【正文】 5000英尺 4000英尺 山峰： 8600英尺 響應(yīng)曲面方法：交互作用的優(yōu)化 ◎ 目標(biāo) ?確定兩個或兩個以上交互輸入變量的最佳水平組合，以得到 一個最大、最小或最優(yōu)的綠 Y（輸出） ◎ 方法 ?調(diào)優(yōu)運算 ?單純形法 ?隨機調(diào)優(yōu)運算 ◎ 概念：用爬山來比喻 ?右圖是一座山的二維等高線圖，圖中山 周圍的相同高度用等高線表示，山高逐 漸上升，直到山峰為止 ?響應(yīng)曲面是試圖在一系列爬山試驗中找 到最優(yōu)的響應(yīng)（最優(yōu)的綠 Y） 82 調(diào)優(yōu)運算法 ◎ 調(diào)優(yōu)運算是一種最簡單的響應(yīng)曲面 法，使用 2個交互輸入變量和 1個響 應(yīng)變量或綠 Y ?階段一 ：以 1個輸入變量的兩極水平（高于和低于預(yù)先為該變量的某個適當(dāng) 水平）及另一個輸入變量的兩極水平作開始，引導(dǎo) 1個 2 全析因試 驗，將 4個響應(yīng)劃成一個方框，在其中心點做附加試驗，以確定在 該內(nèi)框是否可能存在山峰 ?階段二 ：沿著階段一創(chuàng)建的方框內(nèi)最高的綠 Y方向移動，用這兩個輸入變量 的鄰近水平進行 2次 2 全析因，再形成一個方框，這可能產(chǎn)生一個 更高的綠 Y；在依此重新在階 5等創(chuàng)建該過程，直到達到山 峰最優(yōu)的綠 Y 2 2 ● ● ● ● 階段一 階段三 峰值點 階段二 時間 溫度 階段四 83 = = 91% 84% 88% 93% 96% 新點 〝 〞 〝 〞 91% 84% 88% 93% 新點 91% 84% 88% 階段 1 階段 2 階段 3 單純形法 ◎ 調(diào)優(yōu)運算是一個簡單、圖形化的循序漸進的爬山 過程，但它會產(chǎn)生大量實驗，例如有 6個階段時 需 24次實驗 ? 單純法是一種完善的技術(shù)，只需要較少的實 驗，到達頂峰點 ?每一階段需要 (n+1)個點， n為交互作用輸入變 量的個數(shù) ◎ 如右圖程序 ? 階段 1 84％是起點最低點，其它兩個分別是 88％、 91％ ?階段 2 刪除 84％，并由 88％依 91％的中間點 經(jīng)由刪除 84％，劃一條通過并等距離處， 到達更高的產(chǎn)能 93％ ?階段 3 依序再展開，又達到更高 96％ 共試驗 3＋ 1＋ 1＝ 5次 84 隨機調(diào)優(yōu)運算 最大響應(yīng) 1. 如果數(shù)入變量超過 4個時使用 2. 根據(jù)安全性、費用、經(jīng)驗、客戶要求等，列出輸入因子的實際范圍 3. 確定要改變的隨機方向和變化量 4. 確定每個因子使用范圍的最大部份 5. 根據(jù)以往試驗最佳水平，選擇起點 6. 繪制首次隨機變化的結(jié)果，如果有利，那么以相同的方向繼續(xù) 7. 如果不利，以相反方向繼續(xù) 8. 如果結(jié)果既不是有利也不是不利時，或著兩個方向的結(jié)果都是不利的，那么選擇另一個隨機方向 9. 繼續(xù)上述步驟，直到大約 4個相鄰的、隨機的、不利的方向和總量都已選擇為止，此時將得到一個最優(yōu)的綠 Y ◎ 上圖是 5個輸入變量分別是溫度、壓力、時間、濃度和體積，求取最大化輸出 85 正向控制：凍結(jié)過程增益 ◎ 正向控制的引導(dǎo)（ Positive Control） ? 工程師和技術(shù)人員試圖靠檢查其所生產(chǎn)的產(chǎn)品來控制一個過程，這種作法都已太晚了 ? 