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分层法排列图法因果分析图法调查表法直方图法散布图法控制图法13常用质量管理工具13.1分层法•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。•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13.2排列图法•概念排列图又称主次因素分析图或帕累托图（Pareto）。由两个纵坐标、一个横坐标、几个直方块和一条折线所构成累计百分比将影响因素分成A、B、C三类排列图应用ABC分析法13常用质量管理工具13.2排列图法（1）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。（2）设计一张数据记录表，将数据填入其中，并计算合计栏。（3）制作排列图用数据表，表中列有各项不合格数据，累计不合格数，各项不合格所占百分比以及累计百分比。（4）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（总频数）；右边纵轴，标上比率（频率）的刻度，最大刻度为100%。左边总频数的刻度与右边总频率的刻度（100%）高度相等。横轴上将频数从大到小依次列出各项。（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数大小。（6）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（帕累托曲线）。排列图的绘制步骤13常用质量管理工具13.2排列图法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：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。图酒杯质量问题排列图13常用质量管理工具13.2排列图法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。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780984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9070100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5560100按产品类型进行的帕累托分析100FEDCB其他A330470680720960108013205.98.512.212.917.319.423.7100.094.185.673.460.443.223.7500040003000200010000100806040200DefectCountPercentCum%PercentCountParetoChartforC14153.966.174.680.510013常用质量管理工具13.2排列图法——注意事项（1）要做好因素的分类。（2）主要因素不能过多。（3）数据要充足。（4）适当合并一般因素。（5）合理选择计量单位。（6）重画排列图以作比较。13常用质量管理工具13.2排列图法——排列图法的适用范围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进活动。分层法与排列图的结合13常用质量管理工具13.3因果分析图法——概念也叫特性因素图/鱼刺图/石川图，是整理和分析影响质量（结果）的各因素之间的一种工具。形象地表示了探讨问题的思维过程，通过有条理地逐层分析，可以清楚地看出“原因-结果”“手段-目标”的关系，使问题的脉络完全显示出来。13常用质量管理工具13.3因果分析图法——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，最终查明主要的直接原因(图13.3)因果分析图的编制步骤绘制因果分析图最一般的方法是“大枝展开法”，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：13常用质量管理工具13.3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13.3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问题的对策表13质量管理工具13.3因果分析图法13常用质量管理工具13.3因果分析图法——注意事项（1）问题尽量具体、明确、有针对性（2）集思广益（3）分析到能采取具体措施为止（4）主要原因的确定（5）对关键因素采取措施后，再用排列图等方法来检验其效果13常用质量管理工具13.4调查表法——概念调查表法是利用统计表来进行数据整理和粗略原因分析的一种方法，也叫检查表法或统计分析表法。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。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。13常用质量管理工具13.4调查表法——常用类型（1）缺陷位置调查表。（2）不良项目调查表。（3）不良原因调查表。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。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。缺陷位置调查表的一般格式可参照下表绘制。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。（P140）13常用质量管理工具13.5直方图（histogram）法——概念从总体中随机抽取样本，将从样本中获得的数据进行整理，从而找出数据变化的规律，以便测量工序质量的好坏。直方图基本格式13常用质量管理工具13.5直方图（histogram）法——作图步骤（例13.3）（1）收集数据（2）求极差R=Xmax-Xmin（3）确定分组的组数K(表13－5)和组距h=R/K（4）确定各组界限（注意第一组的上下界）（5）制作频数分布表（表3－17）。（6）画直方图（图13.5）。（7）在直方图的空白区域，记上有关的数据的资料。13常用质量管理工具13.5直方图（histogram）法13常用质量管理工具13.6散布图法——概念散布图(相关图)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；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13.6散布图法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13.6散布图法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、不相关、强负相关、弱负相关以及非线性相关，如图所示。两个变量的六种相关类型13常用质量管理工具13.6散布图法——作图步骤(1)确定研究对象。(2)收集数据。(3)画出横坐标x与纵坐标y，添上特性值标度。(4)根据数据画出坐标点13常用质量管理工具13.6散布图法——相关系数22)()())((yyxxyyxxriiiinyxyxyyxxLnyyyyLnxxxxLiiiiiixyiiiyyiiixx/))((/)()(/)()(222222yyxxxyLLLr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，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。表7-3拉伸倍数与强度的对应数据13常用质量管理工具13.6散布图法——注意事项（1）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。（2）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。（3）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。（4）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，再作相应的试验与分析。14工序控制方法14.1工序质量控制的基本概念工序质量产品可分割的工序——产品质量特性（尺寸、强度等）产品不可分割的工序——工艺质量特性（温度、浓度等）属于制造质量的范畴优劣判断：符合性质量14工序控制方法14.1工序质量控制的基本概念质量的波动与分布正常波动：影响较小；难以避免异常波动：影响较大；可以控制生产过程控制系统的目标正态分布的特点14工序控制方法14.2过程能力和过程能力指数过程能力定义：过程在一定时间，处于控制状态（稳定状态）下的实际加工能力（固有能力/质量保证能力）量化：可用过程质量特性值的波动范围来衡量过程能力B=6σ。由于P（x∈μ±3σ）=99.73%,故6σ近似于过程质量特性值的全部波动范围。显然，B越小，过程能力就越强。14工序控制方法14.2过程能力和过程能力指数过程能力指数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公式：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单项公差过程能力指数计算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•ˆ66LUpTTTCTxTTkm22/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ˆ33XTTCUUpUˆ33LLpLTXTCCp与Cpk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•(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)