第6章 现代质量管理

1、http:/机电工程学院工业工程教研室机电工程学院工业工程教研室工业工程导论工业工程导论http:/2工业工程导论工业工程导论第第6章章 现代质量工程现代质量工程http:/3工业工程导论工业工程导论1、质量的内涵、质量的内涵锰超标锰超标v 近年来的质量事件近年来的质量事件http:/4工业工程导论工业工程导论1、质量的内涵、质量的内涵v 质量取胜案例质量取胜案例http:/5工业工程导论工业工程导论1、质量工程概述、质量工程概述质量是企业的生命线质量是企业的生命线http:/6工业工程导论工业工程导论v 质量工程的内容质量工程的内容1、质量工程概述、质量工程概述http:/7工业工程导论工业

2、工程导论1、质量工程概述、质量工程概述 1 1、满足客户需求、满足客户需求 2 2、强调技术与管理并重、强调技术与管理并重 3 3、产品的质量是设计出来的、产品的质量是设计出来的 4 4、是以质量为核心的系统管理工程、是以质量为核心的系统管理工程 5 5、具有广泛的适应性和灵活的扩展性、具有广泛的适应性和灵活的扩展性v 质量工程的特点质量工程的特点http:/8工业工程导论工业工程导论2、设计质量、设计质量工程工程 三次设计是田口玄一博士在三次设计是田口玄一博士在2020世纪世纪7070年代创立的一种系统化设计方法，其年代创立的一种系统化设计方法，其核心思想是在产品设计阶段就进行质核心思想是在

3、产品设计阶段就进行质量控制，试图用量控制，试图用最低的成本最低的成本生产出生产出满满足顾客要求足顾客要求的，对的，对社会造成损失最小社会造成损失最小的产品。分三个阶段：系统设计、参的产品。分三个阶段：系统设计、参数设计、容差设计。数设计、容差设计。u对简单电子装置的850个现场故障的研究发现，有43%的故障源于设计缺陷。u对于中等复杂程度的机械和电子产品而言，产品开发中的错误导致了40%的产品适用性问题。u一项对卫生医疗产品的调查显示，34%被召回的产品是由于产品存在缺陷或软件设计不当。http:/9工业工程导论工业工程导论2.1 三三次设计次设计http:/10工业工程导论工业工程导论2.1

4、.1 系统设计系统设计定义：是依靠专业技术对产品的功能和结构进行设定义：是依靠专业技术对产品的功能和结构进行设计。它是计。它是“三次设计三次设计”的基础，也叫功能设计。的基础，也叫功能设计。目的：目的：确定产品的主要性能参数、技术指标及外观确定产品的主要性能参数、技术指标及外观形状等重要参数形状等重要参数。方法：计算机辅助设计（方法：计算机辅助设计（CADCAD）、面向制造的设计）、面向制造的设计（DFMDFM）、面向装配的设计（）、面向装配的设计（DFADFA）、面向使用的设计）、面向使用的设计等以及等以及质量功能配置质量功能配置技术（技术（QFDQFD）。）。http:/11工业工程导论工

5、业工程导论2.1. 2参数参数设计设计定义：定义：选择系统中所有参数的最佳组合选择系统中所有参数的最佳组合，减少各种干，减少各种干扰的影响，使所设计的产品质量特性值波动小，稳定性扰的影响，使所设计的产品质量特性值波动小，稳定性好，并确定参数组合的中心值。好，并确定参数组合的中心值。实践证明，许多产品的输出特性与参数的不同组合之实践证明，许多产品的输出特性与参数的不同组合之间存在着非线性的关系。间存在着非线性的关系。如能合理选择参数组合，其输出特性的波动就有可能如能合理选择参数组合，其输出特性的波动就有可能大大减小，从而提高产品质量的稳定性和可靠性。为此，大大减小，从而提高产品质量的稳定性和可靠

6、性。为此，在设计产品时，设计者应该首先找到参数不同组合与输在设计产品时，设计者应该首先找到参数不同组合与输出特性之间的变化关系，通常用出特性之间的变化关系，通常用的方法得的方法得到。到。http:/12工业工程导论工业工程导论2.1.3 容差设计容差设计定义：在参数设计确定了中心值以后，进一步运用定义：在参数设计确定了中心值以后，进一步运用统计方法确定各个参数的允许极限，并分析研究参数统计方法确定各个参数的允许极限，并分析研究参数允许范围和产品成本的关系。通过容差设计来确定各允许范围和产品成本的关系。通过容差设计来确定各参数的最合理容差，使参数的最合理容差，使总损失最小总损失最小。基本思想：对

7、输出特性影响大的元器件或零部件参数基本思想：对输出特性影响大的元器件或零部件参数给予较小的公差值，对输出特性影响较小的元器件或零给予较小的公差值，对输出特性影响较小的元器件或零部件参数给予较大的公差值。部件参数给予较大的公差值。http:/13工业工程导论工业工程导论2.1.3 容差设计容差设计v普通平键普通平键http:/14工业工程导论工业工程导论基础基础核心核心经济化经济化http:/15工业工程导论工业工程导论v案例背景案例背景应用三次设计方法改进真空镀膜质应用三次设计方法改进真空镀膜质量量M 公司专门为手机生产商提供经过真空镀膜处理的手公司专门为手机生产商提供经过真空镀膜处理的手机外

