统计质量管理相关理论讲义.pptx

南京财经大学统计学系第十四章 统计质量管理高等教育出版社高等教育出版社 高等教育电子音像出版社高等教育电子音像出版社本章内容一、质量管理相关概念一、质量管理相关概念二、常用图形二、常用图形三、过程控制图三、过程控制图四、工序能力分析四、工序能力分析一、质量管理相关概念统计质量管理统计质量管理 质量管理的历程质量管理的历程 质量管理发展简史质量管理发展简史二、常用图形帕累托图帕累托图 鱼刺图鱼刺图三、过程控制图一、控制图(计量值、计数值) 二、控制图的观察分析 四、工序能力分析工序能力指数工序能力指数 例例1 1 例例2 2例例3 3判断判断什么是统计质量管理概念：质量、质量管理当代权威质量管理专家朱兰（JMJuran）： 统计质量管理是为了最经济地生产最有用的并且有人购买的产品，而在生产的所有阶段中应用统计手段。质量质量是一个动态发展的概念。质量是一个动态发展的概念。最初着眼：产品的可用性、可靠性和经最初着眼：产品的可用性、可靠性和经济性。济性。现在着眼：产品的生产全过程。现在着眼：产品的生产全过程。核心概念：波动核心概念：波动质量管理 质量管理是为满足消费者需求、为能质量管理是为满足消费者需求、为能在最经济的水平上进行生产，企业的各个在最经济的水平上进行生产，企业的各个部门互相协作进行保持和改善产品质量而部门互相协作进行保持和改善产品质量而努力的有效的体系。贯穿于企业管理活动努力的有效的体系。贯穿于企业管理活动的全过程。的全过程。统计质量管理统计质量管理 ？了解：了解：运作模式运作模式质量管理体系过程运作模式管 理 职 责产 品 实 现测量，分析与改进输入输出 过程资 源 管 理持 续 改 进顾客满意 产品质 量 管 理 过 程 模 式顾客要求帕累托图 帕累托图又称主次因素排列图，由意大利经济学家V. Pareto提出来的，该图是针对质量问题产生的原因，将其按影响大小进行排列而编制成的累积频数分布条形图。它能发现或判断影响产品质量的少数关键性要素。图例图例绘制帕累托图步骤绘制帕累托图步骤鱼刺图 鱼刺图，又称石川图、因果图，它是日本质量管理专家石川蓉教授提出来的。该图能帮助人们循序渐进而又清晰地寻找产生质量问题的各种原因。绘制鱼刺图的基本思路是，边找原因边画图。图例图例绘制鱼刺图步骤绘制鱼刺图步骤控制图 控制图由美国贝尔电话研究室的休哈特创立，由戴明博士在美国和日本广为推行。由于它操作简单、效果明显、便于掌握，因此逐渐成为质量管理的重要工具。计量值控制图 主要用于质量特征是长度、重量、强度、密度、纯度、时间等计量值的情况。各种计量值控制图在应用条件和选择的统计量上有所区别。 各种计量值控制图 举例计数值控制图 当质量特征难以计量测定，或者考察质量着眼于不合格品或缺陷时，宜采用计数值控制图。计数值控制图当然不像计量值控制图那么精密，但也有其长处，即比较省事、且可采用现成的统计资料。 各种计数值控制图 举例控制图的观察分析 判断过程是否处于稳定的控制状态，必须同时满判断过程是否处于稳定的控制状态，必须同时满足下列两个条件：足下列两个条件： 第一，控制图上的点全都在控制界限以内，即没第一，控制图上的点全都在控制界限以内，即没有点出界；有点出界； 第二，界限内的点排列正常。第二，界限内的点排列正常。1.1. 界限外的判断界限外的判断2.2.2. 2. 界限内的判界限内的判断断工序能力分析 工序是在产品制造过程的某一环节上，工序是在产品制造过程的某一环节上，为保证生产出符合技术要求的合格品而应具备为保证生产出符合技术要求的合格品而应具备的全部手段和条件的统称。的全部手段和条件的统称。 统计过程控制统计过程控制SPCSPC（Statistical Process Statistical Process ControlControl），即统计工序控制，是过程控制的），即统计工序控制，是过程控制的一种实施方法。一种实施方法。 