质量控制点的工序质量控制-1.pptx

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1、主要内容主要内容l一、工序质量控制及其作用和意义一、工序质量控制及其作用和意义 l二、质量控制及质量控制理论二、质量控制及质量控制理论 l三、工序质量控制的内容及常用方法三、工序质量控制的内容及常用方法（统计过程控制（统计过程控制SPC方法）方法） l四、生产模式的转变给质量控制理论带四、生产模式的转变给质量控制理论带来的新挑战来的新挑战 一、工序质量控制及其作用和意义一、工序质量控制及其作用和意义l产品质量低劣会严重制约国民经济的健康发展，削弱产品在市场上的竞争力，导致资源的浪费与经济效益的低下。法国质量协会统计表明，法国每年的质量损失约占企业增值的13%20%。世界质量管理研究院副主席哈林

2、顿认为，西方国家的工业企业不良品质量成本约占制造成本的20%30%。美国的统计资料表明该国的不良成本通常占售价的30%左右。由此可见，即使是西方发达国家，尽管采取了一系列科学严格的管理措施，由于质量问题导致的损失也是巨大的。 一、工序质量控制及其作用和意义一、工序质量控制及其作用和意义l据有关资料分析，当前我国的产品质量水平能达到国际先进水平的只有13%左右，有65%的产品落后于世界先进水平20年左右。这意味着我国经济在稳定增长的同时，也在惊人地生产着大量的不良产品。造成这种质量水平低下的主要原因之一就是制造过程的质量监控不力，缺乏必要的质量控制手段。据有关资料表明，在对美国500家最大企业的

3、一项的调查中发现：其管理人员和一般员工掌握全面质量管理技术的比率分别是68.8%和57.1%，掌握SPC（Statistical Process Control）技术的比率分别为39.9%和36.3%。而对我国企业的调查表明，经常使用、偶尔使用和根本不用质量管理工具的各占24.7%、40%和35.3%；使用控制图进行工序质量控制的仅占20%左右，而且在使用的广度和深度上也与西方发达国家有很大差距。 一、工序质量控制及其作用和意义一、工序质量控制及其作用和意义l工序质量控制的目的就是要发现偏差和分析影响工序质量的制约因素，并消除制约因素，使工序质量控制在要求范围内，以确保每道工序的质量。如果能采

4、取必要的质量控制手段，坚持从原材料进厂到成品出厂道道把关，就一定能够保证产品质量，防止不合格品的出现，将损失控制在最低限度。l所以说，加强工序质量控制，已经成为国家和企业提高产品质量、增强经济效益的当务之急。二、质量控制及质量控制理论二、质量控制及质量控制理论l质量控制质量控制l质量控制理论的发展过程质量控制理论的发展过程质量控制质量控制l质量控制就是为了达到某产品、过程或服务的质量要求所采取的作业技术和有关活动，通过该定义可知，质量控制就是指企业为了保证质量而采取的各种技术措施和其它措施，其目的在于为用户和消费者提供满意的质量。l质量控制，是从分析控制对象，即质量形成过程的特点和研究具体产品

5、质量与波动的规律入手，通过一定措施使产品质量维持在规定的范围。这种调节过程就是质量控制。由定义可以看出，对产品质量的控制是通过控制过程质量来实现的。质量控制的重点在于过程质量的控制而不是单纯产品的质量控制，产品的质量应该由生产过程的质量来保证。l对过程质量的评价主要有以下两个方面：1、过程是否稳定，所谓稳定就是过程不存在异常因素；2、过程能力是否充分，即过程所加工的质量特性值的波动是否被限定在规范或标准之内。质量控制理论的发展过程质量控制理论的发展过程-1-1从20世纪20年代直到现在，质量控制理论已经发展得比较成熟。l1、质量控制理论的基本出发点是质量的统计观点。质量的波动是客观存在的。其原

6、因是由于过程的质量因素(5M1E，Man(人)、Machine(机器)、Material(材料)、Method(方法)、Measure(测量)、Environment(环境)等，简称5M1E。)本身存在着波动。可避免的异常因素造成产品质量的异常波动，不可避免的偶然因素造成产品质量的偶然波动。统计理论表明，产品质量的偶然波动可用统计分布来描述，因此，通过研究和分析产品质量波动的统计规律，即分布的变化，可以区分出过程中存在的两类不同性质的质量因素，消除过程中的异常因素(或称系统因素)，可以达到控制产品质量的目的。20世纪20年代美国休哈特首先提出过程控制理论以及监控过程的工具控制图，现在统称为统计