8、壳零部件。近日，该公司接到客户关于其提供的机外壳零部件。近日，该公司接到客户关于其提供的型号为型号为 L8 的手机外框的投诉，称该型号的手机外壳的手机外框的投诉，称该型号的手机外壳在仓库放置几个月就会出现黑点或黑点群，严重影响在仓库放置几个月就会出现黑点或黑点群，严重影响手机外观，要求手机外观，要求 M 公司停止公司停止 L8 的供货，并立即改善的供货，并立即改善此质量问题。此质量问题。http:/16工业工程导论工业工程导论工业工程的内容体系v系统设计系统设计 经工程人员分析，这些黑斑是由氧化引起的，而经工程人员分析，这些黑斑是由氧化引起的，而保护膜的膜厚直接影响了氧化的程度，从而影响黑斑保

9、护膜的膜厚直接影响了氧化的程度，从而影响黑斑的形成。客户要求其目标值为的形成。客户要求其目标值为 102 。 对于影响膜厚的因素，工程人员结合工程实践及对于影响膜厚的因素，工程人员结合工程实践及深入分析，确定了布置于生产线上的喷漆设备的上、深入分析，确定了布置于生产线上的喷漆设备的上、下、中三个喷漆的喷枪喷出量和它们各自的涂料压力下、中三个喷漆的喷枪喷出量和它们各自的涂料压力等六个因素为影响膜厚的主要参数。等六个因素为影响膜厚的主要参数。http:/17工业工程导论工业工程导论v参数设计参数设计 将六个主要参数记为将六个主要参数记为 L1、L2、L3和和 P1、P2以以及及 P3 。确定了六个

10、参数的三种水平如下表所示。采。确定了六个参数的三种水平如下表所示。采用用L18（36）正交设计表进行试验。正交设计表进行试验。http:/18工业工程导论工业工程导论 根据试验结果以及方差分析结果，重新设定过程参数，根据试验结果以及方差分析结果，重新设定过程参数，即设定上、下、中三个喷漆的喷枪喷出量和它们各自的涂即设定上、下、中三个喷漆的喷枪喷出量和它们各自的涂料压力依次分别为料压力依次分别为 36、30、34.3、0.08 Mpa、0.09 Mpa、0.09 Mpa，并进行了，并进行了 30 次验证试验。左图是优化前该产次验证试验。左图是优化前该产品膜厚的情形，而右图则是验证试验结果的情形。

11、品膜厚的情形，而右图则是验证试验结果的情形。http:/19工业工程导论工业工程导论2.2 可靠性设计可靠性设计可靠性设计是应用可靠性的理论和技术，可靠性设计是应用可靠性的理论和技术，通通过预测、分配、分析和改进等一系列可靠性过预测、分配、分析和改进等一系列可靠性工程活动，将可靠性定量要求设计到产品的工程活动，将可靠性定量要求设计到产品的技术文件，形成产品的固有可靠性。技术文件，形成产品的固有可靠性。http:/20工业工程导论工业工程导论2.2 可靠性设计可靠性设计 1 1、可靠度、可靠度 通常通常称其为无故障概率，或称可靠度函数，简称称其为无故障概率，或称可靠度函数，简称可靠可靠 度度，记

12、，记为为 R(t)，故障分布函数为，故障分布函数为F(t) R(t)= 1- F(t) 2 2、失效率、失效率 失效率失效率(Failure Rate)，又称，又称故障率故障率,产品产品可靠性可靠性特征的特征的一个一个重要重要 指标指标，它能决定每一时刻的可靠度。失效率常用，它能决定每一时刻的可靠度。失效率常用失效函数失效函数 来来表示表示 3 3、寿命、寿命 通常通常用期望寿命（平均寿命）表示寿命的特征，期望寿命表示用期望寿命（平均寿命）表示寿命的特征，期望寿命表示产产 品品从投入运行到发生失效的从投入运行到发生失效的平均无故障工作时间平均无故障工作时间。v 可靠性三个指标可靠性三个指标 f

13、 tdF ttR tR t dthttp:/21工业工程导论工业工程导论2.2 可靠性设计可靠性设计v 可靠性设计技术可靠性设计技术可靠性预测可靠性预测可靠性分配可靠性分配可靠性分析可靠性分析http:/22工业工程导论工业工程导论2.3 质量功能展开质量功能展开质量功能质量功能展开（展开（QFD）就是将顾客的要求转换成质量特）就是将顾客的要求转换成质量特性，保证顾客的关键需求以及企业的核心技术系统地展性，保证顾客的关键需求以及企业的核心技术系统地展开到产品的各功能部件、过程变量等质量特性，从而形开到产品的各功能部件、过程变量等质量特性，从而形成满足顾客要求的产品质量。质量机能展开通过定义成满

14、足顾客要求的产品质量。质量机能展开通过定义“做什么做什么”（即顾客要求）和（即顾客要求）和“如何做如何做”（即质量特（即质量特性），识别关键的质量特性，将顾客定义的质量要素注性），识别关键的质量特性，将顾客定义的质量要素注入产品或服务。入产品或服务。 http:/23工业工程导论工业工程导论v 质量功能展开原理与构成质量功能展开原理与构成质量功能展开的基本工具是质量屋它用矩阵为工具，质量功能展开的基本工具是质量屋它用矩阵为工具，将顾客需求如下逐层展开：产品设计要求（涉及规将顾客需求如下逐层展开：产品设计要求（涉及规格或规范）；分系统、零部件的设计要求；生产格或规范）；分系统、零部件的设计要求；

