質(zhì)量管理工具

—常用統(tǒng)計(jì)分析方法介紹(三)——控制圖介紹樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時間或樣本號圖1-控制圖1、 控制圖的重要性控制圖是對生產(chǎn)過程或服務(wù)過程質(zhì)量加以測定、記錄從而進(jìn)行控制管理的一種圖形方法。圖1所示為一控制圖圖例。圖上有中心線CL、上控制界限UCL和下控制界限LCL，并有按時間順序抽取的樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值的描點(diǎn)序列。統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)作為統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制(SQC)的核心技術(shù)受到普遍的重視。目前，工業(yè)發(fā)達(dá)國家都將統(tǒng)計(jì)過程控制列為高技術(shù)項(xiàng)目，認(rèn)為SPC是實(shí)現(xiàn)以預(yù)測為主的質(zhì)量控制的有效手段?？刂茍D所以能獲得廣泛應(yīng)用，主要是由于它能起到下列作用：1?貫徹預(yù)防為主的原則。應(yīng)用控制圖有助于保持過程處于控制狀態(tài)，從而起到保證質(zhì)量防患于未然的作用。2?改進(jìn)生產(chǎn)率。應(yīng)用控制圖可以減少廢品和返工，從而提高生產(chǎn)率、降低成本和增加生產(chǎn)能力。防止不必要的過程調(diào)整?？刂茍D可用以區(qū)分質(zhì)量的偶然波動與異常波動，從而使操作者減少不必要的過程調(diào)整。提供有關(guān)工序能力的信息?？刂茍D可以提供重要的過程參數(shù)數(shù)據(jù)以及它們的時間穩(wěn)定性，這些對于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過程設(shè)計(jì)都是十分重要的。2、 控制圖原理⑴.統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)

任何一個生產(chǎn)過程，不論它是如何精確設(shè)計(jì)和精心維護(hù)，總存在著一定量的固有的或自然的變化。它是由許多偶然因素形成的偶然波動的累積效果。由于這種波動比較小，所以我們認(rèn)為這時生產(chǎn)過程處于受控狀態(tài)或稱為穩(wěn)態(tài)。此外，在生產(chǎn)過程中有時也發(fā)生由異常因素造成的異常波動。女如由于設(shè)備調(diào)整不當(dāng)、人為差錯或原材料的缺陷而導(dǎo)致的質(zhì)量波動。與偶然波動相比這種異常變化要大得多，而且往往表現(xiàn)一定的趨勢和規(guī)律，此時，我們認(rèn)為生產(chǎn)過程處于失控狀態(tài)。受控狀態(tài)是生產(chǎn)過程追求的目標(biāo)，此時，對產(chǎn)品的質(zhì)量是有把握的?？刂茍D即是用來監(jiān)測生產(chǎn)過程狀態(tài)的一種有效工具。?控制圖的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理令W為度量某個質(zhì)量特性的統(tǒng)計(jì)樣本。假定W的均值為U，而W的標(biāo)準(zhǔn)w差為O。于是，中心線、上控制限和下控制限分別為wUEL=%+廈禮⑸CL=心 (6)=曲-疋口*(7)式中，K為中心線與控制界限之間的用標(biāo)準(zhǔn)差為單位所表示的間隔寬度。圖2說明了控制圖的控制原理。樣本統(tǒng)計(jì)量餐圖2-控制圖原理樣本統(tǒng)計(jì)量餐圖2-控制圖原理對于每一個控制點(diǎn)來講，只要點(diǎn)子是在控制界限之間，我們就認(rèn)為過程處于控制狀態(tài)，不需要任何措施；但如果點(diǎn)子落在控制界限之外，就認(rèn)為過程失控,必須找出異常因素。采取措施加以消除。正常情況下點(diǎn)子分布是正態(tài)的，落在控制界限之內(nèi)的概率遠(yuǎn)大于落在控制界限之外的概率。反之，若點(diǎn)子落在控制界限之外，可能是屬于正常情況下的小概率事件發(fā)生，也可能是過程異常發(fā)生，相對來講，后者發(fā)生的概率要大得多。因此，我們寧可以為后者情況發(fā)生，這正是控制圖的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理。點(diǎn)子落在控制界限之內(nèi)是否一定處于穩(wěn)態(tài)？點(diǎn)子落在控制界線之外是否一定出現(xiàn)異常？這兩個問題的回答都是否定的。更為科學(xué)的判斷應(yīng)根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)方法對過程進(jìn)行定量分析，精確計(jì)算出狀態(tài)的概率值之后再進(jìn)行過程狀態(tài)判斷。