辛苦的建立 DOE找出重要變量，如果在日常生產(chǎn)活中沒有控制這些重要變量及其公差，沒有鎖住和凍結(jié)它們，所有努力都將落空 ◎ 正向控制計劃 ? 必須制訂一個正向控制計劃的體系確保重要的變量受到嚴格控制，其中包括 “人員” 、“方法” 、“時間”和 “地點” ? 人員：應(yīng)該監(jiān)控、量測和記錄每一重要的過程參數(shù) ? 方法：確定了量測這些重要參數(shù)的正確儀器（ 5： 1法則） ? 地點：應(yīng)該是量測過程參數(shù)的最佳位置，只有如此才能真實地反映其 正確值 ? 時間：是量測的頻率，最初由工程判斷確定。而后來由預(yù)先控制確定 86 正向控制計劃例 參數(shù) 規(guī)格及公差 量測 人員 方法 地點 時間 ． 預(yù)熱溫度 220℉ 177。 5176。 自動 熱耦合 容器入口 連續(xù) ． 傾斜角度 7176。 177。 20％ 過程 技術(shù)員 角度盤 傾斜處 每次模型 變更 ． 傳送帶 速度 6英尺 /分鐘 177。 10％ 過程 技術(shù)員 計數(shù)器 控制臺處 每次模型變更 ． 880焊劑 密度 ./cc 177。 實驗 技術(shù)員 專用 重力儀 實驗室 每天一次 波焊過程的正向控制計劃 ?該計劃是經(jīng)成功地進行 24全析因之后制定的 87 DOE 倒退的原因 1. 試驗者沒有用 B 檢驗來確認 DOE的改進 2. 試驗者通常是技術(shù)型的，它們把過程維護移交給維護人員、裝配人員、技術(shù)人員、操作員，而沒有對正向控制在維持所得增益方面的重要性提供指導(dǎo) 3. 操作員多數(shù)渴望做好質(zhì)量工作，但它們不是 DOE解決方案中的一員；而心中相信會比工程師做的更好，因此停止了過程的控制 4. 這些過程技術(shù)人員天生就是 “欺騙的藝術(shù)家”，而且不能遠離控制按鈕 5. 工廠缺乏紀律要求 6. 后果的責(zé)任不明確 7. 生產(chǎn)線操作員覺得正向控制是一個監(jiān)視他們的 “間諜系統(tǒng)” ISO 9000 僅僅凍結(jié)了缺陷，而正向控制卻凍結(jié)了改進！ 88 過程確認：消除不良質(zhì)量的外部原因 墨菲定律 “如果你覺得什么事情會出差錯的話，那一定會錯” ◎ 過程確認所面臨的挑戰(zhàn)就是要 “消除墨菲定律” ? 偏差可經(jīng) DOE來大大減少，但仍有一些導(dǎo)致不良質(zhì)量的外部原因可能使過程在 DOE研究之前或之后半途而廢，必須捕捉到這些原因并將之禁閉起來，且必須在 DOE研究之前使用 ◎ 導(dǎo)致不良質(zhì)量的外部原因其 5大主要類別： 1. 管理 /監(jiān)控不足 2. 違背良好的生產(chǎn)習(xí)慣 3. 對工廠 /設(shè)備的忽視 4. 忽視環(huán)境 5. 人為缺陷 89 過程確認（ 1） ?生產(chǎn)線工人彌漫著恐懼心理 ?工人的思想觀念受到抑制 ?排除錯誤原因未得到鼓勵 ?獨斷的生產(chǎn)線監(jiān)視 ?沒有部門內(nèi)部或職能交叉的隊伍 ?人員流動過于頻繁 ?過高的缺勤率 ?沒有利益共享 ?很少或沒有培訓(xùn) ?很少或沒有愚巧法 ?沒有操作員確認 ?多技能操作員未得到鼓勵 ?沒有可達成的目標(biāo) ?量測 ○未量測不良品質(zhì)的代價 ○未跟蹤生產(chǎn)率 /周期時間 ○未量測 Cp、 Cpk ?結(jié)果的回饋很少 ?沒有視覺 /聽覺的質(zhì)量警告信號 ?未對數(shù)據(jù)采取措施一數(shù)據(jù)污染 ?