15、生产要求等。然后，采用加权评分的方法，评定设计、工要求等。然后，采用加权评分的方法，评定设计、工艺要求的重要性，通过量化计算，找出产品的关键单艺要求的重要性，通过量化计算，找出产品的关键单元、关键部件、关键工艺，为优化设计这些元、关键部件、关键工艺，为优化设计这些“关键关键”提供方向，采取有力措施。提供方向，采取有力措施。2.3 质量功能展开质量功能展开http:/24工业工程导论工业工程导论2.3 质量功能展开质量功能展开本产品本产品 国内对手国内对手 改进后改进后 国外对手国外对手 1 m市场竞争力市场竞争力Mi 1 2 n 关系度关系度 （3）（2）（5）（6）（4）（7）（1）顾客需求

16、重要度顾客需求重要度Ki质量质量屋结构图屋结构图工程措施重要度工程措施重要度本产品本产品改进后改进后国外对手国外对手国内对手国内对手（1）左墙）左墙顾客需求及其重顾客需求及其重要度；要度；（2）天花板）天花板工程质量（设工程质量（设计要求或质量特性）；计要求或质量特性）；（3）房间）房间关系矩阵关系矩阵（4）地板）地板工程措施的指标工程措施的指标极其重要度；极其重要度；（5）屋顶）屋顶相关矩阵；相关矩阵；（6）右墙）右墙市场竞争能力评市场竞争能力评估矩阵；估矩阵；（7）地下室）地下室技术竞争能力技术竞争能力评估矩阵。评估矩阵。http:/25工业工程导论工业工程导论v 质量功能展开的程序质量功

17、能展开的程序2.3 质量功能展开质量功能展开1.顾客顾客需求分析需求分析2.关键质量展开关键质量展开进行技术特性描述进行技术特性描述计算各项技术要求重要度计算各项技术要求重要度关键质量特性确定关键质量特性确定http:/26工业工程导论工业工程导论3、制造过程质量工程、制造过程质量工程q质量统计过程控制质量统计过程控制q工序工序能力分析能力分析q质量质量改进工具改进工具http:/27工业工程导论工业工程导论3.1 质量统计过程控制质量统计过程控制v SPC概述概述SPC技术基于统计理论，通过对生产过程中各工艺参技术基于统计理论，通过对生产过程中各工艺参数质量数据进行统计分析和描图，实现对工艺

18、过程稳定数质量数据进行统计分析和描图，实现对工艺过程稳定性的监控和预测。性的监控和预测。对异常波动的及时预警是对异常波动的及时预警是SPC的最大特点。应用的最大特点。应用SPC对检测数据进行统计分析，能够区分生产过程中的正常对检测数据进行统计分析，能够区分生产过程中的正常波动和异常波动，及时预警，它能在异常因素刚露出苗波动和异常波动，及时预警，它能在异常因素刚露出苗头，尚未造成不合格产品之前及时发现，指导管理人员头，尚未造成不合格产品之前及时发现，指导管理人员及时采取措施消除异常，从而极大地减少不合格产品的及时采取措施消除异常，从而极大地减少不合格产品的产生，保证生产顺畅进行，最终提高生产效率

19、。产生，保证生产顺畅进行，最终提高生产效率。SPC技术流程技术流程http:/29工业工程导论工业工程导论控制图是控制图是19241924年美国休哈特首创的，也称休哈年美国休哈特首创的，也称休哈特控制图。它是一种有特控制图。它是一种有控制界限控制界限的图，用来分的图，用来分析和判断生产过程是否处于稳定状态。能起到析和判断生产过程是否处于稳定状态。能起到预防为主，稳定生产，保证质量的作用。预防为主，稳定生产，保证质量的作用。3.1 质量统计过程控制质量统计过程控制v 控制图控制图http:/30工业工程导论工业工程导论33控制上限控制上限UCLUCL控制下限控制下限LCLLCL中心线中心线CLC

20、L样品编号（或取样时间）样品编号（或取样时间）质量特性质量特性 x x纵轴是质量特性值；横轴是样本号；中心线记为纵轴是质量特性值；横轴是样本号；中心线记为CLCL，它是统计，它是统计量的平均值；上控制界限记为量的平均值；上控制界限记为UCLUCL；下控制界限记为；下控制界限记为LCLLCL；图中有；图中有按时间顺序抽取的各样本统计量的数值，上下控制界限距中心线按时间顺序抽取的各样本统计量的数值，上下控制界限距中心线3 3倍标准偏差。倍标准偏差。3.1.2 控制图控制图http:/31工业工程导论工业工程导论控制图控制图名称名称用途用途计量值数据计量值数据X XR R均值均值极差控制图极差控制图

21、各种计量值各种计量值 X XR R中位数中位数极差控制图极差控制图各种计量值各种计量值X X R RS S单值单值移动极差控制图移动极差控制图各种计量值各种计量值X X单值控制图单值控制图计量值计量值X XS S均值均值标准偏差控制图标准偏差控制图重要产品中使用重要产品中使用计数值数据计数值数据PnPn不合格品数控制图不合格品数控制图. .计件数据计件数据p p不合格品率控制图不合格品率控制图计件数据计件数据C C缺陷数控制图缺陷数控制图计点数据计点数据U U缺陷率控制图缺陷率控制图单位面积、长度的单位面积、长度的缺陷数缺陷数3.1.2 控制图控制图v按质量数据的性质分类按质量数据的性质分类h

