過程能力分析和過程改進(jìn)

過程方法和過程控制 張守真 2009 8 自我介紹 姓名：張守真 1、山東大學(xué)研究生導(dǎo)師、山東大學(xué)質(zhì)量研究中心研究員 2、中國認(rèn)可協(xié)會（ CCAA）注冊審核員面試考官 3、全國質(zhì)量經(jīng)理推進(jìn)委員會專家委員會委員 4、 全國 6SIGMA推進(jìn)委員會專家委員會委員 （ 6SIGMA黑帶 ） 5、 中國質(zhì)量協(xié)會學(xué)術(shù)和培訓(xùn)委員會委員 6、 國家注冊質(zhì)量工程師培訓(xùn)教師 7、 國家注冊工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證審查員培訓(xùn)教師 8、 國家注冊工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)許可證高級審查員 9、 質(zhì)量管理體系國家注冊高級 （ 驗證 ） 審核員 10、 國家注冊環(huán)境管理體系 、 職業(yè)安全衛(wèi)生體系審核員 11、 上海朱蘭學(xué)院 、 天津質(zhì)量研究中心研究員 12、 中國質(zhì)量檢驗協(xié)會專家委員會委員 Z過程能力分析 和過程改進(jìn) （第八章） 張守真 2009 0S u b g r o u p 5 10 15 20 2523456789101112Sample Mean222M e a n = 7U C L = 1 1 . 2 4L C L = 2 . 7 5 7012345678Sample StDev22 22 2 22 2S = 3 . 8 6 0U C L = 7 . 0 0 6L C L = 0 . 7 1 4 5X b a r / S C h a r t f o r C 1 - C 8學(xué)習(xí)目標(biāo) 1、討論過程產(chǎn)出方面的顧客之聲或顧客規(guī)格界限； 2、闡述和說明績效規(guī)格； 3、闡述和說明技術(shù)規(guī)格，包括單元規(guī)格、可接受的質(zhì)量水平規(guī)格和分布規(guī)格； 4、討論績效規(guī)格和技術(shù)規(guī)格之間的差異； 5、討論關(guān)于技術(shù)規(guī)格一致性足以實現(xiàn)可接受質(zhì)量水平的謬論； 學(xué)習(xí)目標(biāo) 6、討論過程之聲或過程的產(chǎn)出； 7、討論過程能力研究在比較過程之聲 (或過程續(xù)效 )與顧客之聲 (或顧客需求 )時的重要性和應(yīng)用情況； 8、描述和說明屬性型特征值過程能力研究； 9、描述和說明計量型過程能力研究，并對穩(wěn)定過程產(chǎn)出的標(biāo)準(zhǔn)界限和規(guī)格界限進(jìn)行比較； 學(xué)習(xí)目標(biāo) 10、闡述和說明過程能力指數(shù)； 11、描述和說明兩種類型的過程改進(jìn)研究：屬性型改進(jìn)研究和計量型改進(jìn)研究； 12、討論和說明質(zhì)量改進(jìn)情節(jié)，說明如何向管理層展示過程能力與過程改進(jìn)研究方面的應(yīng)用情況； 13、學(xué)習(xí) 70種為了改進(jìn)過程所需要的觀念轉(zhuǎn)變。 引 言 過程能力研究可以確定過程的穩(wěn)定性，調(diào)查不穩(wěn)定性的各種根源，確定它們的成因并采取措施消除這些不穩(wěn)定性的根源。 不穩(wěn)定根源從過程中消除之后，過程的標(biāo)準(zhǔn)行為就稱為過程能力。 引 言 過程能力比較了過程的產(chǎn)出（稱為“過程之聲”）和顧客對產(chǎn)出要求的規(guī)格界限（稱為“顧客之聲”）。 在進(jìn)行改進(jìn)之前，過程必須具有既定的過程能力，因此，過程能力研究必須在過程改進(jìn)研究有機(jī)會獲得成功之前完成。 引 言 過程改進(jìn)研究緊隨著戴明循環(huán) (Deming Cycle)，即 PDCA循環(huán)（計劃、執(zhí)行、檢查和行動）。 首先，管理人員制定計劃來降低顧客需求 (顧客之聲 )和過程績效 (過程之聲 )之間的差異。 其次，他們使用有計劃的試驗來檢測計劃的有效性。 