【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 以下顯示了由這些數(shù)據(jù)構(gòu)成的矩形圖。矩形圖的寬度代表了變化。圖2：數(shù)據(jù)矩形圖特別要注意的是矩形是否有適當(dāng)?shù)貙?duì)中、是否足夠狹窄以放置在規(guī)格的范圍里。矩形的中心是計(jì)算12個(gè)讀數(shù)的平均值來(lái)估計(jì)的。矩形的寬度是通過(guò)計(jì)算范圍或標(biāo)準(zhǔn)偏差來(lái)估計(jì)的。標(biāo)準(zhǔn)偏差代表了一個(gè)元件偏離平均值的典型距離。這些元件大約半數(shù)是在平均值177。1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差的范圍里，另外大約半數(shù)是在平均值1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差的范圍外。另一方面，該范圍代表了包含所有元件在內(nèi)的一個(gè)間距。該范圍是標(biāo)準(zhǔn)偏差的3至6倍。如下圖所示，矩形圖常帶有一個(gè)被稱作正常曲線的鈴形的外表。從該正常曲線看，％的元件均落在平均值177。3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差里。圖3：對(duì)應(yīng)矩形圖的正常曲線對(duì)于如電線長(zhǎng)度、填充容積、密封強(qiáng)度這些具備可測(cè)量特性的來(lái)說(shuō)，其目標(biāo)是優(yōu)化平均值并減少變化。對(duì)填充容積這種情況，優(yōu)化平均值可意味著將過(guò)程放在中心位置；對(duì)密封強(qiáng)度這種情況，優(yōu)化平均值可意味著將平均值最大化；對(duì)有害放射物這種情況，優(yōu)化平均值可意味著將平均值最小化。對(duì)于所有情況，保證所有元件在規(guī)格范圍里同樣要求減少變化。減少變化要求過(guò)程穩(wěn)定而有能力。圖4代表了一個(gè)不穩(wěn)定的過(guò)程。該過(guò)程總在不斷地變化。平均值在上下移動(dòng)。變化有增有減。這種移動(dòng)使得總變化呈現(xiàn)增長(zhǎng)。圖4：不穩(wěn)定過(guò)程圖5則顯示了希望得到的穩(wěn)定過(guò)程。穩(wěn)定的過(guò)程產(chǎn)生了性能的一致水平。總變化是減少的。過(guò)程變得更加可預(yù)期。圖5：穩(wěn)定的過(guò)程但是，穩(wěn)定性不是唯一的一個(gè)要求。一旦達(dá)到一致的性能，那么剩余的變化必須安全地落在規(guī)格范圍的上下限里。這樣一個(gè)過(guò)程就是既穩(wěn)定而有能力的。可以依賴這樣的過(guò)程來(lái)連續(xù)地產(chǎn)出如圖6所示的好產(chǎn)品。圖6：過(guò)程能力能力研究被用來(lái)決定過(guò)程是否是穩(wěn)定而有能力的。它包含了收集一段時(shí)期內(nèi)的樣品。估計(jì)每段時(shí)期內(nèi)的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差，這些估計(jì)以控制圖表的形式體現(xiàn)出來(lái)。該控制圖表被用來(lái)決定過(guò)程是否是穩(wěn)定的。如果是，該數(shù)據(jù)可被整合到簡(jiǎn)單的矩形圖里來(lái)判定過(guò)程的能力。為了幫助判定過(guò)程的能力，必須使用到幾個(gè)能力指數(shù)來(lái)測(cè)定矩形圖是否在規(guī)格范圍里。一個(gè)Cp的指數(shù)被用來(lái)評(píng)估變化。另一個(gè)指數(shù)Cpk被用來(lái)評(píng)估該過(guò)程的中心定位。這兩個(gè)指數(shù)結(jié)合在一起被用來(lái)判定過(guò)程是否符合要求。審定的數(shù)據(jù)有賴于廠商對(duì)缺陷嚴(yán)重性（主要、次要、嚴(yán)重）的判定。盡管能力研究評(píng)估了過(guò)程連續(xù)生產(chǎn)好產(chǎn)品的能力，這些研究對(duì)于達(dá)到這些過(guò)程所起的作用是很小的。減少變化和達(dá)到穩(wěn)定的過(guò)程要求使用到很多減少變化的工具。