质量改善的工具与技术七种质量工具

1、二一一年十月,质量工具与技术应用培训,课程安排,1、质量改进常用工具概念及作用,1.1 因果图 概念： 因果图又称鱼骨图（石川图），它是表示原因与结果关系的图形，通过对此图的绘制来寻找影响结果的各种原因。 作用： 因果图主要用于分析质量特性与影响质量特性的可能原因之间的因果关系，通过把握现状、分析原因、寻找对策促进问题的解决。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.2 排列图（柏拉图） 概念： 排列图又称柏拉图或主次因素分析图法，是意大利经济学家柏拉图博士所发明，是根据收集的数据、项目，按其大小顺序，自左而右排列的图。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

2、成。它将质量改进项目最重要到最次要进行排列而采用的一种简单的图示技术。 作用： 在生产过程中，影响产品质量的因素常常不止几个、几十个，在这些庞杂的众多因素中，迅速、准确地找出主要因素的最有效方法就是排列图。它有利于企业抓住关键因素，用有限的资源解决更大的问题，取得更好的经济效益。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.3直方图 概念： 是对定量数据分布情况的一种图形表示，由一系列矩形（直方柱）组成。它将一批数据取值大小划分为若干组，在横坐标上将各组为底作矩形腰，以落入该组数据的频数或频率为矩形的高。 作用： 通过直方图可以观测并研究这批数据的取值范围，集中及分布情况，发现问题趋势、关键所在。,1

3、、质量改进常用工具概念及作用,1.4头脑风暴法 概念： 头脑风暴法，又叫畅谈法、集思法等。它是采用会议的方式，利用集体的思考，引导每个参加会议的人围绕某个中心议题（如质量问题），广开言路，激发灵感，在自己的头脑中掀起风暴，毫无顾忌、畅谈欲言发表独立见解的一种创造性思考的方法。 作用： 头脑风暴法可以用来识别存在的质量问题并寻其解决的办法，还可以用来识别潜在质量改进机会，在质量改进活动中的用途很广。可与因果图、树图、亲和图联合运用。使用头脑风暴法可以引导小组成员创造性地思考，产生和澄清大量观点、问题或议题。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.5控制图（管理图） 概念： 控制图以叫管理图，它是用

4、来区分有系统原因引起的异常波动， 或是由过程固有的随机原因引起的正常波动的一种工具。是对过程 质量特性值进行测定、记录、评估，从而监察过程是否处于控制状 态的一种用统计方法的设计图（以基线（中心线）确定上下变化控 制区间）。 作用： 控制图能够直观地看到产品或服务的质量的变化、趋势；区分 偶然因素与异常因素。对实现全过程预防、监视，保证生产工序 处于稳态，达到最经济状态。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.6 散布图 概念： 为了研究两个变量（质量因素）之间存在什么关系，可以画一张图，把每一对变量（Xi,Yi）看成直角坐标中的一个点，在图中标出n个点，称这样的图为散布图。 作用： 散布图是对

5、变量因素进行分析，掌握变化趋势及偏离量，寻找相关联因素，进行有效控制。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.7 检查表（调查表） 概念： 用来系统的收集资料和积累数据，使用简单记号填记并统计整理，以作进一步分析或作为核对、检查之用而设计的一种表格或图表。 作用： 掌握质量管理的第一手资料，初步统计技术分析的依据，与生产过程同步完成、着重于质量改进和QC应用，系统完成数据的积累，完善技术档案。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.8 网络图 概念： 网络图又称网络计划技术，它是安排和编制最佳日程计划，有效地实施进度管理的一种科学管理方法，其工具是箭条图，又称矢线图。 作用： 制订计划保证其严密性

6、，确保实施过程中进行有效检查、评价，及时发现问题作出调整，迅速解决，确保目标任务完成。,1、质量改进常用工具概念及作用,1.9 水平对比法 概念： 是组织将自己的产品和服务的过程或性能与类似情况、对手进行比较，以识别质量改进机会。 作用： 掌握自己不足，可以有助于认清目标和确定计划编制的优先顺利，较好地解决问题，以使自己在市场中处于有利地位 。,2、统计技术基础知识,统计技术,统计数据及分类,总体和样本,抽样方法,统计特征数,质量波动,统计技术,所谓统计技术，就是指有目的地收集整理和分析数据 过程中所运用的方法，以概率论为理论基础，以计算机软件为主要工具，以随机变量为主要对象发展起来的一门应用