7、过程控制（即：SPC，Statistical Process Control）。就是应用统计技术对过程进行控制，从而达到改进与保证产品质量的目的。常规控制图是贯彻SPC理论的重要工具，它可用于直接控制过程，是常用质量管理工具的核心。质量控制理论的发展过程质量控制理论的发展过程-2-2l2、对产品质量的控制是通过控制过程质量来实现的。对过程质量的评价主要有下列两方面：(1)过程是否稳定?所谓稳定就是过程中不存在异常因素；(2)能力是否充分，即过程所加工产品的质量特性值的波动是否被限定在规范标准之内。 由此可见，统计过程质量控制方法的研究是质量控制理论的重点所在。三、工序质量控制的内容及常用方法三

8、、工序质量控制的内容及常用方法（统计过程控制（统计过程控制SPCSPC方法）方法）l工序质量控制的内容工序质量控制的内容 l统计过程控制统计过程控制SPC方法方法工序质量控制的内容工序质量控制的内容l工序的概念 l影响工序质量的因素 l工序质量控制的内容 工序的概念l工序是指一个或一组工人在一个工作地上对一个或若干个劳动对象连续完成的各项生产活动的总和。也即工序是产品在生产过程中质量特征发生变化的加工单位，是质量因素（5M1E）对产品质量综合起作用的过程。 影响工序质量的因素在制造过程中，影响工序质量的因素主要有：l1、人员操作人员业务水平、质量意识、工作情绪，检测人员是否经过必要的训练等；l

9、2、设备机床，辅助装置，工具、夹具、模具的精度等；l3、材料加工成产品所选用的工件材料、成分、性能等；l4、方法操作方法；l5、测量检测方法、检测仪器和工具的精度及稳定性；l6、加工现场的环境温度、光线、磁场、振动条件；整齐、清洁的程度等；l7、其他上述因素以外，在ISO9000中，还补充了三类因素，即软件，辅助材料，水、电、汽等公用设施等。 工序质量控制的内容-1l1、对生产条件的控制。就是对人、机、料、法、环、测等六大因素进行控制，也就是要求生产技术及业务部分提供并保持合乎标准要求的条件，以工作质量去保证工序质量。同时，要求每道工序的操作者对所规定的生产条件精心有效地控制，包括开工前的检查

10、和加工过程中的监控，检查人员应给予有效监督。工序质量控制的内容-2l2、对质量控制点的控制。对影响质量的关键工序应设立质量控制点，采取特殊的措施。控制点是工序质量控制中需要重点控制的质量特性、关键部位或关键项目，在一定时期内、一定条件下强化管理，使工序处于良好的控制状态。凡符合下列条件之一者，应设立控制点。 （1）对产品精度、性能、安全、寿命等有重要影响的项目和部位（即后面讲到的重要度为A的项目和关键部位）。 （2）工艺上有特殊要求，或对下道工序有较大影响的部位。 （3）质量信息反馈中发现不合格品较多的项目或部位。 工序质量控制的目的就是保证工序能不断地、稳定地生产合格产品。它控制的对象通常是

11、质量控制点的质量特征值（尺寸、硬度等）的波动范围，还有质量特征值波动的中心位置。对质量控制点，除了要控制生产条件外，还应该平衡经济效益和质量水平间的关系，采取相应措施使其始终处于最优状态，而其中最有效的技术就是统计过程控制。统计过程控制统计过程控制SPCSPC方法方法 统计过程控制SPC就是应用统计技术对过程进行控制，从而达到改进与保证产品质量的目的。常用的方法有：l 控制图法控制图法 ：控制图是贯彻预防原则的统计过程控制SPC理论的重要工具，它可用于直接控制过程，是常用质量管理工具的核心。 l工序能力分析法工序能力分析法 ：判断过程的生产能力是否足够。控制图法控制图法l常规控制图原理l控制图

