1、质量管理工具质量管理工具同济大学 经济与管理学院13 常用质量管理工具常用质量管理工具分层法分层法 排列图法排列图法 因果分析图法因果分析图法 调查表法调查表法 直方图法直方图法 散布图法散布图法 控制图法控制图法 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.1 分层法分层法 概念概念 分层法又称分类法，即：把收集来的原始质量数据，按照一定的分层法又称分类法，即：把收集来的原始质量数据，按照一定的目的和要求加以分类整理，以便分析质量问题及其影响因素的一目的和要求加以分类整理，以便分析质量问题及其影响因素的一种方法。种方法。原则原则根据分层的目的按照一定的标志数据的归类分层的关键 质量数据分层的
2、标志质量数据分层的标志(5M1E)o操作者o机器设备o原材料o操作方法o不同的时间o不同的检验手段o废品的缺陷项目13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法 概念概念排列图又称主次因素分析图或帕累托图排列图又称主次因素分析图或帕累托图（ParetoPareto）。）。由两个纵坐标、一个横坐标、几个直方由两个纵坐标、一个横坐标、几个直方块和一条折线所构成块和一条折线所构成 累计百分比将影响因素分成累计百分比将影响因素分成A A、B B、C C三类三类排列图应用排列图应用ABC分析法分析法13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法（1 1）确定所要调查的
3、问题和收集数据）确定所要调查的问题和收集数据:选题；调查期间；必要性数据及其分类；数据收集方法。选题；调查期间；必要性数据及其分类；数据收集方法。（2 2）设计一张数据记录表，将数据填入其中，并计算合计栏。）设计一张数据记录表，将数据填入其中，并计算合计栏。（3 3）制作排列图用数据表，表中列有各项不合格数据，累计不合格）制作排列图用数据表，表中列有各项不合格数据，累计不合格数，各项不合格所占百分比以及累计百分比。数，各项不合格所占百分比以及累计百分比。（4 4）两根纵轴和一跟横轴，左边纵轴，标上件数（频数）的刻度，）两根纵轴和一跟横轴，左边纵轴，标上件数（频数）的刻度，最大刻度为总件数（总频
4、数）；右边纵轴，标上比率（频率）最大刻度为总件数（总频数）；右边纵轴，标上比率（频率）的刻度，最大刻度为的刻度，最大刻度为100%100%。左边总频数的刻度与右边总频率的。左边总频数的刻度与右边总频率的刻度（刻度（100%100%）高度相等。横轴上将频数从大到小依次列出各项。）高度相等。横轴上将频数从大到小依次列出各项。（5 5）在横轴上按频数大小画出矩形，矩形的高度代表各不合格项频）在横轴上按频数大小画出矩形，矩形的高度代表各不合格项频数大小。数大小。（6 6）在每个直方柱右侧上方，标上累计值，描点，用实线连接，画）在每个直方柱右侧上方，标上累计值，描点，用实线连接，画累计频数折线（帕累托曲
5、线）。累计频数折线（帕累托曲线）。排列图的绘制步骤排列图的绘制步骤 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法 某酒杯制造厂对某日生产中出现的某酒杯制造厂对某日生产中出现的120个次品进行统计，做出排列图，如下图所示：个次品进行统计，做出排列图，如下图所示：排列图表明：酒杯质量问题的主要因素是划痕和气泡，一旦这些问题得到纠正，大部分质排列图表明：酒杯质量问题的主要因素是划痕和气泡，一旦这些问题得到纠正，大部分质量问题即可消除。量问题即可消除。图图 酒杯质量问题排列图酒杯质量问题排列图13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法 某化工机械厂为从事尿素合
6、成的公司生产尿素合成塔，尿素合成塔在生产过程某化工机械厂为从事尿素合成的公司生产尿素合成塔，尿素合成塔在生产过程中需要承受一定的压力，上面共有成千上万个焊缝和焊点。由于该厂所生产的中需要承受一定的压力，上面共有成千上万个焊缝和焊点。由于该厂所生产的十五台尿素合成塔均不同程度地出现了焊缝缺陷，由此对返修所需工时的数据十五台尿素合成塔均不同程度地出现了焊缝缺陷，由此对返修所需工时的数据统计如下表所示。统计如下表所示。焊缝缺陷的排列图焊缝缺陷的排列图 类别年度质量损失 （千美元）占总质量损失的百分比各类百分比(100%)累 计(100%)断裂55606161顾客索赔12201475零散批次78098
