第十章 质量控制技术

1、第十章 质量控制技术河南科技大学管理学院章节内容 了解质量管理的发展历程； 了解ISO9000族标准的基本内容及其与质量管理体系的关系； 熟悉并掌握质量管理的概念及其内涵，全面质量管理的基本内容； 理解一些基本的质量控制技术和质量控制工具，并能熟练应用这些技术。质量堤坝质质量量堤堤坝坝人人类类社社会会我们生活在质量堤坝的后面。我们生活在质量堤坝的后面。美国著名质量管理专家朱兰美国著名质量管理专家朱兰如果99.9%已经足够好的话 每天会有12个新生儿被错交到其它婴儿的父母手中； 每小时会有18322份邮件发生投递错误； 每年会有114500双不成对的鞋被装船运走； 今年会有20 000个误开的处

2、方； 资料来源：ASQ美国质量学会那么，99.9999%足够好了吗？ 美国阿波罗登月计划共有560万个零部件，如果其零部件的质量合格率为99.9999%的话只能做太空鲁滨逊了，只能做太空鲁滨逊了，伪劣零件害死人啊！伪劣零件害死人啊！ 那么火箭上天之后将有6000多个零件出现故障问题？公司的产品质量参差不齐，如何才能将产品质量保持在高水平呢？质量概念 朱兰（Joseph M. Jurlan）：从消费者角度出发，把质量的定义为“适用性”，即产品和服务满足规定或潜在需求能力的特征和特征之和。 克劳斯比：从生产者角度出发，把质量概括为产品符合要求的程度。 ISO8402-94质量管理和质量保证术语中，

3、把质量定义为：反应实体满足明确或隐含需要的能力的特征之和。v一般有形产品的质量特性有：产品满足使用目的所具备的技术特性。：产品在规定的使用条件下完成规定功能的工作总时间。：产品在规定的时间内，在规定的条件下，完成规定功能的能力。：产品在制造、储存和使用过程中保证人身与环境免遭危害的程度。：产品从设计、制造到整个产品使用生命周期的成本大小，具体表现为用户购买产品的售价和使用成本。质量特性v 无形的服务性产品，质量特性需参见服务属性：无形性同时性非同质性不可存储性高客户接触性质量特性为了实现组织的质量目标而进行的一系列与质量有关的诸如计划、组织、领导、控制等质量活动。质量管理需考虑如下因素： 质量

4、管理必须是各级管理者的职责，但必须由来指导； 质量管理包括确定质量方针和目标、确定岗位职责和权限、建立质量体系等方面的所有活动； 质量管理是通过质量策划、质量控制、质量保证和质量改进来实现的； 应在质量要求的基础上，充分考虑质量成本等经济因素。质量管理概念v 质量管理的相关活动包括： 质量目标：组织在质量方面所追求或作为目的的事物。 质量方针：由组织的最高管理者正式颁布的、该组织的总的质量宗旨和方向。 质量策划：产品策划、管理和作业策划、编制质量计划和做出质量改进规定。 质量控制：致力于达到质量要求部分，是致力于满足质量要求的活动。 质量保证：致力于对达到质量要求提供信任的部分。 质量改进：致

5、力于增强满足质量要求的能力。质量管理概念 质量检验阶段 统计质量控制阶段 全面质量管理阶段 社会质量管理阶段质量管理发展历程质量管理发展历程 最早提出全面质量管理的是费根堡姆，他给全面质量管理所下的“定义”是： 为了能够在最经济的水平上，并考虑到充分满足顾客要求的条件下进行市场研究、设计、制造和售后服务，把企业内各部门的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成为一体的一种有效的体系。 这个定义主要强调了以下三方面： 1这里的“全面”是相对于统计质量控制中的“统计”而言的。 2这里的“全面”还相对于制造过程而言。 3产品质量应当是“最经济的水平”与“充分满足顾客要求”的统一。 质量管理全面质量管理

