SC統(tǒng)計過程控制與質(zhì)量管理方法

設計質(zhì)量中的一些相關問題6258955969087629095在開發(fā)過程中大量應用的質(zhì)量保證手段33272850457110010053318385質(zhì)量功能配制產(chǎn)品故障模式與影響分析工藝故障模式與影響分析故障樹分析實驗設計實驗評估統(tǒng)計工藝控制質(zhì)量圈產(chǎn)品評估系統(tǒng)評估波卡—約基占企業(yè)百分比一般企業(yè)優(yōu)質(zhì)企業(yè)主要應用領域開發(fā)過程生產(chǎn)過程確定要求概念開發(fā)詳細設計制造系統(tǒng)的概念開發(fā)工序設計服務與支持QFDQFD、DFM和PDCAQFD、產(chǎn)品FMEA田口方法和DFMQFD、PDCA和工序FMEAQFD、工序FMEA、田口方法、過程能力統(tǒng)計過程設計PDCA產(chǎn)品開發(fā)中普遍采用的并行工程技術和方法統(tǒng)計過程控制與質(zhì)量管理方法1、制造過程質(zhì)量問題的預防2、在小批量產(chǎn)品制造中的應用3、面向過程的質(zhì)量控制4、在產(chǎn)品生命周期其它環(huán)節(jié)的應用5、SPC理論及模型的研究與改進6、多變量多過程的監(jiān)測控制一、制造過程質(zhì)量問題的預防通過SPC，預測制造質(zhì)量和制造過程狀況、能力的發(fā)展趨勢，以便對可能發(fā)生的質(zhì)量問題預先采取相應的預防措施。傳統(tǒng)的質(zhì)量控制是基于評價的系統(tǒng)，即根據(jù)輸出對過程作出評價，也就是，按照某種打分原則，對輸出進行檢驗并分類，有缺陷的要么返修，要么報廢。這種方法通常費用較高。

一種替代方法是預防檢測和評價，即在缺陷形成之前就進行檢測和評價，對產(chǎn)生質(zhì)量問題的根源進行分析，找出造成質(zhì)量問題的原因，對其予以預防和消除。二、在小批量產(chǎn)品制造中的應用SPC一般建立在大量樣本統(tǒng)計的基礎上，然而，當代企業(yè)和市場正在向著多品種小批量生產(chǎn)的方向發(fā)展。如何利用SPC理論對多品種小批量生產(chǎn)過程的質(zhì)量進行控制，成為SPC應用研究需要解決的問題。在這方面國內(nèi)外已有相應研究。

SPC是在戴明1950年從美國引入日本的，經(jīng)過30多年的努力，日本的質(zhì)量和生產(chǎn)率已處于國際領先。美國和日本的產(chǎn)品質(zhì)量的差距已和明顯。以汽車零件的不合格率為例，北美的汽車零件不合格率為1%~4%，而日本的為0.001%，僅此一項，北美的汽車裝配線現(xiàn)場零件的儲備就達10億美元。美國的質(zhì)量管理學者說：日本成功的基石之一就是SPC.三、面向過程的質(zhì)量控制傳統(tǒng)的SPC，通過檢驗產(chǎn)品的最終質(zhì)量參數(shù)如零件/工件尺寸及表面精度，對檢驗結果進行統(tǒng)計分析，進而判斷是否符合產(chǎn)品設計和工藝設計要求。這種質(zhì)量控制實際上帶有一定的被動性。新的觀念是對整個生產(chǎn)過程的過程參數(shù)，如設備運行參數(shù)、刀具參數(shù)及各種工藝參數(shù)等進行監(jiān)控，利用SPC對各參數(shù)進行統(tǒng)計分析，判斷過程是否正?；蚴欠裼胁徽５陌l(fā)展趨勢，以預防質(zhì)量問題的發(fā)生，從而從根本上消除質(zhì)量問題隱患。

四、在產(chǎn)品生命周期其它環(huán)節(jié)的應用SPC最初是應用于制造過程的質(zhì)量控制，實際上，產(chǎn)品開發(fā)整個過程都可以看做是同制造過程相似的過程，它們都存在各自的過程參數(shù)。這些過程參數(shù)也可以通過統(tǒng)計方法進行分析。因此，目前許多研究將SPC應用于制造過程之外的產(chǎn)品開發(fā)過程，如市場調(diào)研、產(chǎn)品設計、工藝過程設計、原材料準備、以及售后服務等。

