1、12第4章 项目质量控制3朱兰朱兰三步曲三步曲回顾4质量控制n控制，是指为实现规定的质量标准而采用的方法、措施。n质量控制：致力于达到质量要求。5质量控制n要实现控制，必须有合格的控制主体，明确的控制目标和理想的控制机制。n质量控制的一个重要问题就是要及时发现实施过程是否存在异常，以便及时采取对策进行纠正。6工序质量的状态n生产过程中，工序质量有两种状态：受控状态和失控状态。n受控状态：质量特性值的分布特性不随时间变化而变化，始终保持稳定且符合质量规格的要求。n失控状态：质量特性值的分布特性发生变化，不符合质量规格的要求。n偶然因素/系统因素7工序质量控制n由于5M1E因素的影响，工序质量的状
2、态始终处于动态之中，即在受控和失控两种状态中转化。n基本的控制过程：发现分析反馈纠正发现n工序质量异常波动的发现和原因的分析要借助统计方法来进行。n如果没有特别说明，总是假设总体服从正态分布。8第4章 项目质量控制9发现异常的方法n项目质量控制的一个目的就是要及时发现项目实施过程中是否存在异常，以便及时采取对策，进行纠正。n发现异常的方法包括：n直方图分析法n数值分析法n动态分析法10直方图分析法n采集数据n确定组数、组距及组的边界值n统计频数n绘制直方图观察图形的分布状态；将直方图与公差或标准进行对比。11数值分析法n估计总体不合格品率n计算频率曲线偏度系数正常情况下，两侧对称，无偏斜即=0
3、；若0，则正偏，若0，则负偏。n计量值数据：双侧公差/单侧公差n计数值数据：样本平均不合格率。12第4章 项目质量控制13工序能力n工序能力是工序处于稳定状态下的实际加工能力。n有的教材也称过程能力 nProcess Capabilityn过程能力和生产能力的区分nA=6n6与工序能力的关系？14工序能力指数n以6定义的工序能力只表明能够达到的质量水平，但并不能说明工序所达到的质量水平是否满足了对该工序的质量要求。n工序能力指数指某工序的加工成果的精度（即工序能力）满足公差要求的程度，用Cp或Cpk表示。6TCp15无偏与有偏TlTuMXTlTuMX 16Cp的计算双侧公差nT为公差范围，为工
4、序质量标准差，可用样本标准差s估计，Tu为公差上限，Tl为公差下限。TlTuMXsTTTClup66 17例题n某零件加工尺寸为 ，加工100件零件后，得到求Cp。返回 025.0010.018 0.0065，18.00750075.18299.17025.182luTTM897.00065.0*699.17025.186 TCp18Cp的计算单侧公差TlMTuMXXsxTTCuuup33 sTxTClllp33 19例题n某工程项目设计混凝土抗压强度下限为30MPa，样本标准差为0.65MPa，样本均值为32MPa，求工序能力指数。03.165.0*3303233sTxTClllp 20Cp
5、k的计算双侧公差n偏离值（偏离量）n偏离度（偏离系数）TlTuMX xTTxTluM2 2Tk plupkCkTTC)1(62 21例题n某城市排污地下通道（圆形）施工项目净直径规格上限为2550mm，下限为2450mm，测得样本标准差为14mm，均值为2510mm，求工序能力指数。25002245025502luTTM95.014*610*22450255062sTTClupk 10 22工序能力指数和不合格率n工序能力指数的计算不仅可以帮助了解工序质量所达到的质量水平是否满足了工序质量要求，而且可以对不合格品率作出估计。n同样按照双侧公差和单侧公差、以及是否有偏离来分别介绍。23双侧公差，
6、无偏状态时npu为质量特性值超出公差上限造成的不合格率；npl为质量特性值超出公差下限造成的不合格率；TlTuMX)3(1)3(1)3()2()()(pppuuuCCtpCtpTtpTxpTxpp 24双侧公差，无偏状态时n总的不合格品率)3(1)3()3()3()2()()(pppplllCCCtpCtpTtpTxpTxpp )3(2)3(12ppluCCppp 25例题参见前例897.0pC)691.2(2)3(2)3(12 ppluCCppp0036.0)691.2(不合格品率p=2*0.0036=0.72%合格品率q=1-0.72%=99.28%26双侧公差，有偏状态时n总的不合格品率
