淺談控制圖在質(zhì)量管理中的應(yīng)用(1)

1、淺談控制圖在質(zhì)量管理中的應(yīng)用株洲南方雅馬哈減震器有限公司品證部 劉先生關(guān)鍵詞： SPC 統(tǒng)計(jì)過程控制 質(zhì)量管理 控制圖一、序論企業(yè)追求的目標(biāo)，首先是創(chuàng)造利潤(rùn)，創(chuàng)造利潤(rùn)是建立在高效率、高質(zhì)量及低成本的基礎(chǔ)之上的。其中質(zhì)量的好壞，又直接影響效率與成本。也可以說，追求高質(zhì)量的產(chǎn)品是企業(yè)生存與發(fā)展的根本。質(zhì)量代表了一個(gè)國(guó)家的科學(xué)技術(shù)、生產(chǎn)水平、管理水平和文化水平。產(chǎn)品質(zhì)量的提高，意味著經(jīng)濟(jì)效益的提高。當(dāng)今世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展正經(jīng)歷著由數(shù)量型增長(zhǎng)向質(zhì)量型增長(zhǎng)的轉(zhuǎn)變，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)也由價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)為主轉(zhuǎn)向質(zhì)量競(jìng)爭(zhēng)為主。隨著我國(guó)加入WTO，面對(duì)國(guó)內(nèi)外日益激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，作為一個(gè)企業(yè)，特別是制造企業(yè)，必須穩(wěn)定和提高產(chǎn)品的質(zhì)量

2、、提高過程能力、提高5M1E的綜合水平，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)可以生產(chǎn)適合國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)需求的一流產(chǎn)品的水平。而要達(dá)到這樣的結(jié)果，如果沒有科學(xué)的質(zhì)量管理方法，是不可真正能實(shí)現(xiàn)的?？茖W(xué)的質(zhì)量管理方法必須要運(yùn)用有效的統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)和統(tǒng)計(jì)分析方法。SPC圖是質(zhì)量管理過程中最基本、最常用、最實(shí)用，也是最有效的質(zhì)量管理工具。二、SPC圖SPC圖即統(tǒng)計(jì)過程控制圖（Statistical Process Control Chart）。SPC主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)地區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機(jī)波動(dòng)和異常波動(dòng)，從而對(duì)生產(chǎn)過程的異常趨勢(shì)提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，

3、從而達(dá)到控制和提高質(zhì)量的目的。正常波動(dòng)一般在預(yù)計(jì)的界限內(nèi)隨機(jī)重復(fù)，而系統(tǒng)原因引起的波動(dòng)則表明需要對(duì)其因素加以判別、調(diào)查，并使之處于受控狀態(tài)。SPC圖是利用圖形記錄過程質(zhì)量隨時(shí)間變化的一種形式。它建立在數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)之上，利用有效的數(shù)據(jù)計(jì)算出控制界限，一般分為上控制界限（Upper Control Line 簡(jiǎn)稱UCL）和下控制界限（Lower Control Line 簡(jiǎn)稱LCL），如下圖所示：SPC圖的作用如下：1、 在質(zhì)量診斷方面可以用來度量過程的穩(wěn)定性，即過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，但不能用來判斷產(chǎn)品 質(zhì)量的合格性；2、 在質(zhì)量控制方面，可以用來確定什么時(shí)候需要對(duì)過程加以調(diào)整，而什么時(shí)候

4、則需要是過程保持相應(yīng)當(dāng)穩(wěn)定狀態(tài)；3、 在質(zhì)量改進(jìn)方面，可以用來確認(rèn)某過程是否得到了改進(jìn)。圖11 SPC圖的基本形式三、SPC圖的應(yīng)用程序1、 選取控制圖擬控制的質(zhì)量特性，如強(qiáng)度、尺寸、不良品數(shù)量等。2、 選用合適的控制圖種類。3、 確定樣本數(shù)、樣本量和抽樣間隔。在樣本組內(nèi)，假定波動(dòng)是由隨機(jī)原因引起。4、 收集并記錄2025個(gè)樣本的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)。5、 計(jì)算各組樣本的統(tǒng)計(jì)量，如樣本平均值、樣本極差和樣本的標(biāo)準(zhǔn)偏差等。6、 計(jì)算統(tǒng)計(jì)量的控制界限。7、 畫控制圖并標(biāo)出各組的統(tǒng)計(jì)量。8、 研究在控制界限以外的點(diǎn)子和控制界限內(nèi)排列不隨機(jī)的點(diǎn)子并標(biāo)明異常（特殊）原因的狀態(tài)。9、 決定下一步行