22、ttp:/32工业工程导论工业工程导论x-Rx-R图是图是x x图（均值控制图）和图（均值控制图）和R R图（极差控制图）联合使图（极差控制图）联合使用的一种控制图。用的一种控制图。R R图用于判断生产过程的波动是否处于或保持在所要求的图用于判断生产过程的波动是否处于或保持在所要求的受控状态。受控状态。x x图主要用于判断生产过程的平均水平是否处于或保持在图主要用于判断生产过程的平均水平是否处于或保持在所要求的受控状态。所要求的受控状态。 图通常在样本大小图通常在样本大小n10n10时使用，是一种最常用的时使用，是一种最常用的计量值控制图。计量值控制图。Rx v 均值与极差控制图均值与极差控制

23、图3.1.2 控制图控制图http:/33工业工程导论工业工程导论按照按照33准则，控制界限就取准则，控制界限就取（33， 33）。2( )( )/xE xD xnxR d当质量特性值 服从总体N（ ， ）的正态分布时，和和可通过样本容量为可通过样本容量为n n的的k k组样本数据求得：组样本数据求得：2/dR，xd2d2是由是由n n确定的系数，可由控制图系数表查出。确定的系数，可由控制图系数表查出。v 均值与极差控制图的控制界限均值与极差控制图的控制界限3.1.2 控制图控制图http:/34工业工程导论工业工程导论RAxnxDxEUCL23)(3)(xCL RAxnxDxELCL23)(

24、3)(v 均值图的控制界限均值图的控制界限3.1.2 控制图控制图http:/35工业工程导论工业工程导论32)()(dRDdRE，RDddRDREUCL4323)(3)(RDddRDRELCL3323)(3)(RCL v 极差图的控制界限极差图的控制界限3.1.2 控制图控制图http:/36工业工程导论工业工程导论例：某厂生产一种零件，其长度要求为例：某厂生产一种零件，其长度要求为49.5049.500.10 0.10 ( mm ), ( mm ), 为对该过程实施连续监控，试设计均值极为对该过程实施连续监控，试设计均值极差控制图。差控制图。设计步骤：设计步骤：1、收集数据并加以分组；、收

25、集数据并加以分组；2、计算每组的样本均值和样本极差；、计算每组的样本均值和样本极差；3、计算总平均和极差平均；、计算总平均和极差平均；4、计算控制线；、计算控制线；5、制作控制图；、制作控制图；6、描点；、描点；7、分析生产过程是否处于统计控制状态；、分析生产过程是否处于统计控制状态；3.1.2 控制图控制图http:/37工业工程导论工业工程导论 在在5MIE5MIE充分固定并标准化的情况下，从生产过程中充分固定并标准化的情况下，从生产过程中收集数据。收集数据。 本例每隔本例每隔2h2h，从生产过程中抽取，从生产过程中抽取5 5个零件，测量其长个零件，测量其长度值，组成一个大小为度值，组成一

26、个大小为5 5的样本，一共收集的样本，一共收集2525个样本。个样本。 一般来说，制作一般来说，制作x x-R-R图，每组样本大小图，每组样本大小n10,n10,组数组数k25k25。v 收集数据并加以分组收集数据并加以分组3.1.2 控制图控制图http:/38工业工程导论工业工程导论njjiixnx11i =1,2,i =1,2,k,kjinjjinjixxR11minmaxv 计算每组的样本均值和样本极差计算每组的样本均值和样本极差3.1.2 控制图控制图http:/39工业工程导论工业工程导论样样本本 1 49.4850.062 49.5160.073 49.5000.064 49.4

27、960.075 49.5300.116 49.5060.127 49.5040.108 49.5020.069 49.5060.1210 49.5260.0911 49.5000.1112 49.5120.0613 49.4940.0714 49.5260.1051iixx ixiR样样本本 15 49.4900.0916 49.5040.0517 49.5100.0718 49.5060.0619 49.5100.0520 49.5020.0821 49.5160.1022 49.5020.0623 49.5020.0924 49.5000.0525 49.5240.11 1237.6692

28、.00平平均均 49.50680.080 51iixx ixiR3.1.2 控制图控制图http:/40工业工程导论工业工程导论kiixnx15068.491kiiRkR10800.01v 计算总平均和极差平均计算总平均和极差平均3.1.2 控制图控制图http:/41工业工程导论工业工程导论n2 23 34 45 56 67 78 89 91010A(n)1.8811.8811.0231.0230.7290.7290.5770.5770.4830.4830.4190.4190.3730.3730.3370.3370.3080.308D3(n)0.0760.0760.1360.1360.337

29、0.3370.3080.308D4(n)3.2673.2672.5752.5752.2822.2822.1152.1152.0042.0041.9241.9241.8641.8641.8161.8161.7771.777系数系数A(n)A(n)数值表数值表4606.490800.0577.05068.495068.495530.490800.0577.05068.4922RAxLCLxCLRAxUCLx图上式中上式中A A2 2,D,D4 4,D,D3 3均从控制图系数表中查得：当均从控制图系数表中查得：当n=5n=5时，时，A A2 2=0.577=0.577，D D3 300，D D4 4