7、为：)1(31)3()2()()(ppkuuuCkCtpTtpTxpTxpp )1(31)2()()(plllCkTtpTxpTxpp )1(3)1(3)1(3)1(3 2ppppluCkCkCkCkppp 27例题n某高速公路边坡采用锚杆、喷射混凝土方式支撑，要求混凝土厚度不低于100mm,不超过150mm,根据检测,样本的标准差为10mm,均值为115mm,求可能出现的不合格品率。099.0032.0067.0)5.3()5.1()1(3)1(34.02,10,115125 ppCkCkpTkmmM28工序能力分析n当公差范围一定时，标准差越小，工序能力指数Cp越大，但工序能力指数并非越大
8、越好，还要从经济性进行考虑，因此什么样的才是理想的工序能力呢？n需要制定一个标准，下面给出一个广泛应用的标准，但不同行业有不同的规定，如果有行业标准要按照行业标准来衡量。29工序能力指数判断标准工序能力等级工序能力指数T、对应关系工序能力判断特级一级二级三级四级过剩充足正常不足严重不足33.167.1pC0.133.1pC67.00.1pC67.0pC67.1pC 10T 810 T 68 T 46 T 4T30工序能力图n按时间顺序采集反映工序质量状况的数据，在坐标图中打点，并标出标准规格界限，就是工序能力图规格上限规格下限质量特性值31练习题1n某厂生产聚酯扁线漆，规定其击穿电压下限标准为
9、1000V，从生产工序中抽取n=71的样本，测得样本平均值为7.2kV，标准偏差为1.5kV，求该工序的工序能力指数以及总体不合格率。32练习题2n已知某零件尺寸要求为 mm，抽取样本得到平均值为50.6，标准差为0.5，求零件的不合格率。5.15033练习题3n某零件尺寸标准要求为 ，随机抽样后计算出样本平均值7.945，标准差0.00519，计算工序能力指数并根据结果进行简单分析。05.010.08 Tl=7.9,Tu=7.95 M=7.925 偏差=0.02 k=0.8 Cp=1.6 Cpk=0.32本来能力很充足，但由于存在偏移量，使工序能力指数下降到0.32，所以要调整工序加工的分布
10、中心，消除偏移量。34第4章 项目质量控制35分析原因的方法n发现异常之后，下一步就要去寻找原因，以便采取对策，进行纠正。n通常采用的方法有：n因果分析图n排列图36因果分析图nCause and Effect Diagramn或称鱼刺图Fishbone Diagram，特性要因图，树枝图n描述、整理、分析质量问题(结果)与影响质量的因素(原因)之间关系的图。n通过对影响质量的因素进行全面系统的整理和分析，为明确结果与原因之间的关系，最终找出解决问题的途径提供有力支持。n采用头脑风暴法、专家判断法集思广益。37因果图绘制原理n影响质量的原因尽管很多，但归纳起来，存在两种互为依存的关系，即平行关
11、系和因果关系，因果图可以同时整理出这两种关系。n利用因果分析图可以顺藤摸瓜，逐级分层，从大到小，由粗到细，直至找出能直接采取有效措施的原因为止。38因果图基本结构 结果某质量特性问题主干大原因中原因小原因更小原因39因果图基本类型n按表示问题的体系不同，可以分为三种：n结果分解型 特点：沿着为什么会发生这种结果进行层层解析，可以提供地掌握纵的关系，但容易遗漏、忽略某些平行关系或横的关系。n工序分类型 按工序流程，将各工序作为影响质量平行的主干原因，然后分析各工序影响质量的原因，简单易行但可能造成相同的因素出现在不同的工序中，反映不了因素间的相互作用。n原因罗列型 采用头脑风暴法让参与人员无限制
12、地自由发表意见，把所有观点和意见罗列起来，再系统地整理它们之间的关系，最后绘制出一致同意的因果分析图，这种方法较全面，但工作量较大。40因果图的绘制步骤n确认：明确质量问题的范围n组织讨论：尽可能找出可能影响结果的所有因素，结合头脑风暴法n构建因果图：找出因果关系，以箭头表示。从主干到大骨、中骨、小骨一一展开。n思考：采取对策并充分考虑对策的有效性。41因果图实例计算机系统没有按时交付主干管理材料人力组织技术资金用户不能确定需求未坚持责任制不适宜缺乏内部经验预算限制缺乏交流授权失败外围设备不合适供应商交付硬件受阻缺乏相应的技能42绘制因果图的注意事项主干线箭头指向的结果(要解决的问题)只能是一