輸出的變化是由輸入的變化引起的。舉一個(gè)簡(jiǎn)單系統(tǒng)為例子，如液體泵：圖7：泵輸出的是流量。該泵使用一個(gè)活塞來(lái)抽取液體使其從一個(gè)開(kāi)口進(jìn)入到泵室里，然后推動(dòng)活塞使液體從另一個(gè)開(kāi)口流出。閥門(mén)是用來(lái)保持液體向正確方向流動(dòng)的。流量取決于活塞半徑、一次動(dòng)作的長(zhǎng)度和引擎速度，而較少地受到閥門(mén)逆流影響。通過(guò)設(shè)計(jì)活塞半徑、一次動(dòng)作的長(zhǎng)度、引擎速度等來(lái)獲得目標(biāo)流量。真實(shí)的流量將受到活塞磨損、軸承磨損和閥門(mén)磨損的影響，并隨引擎速度、液體溫度或粘度的改變而改變。如下圖所示，輸入的變化被傳遞到輸出。圖8：變化的傳遞變化的減少要求確定影響輸出的主要輸入變量，設(shè)計(jì)利用相關(guān)輸入靈敏度（圓柱半徑、一次動(dòng)作的長(zhǎng)度、引擎速度和輸出的關(guān)系）的過(guò)程和建立對(duì)輸入變化（磨損、引擎速度、溫度或粘度等）的控制，以保證輸出符合規(guī)格。一般說(shuō)來(lái)，應(yīng)該確定主要的輸入變量，了解這些輸入是如何作用于輸出的，和輸入是如何轉(zhuǎn)換（到輸出）的，最后，使用這些信息來(lái)建立目標(biāo)（標(biāo)稱）和輸入容差（窗口）。這里，可以結(jié)合使用各種技術(shù)?？墒褂帽环Q為篩選試驗(yàn)的一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)來(lái)確定主要的輸入。另一種試驗(yàn)設(shè)計(jì)，稱為特性曲線研究，可用來(lái)具體了解主要輸入如何作用于輸出。能力研究可用來(lái)了解主要輸入的轉(zhuǎn)換。結(jié)合這些信息，可使用強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案來(lái)確定輸入的最優(yōu)目標(biāo)，并使用容差分析來(lái)建立操作窗口或控制方案，保證輸出一致符合要求。減少變化的明顯措施是縮小輸入容差。這雖提高了質(zhì)量但也使成本上升了。強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案提供了另一個(gè)渠道。如下圖所示，強(qiáng)化設(shè)計(jì)工作（的原理）是通過(guò)選擇輸入目標(biāo)，使輸出對(duì)輸入的變化不那么敏感（更堅(jiān)固）。其結(jié)果是更少的變化和更好的質(zhì)量但沒(méi)有增加成本?，F(xiàn)有的幾個(gè)強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案包括了Taguchi方法、雙特性曲線方案和強(qiáng)化容差分析。圖9：強(qiáng)化設(shè)計(jì)另一個(gè)重要的工具是控制圖表。Control ChartWorst CaseUpper Spec (Acceptance) Limit Control (Action) LevelX X X X X XTarget X X X X X X X X X X X X X X X XControl (Action) LevelLower Spec (Acceptance) LimitWorst CaseTimeX = average of a set of observations圖10：控制圖表通過(guò)監(jiān)視控制圖表的輸入變化結(jié)果，可確定輸出變化和過(guò)程的內(nèi)在變化。最后，可使用控制圖表來(lái)連續(xù)地監(jiān)視過(guò)程和保證確認(rèn)的控制狀態(tài)。可通過(guò)控制或作用程度來(lái)調(diào)整過(guò)程，并將過(guò)程保持在控制范圍里。同樣還存在著許多確定主要輸入和變化源的工具，包括元件交換研究、多變圖、方法分析（ANOM）、元件方差分析和方差分析（ANOVA）。對(duì)變化進(jìn)行研究要求有精準(zhǔn)的測(cè)量。應(yīng)多次使用測(cè)量?jī)x表Ramp。R或類似研究來(lái)評(píng)估測(cè)量系統(tǒng)。 工具的定義以下是對(duì)每個(gè)引用工具的簡(jiǎn)單定義：接受抽樣方案——接受抽樣方案抽取了產(chǎn)品中的某個(gè)樣品，并使用該樣品來(lái)做出接受或拒絕的決定。