質(zhì)量管理學(xué)-同濟(jì)大學(xué)

1、質(zhì)量管理工具,同濟(jì)大學(xué) 經(jīng)濟(jì)與管理學(xué)院,13 常用質(zhì)量管理工具,分層法 排列圖法 因果分析圖法 調(diào)查表法 直方圖法 散布圖法 控制圖法,13 常用質(zhì)量管理工具,13.1 分層法概念 分層法又稱分類法，即：把收集來的原始質(zhì)量數(shù)據(jù)，按照一定的目的和要求加以分類整理，以便分析質(zhì)量問題及其影響因素的一種方法。原則根據(jù)分層的目的按照一定的標(biāo)志數(shù)據(jù)的歸類分層的關(guān)鍵,質(zhì)量數(shù)據(jù)分層的標(biāo)志(5M1E)操作者機(jī)器設(shè)備原

2、材料操作方法不同的時(shí)間不同的檢驗(yàn)手段廢品的缺陷項(xiàng)目,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法概念排列圖又稱主次因素分析圖或帕累托圖（Pareto）。 由兩個(gè)縱坐標(biāo)、一個(gè)橫坐標(biāo)、幾個(gè)直方塊和一條折線所構(gòu)成 累計(jì)百分比將影響因素分成A、B、C三類,排列圖應(yīng)用ABC分析法,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法（1）確定所要調(diào)查的問題和收集數(shù)據(jù): 選題；調(diào)查期間；必要性數(shù)據(jù)及其分類；數(shù)據(jù)收集方法。（2）設(shè)計(jì)

3、一張數(shù)據(jù)記錄表，將數(shù)據(jù)填入其中，并計(jì)算合計(jì)欄。（3）制作排列圖用數(shù)據(jù)表，表中列有各項(xiàng)不合格數(shù)據(jù)，累計(jì)不合格數(shù)，各項(xiàng)不合格所占百分比以及累計(jì)百分比。（4）兩根縱軸和一跟橫軸，左邊縱軸，標(biāo)上件數(shù)（頻數(shù)）的刻度，最大刻度為總件數(shù)（總頻數(shù)）；右邊縱軸，標(biāo)上比率（頻率）的刻度，最大刻度為100%。左邊總頻數(shù)的刻度與右邊總頻率的刻度（100%）高度相等。橫軸上將頻數(shù)從大到小依次列出各項(xiàng)。 （5）在橫軸上按頻數(shù)大小畫出矩形，矩形的高度代表各不合

4、格項(xiàng)頻數(shù)大小。 （6）在每個(gè)直方柱右側(cè)上方，標(biāo)上累計(jì)值，描點(diǎn)，用實(shí)線連接，畫累計(jì)頻數(shù)折線（帕累托曲線）。,排列圖的繪制步驟,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法 某酒杯制造廠對(duì)某日生產(chǎn)中出現(xiàn)的120個(gè)次品進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，做出排列圖，如下圖所示： 排列圖表明：酒杯質(zhì)量問題的主要因素是劃痕和氣泡，一旦這些問題得到糾正，大部分質(zhì)量問題即可消除。,圖 酒杯質(zhì)量問題排列圖,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法

5、 某化工機(jī)械廠為從事尿素合成的公司生產(chǎn)尿素合成塔，尿素合成塔在生產(chǎn)過程中需要承受一定的壓力，上面共有成千上萬個(gè)焊縫和焊點(diǎn)。由于該廠所生產(chǎn)的十五臺(tái)尿素合成塔均不同程度地出現(xiàn)了焊縫缺陷，由此對(duì)返修所需工時(shí)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)如下表所示。,,,,,焊縫缺陷的排列圖,按構(gòu)成類別進(jìn)行的帕累托分析,按產(chǎn)品類型進(jìn)行的帕累托分析,100,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法——注意事項(xiàng) （1）要做好因素的分類。 （2）主要因素不能過多。

6、 （3）數(shù)據(jù)要充足。 （4）適當(dāng)合并一般因素。 （5）合理選擇計(jì)量單位。 （6）重畫排列圖以作比較。,13 常用質(zhì)量管理工具,13.2 排列圖法——排列圖法的適用范圍 改進(jìn)任何問題都可以使用排列圖法：適用于各行各業(yè)以及各個(gè)方面的工作改進(jìn)活動(dòng)。,,,分層法與排列圖的結(jié)合,13 常用質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法——概念 也叫特性因素圖/魚刺圖/石川圖，是整理和分析影響質(zhì)量（結(jié)果）的各因素之間的一