13、个，即分析的问题只能是一个。各种分析意见应简明扼要的按层次标在相应的箭线上。原因分析的层次应细到能具体采取措施为止。大原因不一定是主要原因。主要原因可用投票或其他方法来预先确定，然后到现场去落实解决措施。措施实施后，再用排列图检查其效果。434401顺序法n利用因果图可能会同时找出几个平行的主要因素，为找出关键因素，可以采用定量统计分析方法，如01顺序法。n将评价对象的全部有关原因分别成对比较，两者之中必有其一比较重要，另一为次要，重要的原因评价为1，次要的评价为0，将各原因的1加起来并根据所得和的大小排列各原因的主次顺序。45影响混凝土强度原因01评价表编号评价原因 评价结果合计主次顺序12
14、3456789 1011121314151 水泥11111512 砂子01100243 石子00000064 配合比00100155 水灰比01111426 操作011113346排列图n也称主次因素排列图，帕累托图Pareto Diagramn用来找出影响质量主要因素的一种常用的统计分析工具。n最初由帕累托用于分析社会财富分布情况而提出。n关键的少数和次要的多数47n1 1、80%80%的收入来自的收入来自20%20%的顾客的顾客n2 2、80%80%的利润来自的利润来自20%20%的产品的产品n3 3、80%80%的收益来自的收益来自20%20%的员工创造的员工创造n4 4、80%80%的
15、人生价值是由的人生价值是由20%20%的人际关系带的人际关系带来的，但对产生来的，但对产生80%80%价值的价值的20%20%的关系，我的关系，我们所付出的关注远不到们所付出的关注远不到80%80%n5 5、80%80%的财富来自于所投资的财富来自于所投资20%20%的股票的股票n6 6、独立创业所付出的、独立创业所付出的20%20%的努力，却享的努力，却享受了受了80%80%的收益的收益n7 7、80%80%的时间浪费在没有意义的活动上的时间浪费在没有意义的活动上n8 8、20%20%的时间，创造了人生的时间，创造了人生80%80%的快乐的快乐n48排列图基本格式n有两个纵坐标即频数和频率，
16、一个横坐标即项目排列，若干个根据频数大小依次排列的直方柱和一条累计频率曲线组成。49排列图基本格式50排列图绘制原理n横坐标表示影响质量的各个因素或项目，按影响程度的大小从左至右排列，一般以直方柱的高度表示各因素出现的频数；n将各因素所占的百分比依次累加起来，求得各因素的累计百分比，然后将所得的各因素的顺次累计百分率逐一标注在图中相应位置上，以折线连接，即得累计频率（帕累托）曲线。51排列图的观察与分析n利用排列图分析重点项目，一般地讲，取图中的13作为改善的重点就行了，若再精确些，可采用ABC分析法确定重点项目。n把构成排列图的累计百分数分为三个等级：累计百分数在080%的因素为A类，它是影
17、响质量的主要因素，是要解决的重点问题；累计百分数在8090的为B类，是次要因素；累计百分数在90100的为C类，在这一区间的因素是一般因素。52练习 下表是对产品的质量检查结果，用排列图进行分析，要求：绘制排列图，并判断哪几项工作是主要因素、次要因素和一般因素。序号工作名称不合格点数频率%累计频率%1A122B103C84D45E26F1合计53第4章 项目质量控制54回顾SPC统计过统计过程控制程控制55控制图的重要性n控制图是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。n控制图是用于区分质量波动是由偶然因素还是由异常因素引起的，从而判断过程是否处
18、于控制状态的一种工具。n是贯彻SPC和SPD的重要工具，可以直接控制与诊断过程。56 控制上限（UCL）要求上限（UL）中线（CL）控制下限（LCL）要求下限（LL）检验产品（或样本）序号（T）质量特性值控制图示例57控制界限的确定 33LCLCLUCL.为什么采用为什么采用3 呢呢?58两种解释n正态分布的一个结论：无论均值和标准差取何值，质量特性值落在 之间的概率为99.73%，落在 之外的概率为0.27%，超过一侧的概率仅为千分之一多，休哈特就是根据这一事实提出了控制图。3 3 3 3 3 359两类错误n第一类错误：以真为假n第二类错误：以假为真n无论如何调整上下限的间隔，都无法避免，