接受抽樣方案普遍用于生產(chǎn)，以決定是否接受（發(fā)放）或拒絕（保留）該批產(chǎn)品。但是，它們也可在確認(rèn)中使用，以接受（通過(guò)）或拒絕（失?。┰撨^(guò)程。經(jīng)過(guò)抽樣方案做出的接收決定，可使人自信地說(shuō):“擁有95％的自信，缺陷率小于1％?！狈椒ǚ治觯ˋNOM）——判定諧振器和儀器等之間是否存在明顯區(qū)別的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究。該工具有許多作用，包括在涉及操作人員時(shí)，決定該測(cè)量設(shè)備是否可改造，判定填充頭之間是否存在區(qū)別，等等。該工具比方差分析（ANOVA）更簡(jiǎn)單、生動(dòng)。方差分析（ANOVA）——判定諧振器和儀器等之間是否存在著明顯區(qū)別的統(tǒng)計(jì)學(xué)研究。從統(tǒng)計(jì)學(xué)角度看，該工具被定義為評(píng)估析因試驗(yàn)（factorial experiments）設(shè)計(jì)結(jié)果的方法論，該試驗(yàn)是用來(lái)確定在過(guò)程中引起變化的系數(shù)間的相對(duì)影響和交互作用的。該工具是方法分析（ANOM）的替換方案。能力研究——能力研究可用來(lái)評(píng)估過(guò)程一致符合規(guī)格的能力。能力研究是通過(guò)定期選擇少量元件來(lái)進(jìn)行的。每個(gè)時(shí)期稱為一個(gè)子群。對(duì)于每個(gè)子群，都必須計(jì)算（元件的）平均值和范圍。將平均值和范圍與時(shí)間的關(guān)系繪成控制圖表，以判定該過(guò)程是否一直穩(wěn)定或一致。如果是，必須結(jié)合樣品來(lái)確定該過(guò)程是否位于中心位置，其變化是否足夠小。這個(gè)（研究）是通過(guò)計(jì)算能力指數(shù)來(lái)完成的。最普遍使用到的能力指數(shù)是Cp和Cpk。如果獲得了可接受的數(shù)據(jù)，過(guò)程將連續(xù)地產(chǎn)出符合規(guī)格的產(chǎn)品。（在整個(gè)過(guò)程確認(rèn)中）能力研究必須始終被頻繁地使用，直至確認(rèn)的結(jié)束，以證明輸出完全符合規(guī)格。但是，為執(zhí)行容差分析，能力研究也可用于研究輸入的轉(zhuǎn)換。盤(pán)問(wèn)測(cè)試——盤(pán)問(wèn)測(cè)試指執(zhí)行一個(gè)測(cè)試或檢查來(lái)證明（產(chǎn)品的）特性或功能起效。例如，證明電源后備保險(xiǎn)裝置正在工作，過(guò)程中的電源可被切斷；證明專門(mén)探測(cè)在線產(chǎn)品氣囊的傳感器，能夠有意識(shí)地將氣囊置入（產(chǎn)品）。元件交換研究——一個(gè)將造成某兩個(gè)產(chǎn)品或某兩臺(tái)設(shè)備不同的原因查找（isolate）出來(lái)的研究。（該研究）要求必須拆解產(chǎn)品并交換元件，以判定該區(qū)別是否仍保留在原產(chǎn)品中，或是隨著元件的交換而轉(zhuǎn)移了?？刂茍D表——控制圖表是用來(lái)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的變化的。（它要求）定期抽取一個(gè)樣品，（該樣品）典型地由5個(gè)連續(xù)產(chǎn)品組成。計(jì)算出每個(gè)樣品的平均值和范圍并繪制成圖。由平均值繪成的圖表被用來(lái)判定過(guò)程的平均值是否發(fā)生了改變。而由獲取的范圍數(shù)據(jù)繪成的圖表則用來(lái)判定過(guò)程變化是否發(fā)生了改變。為判定（過(guò)程）是否發(fā)生了改變，必須對(duì)控制范圍進(jìn)行計(jì)算并（將數(shù)據(jù)）加入到圖表中。該控制范圍代表了在過(guò)程不發(fā)生改變的情況下，平均值或范圍允許變化的最大值?？刂品秶獾囊稽c(diǎn)表示該過(guò)程已經(jīng)發(fā)生了改變。如果根據(jù)該控制圖表確定了改變（的發(fā)生），那么應(yīng)做一份關(guān)于改變?cè)虻恼{(diào)查?？刂茍D表有助于確定引起過(guò)程改變的主要輸入變量，并減少變化。