应用统计技术,完善现有化工产品评价方法

1、应用统计技术,完善现有化工产品质量水平评价方法安晓春1.摘要化工产品质量水平评价主要依据国家或行业标准进行检验、判定,并按标准将产品分为优等、一等、合格品,对外出售。当前化工产品整体的优等品率较高,大宗产品的优等品率几乎都在90%以上。但是同样的优等品率,在用户端的表现却不相同,甚至出现同样的优等品在用户端加工中性能相差甚远的现象。企业最大的目标是要满足用户需求,目前除了用户加工使用中的特殊要求外,当前化工产品的质量水平的评价方法也有不足之处。本文在某石油化工企业的产品质量特性数据进行深入分析研究后,进行了有益探索,提出应用统计技术/方法,完善现行的化工产品质量评价方法。增加的新评价指标更加科

2、学、合理地反映了产品质量水平,同时也充分利用了现有的产品检测数据(信息资源。通过统计技术评价方法,还可以解读出更多的有价值的质量信息,有利于企业在质量改进活动中快速响应,不断提高产品的质量水平,实现赢得用户满意。2.现行化工产品质量水平评价方法:2.1 现行等级品率评价产品质量水平的方法100%全部检验批数批数符合合格品规格要求的合格品率(100% 全部检验批数批数符合一等品规格要求的一等品率( 100% 全部检验批数批数符合优等品规格要求的优等品率( 这种评价方式的优点是:计算方便、数据直观,与企业内部目前的管理模式基本一致。2.2 现行质量水平评价方法的不足:对单个质量特性而言,质量特性的

3、定等范围过宽,合格(优等产品的好坏程度不尽相同,导致。此外,对一个产品而言,现行的评价规则是把一项不合格与多项不合格等同起来,没有任何区别。现行的质量水平评价方法在一定程度上难以反映产品质量的实际情况。3.应用统计技术,提出新的化工产品评价指标,解决现行质量水平评价方法不足问题3.1 建立新的化工产品评价指标新的质量评价指标主要有:机会不合格(缺陷率、过程能力指数、过程绩效指数、信噪比等模块。3.1.1机会不合格(缺陷率(defects per opportunity ,DPO 机会不合格(缺陷率DPO 表示的是不合格质量特性的数量(缺陷总数D 与总的质量特性项目数(总机会数O 之比: ODD

4、PO (产品批数产品的质量特性数不合格的质量特性数量=机会不合格(缺陷率DPO 反映了产品不合格的程度,当同一批产品同时有若干项目质量特性不合格时,DPO 比等级率更为真实的反映产品的质量水平,可以敏感地反映出某一时期的缺陷程度。3.1. 2 过程能力指数、过程绩效指数A . 过程能力指数Cp 、Cpk 过程能力指数Cp66TLSL USL C P =-=过程能力公差 其中USL ,LSL 分别是质量特性的上、下规格限。公差T=USL-LSL 反映了顾客要求。一般情况下公差T 不会轻易改变,因此,越小,C P 值越大。C P 指数是描述过程能力的重要指标,但它最大缺点就是没有反映过程输出均值与

5、设计目标值M 之间的偏差。只是反映了过程的潜在能力,当我们设法把过程输出均值逐渐移向目标M 时,这种潜力便会得到充分体现,所以在一般场合下,C P 指数被称为潜在过程能力指数。 过程能力指数Cpk在现实中,绝大多数情况下过程输出的均值不可能恰好与目标M 重合,因此,在过程能力分析和评价时应该考虑均值,过程能力指数Cpk 就解决这样的问题。由于过程中心通常在规范限(LSL ,USL 之间,因此,用过程中心与两个规范限最近的距离,minLSL USL -与3之比作为过程能力指数,记为C pk ,min( 3,min,pl pu pk C C LSL USL C =-=从C pk 的定义中可以看到:

6、当=M 时,C p =C pk 。在与M 有偏离的情况下,C p 已不能用来作为过程满足设计要求能力的度量,而C pk 却能做到这一点。C pk 值越大,质量特性满足顾客需求的程度越高。当C p 值一定时,C pk 将随着过程输出中心与目标值M 偏离的减小而增大。过程能力指数Cp 、Cpk 在计算时都采用了样本内的波动来估计标准差,如,用样本极差或样本S 来估计过程短期内的标准差,反映的是过程固有波动,又称短期过程能力指数。B 、过程绩效指数Pp 、Ppk过程绩效指数是从过程总波动的角度考察过程输出满足顾客要求的能力。有时也将其称为长期过程能力指数。在过程输出的总波动中,既包含了过程固有波动,