7、4过高原料成本670791停工损失370495过渡检验F280398过高检验成本1902100合计合计9070100按构成类别进行的帕累托分析按构成类别进行的帕累托分析产品类型每年的断裂损失（千美元）占总断裂损失的百分比累计百分比A13202424B9601741C7201354D6801266E470874F330680其他（47种）108020100合计合计5560100按产品类型进行的帕累托分析按产品类型进行的帕累托分析100FEDCB其 他A 330 470 680 720 96010801320 5.9 8.512.212.917.319.423.7100.0 94.1 85.6 7
8、3.4 60.4 43.2 23.7500040003000200010000100806040200DefectCountPercentCum%PercentCountPareto Chart for C14153.966.174.6 80.5 10013 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法注意事项注意事项 （1 1）要做好因素的分类。）要做好因素的分类。（2 2）主要因素不能过多。）主要因素不能过多。（3 3）数据要充足。）数据要充足。（4 4）适当合并一般因素。）适当合并一般因素。（5 5）合理选择计量单位。）合理选择计量单位。（6 6）重画排列图以作比较。）重画
9、排列图以作比较。13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.2 排列图法排列图法排列图法的适用范围排列图法的适用范围 改进任何问题都可以使用排列图法：改进任何问题都可以使用排列图法：适用于各行各业以及各个方面的工作改适用于各行各业以及各个方面的工作改进活动。进活动。分层法与排列图的结合分层法与排列图的结合13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.3 因果分析图法因果分析图法概念概念 也叫特性因素图也叫特性因素图/鱼刺图鱼刺图/石川图，是整石川图，是整理和分析影响质量（结果）的各因素之理和分析影响质量（结果）的各因素之间的一种工具。间的一种工具。形象地表示了探讨问题的思维过程，通形象地表示了探
10、讨问题的思维过程，通过有条理地逐层分析，可以清楚地看出过有条理地逐层分析，可以清楚地看出“原因原因-结果结果”“”“手段手段-目标目标”的关系，的关系，使问题的脉络完全显示出来。使问题的脉络完全显示出来。13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.3 因果分析图法因果分析图法基本格式：由特性，原因，枝干三部分构基本格式：由特性，原因，枝干三部分构成。首先找出影响质量问题的大原因，然后成。首先找出影响质量问题的大原因，然后寻找到大原因背后的中原因，再从中原因找寻找到大原因背后的中原因，再从中原因找到小原因和更小的原因，最终查明主要的直到小原因和更小的原因，最终查明主要的直接原因接原因(图图13.
11、3)13.3)因果分析图的编制步骤因果分析图的编制步骤 绘制因果分析图最一般的方法是绘制因果分析图最一般的方法是“大枝展开法大枝展开法”，这种方法是，这种方法是从大枝到中枝、从中枝到小枝，按此次序提出各种要因，这样从大枝到中枝、从中枝到小枝，按此次序提出各种要因，这样往往可以将各种因素限制在预先确定的框框内，容易形成小而往往可以将各种因素限制在预先确定的框框内，容易形成小而整齐的因果图。因果分析图的具体绘制一般按照下述步骤进行整齐的因果图。因果分析图的具体绘制一般按照下述步骤进行：13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.3 因果分析图法因果分析图法汽车失控胎 瘪钉子石头爆胎玻璃路 滑油冰雨
12、雪药物影响嗜 睡司机差错训练不足反应慢鲁 莽机械故障系杆断裂加速器失灵刹车失灵刹车片磨损润滑不良13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.3 因果分析图法因果分析图法 同样以尿素合成塔焊缝质量分析为例，我们对材料、人员、工艺方法和设备这四个方面进行认真分析。例如，在工艺方法方面，导致焊缝质量的因素可能有图纸混乱、要求不清等；在设备方面，可能原因有电流不稳定、仪表不准等。将各个方面可能造成焊缝质量缺陷的所有原因都列举出来后，就可以用鱼刺图清楚地表达出来，然后再逐一进行论证。焊缝质量鱼刺分析图如图所示。焊缝质量鱼刺分析图焊缝质量鱼刺分析图焊缝问题的对策表焊缝问题的对策表 13 质量管理工具质量管
13、理工具13.3 因果分析图法因果分析图法13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.3 因果分析图法因果分析图法注意事项注意事项（1 1）问题尽量具体、明确、有针对性）问题尽量具体、明确、有针对性（2 2）集思广益）集思广益（3 3）分析到能采取具体措施为止）分析到能采取具体措施为止（4 4）主要原因的确定）主要原因的确定（5 5）对关键因素采取措施后，再用排列）对关键因素采取措施后，再用排列图等方法来检验其效果图等方法来检验其效果 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.4 调查表法调查表法概念概念 q调查表法是利用统计表来进行数据整理和调查表法是利用统计表来进行数据整理和粗粗略原因略原