19、只能使两种错误造成的总损失最小来确定上下限的最优间隔距离，3 的方式较好。LCLCLUCL 60两种解释n根据来源的不同，质量因素可以分为5M1E六个方面，从对质量的影响大小来看，质量因素可以分为偶然因素和异常因素两类。偶然因素始终都是存在的，对质量的影响较小，但难以消除；而异常因素有时存在，对质量的影响一般较大，但可以消除，如刀具磨损、零件松动等。n控制图的控制界限就是区分偶然波动和异常波动的界限。当异常波动发生时，点子就会超出界限。61控制图的种类n根据控制对象的不同，控制图可以分为计量值控制图和计数值控制图两大类。n不论是计量值控制图还是计数值控制图，按用途都可以分为管理用控制图和分析用
20、控制图。n工序质量控制中，根据工序特征、实施需要、数据特征等不同情况选用不同的控制图。62计量值控制图n平均值/移动平均值控制图n中位值控制图n单值控制图n极差/移动极差控制图n标准差/移动标准差控制图n平均值与极差控制图n平均值与标准差控制图n中位数与极差控制图XkXXXRsRSkSRX SX RX 63单值控制图n优点：方便、简单 处理迅速n缺点：代表性差、判断精度低n适用：因费用、时间原因只能得到一个测试值、工序状态稳定，质量均匀，不需要多个测定值。33LCLCLUCLSXLCLXCLSXUCL3364平均值与极差控制图n平均值图在极差图之上，用来观察分析平均值的变化情况，极差图则用来观
21、察分析数据的离散波动情况。n 的分布：若总体服从正态分布 则 仍趋于正态分布 n 的分布：若总体服从正态分布 则当n足够大时，的分布也趋于正态分布 RX X),(NX),(nN R),(NR),(32 ddN65 图控制界限的确定nA2数值可由表查得n书 150页XnLCLCLnUCL 33ndAXdR2223,并令 RAXLCLXCLRAXUCL2266 图控制界限的确定R 3333dRLCLRCLdRUCL233234231,31,ddDddDdR并取 RDLCLRCLRDUCL34nD3、D4是根据样本大小n确定的系数，数值可由151页的表中查得。67 图的制作n收集50-100个数据；
22、n数据进行分组，每组为一个样本；n计算各组平均值、极差，总体平均值、各组极差值的平均值；n根据公式计算控制界限；n制作控制图，上方为平均值图，下方为极差图。RX 68练习题n某植物油生产厂，采用灌装机灌装，每桶标称重量为5000克，要求溢出量为0-50克。采用平均值-极差控制图对灌装过程进行质量控制。控制对象为溢出量。样本数据如下：69序号平均极差1473244352035.6272193731253429.2183191116114420.22542929425938528124536256403511383371530123326835443211389273726203510234526
23、37321128444031181231252432227013223719471414373212383015254024501916731231832173804140371835122948201931203524472012273840312152425224252220311532823294741322224282732225425423415292171n计算每一组的平均值和极差n 图界限 CL=29.86n UCL=29.86+0.58*27.44=45.69n LCL=14.03nR图界限 CL=27.44n UCL=2.115*27.44=58.04n LCL=不考虑X72
24、中位数与极差控制图n中位数图在极差图之上，类似于 ，也是为了控制质量数据的集中性和离散性，只是用中值代替了平均值。n 图的控制界限：RX RX XRAmXLCLXCLRAmXUCL2323nm3A2是根据样本大小n确定的系数，数值可由159页表查得。73n 图的控制界限：n由于 代替了 ，因此使 图检出过程不稳定的能力较 差，但简化了计算，便于应用。中位数与极差控制图RX RRDLCLRCLRDUCL34nD3、D4是根据样本大小n确定的系数，数值可由151页表查得。XXRX RX 74其他需要了解的计量值控制图n平均值与标准差控制图nPage 155 n单值与移动极差控制图nPage 160
