《现代质量管理学》过程质量控制5

苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社第五章第五章过程质量控制过程质量控制苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社第一节第一节质量变异与过程控制质量变异与过程控制苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社一、质量变异及规律一、质量变异及规律1、质量变异产生的原因所谓质量变异，指同一批量的产品，即使所采用的原材料、生产工艺和操作方法相同，但其中每个产品的质量也不能丝毫不差，完全相同，它们之间或多或少总会有些差别，这种差别被称为变异。产生这种变异的原因在于产品的生产过程中存在着太多的变异源。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社制造过程中的变异源苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社通过实践和研究，对变异形成了以下的共识：①一个过程中存在着很多变异源；②每个变异源的发生都是随机的；③质量产生变异是一个正常现象，没有变异反倒是虚假现象；④完全消灭变异是不可能的，但减少变异是可能的；⑤质量变异分为正常变异和异常变异。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、产品质量变异规律在产品生产过程中，对于单个产品来说偶然性因素的作用的结果是随机，但对同一批量产品来说，却有一定的规律可寻。μμσ+μσ−2μσ−2μσ+3μσ−3μσ+68.25%95.45%99.73%x()fx苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社二、过程分析二、过程分析1、过程分析的概念过程分析就是对过程中影响产品质量的各类因素进行分析，找出主导性因素，调查这些因素与产品质量之间的关系（特别是一些数量关系），然后建立过程因素的管理标准，根据标准要求开展过程质量控制活动。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、过程质量的支配性因素z定位装置z机器设备z操作人员z原材料z信息苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社3、过程分析的程序过程分析一般采用质量管理常用的统计方法，按下列步骤进行：（1）分析过程质量因素的状态；（2）选择过程质量特性值；（3）分析影响质量特性值变异的因素；（4）确定支配性因素的控制标准；（5）实施控制，验证效果。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社三、过程控制三、过程控制1、过程控制的含义过程控制就是维持工作长期处于稳定状态的活动。具体说，就是根据产品的工艺要求，安排合适的工人和配置适当的设备，组织有关部门密切配合，根据产品质量波动的规律，判断过程异常因素所造成的便宜，并采取各种措施保证产品达到技术要求的活动。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、过程控制的内容z对生产条件的控制z对关键工程的控制z计量和测试的控制z不合格品控制苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社3、过程控制的程序苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社第二节第二节过程能力过程能力苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社一、过程能力一、过程能力1、过程能力的概念一般来说，过程能力泛指一个过程的再生能力，即在每一周期里都能重复其成果的能力。在制造过程中，过程能力是指处于稳定状态下的过程的实际加工能力。当过程处于稳定状态时，一般用产品质量特性值的变异程度来表示过程能力。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、对于过程能力的理解z过程能力和资源的关系z过程能力和人的关系z分析过程能力的意义z过程能力的测定方法苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社1、过程能力的指数的概念所谓过程能力指数是指过程质量要求与过程能力的比值，常用Cp来表示。式中T为产品的技术要求或者质量标准二、过程能力指数二、过程能力指数6pTCσ=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、过程能力指数的计算（1）计量值的过程能力指数的计算z双侧公差且分布中心和标准中心重合的情况z双侧公差且分布中心和标准中心不重合的情况z单侧公差情况下Cp值的计算苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）计件值过程能力指数的计算所谓计件值是以“件”为单位统计不合格产品的数据（3）极点值过程能力指数的计算所谓计点值是指单位产品上的缺陷数苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社三、过程不合格品率的计算三、过程不合格品率的计算1、分布中心和标准中心重合的情况6σTLTUTLpUp21(3)2(3)ULpppppCC⎡⎤=+=−Φ=Φ−⎣⎦苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、分布中心和标准中心不重合的情况LTUTMμ2T2TεLpUp2[3(1)][3(1)]LUpppppCKCK=+=−Φ+−Φ−苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社四、过程能力分析四、过程能力分析1、过程能力的综合评定z关键质量特性过程能力综合评定z重要质量特性过程能力综合评定z一般质量特性过程能力综合评定苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、过程能力处置（1）过程能力指数过大的处置方法z降低过程能力z提高质量标准苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）过程能力指数过小时的处置方法z调整过程加工的分布中心，减少偏移量z提高过程能力，减少分散程度z适当放宽标准范围苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社五、过程性能和过程性能指数五、过程性能和过程性能指数1、过程性能和过程性能指数的概念当一个过程已达到稳定，且能符合短期的要求，那么就应该进行长期过程能力指数的研究。长期过程能力指数称为过程性能指数，记为Pp,Ppk。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、过程性能指数的计算方法z无偏移过程性能指数得计算公式为z无偏移上单侧过程性能指数的计算公式为z无偏移下单侧过程性能指数的计算公式为z实际过程性能指数的计算公式为6pTPS=3UpuTPSμ−=3LplTPSμ−=(1)pkpPPK=−苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社3、过程性能指数和过程能力指数的区别①主要区别在于总体标准差的估计方法的不同；②另一个重要区别在于过程性能指数反映是当前的过程能力是否满足技术要求的程度，并不要求过程稳定。