MINITAB软件在质量管理体系数据统计分析中的应用.pdf

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1、随着 ISO9000 质量管理体系在我国的普及，越来越多的组织加入到自觉贯彻、执行该标准的行列中。为了确保组织体系的时效性、正确性、充分性、完整性，达到持续改进、顾客满意的目的，在体系的运行中涉及大量的数据和信息。这些信息和数据的数量非常庞大，对它们的处理也是一项非常繁琐的工作。人工数据处理不但需要投入大量的人力、物力、财力，而且经常因为计算错误导致分析的失败。这使得我们必须开发、寻找合适的软件工具，以帮助从复杂的计算分析中解脱出来。MINITAB 软件的出现不但搭建了MINITAB 软件在质量管理体系 数据统计分析中的应用 双 利（第七一八研究所,河北 邯郸 056027）摘 要：摘 要：统

2、计技术应用是质量管理体系的一项重要内容，是保证体系的持续改进、提高顾客满意度的基础工作。长期以来，统计技术一直是我国大部分组织的一个薄弱环节，大量数据的处理和繁琐的分析影响其在组织体系的实施。MINITAB 软件是一款专用统计技术软件，应用于 ISO9001 质量管理体系的数据管理，将极大地缩短数据分析时间和可靠度，为持续改进提供有利的依据。本文将结合实例阐述 MINITAB 软件的功能及其在质量管理体系中的应用。关键词：关键词：MINITAB 软件；统计技术；质量管理；持续改进 中图分类号：TP311.13中图分类号：TP311.13 文献标识码：B 文献标识码：B MINITAB Soft

3、ware for Data Stat.and Analysis in Quality Management System SHUANG Li(The 718 Research Institute,Handan 056027,China)Abstract：Application of statistical skill is one of the important content of quality management system and is a basic task for ensuring control improvement and increasing customer sa

4、tisfaction.For a long time,statistical skill is always an unsubstantial item in the majority of organization in China and large numbers of data handling and complicated analysis influence its doing.The MINITAB is the software for statistical skill and it will fit to sharply reduce analytical time an

5、d enhance reliability of data to offer a favorable proof for control improvement if applied in data management of ISO9001 Quality Management System.The paper will expatiate on functions of the MINITAB software and the application in quality management system，combined with many instances.Keywords：MIN

6、ITAB software，Statistical skill，Quality management Control improvement 舰舰 船船 防防 化化 2005 年第年第 1 期，期，3035 CHEMICAL DEFENCE ON SHIPS No.1，3035 质量管理体系的数据平台，同时也为其它管理体系和企业日常管理提供了可靠的数据保证方案。笔者将结合自己对ISO9001质量管理体系的理解和MINITAB软件的特点，对该软件在管理体系中的应用加以阐述。1 MINITAB 软件简介 1 MINITAB 软件简介 1.1 什么是 MINITAB 软件 1.1 什么是 MINIT

7、AB 软件 在对数据的整理、分析过程中，人们习惯于使用简便的公式和多变的数据来代替冗长的陈述和非逻辑性的描述；然而数据的图示则是最为直观的数据分析方法之一，具有简单、直接、清晰、易懂等特点。MINITAB 软 件（以 下 简 称 MINITAB）是MINITAB 公司开发的一款专用数据处理软件，它包含了丰富的统计数据信息，既可以进行数据分析处理，又可以进行图形分析对比，同时对未来加以预测。1.2 MINITAB 的功能 1.2 MINITAB 的功能 MINITAB 是专用的统计技术数据处理软件，它的核心功能就是进行数据分析和图形分析以及趋势预测。MINITAB 的核心在文件菜单的“Stat”

8、和“Group”选项。“Stat”基本数据统计包括以下几个方面内容：基本统计(Basic Statistics）、回归分析(Regression）、方差分析(ANOVA）、质量工具(Quality Tools）、试验设计(DOE）、控制图(Control Charts）、可靠性工具(Reliability/Survival Analysis）、多 变 量 分 析(Multivariate)、时间序列(Time Series)、表格(Tables)、非参数分析(Nonparametric)、探索性数据分析(EDA)、势与样本容量（Power and Sample Size）。“Group”图示分