五、SPC理論論及模型型的研究究與改進進SPC的的基礎是是傳統(tǒng)的的概率與與統(tǒng)計理理論，它它建立在在對大量量原始數(shù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計計與分析析的基礎礎上。當當原始數(shù)數(shù)據(jù)不足足時，其其分析結結果準確確性就較較差。另另外，對對以前數(shù)數(shù)據(jù)的分分析比較較有效，，對未來來過程發(fā)發(fā)展趨勢勢的預測測顯得不不足。新的研究究正在尋尋找SPC與其它方方法相結結合或改改進的算算法，如如將人工工神經(jīng)網(wǎng)網(wǎng)絡(ArtificialNeuralNetworks,ANN)應用到SPC中，利用用ANN的統(tǒng)計概概率模型型，發(fā)揮揮人工智智能在SPC中作用，，解決原原始數(shù)據(jù)據(jù)不足或或預測困困難的問問題。六、多變變量多過過程的監(jiān)監(jiān)測控制制傳傳統(tǒng)的SPC用用在制造造過程質(zhì)質(zhì)量控制制時，大大多針對對單一過過程和變變量?，F(xiàn)代工業(yè)業(yè)的大型型化和復復雜化，，如在CIMS中，過過程和過過程變量量已變得得越來越越復雜，，要將SPC用用在其中中，SPC模型型必須能能適應多多變量多多過程的的監(jiān)測與與控制。。因此，許許多學者者致力于于研究適適用于現(xiàn)現(xiàn)代企業(yè)業(yè)多變量量過程控控制的SPC算法與模模型。穩(wěn)健設計計與SPC穩(wěn)健設計計用到的的主要方方法以統(tǒng)統(tǒng)計理論論為基礎礎。CE及先進進的產(chǎn)品品開發(fā)與與生產(chǎn)模模式對質(zhì)質(zhì)量保證證的要求求，使得得穩(wěn)健設設計技術術不斷發(fā)發(fā)展，并并為穩(wěn)健健設計技技術的發(fā)發(fā)展注入入新的活活力。穩(wěn)健設計計中主要要涉及的的方法穩(wěn)健設計計的內(nèi)容容包括產(chǎn)產(chǎn)品設計計和工藝藝設計兩兩個方面面，分系系統(tǒng)設計計、參數(shù)數(shù)設計和和容差設設計三個個階段，，利用質(zhì)質(zhì)量損失失函數(shù)(LossFunction)，，即由于于參數(shù)的的波動引引起的費費用損失失來衡量量質(zhì)量，，進而對對設計進進行優(yōu)化化。一、系統(tǒng)統(tǒng)設計常用的分分析方法法有：試驗設計計(DesignofExperiment,DOE)、失效模式式及效果果分析(FailureModelandEffectsAnalysis,FMEA)、價值工程程(ValueEngineering,VA)、可靠性理理論仿真技術術、優(yōu)化化與決策策等。二、參數(shù)數(shù)設計在參數(shù)設設計階段段，要用用到系統(tǒng)統(tǒng)設計中中常用的的各種方方法:響應面法法(ResponseSurfaceMethod,RSM)、故障樹分分析(FaultTreeAnalysis,FTA)相關分析析方差分析析靈敏度法法隨機模型型法等方方法三、容差差設計容差設計計的方法法：故障樹分分析(FaultTreeAnalysis,FTA)相關分析析方差分析析以及RSM靈敏度法法和隨機機模型法法現(xiàn)代質(zhì)量量管理與與先進設設計、制制造系統(tǒng)統(tǒng)質(zhì)量管理理的觀念念和方法法一直在在更新：：質(zhì)量檢驗驗(QualityInspect)統(tǒng)計質(zhì)量量管理(StatisticalQualityControl,SQC)，全面質(zhì)量量管理(TotalQualityManagement，TQM)，以統(tǒng)計理理論為基基礎的統(tǒng)統(tǒng)計過程程控制(StatisticalProcessControl,SPC)主要用于于制造過過程的質(zhì)質(zhì)量控制制。在將將質(zhì)量控控制的范范圍由制制造過程程擴展至至設計乃乃至整個個產(chǎn)品生生命周期期之后，，可靠性性理論、、穩(wěn)健設設計等質(zhì)質(zhì)量保證證方法也也逐漸得得到認可可和采用用。