30、=2.115=2.115。v 计算控制线计算控制线3.1.2 控制图控制图http:/42工业工程导论工业工程导论 在方格纸上分别作在方格纸上分别作 图和图和R R图，两张图必须画在同一图，两张图必须画在同一页纸上，这样以便对照分析。页纸上，这样以便对照分析。 图在上，图在上，R R图在下，纵图在下，纵轴在同一直线上，横轴相互平行，并且刻度对齐。本例轴在同一直线上，横轴相互平行，并且刻度对齐。本例由于由于R R图的下限为负值，但极差图的下限为负值，但极差R R不可能为负值，所以不可能为负值，所以R R的下控制界限线可以省略。的下控制界限线可以省略。xxv 制作控制图制作控制图3.1.2 控制图

31、控制图http:/43工业工程导论工业工程导论UCL= 49.553CL= 49.5068LCL= 49.4606x x 图图UCL= 0.1692CL= 0.08R R 图图3.1.2 控制图控制图http:/44工业工程导论工业工程导论 利用分析用控制图的判断规则，分析生产过程是否处利用分析用控制图的判断规则，分析生产过程是否处于统计控制状态。本例经分析，生产过程处于统计控制于统计控制状态。本例经分析，生产过程处于统计控制状态。状态。v 分析生产过程是否处于统计控制状态分析生产过程是否处于统计控制状态3.1.2 控制图控制图http:/45工业工程导论工业工程导论控制图绘制控制图绘制练习练

32、习练习：练习：第第6章章课后思考题课后思考题P280第第9题题http:/46工业工程导论工业工程导论点子排列有缺陷点子排列有缺陷链状链状偏离偏离倾向倾向接近接近周期周期v工序失控状态的判断工序失控状态的判断3.1.2 控制图控制图http:/47工业工程导论工业工程导论68.26%CCBBAA95.45%99.73%CLLCLUCL+1-1-2+2-3+33.1.2 控制图控制图http:/48工业工程导论工业工程导论准则准则1: 一个点在一个点在A区之外区之外UCLLCLCLA B CCB A xxUCLLCLCLA B CCB A x准则准则2: 连续连续 9个点在中心线同一侧个点在中心

33、线同一侧UCLLCLCLA B CCB A xx准则准则3: 连续连续6个点递增或递减个点递增或递减UCLLCLCLA B CCB A x准则准则4：连续：连续14个点上下交替个点上下交替3.1.2 控制图控制图http:/49工业工程导论工业工程导论UCLLCLCLA B CCB A xxx准则准则5:连续连续3点中有点中有2点在同侧点在同侧B区外区外UCLLCLCLA B CCB A xx准则准则6:连续连续5点中有点中有4点在同侧点在同侧C区以外区以外UCLLCLCLA B CCB A x准则准则7：连续：连续15个点在个点在C区内区内UCLLCLCLA B CCB A x准则准则8：连

34、续：连续8个点都不在个点都不在C区内区内3.1.2 控制图控制图http:/50工业工程导论工业工程导论课课 堂堂 思思 考考l 计量控制图中点出限意味着样本中一定有不合计量控制图中点出限意味着样本中一定有不合格品吗？格品吗？l 控制图通过八种失控模式的检验意味着工序过控制图通过八种失控模式的检验意味着工序过程一定处于受控状态吗？程一定处于受控状态吗？http:/51工业工程导论工业工程导论 工序是指一个（或一组）工人在一个工作场地上工序是指一个（或一组）工人在一个工作场地上（如一台机床或一个装配工位等）对一个（或若干（如一台机床或一个装配工位等）对一个（或若干个）工作对象连续完成的各项操作的

35、总和。个）工作对象连续完成的各项操作的总和。3.2 过程能力分析过程能力分析 从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：从引起质量波动的原因的性质来看，可分为： 偶然性波动偶然性波动正常波动正常波动 系统性波动系统性波动异常波动异常波动http:/52工业工程导论工业工程导论 偶然性波动是由于偶然因素引起的，且会使产品质偶然性波动是由于偶然因素引起的，且会使产品质量产生微小变化。这种波动具有随机性。量产生微小变化。这种波动具有随机性。偶然性的偶然性的波动称为正常波动。波动称为正常波动。 由于正常波动存在的客观性，在质量控制中是允由于正常波动存在的客观性，在质量控制中是允许存在的。许存在的。 仅有

36、正常波动的生产过程称为仅有正常波动的生产过程称为受控状态受控状态。v 偶然性波动偶然性波动正常波动正常波动3.2 过程能力分析过程能力分析http:/53工业工程导论工业工程导论 系统性波动是由于生产过程中发生某种异常现象而系统性波动是由于生产过程中发生某种异常现象而引起的。这种波动不具有随机性，且对产品质量引引起的。这种波动不具有随机性，且对产品质量引起的变化较大，是必须予以消除的。起的变化较大，是必须予以消除的。系统性的波动系统性的波动称为异常波动。称为异常波动。 有异常波动的生产过程称为有异常波动的生产过程称为失控状态失控状态。 工序质量控制的任务是工序质量控制的任务是及时发现异常波动，

37、查明原及时发现异常波动，查明原因，采取有效的技术组织消除系统性波动，使生产因，采取有效的技术组织消除系统性波动，使生产过程重新回到受控状态。过程重新回到受控状态。v 系统性波动系统性波动异常波动异常波动3.2 过程能力分析过程能力分析http:/54工业工程导论工业工程导论操作者操作者 manman材料材料materialmaterial机器设备机器设备machinemachine工艺方法工艺方法methodmethod工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的因素归纳为因素归纳为“5M1E5M1E”测试手段测试手段measuremeasure