7、数学分支。,如何在质量管理体系中运行应用统计技术,1、高层管理者应掌握基本的统计概念。 2、关于程序文件与作业指导书。 3、具体应用步骤 Plan：选择课题 现状调查 设定目标 分析原因 要因分析 制定对策 Do：实施对策 Check ：效果检查 Action ：巩固措施 总结并作下一步打算,新的水平,原有水平,产品质量波动,正常波动： 随机原因(普通原因)引起的， 产品生产过程 固有的， 不可消除， 影响较小 异常波动 系统原因(特殊原因/可查明原因)引起， 一般可查明， 一旦出现，影响显著,质量波动的原因,人(man) 机器设备(machine) 原材料(material) 方法(meth

8、od) 测量(measure) 环境(environment),质量波动源,统计数据及分类,计量数据 1. 可以测量 2. 可以连续取值 3. 服从正态分布 计数数据 1. 不能连续取值 2. 分类：计件数据与计点数据 3. 计件数据服从二项分布 4. 计点数据服从泊松分布,总体和样本,统计学中的总体和样本关系,统计总体和样本的特征,大量性,差异性,同质性,统计样本的基本特征 1、随机性 2、代表性 3、推断性,总体、样本和数据的关系,正态分布,正太分布曲线,中间高；两边低 左右对称；延伸至无穷,正态分布的特点,曲线以x=这条直线为轴，左右对称； 曲线与横坐标轴所围成的面积等于1 ，其中在3范

9、围内的面积占99.73% ； 2为95.45% 为68.27% 对的正偏差和负偏差概率相等； 靠近的偏差出现概率较大，远离的偏差出现概率小； 在远离一定范围以外的偏差，其出现概率是很小的； 在处曲线形成拐点，即标准偏差是由对称轴（x=）至拐点的距离。,正态分布的参数,正态分布表及其用法,我们把=0，=1的正态分布称为标准正态分布,记为 U N(0,12)。其概率密度函数为： 是将非标准正态分布 化为标准正态分布 的公式，称为“一般正态随机变量的标准化”公式，对于具体的u(u0),可由表查得相应的(u) 的值。,正态分布表及其用法,随机抽样方法,简单随机抽样 也称纯随机抽样，是直接从总体的N个单

10、位产品中完全随机地抽取n个单位产品，并使总体中每一个单位产品都有同等被抽中的机会，是符合随机原则的最简单、最基本的抽样方式。 分层抽样 也称类型抽样，是将总体的N个单位划分为性质不同的子总体，并按一定的比例从各层中抽取样本，构成样本量。 系统抽样 也称等距抽样，是将总体中N个单位产品系统排列编号（1-N），等分成n段，每段含k个产品，且N=nk，然后在第一段的k个单位产品中随机抽取一个单位产品，以后每隔k个单位产品抽取一个单位产品构成的样本。,不同抽样方法的比较,统计特征数,统计特征数,3、调查表,调查表的定义、意义,调查表的制作方法,调查表的基本要素,调查表的类型,调查表的种类,调查表,定义

11、 用来系统的收集资料和积累数据，使用简单记号填记并统计整理，以作进一步分析或作为核对、检查之用而设计的一种表格或图表。 意义 掌握质量管理的第一手资料； 初步统计技术分析的依据； 与生产过程同步完成； 着重于质量改进 和QC应 用 ； 系统完成数据的积累，完善技术档案,调查表的种类,1.记录用调查表 定义：用于掌握问题发生的分布状况，分布不良或缺点发生地属性及数量，并将此现象予以登记。 A ：计数值用调查表 B ：计量值用调查表 2.点检用调查表 定义：将应点检的项目事先决定好记于表上，并据以点检确认。,一、计数值用检查表,二、计量值用调查表,三、点检用调查表,调查表的制作方法,1.明确目的：