再次，他們收集數(shù)據(jù)并研究上述試驗的結(jié)果，確定計劃或修正后的流程圖能否降低顧客需求和過程績效之間的差異。 引 言 最后，如果收集的數(shù)據(jù)顯示計劃可以實現(xiàn)目標(biāo)，那么修正后的流程圖就可以通過“最優(yōu)方法”和培訓(xùn)實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，而且計劃的負(fù)責(zé)人就會返回戴明循環(huán)的計劃階段，努力發(fā)現(xiàn)可以進(jìn)一步降低顧客需求和過程績效之間差異性的修正流程圖。 如果收集的數(shù)據(jù)顯示計劃無法實現(xiàn)目標(biāo)，計劃的負(fù)責(zé)人就要返回戴明循環(huán)的計劃階段，努力尋找可以降低顧客需求和過程績效之間差異性的另一種修正流程圖。 因此，戴明循環(huán)意味著永不停止的過程和質(zhì)量改進(jìn)。 引 言 本章分為五個小節(jié)：規(guī)格、過程能力研究、過程改進(jìn)研究、質(zhì)量改進(jìn)情節(jié)和質(zhì)量改進(jìn)可能需要轉(zhuǎn)變的 70個觀念。 其中，在質(zhì)量改進(jìn)時可能需要轉(zhuǎn)變的 70個觀念僅僅是一種建議，或者說是一種拓寬思路的探索，不必要也不可能照抄照搬、對號入座，只是在進(jìn)行質(zhì)量改進(jìn)時可以參考；質(zhì)量改進(jìn)情節(jié)是一種幫助質(zhì)量管理人員向管理層展示過程能力和過程改進(jìn)研究的有效形式。 第一節(jié) 規(guī)格 (顧客之聲 ) 規(guī)格 (顧客之聲 ) 顧客之聲分為兩大類別： 1、性能規(guī)格； 2、技術(shù)規(guī)格。 9.1.1 性能規(guī)格 性能規(guī)格主要關(guān)系到顧客的需求或需要。 任何不完美的東西都是無法接受的。 9.1.2 技術(shù)規(guī)格 技術(shù)規(guī)格描述的是產(chǎn)品交接時顧客對產(chǎn)品質(zhì)量特點的期望價值，共有三種類型： 單元規(guī)格； 可接受的質(zhì)量水平規(guī)格； 分布規(guī)格。 、單元規(guī)格 單元規(guī)格確定了應(yīng)用于單個產(chǎn)品或單項服務(wù)的界限。 如果單個產(chǎn)品或單項服務(wù)在這個界限范圍之內(nèi)，那么它們就可以看做是符合規(guī)格，這就是質(zhì)量的臨界觀點。 單元規(guī)格由兩部分組成，而這兩部分共同形成另一個部分。 單元規(guī)格 單元規(guī)格的第一部分是標(biāo)稱值，這是顧客所要求的過程績效的期望價值。理想的情況是，如果所有的質(zhì)量特性都等于標(biāo)稱值，那么產(chǎn)品和服務(wù)在它們的生命周期中都會達(dá)到預(yù)期效果。 單元規(guī)格的第二部分是公差，即允許產(chǎn)品或服務(wù)稍微偏離工程師確定的標(biāo)稱值，但不能影響它們在生命周期中的基本功能。公差可以增加或減少產(chǎn)品或服務(wù)的標(biāo)稱值。 單元規(guī)格 單元規(guī)格的第三部分是規(guī)格界限，或者是通過增加或減少標(biāo)稱值所構(gòu)建的界限，可能會具有雙重性的規(guī)格界限： USL=標(biāo)稱值 +公差值 LSL=標(biāo)稱值 -公差值 在這里， USL是指規(guī)格上限，而 LSL是指規(guī)格下限，或者是單側(cè)的規(guī)格界限，即僅有規(guī)格上限或者規(guī)格下限。 標(biāo)稱值和規(guī)格界限形成了顧客之聲。 單元規(guī)格 從我們前面討論的持續(xù)減少偏差的理論中，我們可以看出現(xiàn)代管理的目標(biāo)不應(yīng)該僅僅滿足于百分之百地符合規(guī)格（即零缺陷），而是永遠(yuǎn)不要停止在規(guī)格界限范圍內(nèi)減少過程差異的改進(jìn)，以便促使所有的產(chǎn)品及服務(wù)盡可能地接近標(biāo)稱值。 這就是田口的質(zhì)量損失函數(shù)闡述的概念。 單元規(guī)格 隨著過程差異的逐漸減少，產(chǎn)品的質(zhì)量特性將會越來越趨近標(biāo)稱值。 