7、種工具。形象地表示了探討問題的思維過程，通過有條理地逐層分析，可以清楚地看出“原因-結(jié)果”“手段-目標(biāo)”的關(guān)系，使問題的脈絡(luò)完全顯示出來。,13 常用質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法——基本格式：由特性，原因，枝干三部分構(gòu)成。首先找出影響質(zhì)量問題的大原因，然后尋找到大原因背后的中原因，再從中原因找到小原因和更小的原因，最終查明主要的直接原因(圖13.3),,因果分析圖的編制步驟,繪制因果分析圖最一般的方法是“大枝展開法”，這種方

8、法是從大枝到中枝、從中枝到小枝，按此次序提出各種要因，這樣往往可以將各種因素限制在預(yù)先確定的框框內(nèi)，容易形成小而整齊的因果圖。因果分析圖的具體繪制一般按照下述步驟進(jìn)行：,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法,13 常用質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法 同樣以尿素合成塔焊縫質(zhì)量分析為例，我們對(duì)材料、人員、工藝方法和設(shè)備這四個(gè)方面進(jìn)行認(rèn)真分析。例如，在工藝方法方面，導(dǎo)致焊縫質(zhì)量的因素可能有圖紙混亂、要求不清等；在設(shè)備方面

9、，可能原因有電流不穩(wěn)定、儀表不準(zhǔn)等。將各個(gè)方面可能造成焊縫質(zhì)量缺陷的所有原因都列舉出來后，就可以用魚刺圖清楚地表達(dá)出來，然后再逐一進(jìn)行論證。焊縫質(zhì)量魚刺分析圖如圖所示。,焊縫質(zhì)量魚刺分析圖,,,焊縫問題的對(duì)策表,,,13 質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.3 因果分析圖法——注意事項(xiàng)（1）問題盡量具體、明確、有針對(duì)性（2）集思廣益（3）分析到能采取具體措施為止（4）主要原因的確定（5）對(duì)關(guān)

10、鍵因素采取措施后，再用排列圖等方法來檢驗(yàn)其效果,13 常用質(zhì)量管理工具,13.4 調(diào)查表法——概念 調(diào)查表法是利用統(tǒng)計(jì)表來進(jìn)行數(shù)據(jù)整理和粗略原因分析的一種方法，也叫檢查表法或統(tǒng)計(jì)分析表法。統(tǒng)計(jì)分析表是最為基本的質(zhì)量原因分析方法，也是最為常用的方法。在實(shí)際工作中，經(jīng)常把統(tǒng)計(jì)分析表和分層法結(jié)合起來使用，這樣可以把可能影響質(zhì)量的原因調(diào)查得更為清楚。需要注意的是，統(tǒng)計(jì)分析表必須針對(duì)具體的產(chǎn)品，設(shè)計(jì)出專用的調(diào)查表進(jìn)行調(diào)查和分析。,13 常用

11、質(zhì)量管理工具,13.4 調(diào)查表法——常用類型 （1）缺陷位置調(diào)查表。 （2）不良項(xiàng)目調(diào)查表。 （3）不良原因調(diào)查表。,,缺陷位置調(diào)查表,若要對(duì)產(chǎn)品各個(gè)部位的缺陷情況進(jìn)行調(diào)查，可將產(chǎn)品的草圖或展開圖畫在調(diào)查表上，當(dāng)某種缺陷發(fā)生時(shí)，可采用不同的符號(hào)或顏色在發(fā)生缺陷的部位上標(biāo)出。若在草圖上劃分缺陷分布情況區(qū)域，可進(jìn)行分層研究。分區(qū)域要盡可能等分。缺陷位置調(diào)查表的一般格式可參照下表繪制。,,不良項(xiàng)目調(diào)查表,不合格品統(tǒng)計(jì)調(diào)查表用

12、于調(diào)查產(chǎn)品質(zhì)量發(fā)生了哪些不良情況及其各種不良情況的比率大小。以內(nèi)燃機(jī)車修理廠柴油機(jī)總裝工段一次組裝不合格的返修為例，如表所示。,,,不良原因調(diào)查表,要弄清楚各種不良品發(fā)生的原因，就需要按設(shè)備、操作者、時(shí)間等標(biāo)志進(jìn)行分層調(diào)查，填寫不良原因調(diào)查表。 （P140）,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.5 直方圖（histogram）法——概念 從總體中隨機(jī)抽取樣本，將從樣本中獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，從而找出數(shù)據(jù)變化的規(guī)律，以便測(cè)量工序質(zhì)量