14、因分析的一种方法，也叫检查表法或统分析的一种方法，也叫检查表法或统计分析表法。计分析表法。q统计分析表是最为基本的质量原因分析方法，统计分析表是最为基本的质量原因分析方法，也是最为常用的方法。在实际工作中，经常也是最为常用的方法。在实际工作中，经常把统计分析表和分层法结合起来使用，这样把统计分析表和分层法结合起来使用，这样可以把可能影响质量的原因调查得更为清楚。可以把可能影响质量的原因调查得更为清楚。需要注意的是，统计分析表必须针对具体的需要注意的是，统计分析表必须针对具体的产品，设计出专用的调查表进行调查和分析。产品，设计出专用的调查表进行调查和分析。13 常用质量管理工具常用质量管理工具1
15、3.4 调查表法调查表法常用类型常用类型 （1 1）缺陷位置调查表。）缺陷位置调查表。（2 2）不良项目调查表。）不良项目调查表。（3 3）不良原因调查表。）不良原因调查表。缺陷位置调查表缺陷位置调查表 若要对产品各个部位的缺陷情况进行调查，可将产品若要对产品各个部位的缺陷情况进行调查，可将产品的草图或展开图画在调查表上，当某种缺陷发生时，的草图或展开图画在调查表上，当某种缺陷发生时，可采用不同的符号或颜色在发生缺陷的部位上标出。可采用不同的符号或颜色在发生缺陷的部位上标出。若在草图上划分缺陷分布情况区域，可进行分层研究。若在草图上划分缺陷分布情况区域，可进行分层研究。分区域要尽可能等分。缺陷
16、位置调查表的一般格式可分区域要尽可能等分。缺陷位置调查表的一般格式可参照下表绘制。参照下表绘制。不良项目调查表 不合格品统计调查表用于调查产品质量发生了哪些不不合格品统计调查表用于调查产品质量发生了哪些不良情况及其各种不良情况的比率大小。以内燃机车修良情况及其各种不良情况的比率大小。以内燃机车修理厂柴油机总装工段一次组装不合格的返修为例，如理厂柴油机总装工段一次组装不合格的返修为例，如表所示。表所示。不良原因调查表 要弄清楚各种不良品发生的原因，就需要弄清楚各种不良品发生的原因，就需要按设备、操作者、时间等标志进行分要按设备、操作者、时间等标志进行分层调查，填写不良原因调查表。层调查，填写不良
17、原因调查表。（P140P140）13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.5 直方图直方图（histogram）法法概念概念 从总体中随机抽取样本，将从样本中获从总体中随机抽取样本，将从样本中获得的数据进行整理，从而找出数据变化得的数据进行整理，从而找出数据变化的规律，以便测量工序质量的好坏。的规律，以便测量工序质量的好坏。直方图基本格式直方图基本格式 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.5 直方图直方图（histogram）法法作图步骤（例作图步骤（例13.3）（1 1）收集数据）收集数据 （2 2）求极差）求极差R=Xmax-Xmin （3 3）确定分组的组数）确定分组的组数K(
18、表表135)和和 组距组距h=R/K （4 4）确定各组界限（）确定各组界限（注意第一组的上下界注意第一组的上下界）（5 5）制作频数分布表（）制作频数分布表（表表317）。）。（6 6）画直方图（）画直方图（图图13.5）。）。（7 7）在直方图的空白区域，记上有关的数据）在直方图的空白区域，记上有关的数据的资料。的资料。13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.5 直方图直方图（histogram）法法13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法概念概念 散布图散布图(相关图相关图)是通过分析研究两种因是通过分析研究两种因素的数据的关系，来控制影响产品质量素的数据的关
19、系，来控制影响产品质量的相关因素的一种有效方法。的相关因素的一种有效方法。相关关系一般可为：原因与结果的关系；相关关系一般可为：原因与结果的关系；结果与结果的关系；原因与原因的关系。结果与结果的关系；原因与原因的关系。13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法 用相关图法，可以应用相关系数、回归分析用相关图法，可以应用相关系数、回归分析等进行定量的分析处理，确定各种因素对产等进行定量的分析处理，确定各种因素对产品质量影响程度的大小。如果两个数据之间品质量影响程度的大小。如果两个数据之间的相关度很大，那么可以通过对一个变量的的相关度很大，那么可以通过对一个变量的控制来间接控