25、SX sRX SAXLCLXCLSAXUCL33SBLCLSCLSBUCL34XSssREXLCLXCLREXUCL22XsssRDLCLRCLRDUCL34sR75计数值控制图n不合格品数控制图n不合格品率控制图n缺陷数控制图n缺陷率控制图nPPCu76不合格品数控制图n根据概率，稳态下生产的大量产品中随机抽取大小为n的样本，若出现不合格品的概率为P，不合格品数为r，则r服从二项分布，当P较小而n足够大时，r的分布趋向于正态分布n 图的控制界限：nP)1(,(PnPnPNnP)1(3)1(3PnPnPLCLnPCLPnPnPUCL77不合格品数控制图n若出现不合格品的概率P未知，可用样本平均
26、不合格率 估计：n当 n(II)+n(IV)，则正相关；判定数n(I)+n(III)，则负相关。9394回归分析法n在相关分析的基础上，若两个变量之间存在较强的相关关系，表明它们之间存在某种函数关系，称之为回归关系，相关函数成为回归函数；对两个或两个以上的变量之间的相互关系作出估计，并找出它们之间的关系式，这一过程为回归分析。n质量控制中常见的是一元线性回归问题。95一元线性回归方程n x-自变量；y-因变量估计值；a-常数；b-回归系数na和b的确定bxayxxxyLLbxbya96例题n考察温度对产量的影响，得到一批数据，求产量关于温度的线性回归方程和相关系数。编号1 2 3 4 5 6
27、7 8 9 10温度x20 25 30 35 40 45 50 55 50 65产量y13.2 15.1 16.4 17.1 17.9 18.7 19.6 21.2 22.5 24.397第4章 项目质量控制98朱兰朱兰三步曲三步曲回顾99质量检验的主要职能n鉴别 测量、比较、判断质量特性值是否符合规定的要求，区分合格品不合格品n把关（保证）做到五不，实现质量把关n报告 将质量检验获取的数据和信息，经过汇总、整理分析写成报告，为组织的质量决策提供依据n预防 首件检验、巡回检验、进货检验等都起到一定的预防作用。100质量检验的基本类型检验进货检验工序检验完工检验101质量检验管理制度：三检制三检
28、制自检互检专检检验和生产同步进行，基础工序、交接班、组长对组员的抽检，补充专业检验人员进行，主导102常用术语n为实施抽样检验而划分的单位体。n对于按件制造的产品来说，每一件产品就是一个单位产品，如一个螺母；n有的产品是人为规定的单位量，如一米布、一平方米玻璃等。103常用术语n作为检验对象而汇集起来的一批产品，或者说被检验的产品总体。就是检验批中单位产品的数量，通常用N来表示。n可以用不同的指标来衡量交验批的质量，如批中所有单位产品的某个特征的平均值、批不合格品率等。104常用术语n规定了每批应检验的单位产品数(样本量)和有关批接收准则(接收数、拒收数、判断准则等)的组合。n一组严格度不同的
29、抽样方案和转移规则的组合。105抽样检验的基本概念n抽样方案中预先规定的判定批产品合格的样本中最大允许不合格数。n预先规定的判定批产品不合格的样本中最小不合格数。106抽样检验的基本概念 n批的不合格品数占批量的比率p=D/Nn数批产品的平均不合格品率n要获得可靠的过程平均不合格率，生产过程必须达到稳态，不合格品数是首次检验的结果，批数要足够多。p)./().(2121kknnndddp107抽样检验的基本概念n也叫可接收质量水平，是可接收的连续交验批的过程平均不合格率的上限值，是供方能够保证稳定达到的实际质量水平指标，是用户能够接受的产品质量水平。n供方承担的合格批被判为不合格批的风险，通常
30、记为 108抽样检验的基本概念 n也叫可拒收质量水平，是用户能够接受的产品批的极限不合格率。n使用方承担的不合格批被判为合格批的风险，通常记为 109抽样检验方案n计数型抽检方案n从待检验产品批中抽取若干单位产品组成样本，按检验结果将单位产品分为合格品或不合格品，用计数值作为产品批的合格判断标准。n计量型抽检方案n用计量值作为产品批质量判别标准的抽检方案。110一次抽样方案（N,n,C）随机抽样n件产品进行检验检验出d件不合格品若dC拒收N=1000,n=100,c=3 (1000,100,3)111二次抽样方案（N,n1,n2,C1,C2）N,n1,n2,C1,C2在N中随机抽样取n1,检验出d1件不合格品若d1C1判定合格若C1d1C2判定不合格若d1+d2C2判定不合格 (1000,36,59,0,3)