13、的好壞。,直方圖基本格式,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.5 直方圖（histogram）法——作圖步驟（例13.3） （1）收集數(shù)據(jù) （2）求極差R=Xmax-Xmin （3）確定分組的組數(shù)K(表13－5)和 組距h=R/K （4）確定各組界限（注意第一組的上下界） （5）制作頻數(shù)分布表（表3－17）。 （6）畫直方圖（圖13.5）。 （7）在直方圖的空白區(qū)域，記上有關(guān)的數(shù)據(jù)的資

14、料。,13 常用質(zhì)量管理工具,,,13.5 直方圖（histogram）法,13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法——概念散布圖(相關(guān)圖)是通過分析研究兩種因素的數(shù)據(jù)的關(guān)系，來控制影響產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)因素的一種有效方法。相關(guān)關(guān)系一般可為：原因與結(jié)果的關(guān)系；結(jié)果與結(jié)果的關(guān)系；原因與原因的關(guān)系。,13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法用相關(guān)圖法，可以應(yīng)用相關(guān)系數(shù)、回歸分析等進(jìn)行定量的分析處理，確定各種因素對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響程

15、度的大小。如果兩個(gè)數(shù)據(jù)之間的相關(guān)度很大，那么可以通過對(duì)一個(gè)變量的控制來間接控制另外一個(gè)變量。相關(guān)圖的分析，可以幫助我們肯定或者是否定關(guān)于兩個(gè)變量之間可能關(guān)系的假設(shè)。,13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法兩個(gè)變量的相關(guān)類型 在相關(guān)圖中，兩個(gè)要素之間可能具有非常強(qiáng)烈的正相關(guān)，或者弱的正相關(guān)。這些都體現(xiàn)了這兩個(gè)要素之間不同的因果關(guān)系。一般情況下，兩個(gè)變量之間的相關(guān)類型主要有六種：強(qiáng)正相關(guān)、弱正相關(guān)、不相關(guān)、強(qiáng)負(fù)相關(guān)、弱負(fù)相關(guān)以

16、及非線性相關(guān)，如圖所示。,兩個(gè)變量的六種相關(guān)類型,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法——作圖步驟 (1)確定研究對(duì)象。 (2)收集數(shù)據(jù)。 (3)畫出橫坐標(biāo)x與縱坐標(biāo)y，添上特性值標(biāo)度。 (4)根據(jù)數(shù)據(jù)畫出坐標(biāo)點(diǎn),13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法——相關(guān)系數(shù),相關(guān)圖法的運(yùn)用實(shí)例,某一種材料的強(qiáng)度和它的拉伸倍數(shù)是有一定關(guān)系的，為了確定這兩者之間的關(guān)系，我們通過改變拉伸倍數(shù)，然后測(cè)定強(qiáng)度

17、，獲得了一組數(shù)據(jù)，如表所示。 表7-3   拉伸倍數(shù)與強(qiáng)度的對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù),,,,,13 常用質(zhì)量管理工具,13.6 散布圖法——注意事項(xiàng)（1）做散布圖時(shí)，要注意對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正確的分層，否則可能作出錯(cuò)誤的判斷。（2）對(duì)明顯偏離群體的點(diǎn)子，要查明原因。對(duì)被確定為異常的點(diǎn)子要剔除。（3）當(dāng)收集的數(shù)據(jù)較多時(shí)，難免出現(xiàn)重復(fù)數(shù)據(jù)。在作圖時(shí)為了表示這種情況，在點(diǎn)的右上方標(biāo)明重復(fù)次數(shù)。（4）由相關(guān)分析所得的結(jié)論，僅適用于試驗(yàn)

18、的取值范圍內(nèi)，不能隨意加大適用范圍。在取值范圍不同時(shí)，再作相應(yīng)的試驗(yàn)與分析。,14 工序控制方法,14.1 工序質(zhì)量控制的基本概念 工序質(zhì)量產(chǎn)品可分割的工序——產(chǎn)品質(zhì)量特性（尺寸、強(qiáng)度等）產(chǎn)品不可分割的工序——工藝質(zhì)量特性（溫度、濃度等）屬于制造質(zhì)量的范疇優(yōu)劣判斷：符合性質(zhì)量,14 工序控制方法,14.1 工序質(zhì)量控制的基本概念 質(zhì)量的波動(dòng)與分布正常波動(dòng)：影響較小；難以避免異常波動(dòng)：影響較大；可以控制生產(chǎn)過程控制系