统计过程控制要解决两个基本问题：统计过程控制要解决两个基本问题：一是工序质量状况是否稳定一是工序质量状况是否稳定 利用控制图利用控制图二是过程能力是否充足二是过程能力是否充足 通过过程能力通过过程能力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时间生产过程的几种状态生产过程的几种状态图a图b图c图d分布状态1. 质量检验阶段 在在2020世纪初出现了以世纪初出现了以TaylorTaylor为代表的为代表的科学管理运动，实际上是工长管理，后来科学管理运动，实际上是工长管理，后来是检验员质量管理。主要是通过严格检验是检验员质量管理。主要是通过严格检验来保证生产的产品或转入下工序零部件的来保证生产的产品或转入下工序零部件的质量。仅能对产品的质量实行事后把关。质量。仅能对产品的质量实行事后把关。缺点是事后把关，不能预防不合格，产品缺点是事后把关，不能预防不合格，产品不能全部检验。不能全部检验。19241924年休哈特提出创立年休哈特提出创立“质量控制图质量控制图”，提出，提出“预防缺陷预防缺陷”的概的概念。念。 2. 统计质量管理阶段 特点是利用数理统计原理在生产工序间进行特点是利用数理统计原理在生产工序间进行质量控制，从而预防不合格品的大量产生。美质量控制，从而预防不合格品的大量产生。美国在军需企业生产中采用国在军需企业生产中采用“抽样检查法抽样检查法”。19461946年年ELGrantELGrant出版统计质量管理。休出版统计质量管理。休哈特理论认为，产品质量不是检验出来的，而哈特理论认为，产品质量不是检验出来的，而是生产制造出来的，质量控制（是生产制造出来的，质量控制（Quality Quality ControlControl，简称，简称QCQC）的重点应放在制造阶段，从）的重点应放在制造阶段，从而将质量控制从事后把关提前到制造阶段。这而将质量控制从事后把关提前到制造阶段。这种方法具有专用性，不是多数人都需要或能够种方法具有专用性，不是多数人都需要或能够掌握的。主要工具是基于现状的科学检测、可掌握的。主要工具是基于现状的科学检测、可接受的质量水平以及补救措施的质量控制。接受的质量水平以及补救措施的质量控制。 3. 全面质量管理阶段 最早提出全面质量管理概念的是美国通最早提出全面质量管理概念的是美国通用电气公司质量经理菲根堡姆。用电气公司质量经理菲根堡姆。19611961年，他年，他的著作全面质量管理出版。该书强调执的著作全面质量管理出版。该书强调执行质量职能是公司全体人员的责任，应该使行质量职能是公司全体人员的责任，应该使企业全体人员都具有质量意识和承担质量的企业全体人员都具有质量意识和承担质量的责任。他指出：责任。他指出：“全面质量管理是为了能够全面质量管理是为了能够在最经济的水平上并考虑到充分满足用户要在最经济的水平上并考虑到充分满足用户要求的条件下进行市场研究、设计、生产和服求的条件下进行市场研究、设计、生产和服务，把企业各部门的研制质量、维持质量和务，把企业各部门的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成为一体的有效体系提高质量的活动构成为一体的有效体系”。 6060年代以后，菲根堡姆的全面质量管理概念年代以后，菲根堡姆的全面质量管理概念逐步被世界各国所接受，并在运用时各有所长。逐步被世界各国所接受，并在运用时各有所长。在日本被称为全公司的质量控制（在日本被称为全公司的质量控制（CWQCCWQC）或一贯）或一贯质量管理（新日本制铁公司），在加拿大总结制质量管理（新日本制铁公司），在加拿大总结制定为四级质量大纲标准（即定为四级质量大纲标准（即CSAZ299CSAZ299），在英国总），在英国总结制定为三级质量保证体系标准（即结制定为三级质量保证体系标准（即BS5750BS5750）等）等等。等。19871987年，国际标准化组织（年，国际标准化组织（International International Organization for StandardizationOrganization for Standardization，简称，简称ISOISO）又在总结各国全面质量管理经验的基础上，制定又在总结各国全面质量管理经验的基础上，制定了了ISO9000ISO9000质量管理和质量保证系列标准。