6、（TQM） 全面质量管理的特点： 全员参与的质量管理：全部员工都要参与到质量改进活动； 全过程的质量管理：将生产运营的全过程纳入到质量管理的范畴，对产品创意、研发、制造、销售、服务全过程的质量管理。； 管理对象的全面性：不仅是产品的质量管理，而且包括员工的质量管理，对影响质量的因素进行全面控制（5M1E）； 管理方法的全面性：不仅运用数理统计方法外，还需要运用其他相关技术，例如：信息技术、控制技术、网络计划技术、通信技术等。多技术协调，实现统筹化、系统化管理。 企业效益的全面性：经济效益和社会效益的和谐统一。质量管理全面质量管理（TQM）ISO9000族标准概念 国际标准化组织(Interna

7、tional Organization for Standardization,ISO) ISO9000是质量管理体系标准的序列号 ISO9000族标准：由国际标准化组织质量管理和质量保证技术委员会（ISO/TC 176）制定的所有国际标准。 2000版ISO9000族标准由4个核心标准、1个支持性标准、7个技术报告和3个小册子四大部分组成： ISO9000：2000质量管理体系-基本原理和术语 ISO9001：2000质量管理体系-要求 ISO9004：2000质量管理体系-业绩改进指南 ISO19011：2001质量和环境管理体系审核指南 1个支持性标准：ISO10012质量控制系统 7个

8、技术报告：ISO/TR10005质量计划编制指南、ISO/TR10006项目管理指南、ISO/TR10007技术状态管理指南、ISO/TR10013质量管理体系文件指南、ISO/TR10014质量经济性管理指南、ISO/TR10015教育和培训指南、ISO/TR10017ISO9001：1994中的统计技术指南 3个小册子：质量管理原则、选择和使用指南、小型组织实施指南ISO9000族标准概念 以顾客为关注焦点 领导作用 全员参与 过程方法 管理的系统方法 持续改进 基于事实的决策方法 与供方的互利关系ISO9000族标准质量管理原则质量控制技术质量波动 生产实践证明，无论用多么精密的测量设备

9、和生产工具，采用多么高超的操作技术，即使由同一操作工人、在同一台设备上、采用相同的生产工具和方法、制造相同材料的同种产品，其加工出来的质量特性总是有一点差异，这种差异称为。质量波动可分为： 正常的质量波动：由普通原因形成，普通原因指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因。不能被操作人员控制，只能由技术人员、管理人员控制在公差范围内； 异常的质量波动：由特殊原因形成，特殊原因指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，它的出现会造成过程的分布改变。应由操作人员发现并纠正。 数据统计：借助一定的统计手段和统计工具，对生产过程中的质量数据进行收集、记录、整理和分析数据变异并

10、以此进行质量推断的一系列过程。 借助数据统计和数据分析，可以反映产品和服务的质量特征、比较质量波动的差异、分析造成波动的各种原因、不同原因的之间的关系及其对质量的影响程度。质量控制技术数据统计 质量管理的一项主要工作是通过收集数据、整理数据等统计数据工作，找出波动的规律，把正常波动控制在最低限度，消除系统原因造成的异常波动。 质量控制：把实际测得的质量特性与相关标准进行比较，并对出现的差异或异常现象采取相应措施进行纠正，从而使工序处于控制状态。质量控制技术质量控制 质量控制的步骤： 选择需要进行质量控制的对象； 选择需要监测的质量特性值； 确定规格标准，详细说明质量特性； 选定能准确测量该特性

11、值的监测仪表，或自制测试手段； 进行实际测试并做好数据记录； 分析实际与规格之间存在差异的原因； 采取相应的纠正措施。质量控制技术质量控制 直方图是用于质量控制的一种质量数据分布图形。 把从工序中收集来的数据的离散分布情况用竖条在图表中标出，根据质量数据的频数分布形态，在不断缩小的范围内寻找出现质量问题的区域，从中得知数据平均水平偏差并判断总体质量分布情况。质量控制技术直方图质量控制技术直方图例：某轧钢厂生产某种厚度的钢板，要求厚度h为15.01.0mm，从生产的批量中随机取样，测得数据见表10-3。试用直方图对生产过程进行统计分析。表10-3 50块样本钢板厚度1、收集数据：在5M1E充分固

