析表一般来说：统计分析表多和分层法结合起来运用，更容易寻找影响产品质量的原因排列图法帕累特图--关键性的少数与次要的多数次要的多数关键性的少数次要的多数关键性的少数１、定义：排列图法也叫帕累特法，是为寻找主要质量问题或影响质量的主要原因的一种简便而有效的方法。意大利经济学家帕累特提出分析社会财富分布状况，即“关键的少数和无关紧要的多数”美国质量管理专家朱兰（Ｊ．Ｍ．），把排列图法应用于质量管理２、主次因素分析在排列图中，通常将影响质量问题的原因按其影响程度的大小进行累计统计，主要分为三类因素：Ａ类因素，是主要因素：一般其累计影响程度达70％左右的；B类因素，是次要因素：累计影响程度在20%~30%；C类因素，是一般因素：累计影响程度在5%~10%。3、排列图的应用举例请用排列图法对某卷烟厂2002年1~3月卷烟外观质量进行分析。解：（1）选择质量分析项目。本相选择卷烟外观质量分析。（2）确定质量单位。本例质量单位为不合格数（3）收集一定期间的数据，本例收集了某卷烟厂2002年1~3月卷烟外观质量不合格品数990个数据。（4）对收集数据整理分析，按有小到大的顺序填入统计表，如表5-5所示。表5-5卷烟外观质量不合格品数统计表序号项目不合格品数（频数）/个累计不合格品数（累计频数）/个频率（%）累计频率（%）1空松45845846.346.32贴口2977553076.33切口80835884.34表面558905.689.95短烟359254.593.46过紧289532.996.37其他379903.7100合计990100（5）计算各类项目的累计频数、频率及累计频率，如表5-5所示。（6）按一定的比例划出两个纵坐标和一个横坐标。左纵坐标代表频数，右纵坐标代表累计频率，如图所示。（7）按各项目不合格品数的大小，依次在横坐标上划出直方图。（8）案右纵坐标的比例，找出各类项目的累计频率点，从原点开始，注意连接各点，画出帕累特曲线。在直方图的上方表明各自的频数，在累计频率点旁注明累计频率值（9）在排列图的下方注明排列图的名称、绘图时间、绘图者等，如图所示：图：卷烟外观质量不合格排列图主次因素分析A:主要因素：空松、贴口，累计影响程度占76.3%。质量改进的重点B:次要因素：切口、表面、短烟、过紧，累积影响程度占20%C:一般因素：其他，占3.7%.4．画排列图时的注意事项（1）主要原因A类项目一般只有1-2个，最多不超过3个，否则就失去找主要问题或原因的意义。如发现主要原因太多，有必要考虑重新进行原因分类。（2）若主要项的原因尚不明确，可针对该项进一步进行分层，画出几个不同的排列图加以分析，以便发现主要问题或原因。（3）纵坐标可以用“件数”或“金额”等来表示，原则以更好的找到“主要原因”为准。（4）若不重要的项目过多，可以将其几个项目合并为“其他”项。（5）确定了主要因素，并在采取措施后，为验证其实施效果，还要按原项目重新画出排列图，以进行比较。5、排列图的适用范围排列图适用于各行业、各类型企业的质量改进活动，对于需要改善工作的场合都可以用排列图找出主要原因，以便抓住主要矛盾进行有成效的改善四、散布图1）散布图的概念相关关系：两个变量之间存在的关系虽然不能完全确定，但却相互依赖、紧密相关的关系称相关关系。如：热处理淬火时，淬火温度和工件硬度散