12、分类l分析用控制图和控制用控制图l常规控制图的判断准则控制图法-常规控制图原理-1l控制图是对过程质量特征值加以测定、记录并从而进行控制的一种应用统计方法设计的图。图中有中心线CL、上控制界限UCL和下控制界限LCL，并有按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列，示意图如图1所示。控制图法-常规控制图原理-2图1控制图的示意图控制图法-常规控制图原理-3l控制图中的描点序列，包含了表征过程当前质量特征的状态的信息，并将这些信息与考虑了过程固有变异后所建立的质量特征的控制限进行对比。首先用来帮助评估一个过程是否已经达到、或继续保持在具有适当规定水平的统计控制状态，然后在生产过程中，通过保持连续的

13、产品质量记录，来获得并保持对重要产品或服务特性的控制与高度一致性。应用控制图并仔细分析控制图，可以更好地了解和改进过程。控制图法-控制图分类 -1l常规控制图主要有两种类型：计量控制图和计数控制图。l每一种类型的控制图又有两种不同的情形：标准值未给定和标准值给定。标准值即为规定的要求或目标值。 控制图法-控制图分类-2l标准值未给定控制图的目的是发现所点绘特性（如，或任何其它统计量）观测值本身的变差是否显著大于由偶然原因造成的变差。这种控制图完全基于子组数据，用来检测非偶然原因造成的那些变差。l标准值给定控制图的目的是确定若干个子组的等特性的观测值与其对应的标准值X0（或0）之差，是否显著大于

14、仅由预期的偶然原因造成的差异，其中每个子组的n值相同。 控制图法-控制图分类-3l标准值给定情形的控制图与标准值未给定情形控制图之间的差别，在于有关过程中心位置与变差的附加要求不同。标准值可以基于通过使用无先验信息或无规定标准值的控制图而获得的经验来确定，也可基于通过考虑服务的需要和生产的费用而建立的经济值来确定，或可以是由产品规范指定的标准值。控制图法-控制图分类-4l计量值控制图包括：平均值（ ）图与极差（R图）或标准差（s）图；单值（X）图与移动极差（Rs）图；中位数（Me）图与极差（R）图。l计数值控制图包括：不合格品率（p）图或不合格品数（np）图；不合格数（c）图或单位产品不合格数

15、（u）图。X Xx控制图法-分析用控制图和控制用控制图-1 l加工过程保持稳态才能保证生产质量，而且又最经济合理，因而稳态是工序质量控制的目标。根据为了保证稳态所处阶段的不同，控制图可分为：分析用控制图与控制用控制图两种。分析用控制图的目的是对收集到的一定数据进行分析，寻找稳态。控制用控制图是对实时数据进行分析，保持稳态。 控制图法-分析用控制图和控制用控制图-2l（1）分析用控制图 分析用控制图的首要目的是寻找过程的稳态，即只有偶因没有异因的状态，判断过程是否达到稳态依据的是判稳准则。对未达到稳态的过程进行调整，运用“查出异因，采取措施，保证消除，纳入标准，不再出现”，最终达到稳态。这种稳态

16、又称为统计稳态。 除了统计稳态以外，还要分析过程的技术稳态。技术稳态是指过程满足技术标准、技术要求的能力，判断过程是否达到技术稳态依据的是规范界限。换言之，利用控制界限来判断过程是否处于统计稳态，利用规范界限来判断技术稳态。控制图法-分析用控制图和控制用控制图-3 衡量过程技术稳态的常用指标是过程能力指数(Process Capability Index)，记为PCI或Cp，荷兰学者维尔达(SL Wierda)把过程能力指数满足技术要求称作技术稳态。 技术稳态受偶因波动情况的影响，提高技术稳态，需要通过减少偶因的波动来达到。控制图不是控制偶因的工具，因而控制图对提高过程技术稳态没有帮助。统计稳

17、态与技术稳态这两个问题是互相独立的，需要分别进行处理。分析用控制图的调整过程即质量不断改进的过程。 控制图法-分析用控制图和控制用控制图-4l（2）控制用控制图 当过程达到了可以认可的状态以后，即统计稳态和技术稳态，就从分析用控制图阶段进入了控制用控制图阶段。控制用控制图阶段的目的是保持稳态。对于常规控制图，可以将分析用控制图的控制界线延长作为控制用控制图，利用判异准则来判断过程是否异常，如果出现异常，说明过程的稳态被破坏，需要立即利用执行“查出异因，采取措施，保证消除，纳入标准，不再出现”，恢复稳态。由于稳态是生产追求的目标，保持过程的稳态是生产立法，应高度重视，故由分析用控制图阶段进入控制