各種先進進的產(chǎn)品品開發(fā)模模式如:并行工程程(ConcurrentEngineering,CE)先進制造造技術如如敏捷制制造(AgileManufacturing,AM)、精良生產(chǎn)產(chǎn)(LeanProduction,LP)、虛擬制造造(VirtualManufacturing,VM)、及時生產(chǎn)產(chǎn)(JustinTime,JIT)快速響應應制造(QuickResponseManufacturing,QRM)等的出現(xiàn)現(xiàn)，對產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)質(zhì)量保證證提出了了新的和和更高的的要求。。同時也為為產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量保證證開辟了了新的途途徑。尤尤其是是在:計算機集集成制造造系統(tǒng)(ComputerIntegratedManufacturingSystems，CIMS)、現(xiàn)現(xiàn)代集成成制造系系統(tǒng)(ContemporaryIntegratedManufacturingSystems，CIMS)和CE環(huán)境下，，質(zhì)量保保證的要要求和傳傳統(tǒng)生產(chǎn)產(chǎn)模式下下的質(zhì)量量保證之之間有較較大的差差別。例如，CIMS要求從設設計到制制造各環(huán)環(huán)節(jié)的質(zhì)質(zhì)量保證證實現(xiàn)集集成，包包括產(chǎn)品品設計、、生產(chǎn)安安排、工工藝過程程設計和和制造、、裝配等等相互之之間質(zhì)量量保證的的集成，，組成CIMS的集成質(zhì)質(zhì)量保證證系統(tǒng)。。一、DFX技術術DFX是是CE的的關鍵技技術，主主要包括括:面向制造造的設計計(DesignforManufacturing,DFM)、面向裝配配的設計計(DesignforAssembly,DFA)、、面向質(zhì)質(zhì)量的設設計(DesignforQuality,DFQ)、、面向可靠靠性的設設計(DFReliability)、面向可維維修性的的設計(DFMaintainability)面向互換換性的設設計(DFChangeability)設計等等。它們都是是實現(xiàn)產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量保證及及控制的的積極有有效方法法。DFX是是TQM在并行行工程中中的體現(xiàn)現(xiàn)。TQM的觀觀點認為為，質(zhì)量量管理中中的用戶戶不僅是是使用產(chǎn)產(chǎn)品的最最終用戶戶，在產(chǎn)產(chǎn)品形成成過程中中的每個個環(huán)節(jié)，，下一環(huán)環(huán)節(jié)就是是上一環(huán)環(huán)節(jié)的用用戶，如如產(chǎn)品設設計是市市場調(diào)研研的用戶戶，工藝藝過程設設計是產(chǎn)產(chǎn)品設計計的用戶戶，制造造/裝配配是工藝藝過程設設計的用用戶，銷銷售是制制造/裝裝配的用用戶等。。而DFX正是體體現(xiàn)產(chǎn)品品設計過過程中除除滿足最最終用戶戶對產(chǎn)品品質(zhì)量的的要求外外，還應應滿足其其后續(xù)環(huán)環(huán)節(jié)作為為廣義用用戶的要要求。因此通過過DFX更能體體現(xiàn)TQM“三三全”中中“全面面”的特特點。二、并行行設計問問題CE的核心是是產(chǎn)品開開發(fā)全過過程中所所有活動動的并行行、交叉叉和一體體化進行行。并行行設計是是其要點點。并行行設計體體現(xiàn)在質(zhì)質(zhì)量保證證方面就就是質(zhì)量量活動的的并行進進行。并行工程程的關鍵鍵原則之之一就是是促使開開發(fā)者從從設計一一開始就就考慮產(chǎn)產(chǎn)品生命命周期整整個過程程中的各各種問題題，因此此DFX技術被被廣泛地地應用于于并行工工程。DFX主主要包括括：為制造而而設計（（DFM—DesignForManufacture））為裝配設設計(DFA——DesignForAssembly)。。