12、将来要能提出改善对策、数据，因此必须把握现状，进行解析，与使用目的相配合。 2.解决调查项目：从特性要因图全（因果）圈选。 3.决定抽检方法：全检或抽检 4.决定查检方式：查检数量、时间、对象等。 5.设计表格实施检查,调查表的基本要素,调查者 调查时间和地点 调查对象 调查项目 调查数据的采集和计算口径 调查方式,注意事项,调查表填写一般在现场同步完成 由生产班组或现场技术人员填写，不可以事后补填，更不可提前杜撰。 准确记录数据，可不作为绩效考核依据 在应用过程中不断修订完善，成为成熟生产记录； 计算机汇总数据 进行阶段性统计分析 提出质量改进意见和质量改进策划,4、分层法,分层法属统计学基

13、础知识内容，在第二部分已经讲到了，此章节不再重复讲解。 略,5、排列图,排列图的定义,排列图的制作,排列图分类,排列图注意事项,排列图的作用,排列图的定义,排列图又称柏拉图或主次因素分析图法，是意大利经济学家柏拉图博士所发明，是根据收集的数据、项目，按其大小顺序，自左而右排列的图。 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。它将质量改进项目最重要到最次要进行排列而采用的一种简单的图示技术。,排列图的作用,在生产过程中，影响产品质量的因素常常不止几个、几十个，在这些庞杂的众多因素中，迅速、准确地找出主要因素的最有效方法就是排列图。它有利于企业抓住关键因素，

14、用有限的资源解决更大的问题，取得更好的经济效益。,使用排列图十分简单，依据“关键的少数和次要的多数”原理，先将影响产品质量的诸多因素罗列出来，再按照某种质量特性值或出现的频数从大到小进行排列并绘制排列图，根据质量特征值的大小和因素多少确定出关键因素。一旦确定出关键因素，就知道了有效改进质量的着手点。 -技巧点拨,排列图的制作,选择要进行质量分析的项目以及数据的如何收集 设计一张数据记录表 将数据填入表中 制作排列用数据表 按数量从大到小排列顺序，将数据填入数据表中 画横坐标和纵坐标 在横轴上按频数大小画出矩形 画出累计百分比曲线 图示说明等,选择要进行质量分析的项目以及数据的如何收集,选题，确

15、定要调查的问题，如不合格项目。 确定调查的时间段 确定哪些数据的必要的，以及数据的分类。 确定收集的方法,实例 选题：温度计损坏原因调查表 调查时间段：2009110120091230 确定数据的分析：损坏的方式、损坏的班组分布、损坏的时间段分布 确定数据的分析方法：现场采用调查表完成,设计一张数据记录表,制作排列用数据表,排列图的分类,分析现象用排列图 质量：不合格、故障、顾客抱怨、退货、维修 成本：损失总数、费用 交货期：存货短缺、付款违约、交货期拖延 安全：发生事故、出现差错 分析原因用排列图 操作者：班次组别、年龄、经验、熟练情况 机器：机器、设备、工具、模具、仪器 原材料：制造商、工

16、厂、批次、种类 作业方法：作业环境、工序先后、作业方法,排列图注意事项,1.分类方法不同得到的排列图不同。通过不同的角度观察问题，把握问题的实质，需要用不同的分类方法进行分类，以确定“关键的少数” 2.为了抓住关键的少数，在排列图上通常把累计比率分为三类：在0%80%间的因素为A类因素，也即主要因素；80%90%间的因素为B类因素，也即次要因素；在90%100%间的因素为C类因素，也即一般因素。 3.如果“其他”项所占的百分比很大，则分类不理想,6、因果图,因果图的定义,因果图的制作,因果图注意事项,因果图的定义,因果图又称鱼骨图（石川图），它是表示原因与结果关系的图形，通过对此图的绘制来寻找

17、影响结果的各种原因。,因果图的制作,Step1:简明扼要阐明要解决的质量问题 Steo2:找出可能发生地原因主要类别 Step3:把结果画在右边的矩形框中，然后把各类主要原因放在它的左边，以“结果”框输入 Step4：寻找所有下一个层次的原因，画在相应的主枝上，并继续一层一层的展开下去 Step5:从最高层次的原因（末端原因）中选取和识别少量（一般35个）看起来对结果有最大影响的原因（要因），并对它们进一步研究，如收集资料、论证、试验、采取措施和控制等,分析原因要彻底，要针对结果，把原因一层一层展开，分析到能采取措施为止。,因果图,因果图的制作方法,步骤一、决定问题或品质特性,因果图的制作方法