7、又包含了过程受到其他因素影响而产生的波动。程绩效指数也有多种表达,它们分别与过程能力指数对应。潜在过程绩效指数Pp :LTp LSLUSL P 6-=单侧上限过程绩效指数Ppu :LTpu USL P 3-=单侧下限过程绩效指数Ppl :LTpl LSLP 3-=实际过程绩效指标Ppk :,minpl pu pk P P p = 3.1.3 信噪比S/N主要针对用户对产品有目标要求,没有规格限要求的质量指标进行评价。S/N 作为评价产品质量优劣的一种度量标准,主要反映产品质量特性的稳定性。本文不展开叙述。3.2 新的质量水平评价指标的应用3.2.1 应用Cp/Cpk 、Pp/Ppk 既能准确评

8、价产品质量水平,又能敏锐的发现改进机会 1 选择产品及其质量特性,并进行测量系统分析,确认数据可靠我们根据产品的产量及市场占有率情况,选择具有代表性的某牌号线性低密度聚乙烯为研究对象,选择顾客高度关注的对后加工有影响的熔体流动速率这一质量特性开展研究。并对流动速率进行测量系统分析(MSA ,通过GageR&R 分析,确认“方差分量贡献率”、“%研究变异(%SV”、“%公差(SV/Toler”、“可区分的类别数”等四项指标均满足要求,说明流动速率的测量数据可靠。分析结果如图1图示: 本图12过程能力分析我们从现场抽取了52批优等品产品,流动速率的质量规格限为2.0±0.4,按照

9、常规的质量评价方法,这52批全部是优等品,如果做趋势图,也就是一条水平直线,人们不会关注批次间的质量波动,也不会发现改进机会在哪里?如果进行过程能力分析,我们会有新的认识。 质量数据见表1,过程能力分析见图2.线性低密度聚乙烯树脂流动速率数据汇总 表1 图2:过程能力分析(六合一图3过程能力分析结果解读:通过过程能力分析发现:Cpk 与Ppk 的差异大,说明过程的整体波动较大,意味着5M1E 一定发生的了较大变化,使过程固有的能力没有有效发挥出来。 再进一步观察图2,我们发现左上角的控制图中似乎有系统性变化,很有可能是是工艺或原料发生了明显变化。我们针对过程能力指数分析中发现的这些迹象,进一步

10、应用统计技术进行深入分析,最终验证了我们的初步判断是正确的,见图3、图4。 图3 流动速率分层直方图 图4 流动速率分层控制图图3、图4分别是分层控制直方图和分层控制图,我们可以看到25号样本之前与25号样本之后的产品,不属于一个母体,系统确实发生了变化。之后,技术质量部门到现场进行调查,发现全密度聚乙烯装置于2009年1月20日上午9:25接指示将在用的干粉催化剂切到淤浆催化剂使用。由于两种催化剂对氢气的响应程度不一样，造成 20 日以前反应生成的产品的熔体流动速率与 20 日以后反应生产产品的熔体流动速率完 全不同。 同样的优等品， 但是流动速率还是有差异， 用户使用时要严格区别。 经验证

11、明， 在用户反映的加工性能不好的问题中， 相当一部分原因属于同样的优等品， 但关键质量 特性不同批次之间有差异，导致加工性能不好，如果进行过程能力分析，就会及时发现 这些变异，及时进行改进。 3.2.2 应用 DPO 合理评价不合格品的缺陷程度： DPO = 不合格的质量特性数量 D (产品的质量特性数´ 产品批数O 我们在对两批非优等品的产品进行跟踪发现，第一批产品中有熔融指数、密度及外 观等 3 项质量特性不符合优级品率标准，第二批产品仅有熔融指数 1 项指标不符合优级 品率标准，现有的等级率评价中，把它们等同看待，两批均不是优等品。而用 DPO 计算 评价，这两批的 DPO 相差 3 倍。DPO 能够敏感地反映出某一时期的缺陷程度，为企业的质 量改进提供了依据。 4结论 结论 1： 选择和应用合适的统计技术，充分利用现有的数据资