DFX技技術術DFM典典型型的的原原則則有有：：1、、設設計計中中要要盡盡量量減減少少零零件件的的種種類類和和個個數(shù)數(shù)，，盡盡量量使使用用標標準準件件；；2、、產(chǎn)產(chǎn)品品中中相相似似的的特特征征盡盡量量設設計計成成統(tǒng)統(tǒng)一一的的尺尺寸寸；；3、、避避免免內(nèi)內(nèi)表表面面加加工工而而采采用用外外表表面面加加工工設設計計；；4、、避避免免使使用用單單獨獨的的緊緊固固件件；；5、、在在可可能能的的條條件件下下盡盡量量采采用用成成組組設設計計方方法法；；6、、減減少少對對零零件件的的搬搬運運次次數(shù)數(shù)等等。DFX技技術術DFA（（為為裝裝配配設設計計））DFA與與DFM相相似似，，主主要要考考慮慮設設計計出出來來的的各各種種零零部部件件能能否否在在現(xiàn)現(xiàn)有有條條件件下下安安裝裝并并避避免免誤誤裝裝。。它的的兩兩個個基基本本原原則則是是設設計計的的大大量量零零部部件件必必須須易易于于搬搬運運與與安安裝裝。。DFX技技術術除了了DFA與與DFM外外，，DFX還還包包括括要要求求設設計計者者采采取取只只要要用用簡簡單單工工具具和和設設備備就就很很容容易易進進行行工工程程分分析析的的方方案案，，以以減減少少設設計計次次數(shù)數(shù)，，縮縮短短制制造造周周期期、、提提高高質(zhì)質(zhì)量量和和減減低低成成本本的的：：為工工程程分分析析而而設設計計（（DFEA——DesignForEngineeringAnalysis））為維維修修性性而而設設計計（（DFM——DesignForMaintainability））、、為可可靠靠性性設設計計(DFM——DesignForReliability)現(xiàn)在在強強調(diào)調(diào)為為環(huán)環(huán)境境保保護護而而設設計計。。DFX技技術術CAX技技術術CAX技技術術主主要要是是指指一一系系列列計計算算機機輔輔助助技技術術，，包包括括：：用于于設設計計階階段段檢檢查查設設計計對對整整個個產(chǎn)產(chǎn)品品生生命命周周期期影影響響的的計計算算機機輔輔助助設設計計（（computeraideddesign————CAD））；；能自自動動生生成成所所設設計計的的零零件件加加工工方方法法并并分分析析設設計計對對制制造造影影響響的的計計算算機機輔輔助助制制造造（（computeraidedmanufacture——CAM））包含含三三個個成成份份的的：：CAD和和CAM數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)庫庫界界面面工藝藝選選擇擇指指南南工業(yè)業(yè)工工藝藝流流程程策策劃劃指指南南計算算機機輔輔助助工工藝藝規(guī)規(guī)劃劃（（computeraidedprocessplanning————CAPP））。。這些些計計算算機機輔輔助助技技術術最最初初并并不不是是專專門門為為并并行行工工程程開開發(fā)發(fā)地地，，而而多多數(shù)數(shù)是是在在計計算算機機集集成成制制造造系系統(tǒng)統(tǒng)（（CIMS））的的發(fā)發(fā)展展過過程程中中開開發(fā)發(fā)成成的的。。各種種質(zhì)質(zhì)量量保保證證技技術術的的有有機機結結合合由于于各各種種質(zhì)質(zhì)量量保保證證和和控控制制技技術術都都是是為為適適應應某某特特定定過過程程或或場場合合而而設設計計的的，，在在CE、、AM等等先先進進生生產(chǎn)產(chǎn)系系統(tǒng)統(tǒng)和和模模式式中中，，對對質(zhì)質(zhì)量量保保證證和和控控制制的的集集成成性性、、并并行行性性和和交交叉叉性性的的要要求求，，使使得得它它們們相相互互間間獨獨立立運運用用已已變變得得不不適適應應，，只只有有集集成成及及相相互互結結合合，，才才能能發(fā)發(fā)揮揮積積極極作作用用。。