质量管理和质量保证系列标准。 标志是国际标准化组织（标志是国际标准化组织（ISOISO）于）于19791979年单独年单独建立质量管理和质量保证技术委员会（建立质量管理和质量保证技术委员会（TC176TC176），），负责制订质量管理的国际标准。负责制订质量管理的国际标准。19871987年年3 3月正式发月正式发布布ISO9000ISO900090049004质量管理和质量保证系列标准。质量管理和质量保证系列标准。 该标准总结了各先进国家的管理经验，将之该标准总结了各先进国家的管理经验，将之归纳、规范。发布后引起世界各国的关注，并予以归纳、规范。发布后引起世界各国的关注，并予以贯彻，适应了国际贸易发展需要，满足了质量方面贯彻，适应了国际贸易发展需要，满足了质量方面对国际标准化的需求。对国际标准化的需求。4.质量管理的国际化(现代质量管理阶段 )质量管理简史工业革命前：工业革命前：产品质量由各个工匠或手艺人自己控制产品质量由各个工匠或手艺人自己控制18751875年：年：泰勒制诞生科学管理的开端；最初的质量管泰勒制诞生科学管理的开端；最初的质量管理检验活动与其他职能分离，出现了专职的检验员和理检验活动与其他职能分离，出现了专职的检验员和独立的检验部门。独立的检验部门。19251925年：年：休哈特提出统计过程控制（休哈特提出统计过程控制（SPCSPC）理论应用）理论应用统计技术对生产过程进行监控，以减少对检验的依赖。统计技术对生产过程进行监控，以减少对检验的依赖。19301930年：年：道奇和罗明提出统计抽样检验方法。道奇和罗明提出统计抽样检验方法。质量管理简史19401940年代：年代： 美国贝尔电话公司应用统计质量控制技术美国贝尔电话公司应用统计质量控制技术 取得成取得成效；美国军方在军需物资供应商中推进统计质量控制效；美国军方在军需物资供应商中推进统计质量控制技术的应用；美国军方制定了战时标准技术的应用；美国军方制定了战时标准Z1.1Z1.1、Z1.2Z1.2、Z1.3Z1.3最初的质量管理标准。三个标准以休哈特、道最初的质量管理标准。三个标准以休哈特、道奇、罗明的理论为基础。奇、罗明的理论为基础。质量管理简史19501950年代：年代：戴明提出质量改进的观点在休哈特之后系统和科学戴明提出质量改进的观点在休哈特之后系统和科学地提用统计学的方法进行质量和生产力的持续改进；地提用统计学的方法进行质量和生产力的持续改进；强调大多数质量问题是生产和经营系统的问题；强调强调大多数质量问题是生产和经营系统的问题；强调最高管理层对质量管理的责任。此后，戴明不断完善最高管理层对质量管理的责任。此后，戴明不断完善他的理论，最终形成了对质量管理产生重大影响的他的理论，最终形成了对质量管理产生重大影响的“戴明十四法戴明十四法”。质量管理简史19581958年：年：美国军方制定了美国军方制定了MILQ9858A等系列军用质量等系列军用质量管理标准在管理标准在 MILQ9858A中提出了中提出了“质量保证质量保证”的概念，并在西方工业社会产生影响。的概念，并在西方工业社会产生影响。质量管理简史19601960年初：年初： 朱兰、费根堡姆提出全面质量管理的概念：为朱兰、费根堡姆提出全面质量管理的概念：为生产具有合理成本和较高质量的产品以适应市场要生产具有合理成本和较高质量的产品以适应市场要求，要对覆盖所有职能部门的质量活动进行策划。求，要对覆盖所有职能部门的质量活动进行策划。 全面质量管理理论在日本被普遍接受。日本企全面质量管理理论在日本被普遍接受。日本企业创造了全面质量控制（业创造了全面质量控制（TQC）的质量管理方法。）的质量管理方法。统计技术，特别是统计技术，特别是“因果图因果图”、“流程图流程图”、“直方图直方图”、“检查单检查单”、“散点图散点图”、 “排列图排列图”、“控制图控制图”等被称等被称为为“老七种老七种”工具的方法，被普遍用于质量改进。工具的方法，被普遍用于质量改进。