在大部分產(chǎn)品的質(zhì)量特性達(dá)到或接近標(biāo)稱值的情況下，規(guī)定的公差就會變得越來越不重要，過程輸出結(jié)果不僅僅在規(guī)格界限之間，而且盡量靠近標(biāo)稱值。 、可接受的質(zhì)量水平規(guī)格 可接受的質(zhì)量水平 (AQL)規(guī)格表示大多數(shù)個體產(chǎn)品或服務(wù)必須滿足的要求，但允許一部分個體超出這種要求。 AQL規(guī)格更像是單元規(guī)格，除了它們獨特的消極特點，即它們正式允許生產(chǎn)過程中出現(xiàn)一定比例的殘次產(chǎn)品或服務(wù)。 、分布規(guī)格 分布規(guī)格確定了各種產(chǎn)品或服務(wù)質(zhì)量的可以接受的數(shù)據(jù)分布。在分析型研究中，分布是根據(jù)其平均值、標(biāo)準(zhǔn)差和形狀來定義的。 分布要求是使用過程語言來陳述的，可以推動過程的不斷改進(jìn)。 、區(qū)分性能規(guī)格和技術(shù)規(guī)格 性能規(guī)格在企業(yè)中并不常用，相反，技術(shù)規(guī)格的使用率比較高。 不過，這樣可能會造成很多重大問題，因為技術(shù)規(guī)格可能無法產(chǎn)生顧客所需要的能力。 技術(shù)規(guī)格一致性 可以確定質(zhì)量的謬論 僅僅符合規(guī)格界限還不足以實現(xiàn)可以在市場上展開有效競爭的質(zhì)量水平。 管理層必須不斷努力在規(guī)格界限內(nèi)圍繞標(biāo)稱值減少過程變異，以便達(dá)到無差異的程度，這是生產(chǎn)出能達(dá)到顧客期望功能的產(chǎn)品或服務(wù)的基本要求。 第二節(jié) 過程能力研究 過程能力研究 共有兩種類型的過程能力研究： 計數(shù)型過程能力研究； 計量型過程能力研究。 9.2.1 計數(shù)型過程能力研究 對于過程能力參數(shù)為計數(shù)型數(shù)據(jù)的情況，例如使用量規(guī)檢驗產(chǎn)品，把產(chǎn)品區(qū)分為合格（品）或不合格（品）的情況，計量型數(shù)據(jù)又分為計件值數(shù)據(jù)和計點型數(shù)據(jù)。 計數(shù)型過程能力研究從不合格品率或不合格率方面確定過程的能力，這種研究中使用的主要工具是第 6章討論的計數(shù)控制圖及其他分析工具。 9.2.1 計數(shù)型過程能力研究 。是控制圖的過程能力指數(shù)；是控制圖的過程能力指數(shù)；是控制圖的過程能力指數(shù)；是控制圖的過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)是：計數(shù)數(shù)據(jù)的根據(jù)計數(shù)數(shù)據(jù)的性質(zhì)，uuccpnnppp 9.2.1 計數(shù)型過程能力研究 這種研究類型的缺點在于其雖然從規(guī)格入手，但沒有明確說明無法達(dá)到這些規(guī)格的原因。 例如：以 p控制圖采用的數(shù)據(jù)類型研究過程能力指數(shù)為例， p控制圖沒有表明產(chǎn)生不合格品的原因是過程脫離標(biāo)稱值或過于接近規(guī)格界限、過程存在過多的產(chǎn)品之間的變化或者過程的平均數(shù)或極差不穩(wěn)定。 此外，因為 p控制圖對過程中的變化或趨勢相對不敏感，所以有些問題在長時間內(nèi)很難發(fā)現(xiàn)，以至于它們在查出來之前已經(jīng)造成很多不合格品。 9.2.2 計量型過程能力研究 計量型過程能力研究主要確定過程滿足顧客所要求的規(guī)格的能力，這種研究中使用的主要工具是第 7章中討論的計量型控制圖和其他分析工具。 計量控制圖主要用于穩(wěn)定過程，以便我們確定正常上限和下限。 過程的正常界限 正常界限是通過在過程中心線上增加或減少過程標(biāo)準(zhǔn)差的三倍而計算出來的。通常來說，任何計量控制圖的正常上限和下限分別是： 3 xU N L3 xL N L別是：正常上限和正常下限分控制圖，對于 Rx 23 dRxU N L 23 dRxLN L 控制圖的正常界限Rx 注意：這不 是控制圖的 控制界限！ 別是：正常上限和正常下限分控制圖，對于 sx 控制圖的正常界限sx 注意：這不 是控制圖的 控制界限！ 