9、析对比可以生成各类图形并加以对比分析：plot(散布图、线图、区域图、放射图)、Time series Plot(时间序列图)、Chart(条形图、线图、区域图和其它)、Histogram(直方图)、Boxplot(箱图)。此外还有 Matrix Plot、Draftsman Plots 散布图矩阵、Contour Plot 轮廓图、三维图以及特殊饼图、茎叶图等。1.3 MINITAB 的特点 1.3 MINITAB 的特点 a）体积小巧、设计合理、简单易学。MINMITAB 自开发以来就受到统计工作者的广泛关注，目前使用较为普遍的是 MINITAB13 和MINITAB14 版本，它们都是基

10、于 windows 平台研制的。以 MINITAB13 为例，软件本身大小 114M，用普通 128M 闪存即可复制。MINITAB 的工具栏类似于 EXCEL 的工具栏，如能应用 EXCEL 软件将很容易掌握 MINITAB 的使用。b）强大的数据处理功能。MINITAB 涵盖了统计技术的所有内容，而且只需输入数据，系统就可以自动对数据进行处理。c）具有明显的图形处理优势。MINITAB 在对数据处理的基础上还可以进行图形分析。MINITAB 软件可以对任意两组图形进行对比分析，并预测未来发展趋势。d）提供多问题解决工具。在 MINITAB 中，SPC、试验设计分析、过程能力分析、测量系统分

11、析、可靠性分析等工具应有尽有，可为质量管理体系提供良好的数据平台。2 MINITAB 在质量管理体系中应用的必要性 2 MINITAB 在质量管理体系中应用的必要性 2.1 组织决策的需要 2.1 组织决策的需要 统计技术是 ISO9000:2000 版质量管理体系的一个基础，有效地利用数据将为组织的决策提供可靠和充分的信息。2.2 提高管理效率的需要 2.2 提高管理效率的需要 MINITAB 可以将人力资源从繁重和繁琐枯燥的数据统计活动中解脱出来，将统计与分析有效地紧密结合在一起，更好地帮助测量、表述、分析产品。2.3 持续改进的需要 2.3 持续改进的需要 应用 MINITAB 进行统计

12、分析，可以更好地了解产品变异性质与程度，有利于发现问题、解决问题，2005 年第年第 1 期期 MINITAB 软件在质量管理体系数据统计分析中的应用软件在质量管理体系数据统计分析中的应用 31 促进产品质量持续改进。2.4 六西格玛管理的需要 2.4 六西格玛管理的需要 六西格玛管理是质量管理的深入，可以最大限度地控制产品不合格率，将不合格率降低到接近百万分之三点四，而其突破模式 D（定义）M（测量）A（分析）I（改善）C（控制）更是一种基于实现数据持续改进的模式。MINITAB 的使用将使质量管理更为精确，更具有数字化特征。3 MINITAB 的应用实例 3 MINITAB 的应用实例 3

13、.1 回归分析 3.1 回归分析 回归分析用于建立响应变量和一个和多个预测因子的关系模型，在实际与操作方法中有回归分析、逐步分析、残差图、拟合线图等，下面给出一个实例：表 1 发动机试车的流量(G)与推力(F)记录 表 1 发动机试车的流量(G)与推力(F)记录 序号 流量 推力 序号 流量 推力1 57.93 96.26 7 58.47 98.312 57.96 96.21 8 58.05 97.053 58.08 97.02 9 58.59 98.364 58.11 96.92 10 58.13 96.605 58.28 96.74 11 58.31 97.066 58.36 97.87