38、 环境条件环境条件environmentenvironment3.2 过程能力分析过程能力分析v 工序质量波动的影响因素工序质量波动的影响因素http:/55工业工程导论工业工程导论 nfnf 从大量的生产实践和科学试验中发现，在工序处于控从大量的生产实践和科学试验中发现，在工序处于控制状态下，偶然因素所引起的计量值波动的分布具有制状态下，偶然因素所引起的计量值波动的分布具有一定的规律。这种分布规律可以用一条理论曲线一定的规律。这种分布规律可以用一条理论曲线正态分布正态分布来表示。来表示。nf+-3.2 过程能力分析过程能力分析http:/56工业工程导论工业工程导论 过程能力是指过程加工质量

39、满足技术标准的能力。过程能力是指过程加工质量满足技术标准的能力。是生产过程在一定时间内，处于控制状态下，制造是生产过程在一定时间内，处于控制状态下，制造产品的质量特性值的产品的质量特性值的波动幅度波动幅度，又叫加工精度。，又叫加工精度。3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程能力过程能力161116212631364146515661667199.73%1234560-1-2-3-4-5-668.27%95.45%99.994%99.99994%99.9999998%http:/57工业工程导论工业工程导论3.2 过程能力分析过程能力分析A工序B工序A、B两个工序保两个工序保证质量的能力相证质

40、量的能力相同吗？同吗？http:/58工业工程导论工业工程导论 过程能力指数是反映过程能力指数是反映过程能力满足产品质量标准（规范、过程能力满足产品质量标准（规范、公差等）能力公差等）能力的参数。一般记做的参数。一般记做C CP P。 过程能力指数是过程能力指数是质量标准（公差）质量标准（公差）和和过程能力过程能力的比值。的比值。 过程能力过程能力指数越大，指数越大，说明过程能力说明过程能力越能越能满足技术要求满足技术要求, ,甚至有一定的能力贮备。甚至有一定的能力贮备。但是不能但是不能认为过程能力认为过程能力指数越大指数越大, ,加工精加工精度就越高或者说技术要求越低。度就越高或者说技术要求

41、越低。6TCp工序能力质量标准TBTL TU3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程能力过程能力指数指数http:/59工业工程导论工业工程导论3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程能力过程能力指数的计算指数的计算http:/60工业工程导论工业工程导论666ULULPTTTTTCSM ：公差分布中心：公差分布中心：样本分布中心：样本分布中心 T ：公差范围：公差范围TU ：上偏差：上偏差TL ：下偏差：下偏差3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程无过程无偏偏33LLPLTx TCS下 单 侧 ：36UUPUTTxCS上 单 侧 ：http:/61工业工程导论工业工程导论0.0250.01

42、510mmP某批零件轴颈键槽的设计尺寸为，通过随机抽样检验，经计算知样本的平均值 与公差中心重合，s=0.0067。求该工序的工序能力指数C 。0.025 0.0151666*0.0067ULTTTSSPC3.2 过程能力分析过程能力分析v 实例实例http:/62工业工程导论工业工程导论sTCkCTXTTkXTppkMM621;22/;3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程有过程有偏偏33LLPLTx TCS下 单 侧 ：36UUPUTTxCS上 单 侧 ：min,PkPUPLCCChttp:/63工业工程导论工业工程导论005.20990.19020.202LUMTTT009. 0014

43、.20MMTXTX，00. 1002. 06009. 0203. 062STCPK解：解：3.2 过程能力分析过程能力分析v 实例实例http:/64工业工程导论工业工程导论3.2 过程能力分析过程能力分析v 过程能力过程能力指数判断标准指数判断标准http:/65工业工程导论工业工程导论3.3 质量改进工具质量改进工具q一、因果图一、因果图q二、排列二、排列图图q三、直方图三、直方图q四、散布图四、散布图q五、数据分层五、数据分层q六、检查表六、检查表1234DirtOldTempFault12345Processhttp:/66工业工程导论工业工程导论3.3.1 因果图因果图http:/6

44、7工业工程导论工业工程导论3.3.1 因果图因果图v质量管理中的因果图画法质量管理中的因果图画法 从产品质量问题的结果出发，分析原因，顺藤摸瓜，从产品质量问题的结果出发，分析原因，顺藤摸瓜，步步深入，直到挖出具体根源为止。步步深入，直到挖出具体根源为止。 影响质量特性的原因可归纳为六大因素，即影响质量特性的原因可归纳为六大因素，即5M1E5M1E。 寻找大原因寻找大原因寻找大原因中的中原因寻找大原因中的中原因小原因小原因更更小原因。大原因不一定是主要原因，可用排列图确小原因。大原因不一定是主要原因，可用排列图确定主要原因。一张完整的因果图展开的层次至少应定主要原因。一张完整的因果图展开的层次至

45、少应有二层，一些情况下还可以有三层以上。有二层，一些情况下还可以有三层以上。http:/68工业工程导论工业工程导论3.3.1 因果图因果图结果方法人素质差人少设备材料环境大原因中原因更小原因小原因测量http:/69工业工程导论工业工程导论3.3.1 因果图因果图v实例：曲轴轴颈尺寸小原因分析实例：曲轴轴颈尺寸小原因分析为什么曲轴轴颈尺寸小硬度不一致硬度不一致操作者操作者教育教育没进行没进行没记住没记住机床机床未及时修未及时修正砂轮正砂轮工艺纪工艺纪律松弛律松弛平衡块平衡块松动松动控制机构控制机构的灵敏性的灵敏性震动大震动大电器电器失灵失灵材料材料热处理热处理材质不材质不合规格合规格量具校正