以K取3為例（上、下界限距中心線距離為3倍的標(biāo)準(zhǔn)差）可計(jì)算出各種模式控制圖的概率值，如表1所示。模式實(shí)例情況概率水平有點(diǎn)出界連續(xù)35點(diǎn)中出界點(diǎn)數(shù)小于等于10.0041有點(diǎn)出界連續(xù)100點(diǎn)中出界點(diǎn)數(shù)小于等于20.0026集中分層連續(xù)3點(diǎn)中在區(qū)間中的點(diǎn)數(shù)大于等于20.0053集中分層連續(xù)7點(diǎn)中在區(qū)間中的點(diǎn)數(shù)大于等于30.0024集中分層連續(xù)10點(diǎn)中在區(qū)間中的點(diǎn)數(shù)大于等于40.0006集中分層連續(xù)10點(diǎn)集中在區(qū)間中0.022集中分層連續(xù)12點(diǎn)集中在區(qū)間中0.0102鏈模式連續(xù)出現(xiàn)在中心線一側(cè)的點(diǎn)數(shù)大于等于70.0153鏈模式連續(xù)11點(diǎn)中出現(xiàn)在中心線一側(cè)的點(diǎn)數(shù)大于等于100.0114鏈模式連續(xù)14點(diǎn)中出現(xiàn)在中心線一側(cè)的點(diǎn)數(shù)大于等于120.0125趨勢分布連續(xù)上升或下降的點(diǎn)數(shù)大于等于70.00039趨勢分布連續(xù)上升或下降的點(diǎn)數(shù)大于等于50.0164趨勢分布連續(xù)上升或下降的點(diǎn)數(shù)大于等于40.0824表1各種模式控制圖的概率值可見，根據(jù)不同的控制嚴(yán)格性要求應(yīng)選用概率水平相應(yīng)的控制圖判斷模式,如：當(dāng)控制嚴(yán)格性要求為1%時，可選用概率水平接近或略低于1%的模式實(shí)例作為判斷過程異常的準(zhǔn)則。各種模式都應(yīng)選擇確定出一個恰當(dāng)?shù)膶?shí)例情況作為判穩(wěn)準(zhǔn)則，所謂“恰當(dāng)?shù)摹笔侵钙涓怕仕皆谕惸Ｊ街凶罱咏刂茋?yán)格性要求。否則，概率水平過大不能滿足質(zhì)量控制要求；概率水平過小會造成誤判次數(shù)增多從而降低生產(chǎn)效率、提高生產(chǎn)成本。3、控制圖種類及選用控制圖根據(jù)質(zhì)量數(shù)據(jù)的類型可分為：計(jì)量值控制圖、計(jì)件值控制圖和計(jì)點(diǎn)值控制圖。這些控制圖各有各的用途，應(yīng)根據(jù)所控制質(zhì)量指標(biāo)的情況和數(shù)據(jù)性質(zhì)分別加以選擇。數(shù)據(jù)類型分布形態(tài)控制圖名稱簡記計(jì)量值止態(tài)分布均值-極差控制圖R控制圖均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖S控制圖中位數(shù)-極差控制圖-R控制圖單值-移動極差控制圖RS控制圖計(jì)件值二項(xiàng)分布不合格品率控制圖P控制圖不合格品數(shù)控制圖Pn控制圖計(jì)點(diǎn)值泊松分布缺陷數(shù)控制圖C控制圖單位缺陷數(shù)控制圖u控制圖表2常用控制圖4、各控制圖用途：（1） .R控制圖。是最常用、最基本的控制圖，它用于控制對象為長度、重量、強(qiáng)度、純度、時間和生產(chǎn)量等計(jì)量值的場合。（2） .S控制圖。此圖與-R圖相似，只是用標(biāo)準(zhǔn)差圖（S圖）代替極差圖（R圖）而已。極差計(jì)算簡便，故R圖得到廣泛應(yīng)用，但當(dāng)樣本大小n>10或12時，應(yīng)用極差估計(jì)總體標(biāo)準(zhǔn)差的效率減低，最好應(yīng)用S圖代替R圖。（3） .-R控制圖?此圖與-R圖也很相似，只是用中位數(shù)圖（圖）代替均值圖（圖）。由于中位數(shù)的計(jì)算比均值簡單，所以多用于現(xiàn)場需要把測定數(shù)據(jù)直接記入控制圖進(jìn)行管理的場合。（4） .RS控制圖。多用于下列場合：1）采用自動化檢查和測量對每一個產(chǎn)品都進(jìn)行檢驗(yàn)的場合；2）取樣費(fèi)時、昂貴的場合；3）如化工等過程，樣品均勻，多抽樣也無太大意義的場合。由于它不像前三種控制圖那樣能取得較多的信息，所以它判斷過程變化的靈敏度也要差一些。（5） .P控制圖。用于控制對象為不合格品率或合格品率等計(jì)數(shù)值質(zhì)量指標(biāo)的場合。這里需要注意的是，在根據(jù)多種檢查項(xiàng)目總起來確定不合格品率的場合，當(dāng)控制圖顯示異常后難于找出異常的原因。因此，使用P圖時應(yīng)選擇重要的檢查項(xiàng)目作為判斷不合格品的依據(jù)。（6） .Pn控制圖。用于控制對象為不合格品數(shù)的場合。設(shè)n為樣本大小，P為不合格品率，則Pn為不合格品個數(shù)，所以取Pn為不合格品數(shù)控制圖的簡記記號。由于計(jì)算不合格品率需要進(jìn)行除法，比