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文档简介
1、控制图在取制样质量控制中的应用雷鹏飞(酒泉(钢铁)集团公司 技术中心,甘肃 嘉峪关 735100)摘 要:控制图是质量管理的重要工具,通过介绍控制图结构及常用类型,以酒钢公司烧结工序高碱度烧结矿铁品位检测数据为例说明控制图的制作及其在取制样质量控制中的应用。关键词:控制图 取制样 质量控制 应用The application of the control chart in the quality control of sampling and sample preparationLEI Peng-fei(Technology Center of Jiuquan Iron & Steel Co,
2、.Jiayuguan 735100,China)Abstract:Control chart is an important tool for quality management, in this paper, by introducing the structure and the common types of the control chart, and taking the testing data of high basicity sinter iron grade in JISCOs sintering process as an example,it illustrates t
3、he control chart making and its application in the quality control of sampling and sample preparation.Key words: Control chart;sampling and sample preparation;quality control;application1 引言酒钢公司原燃料取制样业务主要分为二部分,一部分为进厂原燃料取制样检验检测,为酒钢与原燃料供方提供结算依据;另一部分为铁前生产工序中间产品及转工序产品原燃料取制样业务,为指导生产和生产工序间结算提供依据。就如何规范取制样业
4、务,确保检测数据及时、准确、真实,公司检验部门采取了不少措施,诸如安装自动取制样机、关键岗位设置视频监控和电话监听、取制样人员定期轮岗、样品随机抽检等,在此基础上,我认为利用计算机统计技术,在取制样工作中引入控制图,确保原燃料检验检测数据的准确性,有利于提高取制样工作质量。2 控制图结构及示例控制图(Control Chart)是对过程质量特性进行测定、记录、评估,从而监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。图上有中心线(CL,Central Line),上控制限(UCL,Upper Control Limit)和下控制限(LCL,Lower Control Limit),并有按时间
5、顺序抽取的样本统计量数值的描点序列,UCL与LCL统称为控制线(Control lines)。控制图最大优点是在图中将所描绘的点子与控制界限相比较,能够直观地看到检验特性的质量变化。图1 控制图示例3 控制图分类3.1计量控制图和计数控制图常规控制图根据国标GB/T 4091-2001分为计量型控制图和计数型控制图,参见表一。表一 常规控制图分布控制图代号控制图名称正态分布(计量值)-R均值-极差控制图-s均值-标准差控制图Me-R中位数-极差控制图x-Rs单值-移动极差控制图二项分布(计件值)p不合格品率控制图np不合格品数控制图泊松分布(计点值)u单位不合格数控制图c不合格数控制图计量控制
6、图用于产品质量特性为计量值情形,如Tfe品位、S含量、P含量、粒度、强度等能够计量的连续变量值;计数控制图用于产品质量特性为不合格品数、不合格品率、缺陷数等不能定量,只能定性表示的离散变量值。3.2分析用控制图与控制用控制图一道工序开始应用控制图时,几乎总不会恰巧处于稳态,也即总存在异因。如果就以这种非稳态状态下的参数来建立控制图,控制图界限之间的间隔一定较宽,以这样的控制图来控制未来,将会导致错误的结论。因此,一开始,总需要将非稳态的过程调整到稳态,这就是分析用控制图的阶段。等到过程调整到稳态后,才能延长控制图的控制线作为控制用控制图,这就是控制用控制图阶段。故根据使用目的的不同,控制图可分
7、为分析用控制图与控制用控制图两类。4 控制图的选择及应用在取制样业务过程中,原燃料品种繁多,有许多质量特性需要监控,但对所有的质量特性都采用控制图来监控显然是不现实的。当引入控制图管理时,要优先考虑最需要使用的地方,对其关键特性使用控制图进行监控。下面以分析高碱度烧结矿铁品位检测数据的控制图来说明控制图在取制样质量控制中的应用,因铁品位指标数据为连续变量值,且需重点关注其均值分布的变化和分散情况,故采用最常用、最基本的均值极差控制图。4.1数据收集及计算(1)根据国标推荐确定取25个子组,每组5个样本数据。(2)利用酒钢企业资源计划信息管理系统(ERP),选用上月近期数据。高碱度烧结矿按现规定
8、取制样频次,2小时取制1批,每天12批检测结果,故利用工序质量统计事务代码在ERP系统中导出2013年1月1日至25日检验数据,每天随机抽取5批(本文采用EXCEL软件中“数据分析工具抽样”),确定25个子组,共125个铁品位数据,参见表二。表二 高碱度烧结矿铁品位-R控制图数据表序号检测值XiiRiX1X2X3X4X5149.11 48.74 49.25 48.74 49.13 48.99 0.51 249.08 49.09 49.40 49.18 49.20 49.19 0.32 348.70 48.63 48.69 49.10 48.94 48.81 0.47 449.36 49.70
9、48.78 49.05 49.07 49.19 0.92 549.35 48.97 49.40 49.20 49.33 49.25 0.43 648.98 49.17 49.34 48.78 49.05 49.06 0.56 748.61 48.49 49.55 49.35 49.34 49.07 1.06 849.35 49.50 49.03 49.60 49.30 49.36 0.57 949.20 49.10 48.38 48.81 48.67 48.83 0.82 1048.94 48.92 48.56 49.80 48.64 48.97 1.24 1148.56 49.15 49.0
10、4 49.00 48.25 48.80 0.90 1249.31 48.57 49.21 48.87 48.72 48.94 0.74 1349.20 49.10 49.11 49.34 48.76 49.10 0.58 1448.89 48.83 49.33 48.99 49.80 49.17 0.97 1549.50 49.60 49.50 49.40 48.99 49.40 0.61 1649.12 48.96 49.30 49.50 49.10 49.20 0.54 1749.13 49.30 49.36 49.15 48.93 49.17 0.43 1848.82 49.13 48.