14、12 57.99 96.98 将数据录入 MINITAB（见图 1）。图中上半区“session”将给出计算结果；下半区“worksheet”用于输入数据。假定流量与推力之间存在简单线性回归关系，在录入数据之后依次点击 StatRegressionRegression”，在对话框“Response”选项选取推力 F，在“Predictors”选项选取流量 G。对话框的其它选项保持系统默认值，点击“OK”按钮，在软件“session”半区将给出计算、分析结果（见图 2）。从图2中可以看到，回归项P0，表明可以用简单回归方程F-73.72.94G表示流量与推力的关系。如果不能确定所要判别的因素的回

15、归曲线特征，图 1 数据录入图 可以采用拟合线图（Fitted Line Plot）命令进行分析。该命令可点击“StatRegression Fitted Line Plot”执行，在对话框中“Linear”、“Quadratic”、“Cubic”分别表示因子与变量的一次、二次、三次方关系。当回归项 P0 时，表示拟合较好。3.2 监视和控制过程控制图 3.2 监视和控制过程控制图 监视和控制过程一般采用的控制图是将定期收集的信息样本数据按照一定的顺序规则绘制而成的。由于控制图可以在对数据处理的基础上发现运行过程变异并展示变异原因、表明过程受控状态，因而成为了过程控制的主要手段。控制图主要用于

16、判定加工过程的稳定性、分析产品质量不稳定原因、比较产品质量和预防不合格品。制作控制图，MINITAB 要求数据大致服从正态分布，如果数据偏离可以使用 BoxCox 的转换选项使之转换后接近正态分布。下面给出某检验工序对一关键件的检测结果，共12 组，每组5 个数据，单位是mm。我们将对数据进行 32 舰舰 船船 防防 化化 2005 年第年第 1 期期 图 3 检验数据录入图 整理分析，检验工序是否处于受控状态，以防止不合格品的产生。将测量数据录入 MINITAB（见图 3）。针对这组数据，我们可以作均值控制图(Xbar图)、极差控制图(R 图)、标准差图(S 图)。点击“StatContro

17、l ChartXbar-R”，在出现的对话框中点中“Subgroups across rows of”按钮，在其框中填入x1x5，点击“OK”（默认选项为 3，当然也可以根据实际要求进行其它选项），结果如图4和图 5 所示。从图 4、5 显示，没有一个点超出控制线，说明目前该检验工序处于受控状态，并可以此为依据，对生产过程加以控制。3.3 提高顾客满意度 3.3 提高顾客满意度 在对我所生产的表曝设备结构合理性考察过程中，我们发现客户在设备维修/维护过程中，对以下四个方面问题反应比较多：游动支撑和联轴器润滑方式、齿轮箱换油孔位置、主轴联轴器结构、齿轮箱油泵安装方式及结构。这四项与设备的整体性能

18、有关，也和具体维修有关。针对以上情况，我们将顾客满意度划分为 7 个等级特别满意、很满意、一般满意、满意、不满意、很不满意、特别不满意，对应的满意度数值为 7、6、5、4、3、2、1。我们期望满意度数值达到 5，不低于 4.5，在得到五个购置设备超过 14台的用户回复后，制成下表。表 2 顾客满意度评价表 表 2 顾客满意度评价表 用户润滑方式1 换油孔2 联轴器3 油泵 4 1 7 4 5 5 2 5 5 7 4 3 4 6 5 3 4 6 6 7 5 5 5 5 6 2 这里，我们认为要验证满意度的测量系统，根据2005 年第年第 1 期期 MINITAB 软件在质量管理体系数据统计分析中

19、的应用软件在质量管理体系数据统计分析中的应用 33 Regression Analysis:F versus G The regression equation is F=-73.7+2.94 G Predictor Coef SE Coef T P Constant -73.69 30.34 -2.43 0.036 G 2.9354 0.5214 5.63 0.000 S=0.3657 R-Sq=76.0%R-Sq(adj)=73.6%Analysis of Variance Source DF SS MS F P Regression 1 4.2390 4.2390 31.69 0.000