18、,步骤二、决定大要因,因果图的制作方法,步骤四、决定影响问题点的主因,因果图注意事项,只能针对一个问题作一张因果图 与会者充分发表意见，找出可能存在的全部原因 将原因分析到可以直接采取对策的具体原因（末端原因） 对所有末端到现场逐个确认是否要因 一般只能分析到4层,7、直方图,直方图的定义,直方图的作法及举例,直方图的作用,直方图的观察与分析,直方图的定义,是对定量数据分布情况的一种图形表示，由一系列矩形（直方柱）组成。它将一批数据取值大小划分为若干组，在横坐标上将各组为底作矩形腰，以落入该组数据的频数或频率为矩形的高。,直方图的作用,通过直方图可以观测并研究这批数据的取值范围，集中及分布情况

19、，发现问题趋势、关键所在。 为了研究数据的变化规律，需要对数据进行一定的加工整理。直方图是为了研究数据变化规律而对数据加工整理的一种基本方法。,直方图的作法举例,示例：某食品厂自动装罐机生产罐头食品，从一批罐头中随机抽取100个进行称量，获得罐头的净重数据如下：,直方图的作法举例,步骤 为了解以上图表这组数据的有分布规律。对数据作如下处理： Step1: 找出这组数据的最大值Xmax=356，最小值 Xmiax=332，计算它们的极差R=Xmax-Xmiax=24，R为极差，也就是这组数据的取值范围。 Step2: 根据数据个数，即样本量n，决定分组数k及组距h。 直方图分组数选用表,直方图的

20、作法举例,Step2: 在例中，n=100，取k=9，R/k=24/9=2.7，故取组距h=3 Step3:确定组限，即每个区间的端点及组中值。为了避免一个数据可能同时 属于 两个组，因此通常将各组的区间确定为左开右闭； Step4: 计算落在每组的频数，即落在组中的数据个数ni，以及频率fi，列出每组的频数、频率表。,直方图的作法举例,Step4: 频数频率分布表,直方图的作法举例,Step5: 作频数频率直方图 在横轴上标上每个组的组限，以每一组的区间为底，以频数(频率)为高画个矩形，所得的图形称为频数(频率)直方图。,直方图的观察与分析,直方图可有各种形状，分析这些直方图可有各种形状出现

21、的原因是一种有意义的工作，找到原因，就可采取对策，提高产品质量。 a)对称型， b) 偏态型， c)孤岛型 d)锯齿型， e)平顶型， f)双峰型,8、控制图,控制图的定义,控制图的制作及举例,控制图分类,控制图注意事项,控制图的原理,控制图的研判,控制图的定义,又叫管理图，它是用来区分有系统原因引起的异常波动，或是由过程固有的随机原因引起的正常波动的一种工具。 控制图的基本模式图,质量特性值,UCL,CL,LCL,抽样时间或样本组序号,控制图原理,1)、 原理在生产过程中，仅有偶然性原因存在时，产品质量特性值 形成某种确定的典型分布。当出现系统性原因时， 就偏离原来的典型分布了。 设当工序不

22、存在系统性原因时，则,2)、控制图的控制界限 通常控制图根据 原则确定控制界限，如图-2所示，x图的中心线和上、下控制界限为：,正态分布中，任一点出现在 内的概率为 P(-X +) = 68.27% 2内的概率为P(-2X +2) = 95.45% 3内的概率为P(-3X +3) = 99.73%,控制图的分类,计量型和计数型的比较,控制图制作的一般程序,控制图的制作,Step1:确定受控质量特性 选定的控制质量特性应是影响产品质量的关键特性。这些特性要能够计量（计数），并且技术上可以控制。 Step2:选定控制图种类 计量型（均值极差图、均值标准差图、均值移动极差、中位数极差图）；计数型（

23、P不合格品率图、C缺陷数图、U单位缺陷图、np不合格数图） Step3:收集预备数据 确定样本数、样本量和抽样间隔。一般按采集的时间顺序将数据分为若干组，每组样本容量相同，数据总数不少于100（2025个子组数据）,Step4:计算控制界限 Step5:作控制图并标出各组的统计量 Step6:研究在控制界限以外的点子和在控制界限内排列不随机的点子并标明分析异常原因的状态。 Step7:决定下一步行动。,1、计量值控制图,在计量值控制图中，常用的典型控制图是“平均值-极差”控制图,即 图，下面就以 图为例说明计量值控制图的设计。 A、收集数据 假设从齿轮钻孔工序收集记录100个孔尺寸数据，如表1