46、无标准轴量具校正无标准轴测量测量测量器测量器具配置具配置操作者未用读数量具操作者未用读数量具测头不干净测头不干净测量仪测量仪器精度器精度操作操作规格规格无作业标准无作业标准方法方法加工件加工件温度高温度高进给进给量大量大环境环境有杂质有杂质切削液切削液浓度低浓度低http:/70工业工程导论工业工程导论3.3.2 排列图排列图v排列图又称帕累托图，是分析和寻找影响质量主要排列图又称帕累托图，是分析和寻找影响质量主要因素的一种工具，原为意大利经济学家帕累托博士因素的一种工具，原为意大利经济学家帕累托博士所提出。所提出。v原理：原理：关键的少数和次要的多数关键的少数和次要的多数http:/71工业

47、工程导论工业工程导论3.3.2 排列图排列图v排列图的构成排列图的构成 纵坐标：左边表示频数，右边表纵坐标：左边表示频数，右边表示累计频率；示累计频率； 横坐标：表示影响质量的因素；横坐标：表示影响质量的因素； 矩形图：高度表示频数大小，由矩形图：高度表示频数大小，由大到小从左到右排列；大到小从左到右排列； 排列曲线：表示各项因素的累计排列曲线：表示各项因素的累计频率；频率； A B C D E F G H A B C D E F G H 其他其他频数频数( (件件) )频率频率(%)(%)A A类类B B类类C C类类80809090100100http:/72工业工程导论工业工程导论3.3

48、.2 排列图排列图 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 其他其他频数频数( (件件) )频率频率(%)(%)A A类类B B类类C C类类808090901001000 040408080120120160160200200252550507575 前前80%80%的因素归的因素归为为A A类；类； 80%-90%80%-90%的因素的因素归为归为B B类；类； 90%90%以后的因素以后的因素归为归为C C类；类； A A类即为关键的类即为关键的少数。少数。http:/73工业工程导论工业工程导论3.3.2 排列图排列图v例题：某厂生产的酒杯，从例题：某厂生产的酒杯，从12012

49、0个不合格产品中得个不合格产品中得到如下数据，请画出排列图，并指出影响产品不合到如下数据，请画出排列图，并指出影响产品不合格的主要因素。格的主要因素。缺陷原因缺陷原因数量数量比率（比率（% %）累计百分比（累计百分比（% %）划痕划痕868671.771.771.771.7气泡气泡141411.611.683.383.3缺口缺口10108.48.491.791.7污痕污痕7 75.85.897.597.5杂质杂质3 32.52.5100100合计合计120120http:/74工业工程导论工业工程导论3.3.2 排列图排列图v划痕与气泡两项原因划痕与气泡两项原因导致的不合格率达到导致的不合格率

50、达到83.3%83.3%，因此应该选，因此应该选择此两项进行改善，择此两项进行改善，重点是划痕。重点是划痕。http:/75工业工程导论工业工程导论1.直方图的概念：直方图的概念：直方图直方图(histogram)法是从总体中随机抽法是从总体中随机抽取样本，将从样本中获得的数据进行整理，从而找出数据取样本，将从样本中获得的数据进行整理，从而找出数据变化的规律性。变化的规律性。2.直方图的作用：直方图的作用：直观地看出产品质量特性值的分布状态直观地看出产品质量特性值的分布状态（平均值和分散情况），便于掌握产品质量分布情况；（平均值和分散情况），便于掌握产品质量分布情况；显显示质量波动状态，判断工

51、序是否稳定示质量波动状态，判断工序是否稳定 ；确定改进方向；用；确定改进方向；用以调查工序能力和设备能力。在直方图上标出公差线或标以调查工序能力和设备能力。在直方图上标出公差线或标准值，可以定量地调查工序能力和设备能力。准值，可以定量地调查工序能力和设备能力。 3.3.3 直方图直方图http:/76工业工程导论工业工程导论3.绘制直方图的步骤：绘制直方图的步骤： 收集数据收集数据 确定极差确定极差R 确定分组的组数和组距确定分组的组数和组距 确定各组上、下限确定各组上、下限 作频数分布表作频数分布表 求组中值求组中值xi和变换组中值和变换组中值ui 求平均值和标准差求平均值和标准差 画直方图

52、画直方图 直方图的空白区域，标明有关数据资料，如数据个数，直方图的空白区域，标明有关数据资料，如数据个数，平均值等平均值等3.3.3 直方图直方图http:/77工业工程导论工业工程导论0.30.130162016172219242014162217171913171514119171317182721242216151120261413221416162025191615211810191512131917158201461112161891320101610191321152514915201671398131216191429181413181026172316241815v例题：例题：

53、已知某零件的外径尺寸的标准为已知某零件的外径尺寸的标准为 ，在加，在加工过程中抽取工过程中抽取100个零件，测得外径尺寸数据如下表所个零件，测得外径尺寸数据如下表所示，试用直方图分析示，试用直方图分析。3.3.3 直方图直方图http:/78工业工程导论工业工程导论散布图又称相关图，是描述散布图又称相关图，是描述两个因素之间关系两个因素之间关系的图形。它的图形。它的用途一方面可以发现和确认两组数据之间的关系并确定的用途一方面可以发现和确认两组数据之间的关系并确定两组相关数据之间预期的关系，另一方面可通过确定两组两组相关数据之间预期的关系，另一方面可通过确定两组数据、两个因素之间的相关性，寻找问