20、制另外一个变量。控制来间接控制另外一个变量。相关图的分析，可以帮助我们肯定或者是否相关图的分析，可以帮助我们肯定或者是否定关于两个变量之间可能关系的假设。定关于两个变量之间可能关系的假设。13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法 两个变量的相关类型两个变量的相关类型 在相关图中，两个要素之间可能具有非在相关图中，两个要素之间可能具有非常强烈的正相关，或者弱的正相关。这常强烈的正相关，或者弱的正相关。这些都体现了这两个要素之间不同的因果些都体现了这两个要素之间不同的因果关系。一般情况下，两个变量之间的相关系。一般情况下，两个变量之间的相关类型主要有六种：强正相关、弱正相关
21、类型主要有六种：强正相关、弱正相关、不相关、强负相关、弱负相关以及关、不相关、强负相关、弱负相关以及非线性相关，如图所示。非线性相关，如图所示。两个变量的六种相关类型两个变量的六种相关类型 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法作图步骤作图步骤 (1)(1)确定研究对象。确定研究对象。(2)(2)收集数据。收集数据。(3)(3)画出横坐标画出横坐标x x与纵坐标与纵坐标y y，添上特性，添上特性值标度。值标度。(4)(4)根据数据画出坐标点根据数据画出坐标点 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法相关系数相关系数 22)()()(yyxxyy
22、xxriiiinyxyxyyxxLnyyyyLnxxxxLiiiiiixyiiiyyiiixx/)(/)()(/)()(222222yyxxxyLLLr 相关图法的运用实例相关图法的运用实例 某一种材料的强度和它的拉伸倍数是有一定关系的，某一种材料的强度和它的拉伸倍数是有一定关系的，为了确定这两者之间的关系，我们通过改变拉伸倍数，为了确定这两者之间的关系，我们通过改变拉伸倍数，然后测定强度，获得了一组数据，如表所示。然后测定强度，获得了一组数据，如表所示。表7-3 拉伸倍数与强度的对应数据 13 常用质量管理工具常用质量管理工具13.6 散布图法散布图法注意事项注意事项（1 1）做散布图时，要
23、注意对数据进行正确的分层，否）做散布图时，要注意对数据进行正确的分层，否则可能作出错误的判断。则可能作出错误的判断。（2 2）对明显偏离群体的点子，要查明原因。对被确定）对明显偏离群体的点子，要查明原因。对被确定为异常的点子要剔除。为异常的点子要剔除。（3 3）当收集的数据较多时，难免出现重复数据。在作）当收集的数据较多时，难免出现重复数据。在作图时为了表示这种情况，在点的右上方标明重复次数。图时为了表示这种情况，在点的右上方标明重复次数。（4 4）由相关分析所得的结论，仅适用于试验的取值范）由相关分析所得的结论，仅适用于试验的取值范围内，不能随意加大适用范围。在取值范围不同时，围内，不能随意
24、加大适用范围。在取值范围不同时，再作相应的试验与分析。再作相应的试验与分析。14 工序控制方法工序控制方法14.1 工序质量控制的基本概念工序质量控制的基本概念 工序质量工序质量q产品可分割的工序产品可分割的工序产品质量特性（尺寸、产品质量特性（尺寸、强度等）强度等）q产品不可分割的工序产品不可分割的工序工艺质量特性（温工艺质量特性（温度、浓度等）度、浓度等）q属于制造质量的范畴属于制造质量的范畴q优劣判断：符合性质量优劣判断：符合性质量14 工序控制方法工序控制方法14.1 工序质量控制的基本概念工序质量控制的基本概念 质量的波动与分布质量的波动与分布q正常波动：影响较小；难以避免正常波动：
25、影响较小；难以避免q异常波动：影响较大；可以控制异常波动：影响较大；可以控制q生产过程控制系统的目标生产过程控制系统的目标q正态分布的特点正态分布的特点14 工序控制方法工序控制方法14.2 过程能力和过程能力指数过程能力和过程能力指数 过程能力过程能力q定义：定义：过程过程在一定时间，处于控制状态（稳在一定时间，处于控制状态（稳定状态）下的实际加工能力（固有能力定状态）下的实际加工能力（固有能力/质量质量保证能力）保证能力）q量化：可用过程质量特性值的波动范围来衡量化：可用过程质量特性值的波动范围来衡量量 过程能力过程能力B=6B=6。由于。由于P P（xx33）=99.73%,=99.73
26、%,故故66近似于过程质量特性值的全近似于过程质量特性值的全部波动范围。显然，部波动范围。显然，B B越小，过程能力就越强越小，过程能力就越强。14 工序控制方法工序控制方法14.2 过程能力和过程能力指数过程能力和过程能力指数 过程能力指数过程能力指数q 定义：表示过程能力满足过程质量标准要求程度的量定义：表示过程能力满足过程质量标准要求程度的量值。过程质量要求的范围（公差）和过程能力的比值值。过程质量要求的范围（公差）和过程能力的比值q 公式：公式：无偏时双向公差过程能力指数计算无偏时双向公差过程能力指数计算 过程有偏时双向公差过程能力指数计算过程有偏时双向公差过程能力指数计算 单项公差过