12、定并加以标准化的情况下，从该生产过程收集N个数据。N应不小于50，最好在100以上。本例测得50块钢板的厚度如表所示。其中Li为第i行数据最大值，Si为第i行数据最小值。2、找出数据中最大值L、最小值S和极差R L = MaxLi =15.9，S = MinSi = 14.2，R = S - L = 1.7 区间S，L称为数据的散布范围3、确定数据的大致分组数K： 可按照经验公式K=1+3.322lgn确定。本例取K=6质量控制技术直方图4、确定分组组距h: h = R/K = 1.7/6 = 0.35、计算各组上下限 首先确定第一组下限值，应注意使最小值S包含在第一组中。 第一组下限值为：S

13、 - h/2 = 14.2 - 0.15 = 14.05 然后依次加入组距h，便可得到各组上下限值。6、计算各组中心值bi、频数fi和频率pi bi = （第i组下限值 + 第i组上限值）/ 2 频数 fi 就是N个数据落入第i组的数据个数 频率pi = fi / n质量控制技术直方图质量控制技术直方图质量控制技术直方图7、绘制直方图 以频数为纵坐标，数据观测值为横坐标，以组距为底边，数据观测值落入各组的频数fi(或频率pi)为高，画出一系列矩形，这样就得到图形为频数（或频率）的直方图，简称为直方图。 从直方图可直观地看出产品质量特性的分布形态，便于判断产品是否处于控制状态，以决定是否需要采取

14、相应对策措施。 直方图分为正常型和异常型。正常型是指整体形状呈左右对称的图形，此时过程处于稳定状态。异常型有以下6种形态。 双峰型 锯齿形 陡壁型 偏态性 平台型 孤岛型质量控制技术直方图（1 1）双峰型）双峰型往往是由于两个不同的分布混在一起所造往往是由于两个不同的分布混在一起所造成的，如有一定差别的两台机床或两种原材成的，如有一定差别的两台机床或两种原材料所生产的产品混在一起。这时应按照数据料所生产的产品混在一起。这时应按照数据的不同性质进行分层，再做分层后的直方图。的不同性质进行分层，再做分层后的直方图。质量控制技术直方图（2 2）锯齿型）锯齿型可能是因为做直方图的可能是因为做直方图的过

15、程中分组过多或测量读过程中分组过多或测量读数有误等原因造成的。数有误等原因造成的。质量控制技术直方图主要原因是进行全数检主要原因是进行全数检查，使用了不合格品的产查，使用了不合格品的产品数据作直方图品数据作直方图。（3 3）陡壁陡壁型型质量控制技术直方图（4 4）偏）偏态态型型左偏型左偏型右偏型右偏型质量控制技术直方图通常是由于产品的公差是单侧标准，通常是由于产品的公差是单侧标准，或者某种加工习惯等原因所造成的，或者某种加工习惯等原因所造成的，或者修过的产品。或者修过的产品。（5 5）平）平台台型型这往往是由于生产过程中某种缓这往往是由于生产过程中某种缓慢的带有变动倾向的因素在起作用慢的带有变

16、动倾向的因素在起作用所造成的，如工具的磨损、操作者所造成的，如工具的磨损、操作者疲劳等。疲劳等。质量控制技术直方图（6 6）孤岛形）孤岛形这往往表明工序质量有异常，往往这往往表明工序质量有异常，往往是原材料有变化，或者短时期内由不是原材料有变化，或者短时期内由不熟练工人替班操作，或测量有误等原熟练工人替班操作，或测量有误等原因造成的。因造成的。质量控制技术直方图 控制图（control chart）又叫管理图。应用控制图可以对工序过程状态进行分析、预测、判断、监控和改进，实现预防为主的过程质量管理。 控制图上标有中心线和控制上、下限，控制界限是判断工序过程状态的判别标准。一般说来，控制界限不应

17、超出公差界限。质量控制技术控制图上控制线下控制线时间UCLCLLCL测量值测量值中心线质量控制技术控制图 控制图的基本原理是把生产过程中引起产品质量波动的各种因素分为两类：随机性（偶然）因素和非随机性（系统性）因素，利用统计计量检验母体和标准偏差是否发生显著变化的原理控制的。 正态性假设：当生产过程处于控制状态时，则该生产过程生产出来的产品质量特性值，在生产过程中的波动服从某个确定的正态分布N（，2）。 3准则：若质量特性值服从正态分布N（，2），则无论平均值和标准偏差取何值，质量特性值落在3之间的概率为99.73%。控制图中中心线CL=，上控制线为+3，下控制线为-3。 小概率原理：小概率原