20、 Residual Error 10 1.3375 0.1338 Total 11 5.5765 105Subgroup0423422421420419418417416Sample MeanMean=419.7UCL=422.5LCL=416.81050Sample RangeR=4.917UCL=10.40LCL=0Xbar/R Chart for x1-x5105Subgroup0423422421420419418417416Sample MeanMean=419.7UCL=422.6LCL=416.843210Sample StDevS=2.009UCL=4.198LCL=0Xbar

21、/S Chart for x1-x5图 2 回归分析图 图 5 均值/标准差控制图 图 4 均值/极差控制图 测量结果作方差分析，判定测量系统的有效性。打开 MINITAB，将表 2 的数据录入数据视窗，如图 6 所示。对测量数据作方差分析，点击“StatAnovaTwo way”,在出现的对话框“Response”后点击 C3；“Row factor”后点击 C1；“Column factor”后点击 C2，再点“OK”，结果见图 7。给定 0.05，由于用户的 p 值为 0.260.05，所以表明用户间没有显著差别，结果可以使用，测量系统有效。对于设备问题 4，也就是齿轮箱油泵安装方式与结

22、构，均值 3.8 没有达到 4.5 的最低期望值，认为是缺陷。通过对用户的深入调查，主要原因是油泵经常堵塞造成油路不通影响齿轮箱内齿轮润滑和降温，加上安装后经常出现油嘴断裂，所以对该项不满意程度较大。发现情况后，再利用试验设计法找到两个“关键变量”生产厂家和安装方式及顺序。采用双因子全面试验法进行试验，生产厂商为 A、B、C，选用 5L和 6L 两种规格不同厂家同一型号产品，改变箱体与油泵安装顺序和更新油路设计，发现选用 A 厂家 5L油泵固定安装方式后效果比较理想，更正后客户满意度达到 5 以上。34 舰舰 船船 防防 化化 2005 年第年第 1 期期 Two-way ANOVA:顾客满意

23、度顾客满意度 versus 用户用户,设备问题设备问题 Analysis of Variance for C3 Source DF SS MS F P 用户用户 4 6.30 1.58 1.51 0.260 设备问题设备问题 3 13.00 4.33 4.16 0.031 Error 12 12.50 1.04 Total 19 31.80 Individual 95%CI 用户用户 Mean -+-+-+-+-1 5.25 (-*-)2 5.25 (-*-)3 4.50 (-*-)4 6.00 (-*-)5 4.50 (-*-)-+-+-+-+-4.00 5.00 6.00 7.00 Ind

24、ividual 95%CI 设备问题设备问题 Mean -+-+-+-+-1 5.40 (-*-)2 5.20 (-*-)3 6.00 (-*-)4 3.80 (-*-)-+-+-+-+-3.00 4.00 5.00 6.00 图 6 顾客满意度数据 图 7 方差分析图 4 结束语 以上三个实例只是 MINITAB 在质量管理体系某一方面的简单应用。通过对其功能的理解和对实例的分析可以看出，MINITAB 软件不仅可以作为全面质量管理的统计技术工具，而且在运用中具有灵活、快速、准确、多样化等特点，可以根据不同组织的个性化需求，针对某些特性作典型评估，找出最佳方案，使组织达到持续改进、顾客满意的目的。参 考 文 献 参 考 文 献 1 李为柱.2000 版 ISO 9000 族标准统计技术应用教程（第二版）.企业管理出版社.2003.2 张驰.MINITAB 六西格玛解决方案.广东经济出版社.2003.3 中国人民解放军总装备部批准.GJB9001A-2001 质量管理体系要求.作者简介：作者简介：双利，男（1970），工程师。1992 年毕业于成都地质学院水文地质与工程地质专业。现就职与七一八研究所，从事环保产品营销工作。已发表论文 2 篇。2005 年第年第 1 期期 MINITAB 软件在质量管理体系数据统计分析中的应用软件在质量管理体系数据统计分析中的应用 35