11、92 49.25 49.00 49.02 0.43 1949.01 48.99 49.40 49.40 48.84 49.13 0.56 2049.20 49.07 49.50 48.85 48.67 49.06 0.83 2149.16 48.59 48.72 49.22 48.99 48.94 0.63 2248.84 49.08 48.99 49.24 49.75 49.18 0.91 2349.90 49.40 49.35 49.00 48.95 49.32 0.95 2449.07 48.97 48.90 48.98 49.02 48.99 0.17 2549.16 48.81 49
12、.50 49.24 48.89 49.12 0.69 (3)计算各组样本的平均数i、极差Ri。利用EXCEL软件中“average()”函数求得一组平均数,自动填充其它子组;同样使用“max()、min()”函数求得一组极差数,再自动填充其它子组。(4)查找图和R图的中心线及控制限(见GB/T 4091-2001常规控制图)图的中心线及控制限为:其中:控制图上限,样本总均值,A2控制限系数, 平均样本极差,控制图中心线,控制图下限。表三 计量控制图计算控制限系数表(A2部分)n(样本量)3456789A21.0230.7290.5770.4830.4190.3730.337R图的中心线及控制限
13、为: 其中:R控制图上限,D3、D4控制限系数,R控制图中心线,R控制图下限。表四 计量控制图计算控制限系数表(D3、D4部分)n(样本量)3456789D300000.0760.1360.184D42.5742.2822.1142.0041.9241.8641.816(5)计算样本总均值与平均样本极差。=49.09,=0.67(i=1,2,m)式中:第i组样本的平均值; m样本组数; Ri第i组样本的极差。(6)计算R图的控制参数。当子组大小n=5,则查表四可知D4=2.114,D3=0,代入R图的公式,得到:2.1140.67=1.4160.67 (7)计算图的控制参数。当子组大小n=5,
14、则查表三可知A2=0.577,代入图的公式,得到:49.09+0.5770.67=49.47749.0949.09-0.5770.67=48.7034.2绘制控制图国标GB/T 4091-2001规定了在-R图中必须先作R图,等R图判稳后,再作图。不但如此,所有正态分布的控制图都必须倒过来作,且根据控制图判稳准则,认定控制图处于稳定状态后方可使用。(1)绘制R图根据高碱度烧结矿各样本的极差值,利用EXCEL软件中“图表折线图”工具在控制图上进行描点,观察R图(如图2),图中的点都没有越出控制界限,且都随机地分布在中心线的两侧附近,说明R图判稳。(2)绘制图根据高碱度烧结矿各样本的均值,利用同样
15、的方法在控制图上进行描点,观察图(如图3),可见图判稳。1.4160.6700图2 高碱度烧结矿铁品位检测数据极差控制图49.47749.09048.703图3 高碱度烧结矿铁品位检测数据均值控制图4.3应用控制图延长统计过程状态下的-R图的控制限,进入控制用控制图阶段,实现对过程的日常控制。5 使用控制图常见的问题(1)控制图不重新制定:控制图是根据稳态下的条件(即5M1E)来制定的。如果条件变化,例如设备更新,采用新型原料,改变工艺参数或采用新工艺,环境改变等,这时,控制限要进行更新。(2)控制图上有直接把原燃料或产品质量内控标准作为控制限使用。质量内控标准是非自然产生的,是相对固定的;而
16、控制限是过程内部的,自然产生的,是相对变化的,所以在使用控制图时,千万不能将控制限和质量内控标准相混淆。(3)控制图在实施后不能保持长期稳定运行。只有加强全员培训,对控制图有深刻的理解并落实到实际工作当中,实施才能发挥应有的作用,这是长期的过程,需要坚持不懈。6 结语(1)公司取制样业务已形成从班组作业区职能科室三级抽样监督机制,这种随机抽样方式造成检验部门工作量大,且抽检覆盖面小,推行控制图后技术人员可根据物料指标的异常波动、持续升高或降低、长期上下交替等因素进行有针对性的抽样,减少抽检数量,既达到抽样监督的目的,又可降低检验成本和操作人员工作量。(2)控制图有及时告警作用,通过对异常数据的及时分析,可提前诊断取制样人员、设备等方面存在的问题。(3)利用控制图及时发现工艺环节出现的问题,可向生产工序进
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