該圖表同樣可做為能力研究的一部分，以證明過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性。試驗(yàn)設(shè)計(jì)（試驗(yàn)設(shè)計(jì)或DOE）——試驗(yàn)設(shè)計(jì)是一個(gè)包含了篩選試驗(yàn)、特性曲線研究和方差分析在內(nèi)的一般性術(shù)語(yǔ)。一般說(shuō)來(lái)，試驗(yàn)設(shè)計(jì)包含了有目的地改變一個(gè)或多個(gè)輸入，并測(cè)定由此引起的對(duì)一個(gè)或多個(gè)輸出的影響。強(qiáng)化設(shè)計(jì)的雙特性曲線方法——強(qiáng)化設(shè)計(jì)三個(gè)方法之一。該方法包含分別模擬平均值和輸出變化的特性曲線研究。得到的結(jié)果被用于選擇輸入目標(biāo)，在將平均值集中于目標(biāo)的同時(shí)，使變化達(dá)到最小。它要求研究過(guò)程中的變化要代表長(zhǎng)期的生產(chǎn)過(guò)程。Taguchi方法和強(qiáng)化容差分析是其替換選擇。 故障狀態(tài)和效應(yīng)分析（FMEA）——FMEA是對(duì)潛在故障狀態(tài)的系統(tǒng)分析。它包含了對(duì)可能故障狀態(tài)的劃分、潛在原因和結(jié)果的判定以及對(duì)相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)的分析。它還包含了對(duì)糾正措施或?qū)嵤┛刂扑龅挠涗?，（該記錄）最終形成一份詳細(xì)的控制方案。產(chǎn)品和過(guò)程均可執(zhí)行FMEA。典型地看，F(xiàn)MEA執(zhí)行的對(duì)象是（產(chǎn)品的）組成元件，以潛在故障開(kāi)始，一直上溯到結(jié)果。這是一個(gè)自下至上的方法。另一種方案則是缺陷樹(shù)狀分析，以可能的結(jié)果開(kāi)始，一直下溯到潛在原因。這是一個(gè)自上而下的方法。FMEA趨向于更詳細(xì)、準(zhǔn)確地確定潛在問(wèn)題。但是，在設(shè)計(jì)過(guò)程敲定設(shè)計(jì)方案下達(dá)單獨(dú)元件的生產(chǎn)前，應(yīng)及早進(jìn)行缺陷樹(shù)狀分析。 缺陷樹(shù)狀分析（FTA）——故障分析的替換方案?？蓪?duì)照FMEA。 測(cè)量?jī)x表Ramp。R研究——評(píng)估測(cè)量器材的精密度和準(zhǔn)確度，以及在涉及操作人員時(shí)，對(duì)該設(shè)備的可改造性進(jìn)行的研究。 防故障法——防故障法涉及消除缺陷發(fā)生的可能性，或保證缺陷不會(huì)在未發(fā)現(xiàn)的情況下通過(guò)（檢查）的一系列方法。日本稱之為PokaYoke。它的一般做法是，首先，嘗試消除缺陷發(fā)生的可能性。例如，使零部件裝配不得倒退，將零部件的末端做成不同的大小或形狀使該零部件只適合安置在一個(gè)地方。如果不能做到這一點(diǎn)，那么要保證發(fā)現(xiàn)缺陷。這個(gè)可包含在傳送帶的上方安裝一個(gè)障礙物來(lái)阻止那些太高的零部件繼續(xù)向下傳輸。其它方法包括通過(guò)進(jìn)行自我檢查，減輕缺陷造成的影響（汽車的安全帶）和降低人為失誤的機(jī)率。 多變圖——分離最大變化源的圖解程序，方便進(jìn)一步控制最大變化源產(chǎn)生的效應(yīng)。特性曲線研究——特性曲線研究是試驗(yàn)設(shè)計(jì)的一種特殊類型，目的是模擬主要輸入變量和輸出的關(guān)系。特性曲線研究的執(zhí)行包含了不同輸入設(shè)置下的過(guò)程的運(yùn)行（稱為試驗(yàn)），和對(duì)由此產(chǎn)生的輸出的測(cè)定。接著，將獲得的數(shù)據(jù)輸入一個(gè)方程式內(nèi)，模擬輸入對(duì)輸出的影響。該方程式可用來(lái)找出強(qiáng)化設(shè)計(jì)方案下的最優(yōu)目標(biāo)，并運(yùn)用容差分析建立各種目標(biāo)或操作窗口。特性曲線研究要求的試驗(yàn)次數(shù)會(huì)隨著輸入數(shù)量的增加而呈指數(shù)增長(zhǎng)。所以，需要做的是到將研究輸入的數(shù)量最小化。但是，錯(cuò)漏任何一個(gè)主要輸入都可以影