18、用控制图阶段需要有正式的交接手续，应有质量记录。控制图法-分析用控制图和控制用控制图-5 如果用统计的语言来描述分析用控制图阶段和控制用控制图阶段，可以认为分析用阶段是不知道总体参数，即不知道分布的阶段，需要通过大量的数据(例如，25组数据)来估计分布及分布参数。具体判断工具是判稳准则。若过程没有处于稳态，需要利用“查出异因，采取措施，保证消除，纳入标准，不再出现”，来消除异因纳入标准，重新收集数进入控制用控制图阶段，它是在已知稳态的分布和总体参数的情况下，保持稳态，即保持分析用控制图阶段得到稳态时的分布和总体参数不变。在分析用控制图阶段，不能进行实时控制，因为它要从收集到的一段数据来估计稳态

19、，控制用控制图阶段则可以进行实时控制，可以对每一组新收集到的数据，运用判异准则判断过程是否异常，即过程的总体参数是否发生变化。控制图法-分析用控制图和控制用控制图-6 控制用控制图阶段不是无限制地进行下去，而是经过一个阶段的使用后，这段时间的长短需根据产品、过程的具体情况来确定。利用在这段时间内新收集到的数据，使用分析用控制图来重新寻找稳态，分析过程的稳态是否已经发生变化。控制图法-常规控制图的判断准则 控制图的判断准则，是从统计角度进行分析，用物理意义进行识别。判断准则分为判稳准则和判异准则。 （1）判稳准则l连续25个点，界外点数=0，就判稳。（2）判异准则-类型 判异准则分为两大类，即：

20、l点子出界就判异；l界内点排列不随机就判异。 判异准则国家标准GBT 40912001常规控制图又可细化为以下八个准则 。（2）判异准则-使用前提条件l上、下控制限分别位于中心线的上、下3距离处。为了便于应用这八种准则，将控制图分为6个区，每个区的宽度为1。6个区的标号为A、B、C、C、B、A，两个A区、B区、C区分别在中心线两侧，并与中心线对称。l这八种检验准则适用于图和单值(X)图。假定质量特性X的观测值服从正态分布。（2）判异准则-模式1模式1：1个点落在A区以外（2）判异准则-模式2模式2：连续9点落在中心线同一侧（2）判异准则-模式3模式3：连续6点递增或递减（2）判异准则-模式4模

21、式4：连续14点中相邻点交替上下（2）判异准则-模式5模式5：连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外（2）判异准则-模式6模式6：连续5点中有4点落在中心线同一测的C区以外（2）判异准则-模式7模式7：连续15点落在中心线两侧的C区内（2）判异准则-模式8模式8：连续8点落在中心线两侧且无一在C区内工序能力分析法工序能力分析法l1、工序能力l2、工序能力指数（过程能力指数Process Capability Index，PCI）及其计算 l 3、工序能力评价准则 l4、提高工序能力的途径 1、工序能力-1 工序能力是以质量特性值正常波动的分散范围来表示的。工序能力是工序处于稳定状态下实际加

22、工能力，或者说是工序的加工精度。通常用总体标准差的6倍来表示工序能力PC的大小， 即：PC=66s 式中处于控制状态下工序的总体标准差。 s处于控制状态下工序的样本标准差。 工序能力应保证组织目标：减少和消除不合格品，尤其是预防不合格品的出现。因此，组织应确保影响质量的技术、管理和人的因素处于受控状态。1、工序能力-2l技术受控的标识是工序应采用先进的工艺技术生产产品，使其具备不产生不合格品的能力。l管理受控的标识是工序应采用科学的方法（如统计技术）对过程实施有效的控制，使其具备保持不出不合格品的能力。l人的因素受控是技术受控和管理受控的基础条件。其标识是职工具有高的素质（如文化素质、专业和管