一、、QFD與與田田口口方方法法的的結結合合QFD可可用用于于田田口口設設計計中中的的系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計，，通通過過QFD的的顧顧客客需需求求到到工工程程特特性性及及工工程程特特性性到到零零件件技技術術特特性性這這兩兩個個質(zhì)質(zhì)量量屋屋，，得得出出產(chǎn)產(chǎn)品品工工程程特特性性及及零零部部件件技技術術特特性性的的重重要要程程度度，，以以此此作作為為田田口口系系統(tǒng)統(tǒng)設設計計的的依依據(jù)據(jù)。。二、、QFD與與統(tǒng)統(tǒng)計計方方法法的的結結合合當前前，，對對QFD與與統(tǒng)統(tǒng)計計方方法法特特別別是是與與SPC的的結結合合研研究究主主要要反反映映在在QFD各各階階段段應應用用到到各各種種統(tǒng)統(tǒng)計計方方法法，，如如在在零零件件配配置置階階段段對對所所選選擇擇的的初初步步設設計計方方案案進進行行可可能能存存在在的的故故障障分分析析時時用用到到FTA和和FMEA。。在在工工藝藝規(guī)規(guī)劃劃和和工工藝藝/質(zhì)質(zhì)量量控控制制配配置置階階段段用用到到SPC中中的的各各種種工工具具等等；；而通通過過QFD與與SPC的的集集成成實實現(xiàn)現(xiàn)設設計計與與制制造造過過程程質(zhì)質(zhì)量量保保證證的的集集成成方方面面的的研研究究還還較較少少。。三、、QFD與與其其它它管管理理技技術術的的結結合合許多多文文獻獻對對QFD在在可可靠靠性性設設計計、、系系統(tǒng)統(tǒng)工工程程(SystemEngineering,SE)、、價價值值工工程程(ValueEngineering,VE)、、TQM及及QIS中中的的應應用用或或與與QFD與與這這些些技技術術的的結結合合進進行行了了研研究究。。CIMS中中的的集集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)CIMS的的特特點點是是要要求求企企業(yè)業(yè)的的各各環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)之之間間從從功功能能和和信信息息上上有有機機集集成成，，組組成成一一個個不不可可分分割割的的整整體體。。這這些些環(huán)環(huán)節(jié)節(jié)主主要要包包括括產(chǎn)產(chǎn)品品設設計計、、工工藝藝過過程程設設計計、、生生產(chǎn)產(chǎn)組組織織與與安安排排、、質(zhì)質(zhì)量量計計劃劃、、物物料料需需求求計計劃劃以以及及制制造造和和裝裝配配等等。。國內(nèi)內(nèi)外外對對CIMS集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)的的研研究究也也不不少少。。我我國國863/CIMS主題題專專門門設設立立““集集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)””(IntegratedQualitySystem,IQS)專題題，，對對集集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)開開展展研研究究。。十多多年年來來，，在在CIMS集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)研研究究方方面面取取得得較較大大進進展展。當當前前在在這這方方面面的的研研究究主主要要在在集集中中在在以以下下幾幾個個方方面面：：一、、集集成成質(zhì)質(zhì)量量系系統(tǒng)統(tǒng)的的結結構構質(zhì)量保證系系統(tǒng)應該看看作為一個個復雜的控控制系統(tǒng)，，該系統(tǒng)能能夠?qū)崿F(xiàn)對對整個制造造過程的監(jiān)監(jiān)視。CIMS中質(zhì)量保證證系統(tǒng)，應應該與從產(chǎn)產(chǎn)品設計到到制造的各各個環(huán)節(jié)集集成在一起起，形成全全面質(zhì)量集集成系統(tǒng)。。在這個系系統(tǒng)中，產(chǎn)產(chǎn)品設計、、制造及使使用等環(huán)節(jié)節(jié)的內(nèi)部活活動構成局局部質(zhì)量控控制環(huán)，質(zhì)質(zhì)量保證