54、题的可能原因，从数据、两个因素之间的相关性，寻找问题的可能原因，从而对质量进行改进。而对质量进行改进。1.散散布布图图的概念：的概念：3.3.4 散布图散布图http:/79工业工程导论工业工程导论2.散布图散布图的绘图步骤：的绘图步骤： 选定分析对象选定分析对象 收集数据，填入数据表收集数据，填入数据表 在坐标纸上建立直角坐标系在坐标纸上建立直角坐标系 描点描点 当散布图上出现明显偏离其他数据点的异常点时，当散布图上出现明显偏离其他数据点的异常点时，应查明原因，以便决定是否删除或校正应查明原因，以便决定是否删除或校正 判读散布图的相关性判读散布图的相关性3.3.4 散布图散布图http:/8

55、0工业工程导论工业工程导论批号添加剂A（g）产出率（）批号添加剂A（g）产出率（）18.788.7168.489.429.291.1178.286.438.691.2189.292.249.289.5198.790.958.789.6209.490.568.789.2218.789.678.587.7228.388.189.288.5238.990.898.586.6248.988.6108.389.6259.392.8118.688.9268.787.2128.988.4279.192.5138.887.4288.791.2148.487.4298.888.2158.889.1308.990

56、.43.3.4 散布图散布图v例题：例题：下表下表列出了添加剂的重量和产出率的数据，请列出了添加剂的重量和产出率的数据，请根据这些数据描绘出散布图并进行分析。根据这些数据描绘出散布图并进行分析。http:/81工业工程导论工业工程导论分门别类1.数据分层的原则：数据分层的原则：按操作者或作业方法分层按操作者或作业方法分层 按机器设备分层按机器设备分层 按不同时间分层按不同时间分层 按原材料分层按原材料分层 按作业环境状况分层按作业环境状况分层 按不同的检验方法、手段、人员分层按不同的检验方法、手段、人员分层 3.3.5 数据分层数据分层http:/82工业工程导论工业工程导论2.数据分层的步骤

57、：数据分层的步骤：收集数据收集数据 根据不同的目的，选择分层标志根据不同的目的，选择分层标志 根据不同分层标志对数据进行分层根据不同分层标志对数据进行分层 按层归类统计按层归类统计 画分层统计图表或分层进行统计分析画分层统计图表或分层进行统计分析 3.3.5 数据分层数据分层http:/83工业工程导论工业工程导论1.检查表的定义：检查表的定义：检查表又叫调查表、核对表、统计分析表。它是用来系检查表又叫调查表、核对表、统计分析表。它是用来系统地收集资料（数字与非数字）、确认事实并对资料进统地收集资料（数字与非数字）、确认事实并对资料进行粗略整理和分析的图表。行粗略整理和分析的图表。2.检查检查

58、表绘制步骤：表绘制步骤：3.3.6 检查表检查表（1）确定收集资料的具体目的（将要解决的问题）。）确定收集资料的具体目的（将要解决的问题）。（2）确定为达到目的所需收集的资料。）确定为达到目的所需收集的资料。（3）确定对资料的分析方法（如应用哪些统计技术）以及分析）确定对资料的分析方法（如应用哪些统计技术）以及分析资料的负责人。资料的负责人。（4）编制用于记录资料的表格。表格应包括以下栏目：收集人、）编制用于记录资料的表格。表格应包括以下栏目：收集人、收集地点、收集时间、收集方式等等。收集地点、收集时间、收集方式等等。（5）通过收集和记录某些资料来试用表格。）通过收集和记录某些资料来试用表格。

59、（6）必要时，评审并修订表格。）必要时，评审并修订表格。http:/84工业工程导论工业工程导论4、检验质量、检验质量工程工程q质量检验概述质量检验概述q抽样检验的方法抽样检验的方法http:/85工业工程导论工业工程导论质量检验是指对产品的一种或多种质量特性进行质量检验是指对产品的一种或多种质量特性进行的测量、检查、试验或度量并将结果与规定的质的测量、检查、试验或度量并将结果与规定的质量要求进行比较，以确定每个质量特性的符合性量要求进行比较，以确定每个质量特性的符合性的活动。的活动。质量检验包括四个基本要素：质量检验包括四个基本要素： u度量：采用一定的测量方法测定产品的质量特性度量：采用一

60、定的测量方法测定产品的质量特性 u判别：根据比较结果，对检验项目或产品作出合格性判定判别：根据比较结果，对检验项目或产品作出合格性判定 u比较：将测定结果同质量标准进行比较比较：将测定结果同质量标准进行比较 u处理：对单件受检产品，决定合格放行还是不合格返工、处理：对单件受检产品，决定合格放行还是不合格返工、返修或报废返修或报废 4.1 质量检验概述质量检验概述http:/86工业工程导论工业工程导论v质量检验的内容质量检验的内容生产操作的质量检验生产操作的质量检验外购件及其保管的质量检验外购件及其保管的质量检验工序的质量检验工序的质量检验成品及其包装的质量检验成品及其包装的质量检验4.1 质