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社第三节第三节过程控制图过程控制图苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社一、控制图的基本原理一、控制图的基本原理1、控制图概述（1）控制图的基本形式0123456789时间或样本号样本统计量数值UCLCLLCL苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）控制图的作用z能及时发现生产过程中的异常现象和缓慢变异，预防不合格品发生；z能有效地分析判断生产过程质量的稳定性；z可查明设备和工艺手段的实际精度，以便做出正确的技术决定；z使生产成本和质量成为可预测的参数。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、控制图的统计原理（1）3sigma原理μμσ+μσ−2μσ−2μσ+3μσ−3μσ+68.25%95.45%99.73%x()fx苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）控制图控制界限的确定控制界限的一般公式为：()3()()3()()UCLExxLCLExxCLExσσ=+⎧⎪=−⎨⎪=⎩苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社3、两类错误根据控制图的控制界限所作的判断可能发生错误，这种错误有两类：第一类错误是将正常的过程判为异常；第二类错误是将异常判为正常。'μμUCLCLLCL1α2α12ααα+=β苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社4、控制图的分类z根据控制图控制的数据不同，控制图可以分为两大类，即计量值控制图和计数值控制图z根据控制图的用途和应用场合不同，控制图又分为分析用控制图和管理用控制图苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社5、过程控制图的应用程序具体步骤如下：（1）确定样本组；（2）确定抽样方法；（3）搜集预备数据作分析用控制图；（4）稳定状态的判断；（5）同标准对比；（6）诊断和采取调节措施；（7）转化为控制用控制图进行日常控制；（8）控制界限的再计算。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社二、常规控制图的应用方法二、常规控制图的应用方法1、计量值控制图（1）平均值和极差控制图平均值极差值345678910111213345678910111213141516051015202530样本号xR11.92UCL=15.48UCL=7.70CL=3.48LCL=7.32CL=22223333RUCLxxARndnRLCLxxARndnCLxσμσμ⎧=+=+=+⎪⎪⎪⎨=−=−=−⎪⎪⎪=⎩32342323323(13)3(13)dUCLddRDRddLCLddRDRdCLRσσσσ⎧=+=+=⎪⎪⎪⎨=−=−=⎪⎪=⎪⎩苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）单值和移动极差控制图单值移动差332.661.128332.661.128ssssRUCLxxRRLCLxxRCLxμσμσ⎧=+=+×=+⎪⎪⎨=−=−×=−⎪⎪=⎩330.8533.271.128330.853,01.128ssssssRUCLRRRLCLRCLRμσμσ⎧=+=+××=⎪⎪⎪⎨=−=−××=−⎪⎪=⎪⎩取作66.566.666.766.866.96767.167.267.367.467.500.10.20.30.4051015202530样本号xsR67.36UCL=66.04CL=66.71LCL=0.4UCL=0.12CL=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、计数值控制图（1）计件不合格品数控制图33(1)33(1)UCLnpnppLCLnpnppCLnpμσμσ⎧=+=+−⎪⎨=−=−−⎪=⎩0510152025051015202530样本号np20.6UCL=10.8CL=1.0LCL=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（2）计件不合格品率控制图(1)33(1)33ppUCLpnppLCLpnCLpμσμσ⎧−=+=+⎪⎪⎪⎨−=−=−⎪⎪=⎪⎩00.020.040.060.080.10.12051015202530样本号p0.109UCL=0.054CL=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（3）计数缺陷数控制图3333UCLccLCLccCLcμσμσ⎧=+=+⎪⎨=−=−⎪=⎩024681012051015202530样本数c11.03UCL=4.6CL=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社（4）计数单位缺陷数控制图3333iiuUCLunuLCLunCLuμσμσ⎧=+=+⎪⎪⎪⎨=−=−⎪⎪⎪=⎩0123456789100510152025样本号uUCL2.95CL=1.0n=1.3n=1.2n=1.7n=苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社三、控制图的判断准则三、控制图的判断准则1、控制图的设计思想控制图的设计思想是先确定第一类错误的概率，然后再根据第二类错误的概率的大小来考虑是否需要采取必要的措施。判断异常的准则就是两大类：①点子出界判断异常；②界内点排列不随机判断异常。苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社2、判断稳态的准则z连续25个点子都在控制界限内z连续35个点子至多1个点子落在控制界限外z连续100个点子至多2个点子落在控制界限外苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社3、判断异常的标准模式1：点子屡屡接近控制界限CLUCLLCL3μσ+2μσ+2μσ−3μσ−苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社模式2：链UCLCLLCL苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社模式3：间断链UCLCLLCL苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社模式4：单调链UCLCLLCL苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社模式5：点子集中在中心线附近μσ+μσ−UCLCLLCL苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社模式6：点子呈现周期性变化UCLCLCLC苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社第四节第四节红珠实验和漏斗实验红珠实验和漏斗实验苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社一、红珠实验一、红珠实验苏秦主编,现代质量管理学,清华大学出版社1、实验材料z4000粒木珠，直径大约3厘米，其中800粒为红色，3200粒为白色z一把有50个孔的勺子，要求能够用来盛起50粒木珠z两个长方形容器，一大一小，容器的大小只要确保能放的下40