5、動(dòng)四、計(jì)量值控制圖SPC圖的種類有很多，一般按數(shù)據(jù)的性質(zhì)分成計(jì)量值控制圖和計(jì)數(shù)值控制圖兩大類。其中平均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（控制圖）是理論根據(jù)比較充分，對(duì)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的檢驗(yàn)?zāi)芰軓?qiáng)的一種，其判斷工序異常的靈敏度高，但計(jì)算s的工作量很大；平均值極差控制圖（控制圖）因計(jì)算極差值比較方便而被世界各國(guó)運(yùn)用得最為廣泛，控制圖適用于產(chǎn)品批量較大，且穩(wěn)定的工序判斷工序異常的靈敏度高，計(jì)算R的工作量小。1、 計(jì)量值控制圖分析、使用程序在分析、使用計(jì)量值控制圖是應(yīng)遵循以下程序：（1） 收集與分析數(shù)據(jù)（2） 計(jì)算樣本組的平均數(shù)（）和標(biāo)準(zhǔn)差（）/極差（）。（3） 計(jì)算樣本組的平均數(shù) 和平均標(biāo)準(zhǔn)偏差（）/平均極差（）。（

6、4） 計(jì)算控制界限。（5） 首先畫s控制圖/R控制圖。與控制界限進(jìn)行對(duì)比，檢查是否有越界點(diǎn)或在界內(nèi)不隨機(jī)排列的的點(diǎn)。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)偏差/極差數(shù)據(jù)中關(guān)于系統(tǒng)原因的每一個(gè)征兆，分析過程的運(yùn)行，以便找出原因，采取措施，防止再次發(fā)生。（6） 剔除受到某種已經(jīng)識(shí)別的系統(tǒng)原因影響的所有樣本組；然后重新計(jì)算并畫出新的平均標(biāo)準(zhǔn)偏差（）/平均極差（）和控制界限。當(dāng)與新控制界限進(jìn)行比較時(shí)，要確認(rèn)是否所有的點(diǎn)子都顯示為受控狀態(tài)，如有必要，應(yīng)重復(fù)“識(shí)別糾正重新計(jì)算”程序。（7） 如果根據(jù)已識(shí)別的系統(tǒng)原因，從s圖/R圖中剔除了某個(gè)樣本組，則也應(yīng)將圖中與之相對(duì)應(yīng)的樣本組除去。應(yīng)利用修正過的/值和值重新計(jì)算平均數(shù)的試用界限。（8

7、） 當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)偏差/極差控制圖表明過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí)，則認(rèn)為過程的離散程度（組內(nèi)變異）是穩(wěn)定的。然后就可以對(duì)平均數(shù)進(jìn)行分析，已確定過程的位置是否隨時(shí)間而變動(dòng)。（9） 畫控制圖。與控制界限進(jìn)行對(duì)比，檢查是否有越界點(diǎn)或在界內(nèi)不隨機(jī)排列的的點(diǎn)。與s控制圖/R控制圖一樣，分析任何失控的狀況，然后采取糾正和預(yù)防措施。剔除任何已找到系統(tǒng)原因的失控點(diǎn)；重新計(jì)算和描繪新的過程平均數(shù)（）和控制界限。當(dāng)與新的控制界限進(jìn)行對(duì)比時(shí)，要確認(rèn)所有數(shù)據(jù)點(diǎn)是否都顯示受控狀態(tài)，如有必要，應(yīng)重復(fù)“識(shí)別糾正重新計(jì)算”程序。（10） 當(dāng)用來建立控制界限基準(zhǔn)的初始數(shù)據(jù)全部包括在試用控制界限內(nèi)時(shí)，則在未來一段時(shí)間內(nèi)延長(zhǎng)當(dāng)前這段時(shí)間的控制

8、界限，作為控制圖的控制界限。2、 平均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（控制圖） 控制圖是將控制圖和s控制圖聯(lián)用的一種形式，前者主要用來觀察、監(jiān)控過程的位置隨時(shí)間的變動(dòng)；后者用來觀察、監(jiān)控過程的離散程度隨時(shí)間的變動(dòng)。圖的控制界限為： CL UCL+ LCL-式中 樣本組平均值的平均值； 樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差的平均值； 由n確定的控制圖系數(shù)，由表11查出。S圖的控制界限為： CL UCL LCL式中、是由n確定的控制系數(shù)，課由表11查出。當(dāng)n5時(shí)，為負(fù)值，而s值是非負(fù)的，因而實(shí)質(zhì)上不存在。這是，可將s0的橫坐標(biāo)線當(dāng)作LCL使用。3、平均值極差控制圖（控制圖）控制圖是將控制圖和R控制圖聯(lián)用的一種形式。由于計(jì)算R值要比計(jì)算s

9、值要容易得多，而R與s又有一定的數(shù)學(xué)聯(lián)系，因此運(yùn)用得最為廣泛。圖的控制界限為： CL UCL+ LCL-式中 樣本組平均值的平均值； 樣本標(biāo)極差的平均值； 由n確定的控制圖系數(shù)，由表11查出。R圖的控制界限為： CL UCL LCL式中、是由n確定的控制系數(shù)，課由表11查出。當(dāng)n6時(shí)，為負(fù)值，而s值是非負(fù)的，因而實(shí)質(zhì)上不存在。這是，可將R0的橫坐標(biāo)線當(dāng)作LCL使用。表11 控制圖系數(shù)選用表系數(shù)n2345678910A21.880 1.023 0.729 0.577 0.483 0.419 0.373 0.373 0.308 A32.659 1.954 1.628 1.427 1.287 1.1

