图 5 工序质量过程控制
1. 2. 1 排列图 1) 排列图的应用 排列图是用来寻找影响产品质量主要因素的一
种统计方法 ,通常多用于不合格品的原因分析 ,可与 因果图对比结合使用 ,可以有效比对采取措施的效 果 。它能直观地表示各种质量缺陷与它们带来的经 济损失之间的关系 ,突出经济损失最大的主要质量 缺陷 ,指出解决问题的主次方向 ,这对于有重点地加 强质量控制 ,最大限度地减少经济损失和提高产品 质量 ,具有事半功倍的效果 。
图 8 产品检验数量与时间的关系
出它们之间内在的相关规律 ,将复杂 、隐晦的相关关 系明朗化 、图形化 ,从而有效利用相关规律实施质量 控制 ,提高产品质量 。
2 工序质量控制分析
工序质量控制是根据数理统计的原理和方法 , 运用统计图表 ,分析并掌握工序质量波动状态 ,判明 和控制工序中系统性原因所造成的质量变异 ,从而 采取措施 、调整工艺 ,使工序处于稳定受控状态 ,确 保产品质量 。在工序质量管理中通常使用的统计方 法是直方图和控制图 。 2. 1 直方图 2. 1. 1 直方图的应用
建材世界 2009 年 第 30 卷 第 2 期
统计分析在工序质量控制中的应用
何旭远
(上海琉璃工房琉璃艺术品有限公司 ,太仓 215414)
摘 要 : 产品的制造过程也是产品质量的形成过程 ,如何将产品质量控制在预期的范围内 ,是质量管理工作的重
点和难点 。本文详细介绍了在工序质量管理中运用质量统计手段对工序质量状态进行识别和分析 ,并对其进行有效 控制及工序能力和工序能力指数的分析与处置方法 。
Key words : process quality ; capability index ; quality defect
1 工序质量状态分析
1. 1 工序质量状态 1. 1. 1 受控状态
质量波动的综合体现是工序质量特性值的波 动 。受控状态下的波动不随时间而变化 ,始终保持 稳定且符合预期质量要求 (见图 1) 。
直方图又叫质量分布图 ,是反映产品质量数据 分布状态和波动规律的统计图表 。常用于判断工序 的稳定性 、推断工序质量规格公差的满足程度 、分析 不同因素对质量的影响和计算工序能力等方面 。 2. 1. 2 直方图的绘制
将抽样检验得到的一批质量数据按大小分成若 干组 ,在坐标图上画出以组距为底 、以每组频数为高 的一系列矩形图形 。频数就是质量特性值出现的次 数或个数 ,组数一般取 K = 10 。直方图模型见图 9 。
Abstract : Product manufacturing process is also t he forming process of product quality , so keystones & difficulties of
quality management work are how to control product quality in a prospective range. Through applying quality statistics , t his paper expounds recognition , analysis & effective control of process quality status , and analysis & treatment of process capaci2 ty & process capacity index in process quality management .
关键词 : 工序质量 ; 能力指数 ; 质量缺陷
Application of Statistical Analysis to Process Quality Control
H E X u2y uan
(Shanghai Azure Stone Workshop & Art Co. , Ltd , Taicang 215414 ,China)
可能会有差错 ,以致所得样本不能正确的表现质量
总体的分布特征 。因此需要找出异常点 ,分析原因 ,
c 偏峰型 :表示对只有单侧标准的产品是正常 分布 ,有双侧标准的产品则属不正常分布 。常常是 操作者主观因素造成 。
d 双峰型 :表示取样时混批所致 。 e 锯齿形 :表示数据的测量方法有问题或读数 错误或频数表分组过多 。 f 陡壁型 :表示当工序能力不足 ,为找出符合要 求的产品经过全数检查或过程中存在自动反馈调 整。 g 平顶型 :表示几种平均值不同的分布混在一 起 ,或过程中某种要素缓慢劣化时常出现这种形状 。 从直方图类型中我们可以看到 ,除了“标准型” 外 ,其它的几种分布都是非正态分布 ,表明工艺过程 存在异常 ,工序处于失控状态 ,应该及时查明原因 , 采取措施 ,使工序处于稳定受控状态 。 2. 2 控制图 2. 2. 1 控制图的应用 控制图是对过程质量特性进行测定 、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 设 计 的 图 。图 上 有 中 心 线 ( CL ) 、上 控 制 限 (UCL) 和下控制限 (L CL ) ,并有按时间顺序抽取的 样本统计量数值的描点序列 。在图 11 中可以将所 描绘的点子与控制界限或规范界限相比较 ,从而能 够直观地看到被控对象的变化 。 质量控制图可以直接控制生产过程 ,起到预防 为主 、稳定生产 、保证质量的作用 。具体体现在如下
