【正文】 第十三章 統(tǒng)計工序（過程）控制 基本概念 控制圖類型及其原理 控制圖的繪制與判斷 控制圖的兩類錯誤分析及應用要點 1 基本概念 一 影響因素分類 二 統(tǒng)計工序控制的概念 三 統(tǒng)計工序控制與產品檢查的區(qū)別 2 一 1 ? 對生產過程一直起作用的因素。如材料成分、規(guī)格、硬度等的 微小變化；設備的微小 震動；刃具的正常磨損；夾具的彈性變型及微小松動；工人操作的微 小不均勻性等； ? 對質量波動的影響并不大，一般來說，并不超出工序規(guī)格范圍； ? 因素的影響在經濟上并不值得消除； ? 在技術上也是難以測量、難以避免的； ? 由偶然因素造成的質量特性值 分布狀態(tài) 不隨時間的變化而變化。 ∴由偶然因素造成的質 量波動稱為正常的波動，這種波動一般通過公差加以反映，此時 2 異常因素（系統(tǒng)因素） ?在一定時間內對生產過程起作用的因素。如材料成份、規(guī)格、 硬度的顯著變化；設備、工夾具安裝、調整不當或損壞；刃具的過渡磨損；工人違反操作規(guī) 程等； ?因素造成較大的質量波動，常常超出了規(guī)格范圍或存在超過規(guī)格范圍的危險； ?因素的影響在經濟上是必須消除的； ?在技術上是易于識別、測量并且是可以消除和避免的 。 ?由異常因素造成的質量特性值 分布狀態(tài) 隨時間的變化可能 發(fā) 生各種變化。 ∴由異常因素造成的波動稱為不正常的波動。此時的工序處于不穩(wěn)定狀態(tài) 或非受控狀態(tài)。對這樣的工序必須嚴加控制。 3 公差上限 公差下限 公差上限 公差下限 公差上限 公差下限 公差上限 公差下限 時間 生產過程的幾種狀態(tài) 圖 a 圖 b 圖 c 圖 d 4 二 統(tǒng)計工序控制的概念 ?在生產過程中，判別工序是否在受著異常因素的影響可以采取下面的方法 ：每隔一定的時間間隔，在生產的產品中進行隨機抽樣，并根據(jù)樣本數(shù)據(jù)觀察質量特性值的分布狀態(tài) 。若工序分布狀態(tài)不隨時間的推移而變化 (即如圖 a)只 受著偶然因素的影響；若工序分布狀態(tài)隨著時間的推移發(fā)生變化 (如圖 b,c,d)，說 明工序處于非穩(wěn)定狀態(tài)，正在有異常因素影響著它，必須立即采取措施消除異常因素的影響 。 ?概念：利用統(tǒng)計規(guī)律判別和控制異常因素造成的質量波動，從而保證工序處于控制狀態(tài)的手段 稱為統(tǒng) 5 三 統(tǒng)計工序控制與產品檢查的區(qū)別 統(tǒng)計工序控制與產品檢查有著本質的區(qū)別。 ?檢查是通過比較產品質量特性測量值與規(guī)格要求 ，達到剔除不合格品的目的，是事后把關。統(tǒng)計工序控制是通過樣本數(shù)據(jù)分布狀態(tài)估計總體 分布狀態(tài)的變化，從而達到預防異常因素造成的不正常質量波動，消除質量隱患的目的，是事先預 ?檢查通常通過專門的測量儀器和設備得到測量值，并由檢查人員進行判定。而統(tǒng)計工序 控制必須使用專門設計的控制圖， ?統(tǒng)計工序控制雖然會帶來一定程度的預防成本的提高，但卻能及早發(fā)現(xiàn)異常，采取措施消除隱患，帶來故障成本的大幅度降低。因此對比產品檢查，統(tǒng)計工序控制會帶來顯著的經 6 一 控制圖及其基本構造 二 控制圖的類型 三 控制界限的確定原理 —— 3σ原理 7 一 控制圖及其基本構造 ?產生 ： 控制圖是由美國貝爾 (Bell)通信研究所的休哈特 ( Shewhart)博 士發(fā)明的，因 此也稱休哈特控制圖。 ?定義 ： 控制圖是反映和控制質量特性值分布狀態(tài)隨時間而發(fā)生的變動情況 的圖表。它是判斷工序是 否處于穩(wěn)定狀態(tài)、保持生產過程始終處 于正常狀態(tài)的有效工具。 ?控制圖與趨勢圖的比較 采用趨勢圖可以掌握不斷變化著的工序狀態(tài)。為了判別工序的質量波動是正常波動還是非正常波動，在趨勢圖的基礎上，控制圖發(fā)生如下變化： ①縱坐標可能是質量特性值，也可能是其統(tǒng)計量，如 、 R等； ②增加上、中、下三條控制線作為判斷工序有無異常的標準和尺度。 