43 csxU N L 43 csxL N L 別是：正常上限和正常下限分控制圖，對于 sRx 控制圖的正常界限sRx 注意：這不 是控制圖的 控制界限！ 23 dRxUN L 23 dRxL N L 正常界限與控制界限 要注意區(qū)別正常界限 UNL和控制界限UCL的區(qū)別； 正常界限 UNL是沒有考慮中心極限定理的界限； 控制界限 UCL是在考慮了中心極限定理之后確定的界限； 兩者在概念上的區(qū)別是平均值的運算問題。 正常界限與控制界限 圖的界限與此類似：的上限為例，其他控制控制圖的區(qū)別，以關(guān)于兩種界限在數(shù)值上 x 23 dRxU N L ndRxU C L 23正常界限： 控制界限： 正常界限與控制界限 在過程能力分析時，我們使用的是正常界限。 在控制圖時，我們使用的是控制界限。 注意不要混淆！ 過程能力 過程能力又稱為三倍的標(biāo)準(zhǔn)差，如果用 PC來表示過程能力，那么過程能力可表示為： 6PC注意：過程能力與過程能力指數(shù)的區(qū)別！ 6 L NLUNLPC計量型過程能力研究的優(yōu)點 計量型過程能力研究的優(yōu)點是可以提供多種信息； 這些研究對于過程中的變化非常明顯，有助于在它們造成問題之前檢查出相關(guān)趨勢或變化； 計量型過程能力研究可以檢測規(guī)格界限是否合理。 計量型過程能力研究的缺點 計量型過程能力研究的缺點是數(shù)據(jù)的獲取和計算比較麻煩。 9.2.3 過程能力分析的數(shù)據(jù)要求 與控制圖的要求一樣，過程能力分析是針對大批量連續(xù)生產(chǎn)的過程的，如果是單件小批量生產(chǎn)、新產(chǎn)品的小批量試生產(chǎn)，很難進(jìn)行過程能力分析。 計數(shù)型過程能力研究 計數(shù)型過程能力研究需要大量的數(shù)據(jù)。 通常來講，這種研究至少要包括三個不同的班次，而且不同班次都要包括至少25個樣本，每個樣本應(yīng)該包含 50 100個個體（樣品）。 這條經(jīng)驗法則的基礎(chǔ)是經(jīng)驗理論和統(tǒng)計理論。 計量型過程能力研究 計量（變量）型過程能力研究需要的數(shù)據(jù)要比計數(shù)型過程能力研究少很多，不過，獨立的計量型過程能力研究能夠用于分析可能造成個體不合格的質(zhì)量特性。 計量型過程能力研究 作為一條經(jīng)驗法則，計量型過程能力研究應(yīng)該包括至少二個不同的班次。 第一個班次應(yīng)該包括 50個樣本，每個樣本含 3 5個個體，第二個或第三個班次（如果有第三個的話）應(yīng)該包括 25個樣本，每個樣本含 3 5個個體。 9.2.4 計數(shù)型過程能力研究的例子 穩(wěn)定的計數(shù)（屬性）型控制圖的中心線應(yīng)該用做總體過程能力的估計值； 但是這里有一條很重要的附加條件，即總體過程能力的估計值不夠準(zhǔn)確，無法得出產(chǎn)品不合格的原因或潛在原因。 例 子 為了舉例說明計數(shù)型過程能力研究，假設(shè)一名數(shù)據(jù)錄入部門經(jīng)理完成了關(guān)于顧客滿意度的調(diào)研，他希望從錯誤錄入的比率方面確定本部門數(shù)據(jù)錄入的能力。 這名經(jīng)理決定選擇每天前 200行代碼作為樣本，審查其中錯誤之處，然后建立 p控制圖。 表 9-1（數(shù)據(jù)見附件：正文 9-1）是最初的原始數(shù)據(jù)，圖 9-2列出了最初的過程控制圖，后面的部分揭示出在第 8天 (14行錯誤 )和第 22天 (15行錯誤 )曾發(fā)生過不屬于整個體系的某些特殊情況，由此造成了這些錯誤。 改進(jìn)前 2 32 11 91 71 51 31 1975310 . 0 80 . 0 70 . 0 60 . 0 50 . 0 40 . 0 30 . 0 20 . 0 10 . 0 0樣 本比率_P = 0 . 0 2 1 2 5U C L = 0 . 0 5 1 8 4L C L = 011原 始 數(shù) 據(jù) 的 p 控 制 圖 改進(jìn)后 2 11 91 71 51 31 1975310 . 0 50 . 0 40 . 0 30 . 0 20 . 0 10 . 0 0樣 本比率_P = 0 . 0 1 6 5 9U C L = 0 . 0 4 3 6 9L C L = 0原 始 數(shù) 據(jù) 的 p 控