10、82 1.099 1.032 0.975 B3（）（）（）（）0.030 0.118 0.185 0.239 0.248 B43.627 2.568 2.226 2.089 1.970 1.882 1.815 1.761 1.716 D3（）（）（）（）（）0.076 0.136 0.184 0.223 D43.627 2.574 2.282 2.114 2.004 1.924 1.864 1.816 1.777 E22.660 1.772 1.457 1.290 1.134 1.109 1.054 1.010 0.975 m3A21.880 1.187 0.796 0.691 0.549 0

11、.509 0.430 0.410 0.360 d21.128 1.693 2.059 2.326 2.534 2.704 2.847 2.970 3.078 c40.798 0.886 0.921 0.940 0.952 0.959 0.965 0.969 0.973 下面就我公司生產(chǎn)過程中應(yīng)用控制圖說明如何使用控制圖的步驟。例如：我們要對(duì)一零件的機(jī)械加工過程的穩(wěn)定性進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，其內(nèi)徑加工尺寸要求為，于是在加工過程中每隔50件抽取一樣本進(jìn)行測(cè)量。一共抽取50件測(cè)量數(shù)據(jù)如表12所示：表12 抽樣統(tǒng)計(jì)測(cè)量數(shù)據(jù)及計(jì)算結(jié)果樣本序號(hào)內(nèi)孔直徑平均數(shù)x極差Rx1x2x3x4x51 30.047 30.04

12、5 30.023 30.057 30.017 30.0378 0.040 2 30.047 30.043 30.020 30.037 30.028 30.0351 0.027 3 30.040 30.039 30.043 30.013 30.042 30.0354 0.030 4 30.020 30.034 30.042 30.056 30.016 30.0339 0.040 5 30.052 30.046 30.019 30.043 30.034 30.0386 0.033 6 30.054 30.052 30.020 30.041 30.024 30.0380 0.034 7 30.015

13、 30.055 30.047 30.024 30.020 30.0323 0.040 8 30.058 30.048 30.027 30.043 30.014 30.0377 0.044 9 30.030 30.052 30.036 30.042 30.044 30.0406 0.022 10 30.059 30.028 30.031 30.054 30.039 30.0420 0.031 11 30.043 30.049 30.032 30.014 30.041 30.0357 0.035 12 30.037 30.035 30.050 30.032 30.040 30.0386 0.018

14、 13 30.048 30.015 30.036 30.033 30.036 30.0337 0.033 14 30.033 30.049 30.017 30.048 30.026 30.0344 0.031 15 30.031 30.053 30.041 30.033 30.043 30.0402 0.023 16 30.044 30.011 30.046 30.029 30.034 30.0328 0.035 17 30.031 30.058 30.019 30.024 30.047 30.0360 0.039 18 30.038 30.031 30.052 30.048 30.035 3

15、0.0409 0.021 19 30.012 30.036 30.044 30.045 30.051 30.0378 0.039 20 30.045 30.036 30.045 30.046 30.025 30.0394 0.021 平均值30.0370 0.0318 4、 根據(jù)計(jì)量值控制圖分析、使用程序計(jì)算： R130.05730.0170.040以此類推。并將計(jì)算結(jié)果記入表12 中。然后計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量的界限。R圖： CL0.032 UCL2.115×0.0320.0672 LCL0圖：CL 30.0370 UCL+30.037+0.577×0.03230.0554 LCL

16、-30.0370.577×0.03230.0187最后畫控制圖，先畫R圖顯示過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)后再畫圖， 如圖12、圖13所示：圖12 控制圖圖13 R控制圖5、控制圖的觀察分析 從管理的角度來說，僅僅畫出工序控制圖，還不是最主要的事情。只有善于觀察分析控制圖，從中提取有關(guān)工序直狀態(tài)的信息，一旦生產(chǎn)過程處于異常狀態(tài)，能夠盡快查明原因，采取有效措施，讓生產(chǎn)過程迅速恢復(fù)正常狀態(tài)，這樣才能真正發(fā)揮控制圖的作用，把大量產(chǎn)生不良品的因素消滅在萌芽之中。一般來說，控制圖上的點(diǎn)子反映出生產(chǎn)過程的穩(wěn)定程度。工序處于統(tǒng)計(jì)的控制狀態(tài)時(shí)，控制圖上的點(diǎn)子就隨機(jī)分散在中心線的兩側(cè)。大約有68的點(diǎn)子隨機(jī)分布在中心線附近的±內(nèi)，遠(yuǎn)離中心線而接近上下控制界限的點(diǎn)子較少，約為4%. 當(dāng)控制圖滿足下列兩個(gè)條件，則認(rèn)為生產(chǎn)過程基本上處于控制狀態(tài)。（1） 點(diǎn)子沒有跳出控制界限；（2） 點(diǎn)子在控制界限內(nèi)隨機(jī)排列。通過對(duì)控制圖進(jìn)行觀察和分析，兩張圖均沒有出現(xiàn)越出控制界限的點(diǎn)子，也未出現(xiàn)點(diǎn)子排列呈現(xiàn)不隨機(jī)現(xiàn)象，可以認(rèn)為該加工