质量管理简史6060年代中期：年代中期： 北大西洋公约组织（北大西洋公约组织（NATO）制定了）制定了AQAP质量管质量管理系列标准理系列标准AQAP标准以标准以MILQ9858A等质量等质量管理标准为蓝本。所不同的是，管理标准为蓝本。所不同的是，AQAP引入了设计引入了设计质量控制的要求。质量控制的要求。 质量管理简史7070年代：年代： TQC使日本企业的竞争力极大地提高，其中，轿使日本企业的竞争力极大地提高，其中，轿车、家用电器、车、家用电器、 手表、电子产品等占领了大批国际手表、电子产品等占领了大批国际市场。日本企业的成功，使全面质量管理的理论在市场。日本企业的成功，使全面质量管理的理论在世界范围内产生巨大影响。世界范围内产生巨大影响。 日本质量管理学家对质量管理的理论和方法的发日本质量管理学家对质量管理的理论和方法的发展作出了巨大贡献。这一时期产生了石川馨、田口展作出了巨大贡献。这一时期产生了石川馨、田口玄一等世界著名质量管理专家。玄一等世界著名质量管理专家。 质量管理简史19791979年年 ： 英国制定了国家质量管理标准英国制定了国家质量管理标准BS5750将军方合将军方合同环境下使用的质量保证方法引入市场环境。标志着同环境下使用的质量保证方法引入市场环境。标志着质量保证标准不仅对军工生产，而且对整个工业界产质量保证标准不仅对军工生产，而且对整个工业界产生影响。菲利浦生影响。菲利浦克罗斯比提出克罗斯比提出“零缺陷零缺陷”的概念。的概念。 “质质量是免费的量是免费的”，突破了传统上认为高质量是以低成本，突破了传统上认为高质量是以低成本为代价的观念高质量给企业带来高回报。为代价的观念高质量给企业带来高回报。质量管理简史8080年代年代 ： 质量运动在许多国家展开。包括中国、美国、质量运动在许多国家展开。包括中国、美国、欧洲等许多国家设立了国家质量管理奖，质量管理欧洲等许多国家设立了国家质量管理奖，质量管理不仅被引入生产企业，而且被引入服务业，甚至机不仅被引入生产企业，而且被引入服务业，甚至机关和学校。许多企业的高层领导开始关注质量管理。关和学校。许多企业的高层领导开始关注质量管理。全面质量管理作为一种战略管理模式进入企业。全面质量管理作为一种战略管理模式进入企业。质量管理简史19871987年：年： ISO9000系列国际质量管理标准问世。质系列国际质量管理标准问世。质量管理与质量保证开始在世界范围内对经济和贸易活量管理与质量保证开始在世界范围内对经济和贸易活动产生影响。动产生影响。19941994年年 ：ISO9000系列标准改版新的系列标准改版新的ISO9000标准标准更加完善，为世界绝大多数国家所采用。第三方质量更加完善，为世界绝大多数国家所采用。第三方质量认证普遍开展，有力地促进质量管理的普及和管理水认证普遍开展，有力地促进质量管理的普及和管理水平的提高。平的提高。朱兰博士：朱兰博士：“即将到来的世纪是质量的世纪即将到来的世纪是质量的世纪”质量管理简史9090年代末：年代末： 全面质量管理（全面质量管理（TQM）成为许多）成为许多“世界世界级级”企业的成功经验，并证明是一种使企业获得核心竞企业的成功经验，并证明是一种使企业获得核心竞争力的管理战略。争力的管理战略。TQM不仅提高了产品与服务的质量，不仅提高了产品与服务的质量，而且在企业文化改造与重组的层面上，对企业产生深而且在企业文化改造与重组的层面上，对企业产生深刻的影响，使企业获得持久竞争力。刻的影响，使企业获得持久竞争力。l 在围绕提高质量、降低成本、缩短开发和生产周期在围绕提高质量、降低成本、缩短开发和生产周期方面，新的管理方法层出不穷。方面，新的管理方法层出不穷。如：并行工程（如：并行工程（CE）、企业流程再造（）、企业流程再造（BPR）等。）等。质量管理简史20002000年：年：随着知识经济的到来，知识创新与管理随着知识经济的到来，知识创新与管理创新促进质量的迅速提高包括生产和服务的质量、创新促进质量的迅速提高包括生产和服务的质量、工作质量、学习质量、直至人们的生活质量。质量工作质量、学习质量、直至人们的生活质量。