27、程能力指数计算单项公差过程能力指数计算 过程能力指数的判断与处置过程能力指数的判断与处置（P158）6TCp过程能力和过程能力指数（1）无偏时双向公差工序能力指数(2)过程有偏时双向公差过程能力指数.引用偏移系数 则有 66LUpTTTCTxTTkm22/sTCkCppk62)1(过程能力和过程能力指数(3)单项公差过程能力指数 当只要求公差上限时，则若只要求公差下限，则33XTTCUUpU33LLpLTXTCCp与与 C Cpkpk 的比较的比较无偏情况下的Cp表示过程加工的一致性，即“质量能力”，Cp越大，则质量特性值的分布“越苗条”，质量能力越强；而有偏情况的Cpk表示过程中心与中心Tm
28、 偏移情况下的过程能力指数，Cpk越大，则二者偏离越小，也即过程分布中心对规范中心越“瞄准”，是过程的“质量能力”与“管理能力”二者综合的结果。过程能力指数和不合格率的关系过程能力指数和不合格率的关系(1)无偏时Cp和不合格率p的关系 设Pu=PL分别为超出规范上、下界限的不合格率，于是总的不合格率：故LLUPPPP2)3()3()()(ppLLLCCZPTXPTXPP)3(22pLCpp（2）有偏移过程能力指数）有偏移过程能力指数C Cpkpk、偏偏移度移度K和不合格率和不合格率p之间的关系之间的关系 当分布中心向规范上限TU 偏移时 同理，可得)1(1)1(3)1(22)2(KCKCZPk
29、TZPTZPTTZPTXPTXPPppUUUU)1(3)1(3)1(2)2(KCKCZPkTZPTTZPTXPTXPPppLLLL于是总不合品率于是总不合品率当K较大时，PL接近于零，可略去，故)1(3)1(3 2KCKCpppppLU)1(3 1KCpppU过程能力评价和分析过程能力评价和分析 14 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法 控制图概念控制图概念 又叫管理图或休图。它是判断和预报生产过程中质量又叫管理图或休图。它是判断和预报生产过程中质量状况是否发生异常波动的一种有效的方法。状况是否发生异常波动的一种有效的方法。可用可用3原则确定控制图
30、的控制线（原则确定控制图的控制线（Control LinesControl Lines）CL=UCL=+3 LCL=-3控制图的基本原理 控制图控制图是把造成质量波动的六个原因（人机料法环、测量等）分为两个大类：随机性原因（偶然性原因）和非随机性原因（系统原因）。这样，我们就可以通过控制图来有效地判断生产过程质量的稳定性，及时发现生产过程中的异常现象，查明生产设备和工艺装备的实际精度，从而为制定工艺目标和规格界限确立可靠的基础，使得过程的成本和质量成为可预测的，并能够以较快的速度和准确性测量出系统误差的影响程度。14 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）
31、法法控制图类型（计量）控制图类型（计量）均值均值-标准差控制图标准差控制图 设计过程：P160平均值平均值-级差控制图级差控制图 设计过程：P16314 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法控制图类型（计量）控制图类型（计量）中位数中位数-级级差控制图差控制图 设计过程：P166单值单值-移动级差控制图移动级差控制图 设计过程：P16714 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法控制图类型（计件）控制图类型（计件）不合格率控制图不合格率控制图 设计过程：P168不合格品数控制图不合格品数控制图 设计过程：P1
32、6914 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法控制图类型（计点）控制图类型（计点）缺陷数控制图缺陷数控制图 设计过程：P171单位缺陷数控制图单位缺陷数控制图 设计过程：P17117214 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法控制图应贯彻预防原则控制图应贯彻预防原则 “查出异因，采取措施，加以消除，不查出异因，采取措施，加以消除，不再出现、纳入标准再出现、纳入标准”14 工序控制方法工序控制方法14.3 控制图控制图（control chart）法法控制图的观察分析控制图的观察分析工序处于稳定状态下的判断工序处于稳定状态下的判断工序处于不稳定状态下的判断工序处于不稳定状态下的判断