工人沒有關(guān)閉不良質(zhì)量生產(chǎn)線的權(quán)力 ?沒有正向控制 ?檢驗原追蹤零件、文件過多 ?把產(chǎn)量凌駕于質(zhì)量之上 ?對出色完成的工作缺乏賞識 ?惡劣的工作條件 ◎ 管理 / 監(jiān)控不足 90 過程確認（ 2） ◎ 違背良好的生產(chǎn)習(xí)慣 ◎?qū)S /設(shè)備的疏忽 ? 未編寫標(biāo)準(zhǔn)操作程序或著太困難 ?工人和產(chǎn)品的安全性較差 ?不良的人體工程學(xué) ?保管比較隨意 ?過程流與生產(chǎn)流 ?推與拉系統(tǒng) ?建立、轉(zhuǎn)換時間太長 ?地面上堆積過多存貨、走道擁擠 ?難以找到工具 ?頻繁變換模型 ?頻繁中斷生產(chǎn)線 ?不完全的構(gòu)造 ?不清楚、混淆的、矛盾的指令 ?網(wǎng)絡(luò)過多 ?為使用全面生產(chǎn)保養(yǎng)（ TPM） ?預(yù)防性維護與損壞時修理比例低 ?忽視以下方面 ○滑潤 ○機器噪音 ○機器振動 ○機器過熱 ○電壓、波動 ○傳送帶速度 ○腐蝕 ○空氣軟管壓力 ?儀器 ○未達到 5： 1精度 ○沒有跟蹤國際標(biāo)準(zhǔn)的能力 ○未經(jīng)校正或未校正 ?通風(fēng)不足 ?不良的失效 /安全控制 ?沒有外部空氣密閉閥 91 過程確認（ 3） ◎ 忽視環(huán)境（缺乏） ◎ 人為缺陷 ?溫度控制 ?濕度控制 ?水凈化 ?空氣凈化 ?塵?？刂? ?化學(xué)物控制 ?充足照明 ?通風(fēng)控制 ?靜電負荷保護 ?電磁兼容保護 ?禁止吸煙 ?沒有遵守標(biāo)準(zhǔn)操作程序 ?缺乏紀律 ?蒙騙專家 ?嚴重的個人主義凌駕于團隊協(xié)作之上 ?將個人問題帶到工作當(dāng)中 ?酗酒、吸毒 ?不合理的結(jié)盟要求 92 1. 過程確認最好由一個跨部門小組來全力實施，其成員來自于熟悉確認過程的部門 2. 該小組參考前所提的外部質(zhì)量問題分類檢核表編制適用性具體到某個成度的檢核表 3. 然后開始審核過程，確保該過程在得到確認前通過徹底的過程清洗，來解決和牢牢抓住所有潛在的外部質(zhì)量問題 4. 根據(jù)時間安排，在 DOE開始之前進行一次初步過程審核，并且在 DOE之后要進行一次試驗設(shè)計后的過程審核 5. 只有在第 4步之后一切就位，該過程才有資格開始進行第一個生產(chǎn)部件的確認 6. 應(yīng)定期地（最好每年一至兩次），由該小組對過程進行重新確認，以確保不會再次出現(xiàn)早期的外部質(zhì)量問題，又不至于產(chǎn)生新的外部質(zhì)量問題 過程確認的方法 93 預(yù)先控制：一項全新的技術(shù) ◎ 預(yù)先控制與管制圖的比較 ?管制圖：過時的，不太有效的技術(shù) ?預(yù)先控制：全新的，統(tǒng)計上更為有力的技術(shù) 更簡單、更好用、更廉價 ?80年代管制圖與預(yù)先控制用戶比僅 99： 1 目前使用比值為 80： 20 ?21世紀預(yù)先控制將會成為統(tǒng)計過程控制界的主要維護工具 ?預(yù)先控制在 12特性中都比管制圖佳 ?簡單性 ?易用性 ?數(shù)學(xué)方面 ?過程條件 ?小規(guī)模生產(chǎn)運行 ?決策 ?控制極限的重新校準(zhǔn) ?機器調(diào)整 ?抽樣頻率 ?辨別力 ?屬性曲線 ?