24、所示。表中详细记录了收集数据的时间，样本大小n=4 (n=4至5为宜)，共收集了25计组合计100个数据。并以表格形式规范化计算每组数据的 ，最后容易地得到 。,B、确定控制界限 由表查得，当n=4时，所以, x图的控制界限为：,表 1 (表中数据基本数据为6.00mm),C、绘制控制图 如图如示为 图的初始控制界限，并将样本统计量 和 逐一描点在图上，然后用折线连接起来。,D、控制界限界修正 由图1中的样本点状态显示： (1)、图中有第4，9，20 号三个样本点出界；(2)、R图中有第18号样本点出界；(3)、控制界限内的样本点排列多数偏于中心线以下。在实际中对上述情况进行具体分析，结果确认

25、第9号样本点出界是偶然性原因引起的，而第4，18，20号三个样点出界是由于系统性原因引起的，应该加以剔除，然后利用剩余的样本统计量重新修正控制界限。具体修正如下：,所以修正后的界限为： 将初始控制界限与修正后的控制界限加以比较，如图1所示，可见修正后的控制图的中心线下移，而且控制界限变窄。 E、控制图的使用和改进 如图1，经过修正的控制图投入使用后通常要继续改进，以保证和提高控制质量的能力和水平。图2中二月份的控制图的控制界限就是利用一月份控制图的数据重新进行计算得到的。如此继续下去，可清楚地看到控制图的不断改进。图中显示的七月份控制图状况已经达到了比较好的控制效果。这时，如果认为目的基本达到

26、，只做定期抽样检验判断工序状态的保持情况就可以了。,图2 修正后的控制图投入使用和改进,一月份,二月份,七月份,2、计数值控制,1)、 不合格品率控制图 (P控制图) 样本大小n相同的p图 A、收集数据某产品五月份检验数据如表2所示，共检验了25个样本，样本大小n=300,B、确定控制界限 C、绘制p控制图 如图3所示，将CL，UCL和LCL绘在坐标纸上，并将25个样本点逐个描在控制图上，标出超出界限的样本点。 D、p控制图的修正 由于p图的下限不可能为负值，所以定为0。从图3中看出第19号样本点出界，经过分析是由于系统性原因引起的，所以要剔除，重新计算不合格品率的平均值。,因为,-剔除的样本

27、中不合格品数；,-剔除的样本大小,所以，修正后的界限为：,D、p图控制图的修正 利用五月份收集的数据设计并修正的的p控制图，在七、八两个月份仍然断续加以改进，如图4所示，直到控制的质量水平稳定且满中需要为止。然后，定期检验工序的控制状态使其保持即可。图4清楚显示了不断改进的控制图能更好保证产品的质量。,样本大小n不同的p图 A、收集数据 表3是某手表厂3-4月份收集的25组数据，其样本大小各不相同。 B、确定控制界限 根据表计算所得初始控制界限如表3最后两列数据(计算从略)。,C、控制p控制图 如图5所示：,图5 P图的初始控制界限(n不同),D、p控制图的修正 如图5所示，3月31日、4月2

28、2、26、29日的4点在控制界限之外，经分析： 1)、3月31日和4月22日的两个样本点是异常点，应剔除。 2)、4月26日是正常点，应保留，而4月29日是p图中的特别优良表现，也应 保留。所以，新的不合格品率的平均值为： 然后再计算各样本组的修正界限(从略)。 实际中，由于各样本组样本大小 不相同，在 的差别不大时，为了简化控制界限，也可以采用平均样本数 来代替各样本组的样本数 ，然后用 计算控制界 和 。,如图6所示，其控制界限比图5显著简化了，但对明显靠近控制界限的样本点要单独计算其控制界限，例如：经分析确认5月11、14日是异常点，5月24日是正常点。,控制图的研判,1、受控状态,如图7，如果控制图上所有的点都在控制界限内，而且排列正常，说明生产过程牌处于控制状态。这时生产过程只有偶然因素影响，在控制图上的正常表现为： 1)、所有样本点都在控制界限内。(下限情况下可认为基本上处于控制状态)A、连续24点以上处于控制界限内。B、