23、理技术素质及工作经验等）。l对任何过程而言，能否长期、稳定地生产合格产品或优质产品的基本条件是：具有足够的过程能力以及过程保持稳定受控。 2、工序能力指数（过程能力指数Process Capability Index，PCI）及其计算-1 工序能力指数是指工序能力满足质量标准的程度，即产品的公差T与工序能力6之比，记为PCI或Cp。 即Cp=T/6T/6S。 PCI计算图示TM-33TUTLX2、工序能力指数（过程能力指数Process Capability Index，PCI）及其计算-2l（1）对于双侧规范界限，中心无偏移（=0）时 ，工序能力指数 式中， TU，规范上限； TL ，规范下

24、限； T ，规范范围，T=TU-TL； S ，样本标准差。 STTcp662、工序能力指数（过程能力指数Process Capability Index，PCI）及其计算-3l（2）对于双侧规范界限，中心偏移（0）时，工序能力指数 式中为 中心偏移量， ， M为规范中心值，M=（TU+TL）/2； k为偏移系数，k=2/T。 CpkTCpk)1 (62Mx 2、工序能力指数（过程能力指数Process Capability Index，PCI）及其计算-4l（3）对于单侧规范界限，有两种情况： 只有规范上限时（如圆度、平行度、直线度等形位公差），工序能力指数 只有规范下限时（如强度、寿命、可靠

25、度等），工序能力指数SXTCUPU3STXCLPL33、工序能力评价准则-1l通常用工序能力指数来评价工序能力状态，工序能力水平可划分为五级，按等级高低，在管理上可以进行相应的处理，如下表所示。 3、工序能力评价准则-2工序能力指数的分级、判断和处理参考表级别Cp或Cpk，CpU，CpLP(%)不合格品率工序能力判断处理特级大于1.67P P0.00006工序能力充分若加工非关键件，允许一定程度的外来波动；简化检验；用控制图进行控制2级(1.00,1.330.27 P0.006工序能力尚可用控制图控制，防止外来波动；对裁判抽样检验，注意抽样方式和间隙；Cp1.0时，应检查设备等方面的情况。3级

26、(0.67，1.004.55P0.27工序能力不足分析S过大的原因，并采取措施；若不影响产品最终质量和装配，可考虑放大公差范围；对产品进行全数检查或进行分级筛选4级小于0.67P4.55工序能力严重不足必须追查各方面原因，对工艺进行改革；对产品进行全数检查4、提高工序能力的途径 由工序能力指数的计算公式可知，影响工序能力指数的因素有三个，即质量标准T，偏移量和样本标准差S。 所以，要提高工序能力指数，减少废品可采取如下途径：l（1）调整工序加工的分布中心，减少偏移量。l（2）提高工序能力，减少分散程度。l（3）调整质量标准。四、生产模式的转变给质量控制理论带四、生产模式的转变给质量控制理论带来

27、的新挑战来的新挑战-1-1l在大批量生产类型下，传统的SPC技术利用标准休哈特控制图，能监测过程是否处于正常状态。这种质量控制方法得到了广泛的应用 ，并且取得了良好的经济效益。四、生产模式的转变给质量控制理论带四、生产模式的转变给质量控制理论带来的新挑战来的新挑战-2-2l但是，随着顾客对产品的需求日益多样化和个性化，产品生命周期不断缩短，促使企业打破了传统的单一品种和大批量的生产模式，越来越多的企业开始转向了多品种、小批量生产。目前，全国加工制造业50%以上属于多品种、小批量生产，尤其是机械制造业约95%属于多品种、小批量生产。国际的制造业也有80%以上属于多品种小批量生产。近年来又有柔性生

28、产的发展趋势，故多品种、小批量生产更为普遍。需要考虑的质量影响因素更加复杂，增加了质量控制的难度。同时，由于批量小，1件不合格品在产品成本中所占比例将大大提高，因此对产品的加工和检测以及过程质量的控制提出了更高的要求。所以说，制造业生产模式的演变给质量控制理论带来了新的挑战。四、生产模式的转变给质量控制理论带四、生产模式的转变给质量控制理论带来的新挑战来的新挑战-3-3l目前，多数企业采用的都是事后“百分百检验”的方法来保证小批量产品的质量，并没有应用“事先预测”的质量控制方法。在当前的这种形势下，如何抓住传统质量控制图的实质与精髓，建立一套具有高精度和敏感性，且易于计算机化的小批量生产模式下质量控制方法，已成为目前国内外SPC研究领域中一项紧迫的任务。