质量管理的理论和方法将更加丰富，并将不断突破旧的管理的理论和方法将更加丰富，并将不断突破旧的范畴而获得极大的发展。范畴而获得极大的发展。20002000年年1212月月1515日日ISO9001：2000标准发布，标志标准发布，标志着质量管理体系发展到一个新的阶段着质量管理体系发展到一个新的阶段 。绘制帕累托图需要经过以下几个步骤 第第步，明确要研究的问题，比如缺陷入故障、损失等；步，明确要研究的问题，比如缺陷入故障、损失等；第第步，搜集数据资料，包括步，搜集数据资料，包括: :搜集资料的内容即哪些方面的搜集资料的内容即哪些方面的资料，搜集资料的方式，采用的分类原则，具体日期等；资料，搜集资料的方式，采用的分类原则，具体日期等；第第步，编制数据统计表。按可能出现的原因分组，编制频步，编制数据统计表。按可能出现的原因分组，编制频数分布；数分布；第第步，绘制帕累托图。步，绘制帕累托图。 操作帕累托图例绘制鱼刺图步骤绘制鱼刺图步骤第一步，选定产品的某一质量特征；第一步，选定产品的某一质量特征；第二步，从左往右画一条水平直线并把它描粗，在线段的右第二步，从左往右画一条水平直线并把它描粗，在线段的右端点标出质量特征，用方框框起来以示醒目；端点标出质量特征，用方框框起来以示醒目；第三步，把影响该质量特征的几个主要因素在直线的上方或第三步，把影响该质量特征的几个主要因素在直线的上方或下方用粗一点的线表示出来，同样在线的上端点标出原因的下方用粗一点的线表示出来，同样在线的上端点标出原因的名称；名称；第四步，再寻找影响主要原因的各次要原因，用细一点的线第四步，再寻找影响主要原因的各次要原因，用细一点的线表示。如此进行下去，就可以绘成鱼刺图。表示。如此进行下去，就可以绘成鱼刺图。操作鱼刺图例各种计量值控制图举例1 为了研究一条生产流水线上机器加工过程的波动情况，为了研究一条生产流水线上机器加工过程的波动情况，每天在每天在4点、点、10点、点、16点和点和22点分别抽取一个产品进行检点分别抽取一个产品进行检测。根据测。根据2005年年1月份月份31天的资料作控制图。天的资料作控制图。举例1步骤：第一步第一步 搜集资料搜集资料第二步第二步 对搜集来的数据进行妥善的分层对搜集来的数据进行妥善的分层 第三步第三步 计算每层的均值和极差计算每层的均值和极差 第四步第四步 计算总均值和极差平均数计算总均值和极差平均数第五步第五步 确定控制图的管理界线确定控制图的管理界线第六步第六步 画出管理界线画出管理界线 第七步第七步 标出每层的均值点和极差点标出每层的均值点和极差点 举例1举例1各种计数值控制图举例2 检验生产流水线上产品的合格率，每天在检验生产流水线上产品的合格率，每天在4点、点、10点、点、16点和点和22点分别抽取一定量的产品进行检测，一天结束后，点分别抽取一定量的产品进行检测，一天结束后，合计出样本量及不合格品数。根据合计出样本量及不合格品数。根据2005年年1月份月份31天的资天的资料作料作p控制图。控制图。举例2步骤：第一步第一步 搜集资料搜集资料第二步第二步 进行分层进行分层第三步第三步 计算各层不合格品率计算各层不合格品率 第四步第四步 计算计算k k层平均不合格品率层平均不合格品率第五步第五步 确定管理界线确定管理界线第六步第六步 画控制图画控制图举例2界限外的判断（1 1）连续）连续2525点以上处于控制界限内；点以上处于控制界限内；（2 2）连续）连续3535点仅有点仅有1 1点超出控制界限；点超出控制界限；（3 3）连续）连续100100点中不多于点中不多于2 2点超出控制界限。点超出控制界限。界限内的判断 界限内的点如有下列情形，就不能判断界限内的点如有下列情形，就不能判断过程为控制状态：过程为控制状态：（1）多数点处于中心线的一侧（2）上升（或下降）趋势（3）点出现在控制界限附近 （4）点的排列显示周期趋势 工序能力指数 分析用控制图 控制用控制图 举例11. 1. 双向公差双向公差 = M （公差中心公差中心MM ）举例22. 2. 双向公差双向公差 M举例33. 3. 单向公差单向公差判断