若點子落在控制界限內，認為工序的波動是正常的波動；若點子 落在控制界限外或其排列有明顯缺陷，則說明工序有異常因素的 影響。 xx ~、? 控制圖基本構造 ? 應用 8 ? 控制圖基本構造 1 值或其統(tǒng)計量為縱坐標的平面坐 2 CL、上控制線 UCL 和下控制線 LCL 3 控制圖的構造 控制上線 UCL 控制中線 CL 控制下線 LCL x(或x、R、S等) 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 樣本號（或時間） 9 控制圖應用 在實際生產過程中，坐標系及三條控制線是由質量管理人員事先經過工序能力調查及其數(shù)據(jù) 的收集與計算繪制好的。工序的操作人員按預先規(guī)定好的時間間隔抽取規(guī)定數(shù)量的樣品，將 樣品的測定值或其統(tǒng)計量在控制圖上打點并聯(lián)接為質量波動曲線，并通過點子的位置及排 列情況判斷工序狀態(tài)。 10 2 由于數(shù)據(jù)分為計量值與計數(shù)值兩大類。因此控制圖分為計量值控制圖和計數(shù)值控制圖兩大類型。又因各種類型的控制圖所選擇的統(tǒng)計量不同，因此又可分為不同種類的控制圖。常用的各種控制圖的特點及適用場合如 表 1所示。 二 控制圖的類型 1 按用途劃分 (1)分析用控制圖 。用間隔取樣的方法獲得數(shù)據(jù)。依據(jù)收集的 數(shù)據(jù)計算控制線、作出控制圖 ，并將數(shù)據(jù)在控制圖上打點， 以分析工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，若發(fā)現(xiàn)異常，尋找原因， 采取 措施，使工序處于穩(wěn)定狀態(tài)；若工序穩(wěn)定，則進入正 (2)控制用控制圖 。當判斷工序處于穩(wěn)定狀態(tài)后，用于控制工 序用的控制圖。操作工人按規(guī) 定的取樣方式獲得數(shù)據(jù)，通 過打點觀察，控制異常因素的出現(xiàn)。 11 類別 名稱 管理圖符號 特 點 適用場合 計 量 值 控 制 圖 均值 — 極差控制圖 最常用，判斷工序是否異常的效果好，但計算工作量大 適用于產品批量較大而且穩(wěn)定正常的工序。 中位數(shù) — 極差控制圖 計算簡便，但效果較差些，便于現(xiàn)場使用 兩極控制圖 L— S 一張圖可同時控制均值和方差，計算簡單，使用方便 單值 — 移動極差控制圖 X— Rs 簡便省事，并能及時判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。 因各種原因（時間費用等）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因 計 數(shù) 值 控 制 圖 不合格品數(shù)控制圖 pn 較常用，計算簡單，操作工人易于理解 樣本容量相等 不合格品率控制圖 p 計算量大，管理界限凹凸不平 樣本容量可以不等 缺陷數(shù)控制圖 C 較常用，計算簡單，操作工人易于理解，使用簡便 樣本容量（面積或長度）相等 單位缺陷數(shù)控制圖 U 計算量大，管理界限凹凸不平 樣本容量（面積或長度）不等 RX?~表 1 控制圖種類及適用場合 12 三 控制界限的確定原理 — 3σ原理 1 控制界限的重要性 2 對于偶然因素和異常因素引起的質量波動，過去人們是直接憑經驗進行判斷和區(qū)別的。發(fā)明 了控制圖之后，就可以使用控制圖對工序狀態(tài)進行客觀的、科學的判斷。而區(qū)別和 判斷兩類因 素造成的質量波動的標準就是控制線。因此，如何合理地、經濟地確定控制界限是控制圖的 核心問題。 2 確定方法 3 休哈特控制圖控制界限是以 3σ原理 確定的。即以質量特性統(tǒng)計量的均值作為控制中線 CL； 在距均值177。 3σ處作控制上、下線。由 3σ原理確定的控制圖可以在最經濟的條件下達到保證 生產過程穩(wěn)定的目的。 13 3σ原理 設工序處于正常狀態(tài)時，質量特性總體的均值為 μ0，標準偏差 為 σ，設三條控制線的位置分別為 CL= μ0 、 UCL= μ0 ＋ kσ， LCL= μ0 kσ。（見 圖 3） ?控制圖的兩類錯誤 ? 當工序正常時