經(jīng)濟性 94 預(yù)先控制的規(guī)則（ 1） 紅 黃 綠 黃 紅 紅 黃 綠 綠 黃 紅 ◎ 規(guī)則 1 ：建立預(yù)先管制線（管制限） （ A）對于一個雙邊公差 （ B）對于單邊公差（只有技術(shù)規(guī)格上限） （ C）對于單邊公差（只有技術(shù)規(guī)格下限） 1/2 公差 1/4 公差 1/4 公差 技術(shù)規(guī)格上限 技術(shù)規(guī)格下限 PC線 PC線 1/2 公差 1/2 公差 PC線 技術(shù)規(guī)格上限 0(好 ) 1/2 公差 1/2 公差 技術(shù)規(guī)格下限 PC線 目標(biāo)值 注： PC線即 預(yù)先管制線 95 預(yù)先控制的規(guī)則（ 2） ◎ 規(guī)則 2 ：確定過程能力的快捷方式 ?5個部件連續(xù)都落在綠區(qū)，過程能力是值為 Cpk， 而且有可能更高；這給生產(chǎn)可以開始的信號 ?但如果 5個連續(xù)部件中某一個落在綠區(qū)之外，那么過程是失 控的，且生產(chǎn)不允許開始 ◎ 規(guī)則 3 ：生產(chǎn)的預(yù)先控制：樣本規(guī)模；繼續(xù) /停止 條件 措施 1. 2個部件在綠區(qū) 2. 1個部件在綠區(qū)， 1個在黃區(qū) 3. 2個部件在黃區(qū) 4. 1個部件在紅區(qū) 繼續(xù) 繼續(xù) 停止 停止 ?無論何時停止生產(chǎn)，得經(jīng)確定和矯正偏差的原因，在返回 規(guī)則 2，即開始重新生產(chǎn)前， 5個連續(xù)部件必須落在綠區(qū)之內(nèi) 96 預(yù)先控制的規(guī)則（ 3） ◎ 規(guī)則 4 ：抽樣頻率 ?兩個連續(xù)部件的抽樣頻率是通過兩次停機（及兩對黃點）之 間的平均時間間隔除以 6來確定的 EX1： AM 9： 00 一次停機（兩個黃點） 中午 12： 00 又有一次停機（又有兩個黃點） 兩次停機間隔 3H，將 3H/6＝ ． ． ．即抽樣每半小時進行一次 EX2：如果兩次停機時間相隔 3天 那么抽樣平率應(yīng)降為每半天（或 4小時） ?在兩次停機之間選擇 6之間隔，代表在頻繁抽樣的時間和代 價與生產(chǎn)超公差產(chǎn)品風(fēng)險之間的一個折衷 97 失效率 非常高應(yīng)力 工作應(yīng)力試驗 客戶最大技術(shù)規(guī)格 應(yīng)力 壽命 關(guān)系 典型現(xiàn)場應(yīng)力 傳統(tǒng)澡盆曲線 高應(yīng)力 中等應(yīng)力 低應(yīng)力 多環(huán)境強化應(yīng)力試驗 設(shè)計應(yīng)力 時間 多環(huán)境強化應(yīng)力試驗（ MEOST） ◎ 質(zhì)量與可靠性 ? 可靠性有兩個附加量：時間和應(yīng)力 ? 時間指產(chǎn)品的壽命，應(yīng)力指各種應(yīng)力或著環(huán)境因子；例 如：溫度、振動、濕度等，這些因子之間可能會互相影響，相互促進并加速失效 ◎ MOEST (Multiple Environment Over Stress Tests) ? 得到可靠性遠超過其它 ? 急速提高應(yīng)力水平，迫使失效更早發(fā)生 ? 一種費用效率高的試驗 ? 合理有效的預(yù)計壽命時間的可靠性 ? 解決長期性質(zhì)量或可靠性問題 98 MEOST的七個步驟 1. 單一應(yīng)力到設(shè)計應(yīng)力極限 2. 單一應(yīng)力直到最大實際強化應(yīng)力極限 3. 多環(huán)境強化應(yīng)力試驗到最大實際強化應(yīng)力極限 4. 在批量試產(chǎn)中進行多環(huán)