19、統(tǒng)的目標(biāo)正態(tài)分布的特點(diǎn),,14 工序控制方法,14.2 過程能力和過程能力指數(shù) 過程能力定義：過程在一定時(shí)間，處于控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）下的實(shí)際加工能力（固有能力/質(zhì)量保證能力）量化：可用過程質(zhì)量特性值的波動(dòng)范圍來衡量 過程能力B=6σ。由于P（x∈μ±3σ）=99.73%, 故6σ近似于過程質(zhì)量特性值的全部波動(dòng)范圍。顯然，B越小，過程能力就越強(qiáng)。,,14 工序控制方法,14.2 過程能力和過程能力指數(shù) 過程能

20、力指數(shù)定義：表示過程能力滿足過程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求程度的量值。過程質(zhì)量要求的范圍（公差）和過程能力的比值公式：無偏時(shí)雙向公差過程能力指數(shù)計(jì)算過程有偏時(shí)雙向公差過程能力指數(shù)計(jì)算 單項(xiàng)公差過程能力指數(shù)計(jì)算 過程能力指數(shù)的判斷與處置（P158）,,過程能力和過程能力指數(shù),（1）無偏時(shí)雙向公差工序能力指數(shù)(2) 過程有偏時(shí)雙向公差過程能力指數(shù). 引用偏移系數(shù) 則有,過程能力和過程能力指數(shù),(3)單項(xiàng)公差

21、過程能力指數(shù) 當(dāng)只要求公差上限時(shí)，則若只要求公差下限，則,Cp與 Cpk 的比較,無偏情況下的Cp表示過程加工的一致性，即“質(zhì)量能力”， Cp越大，則質(zhì)量特性值的分布“越苗條”，質(zhì)量能力越強(qiáng)；而有偏情況的Cpk表示過程中心?與中心Tm 偏移情況下的過程能力指數(shù)， Cpk越大，則二者偏離越小，也即過程分布中心對(duì)規(guī)范中心越“瞄準(zhǔn)”，是過程的“質(zhì)量能力”與“管理能力”二者綜合的結(jié)果。,過程能力指數(shù)和不合格率的關(guān)系,(1)無偏時(shí)Cp和不

22、合格率p的關(guān)系 設(shè)Pu=PL分別為超出規(guī)范上、下界限的不合格率 ，于是總的不合格率：故,（2）有偏移過程能力指數(shù)Cpk、偏移度K和不合格率p之間的關(guān)系,當(dāng)分布中心向規(guī)范上限TU 偏移時(shí)同理，可得,于是總不合品率,當(dāng)K較大時(shí)， PL接近于零，可略去，故,過程能力評(píng)價(jià)和分析,,,14 工序控制方法,14.3 控制圖（control chart）法 ——控制圖概念又叫管理圖或休圖。它是判斷和預(yù)報(bào)生產(chǎn)過程中質(zhì)量狀

23、況是否發(fā)生異常波動(dòng)的一種有效的方法。可用3σ原則確定控制圖的控制線（Control Lines） CL=μ UCL=μ+3σ LCL=μ-3σ,,,,控制圖的基本原理,控制圖是把造成質(zhì)量波動(dòng)的六個(gè)原因（人機(jī)料法環(huán)、測(cè)量等）分為兩個(gè)大類：隨機(jī)性原因（偶然性原因）和非隨機(jī)性原因（系統(tǒng)原因）。這樣，我們就可以通過控制圖來有效地判斷生產(chǎn)過程質(zhì)量的穩(wěn)定性，及時(shí)發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異?，F(xiàn)象，查明生

24、產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備的實(shí)際精度，從而為制定工藝目標(biāo)和規(guī)格界限確立可靠的基礎(chǔ)，使得過程的成本和質(zhì)量成為可預(yù)測(cè)的，并能夠以較快的速度和準(zhǔn)確性測(cè)量出系統(tǒng)誤差的影響程度。,14 工序控制方法,14.3 控制圖（control chart）法——控制圖類型（計(jì)量）均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P160平均值-級(jí)差控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P163,,,14 工序控制方法,14.3 控制圖（control chart）法——控

25、制圖類型（計(jì)量）中位數(shù)-級(jí)差控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P166單值-移動(dòng)級(jí)差控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P167,,,14 工序控制方法,14.3 控制圖（control chart）法——控制圖類型（計(jì)件）不合格率控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P168不合格品數(shù)控制圖 ——設(shè)計(jì)過程：P169,,,14 工序控制方法,14.3 控制圖（control chart）法——控制圖類型（計(jì)點(diǎn)）缺陷數(shù)控制圖