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几个方面 :
图 11 控制图实例
质量诊断 :度量过程是否处于控制状态 。
质量控制 :确定对过进 :确认何种过程是否被改善及改善程
度。
2. 2. 2 控制图的绘制
1) 收集数据
按时间顺序采集在工序能力充足的条件下的近
期数据 ,数据总数不少于 100 ,每组样本量为 4 或 5 。
2) 排列图的绘制 排列图可以运用电脑统计软件进行绘制 ,绘制 过程中涉及数据有各种缺陷不合格数 、累计不合格 数 、各项不合格所占百分比及累计百分比 。左边纵 轴为频数 ,右边纵轴为频率 ,横轴为缺陷类型 (见图 6) 。 3) 排列图的质量缺陷分类 为了定量的凸显主要缺陷 ,集中精力解决主要 质量问题 ,将质量特性分为 A 、B 、C 3 类 ,见表 1 。 4) 排列图使用要点 (1) 抓住“关键的少数”; (2) 确定采取措施的顺序 ; 14
图 9 直方图实例
2. 1. 3 直方图类型与总体分布
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直方图常见类型如下 :
图 10 直方图的类型
a 标准型 :基本符合正态分布规律 ,表示工序只 存在随机误差 ,工序处于稳定状态 。
b 孤岛型 :孤岛一般都在公差范围之外 ,表示有 某种异常情况 。
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图 7 结石缺陷分析因果图
布形态对结石的形成有何关系 ? 如何去有效控制它 们 ? 有没有什么明确的标准来界定它 ? 提出的改善 措施是否具有可操作性 ?
3) 因果图绘制与使用注意事项 (1) 绘制注意事项 实现两个要求 :重要因素不要遗漏 ,不重要因素 不要绘制 。 防止疏漏要因 :采用“头脑风暴法”模式 ,集思广 益 、充分发扬民主 ; 防止确定原因时质量特性抽象化 ; 对症下药 :有多少质量特性就画多少因果图 ; 验证 :分析原因采取的措施要具有可操作性 ; (2) 使用注意事项 用数据客观评价因素的重要性 ; 使用中需要不断地改进因果图 。 1. 2. 3 相关图 1) 相关图的应用 相关图又称散布图 ,是观察分析两个变量之间 相关关系的统计图 。在生产工序中 ,质量特性与影 响因素都是变量 ,这些变量之间有的存在确定性的 关系 ,即能根据一种变量准确地算出另一种变量之 值 。如配合料均匀度与搅拌时间的关系 。掌握它们 之间的相关规律 ,预测和推断某种因素变化时对质 量特性变化的影响 ,从而通过控制某种因素来控制 质量特性 ,使质量特性处于受控状态 。 2) 相关图的绘制 从工序中随机收集两种相关变量的对应数据 , 然后将这些点描绘在直角坐标图上 ,就得到相关图 。 其变量可以是质量特性 ,也可以是影响因素 。如产 品的品检数量与时间的相关性 (见图 8) 。 3) 相关图的类型 相关图的分布形式有多种 ,强正相关 、若正相 关 、不相关 、强负相关 、若负相关 、非线性相关等形 式 ,通过对相关图的分析 ,能从杂乱无章的变量中找
无论是何种形式的失控状态 ,都表示存在导致 质量失控的系统性因素 , 这些因素被归纳为 “5M1 E”,一旦发现 ,应立即查明原因 ,采取措施 ,使 生产过程尽快恢复到受控状态 ,尽可能减少因过程
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图 4 失控状态下质量特性值波动 (μ变大)
表现方式 (见图 2 、图 3 、图 4) 。
图 2 失控状态下质量特性波动 (μ变化)
图 1 受控状态下质量特性值的波动
1. 1. 2 失控状态 当工序质量控制处于失控状态时 ,质量特性值
的分布特性发生变化 ,产品质量将无法满足预期质 量要求 。失控状态下质量特性值的分布特性有如下
图 3 失控状态下质量特性波动 (σ变化)
图 6 产品缺陷排列图
(3) 对措施效果的验证 ; (4) 与因果图结合使用 ;
表 1 质量特性分类
累计频率 0～80 % 80 %～90 % 90 %～100 %
因素类型
A 类因素 (主要因素) B 类因素 (次要因素) C 类因素 (一般因素)
说明 加强控制 、重点管理对象
可按常规管理 可放宽管理
失控造成的质量损失 。 1. 2 工序质量状态分析
影响工序质量的“5M1 E”因素的动态变化使得 工序质量具有明显的动态特性 “, 失控”与“受控”在 一定条件下可以相互转化 。因此 ,工序质量控制过 程也处在一个发现问题 、分析问题 、反馈问题 、纠正 问题的一个动态过程之中 (见图 5) 。为了及时发现 工序质量特性值的异常波动 ,实施工序质量有效控 制 ,我们常常借用数理统计手段对工序质量特性值 进行分析 。