18、理是指小概率事件一般不会发生。由3准则可知，质量特性值落在控制线以外的概率为0.27%。若超出了控制线，则认为生产过程发生了异常变化。质量控制技术控制图v 控制图的两类错误 第一类错误：在当生产过程处于受控状态，工序能力充足，质量特性值或其统计量服从正态分布时，虽然观测数据点落在控制界限外的概率只有0.27%（3控制图），但由于样本的随机性，仍有可能会发生。当0.27%的小概率事件真的发生时，将会导致“生产过程失控”的错误判断。称这一类因虚发信号而造成的错误判断为控制图的第一类错误。会引起不必要的停产检查，将导致相应经济损失。 第二类错误：当系统性质量因素影响生产过程而使工序质量失控时，由于样

19、本的随机性，仍会有一定比例的观测数据点落在控制界限内。当这种情况发生时，将会导致“生产过程正常”的错误判断。称这一类错误为控制图的第二类错误。会导致大量废品产生。质量控制技术控制图v 控制图的分析与判断：用控制图监视和识别生产过程的质量状态，就是根据样本数据形成的样本点的位置及变化趋势对工序质量进行分析和判断。1、表示受控状态的控制图的特点：在受控状态下，生产过程只受偶然性因素的影响。工序质量波动在控制图上的正常表现为：所有样本点都在控制界限内；位于中心线两侧的样本点数目大致相同；越近中心线，样本点越多。在中心线上、下各一个的范围内的样本点约占2/3, 靠近控制界限的样本点极少；样本点在控制界

20、限内的散布是独立随机的，无明显规律（周期性）或倾向（连续上升或下降）。质量控制技术控制图 考虑到在受控状态下仍有小概率出现样本点超出控制界限的情况，为了减少错误判断的风险，对于下列情况仍可认为生产过程处于受控状态（当然，此时仍应及时找出界外点的产生原因）：连续25个样本点在控制界限内；连续35个样本点中仅有一个超出控制界限；连续100样本点中，至多只有两个样本点超出控制界限。质量控制技术控制图2、表示失控状态的控制图的特点： 表示失控状态的控制图的典型特点是有较多样本点超出控制界限，或样本点在控制界限内的散布显示非随机独立的迹象。对于前者，可参考受控状态的要求进行分析与判断；对于后者，则可细分

21、为下面四种具体情况：质量控制技术控制图 有多个样本点连续出现在中心线一侧： 连续11点有10点在中心线一侧。 连续14点有12点在中心线一侧。 连续20点有16点在中心线一侧。 出现连续上升或下降的8点链； 有多个样本点接近控制界限； 上、下控制界限内侧一个的范围称为警戒区。 5点链中至少有2点落在警戒区内 7点链中至少有3点落在警戒区内 10点链中至少有4点落在警戒区内质量控制技术控制图 例：某公司新引进一台自动裁切设备，该设备可自动裁切出长度为49.50mm的产品，对该产品的长度要求为49.500.10mm，为对该设备生产过程实施连续控制，试设计均值极差控制图。（参见书本P284）质量控制

22、技术控制图v 遵循帕雷托“关键的少数，次要的多数”的观点，在众多的影响产品质量的因素中找到关键的因素。A类因素：080% 主要因素B类因素：80%90% 次主要因素C类因素：90%100% 次要因素质量控制技术排列图件数件数0 原因原因 原因原因 原因原因 原因原因 原因原因 0 100%90%80%70%60%50%质量控制技术排列图质量控制技术因果图因果分析图是以结果作为特性，以原因作为因素，在它们之间用箭头联系表示因果关系。特特征征大原因大原因中原因中原因小原因小原因 数据分层就是把性质相同的、在同一条件下收集的数据归纳在一起，以便进行比较分析。 为迅速有效地解决问题而在整个过程中按一定

23、层次进行比较。质量控制技术分层法 散布图又称相关图法、简易相关分析法。散布图是把两个变量之间的相关关系用直角坐标系表示的图表。它根据影响质量特性因素的各对数据，用点填列在直角坐标图上，以观察判断两个质量特性值之间的关系，对产品或工序进行有效控制。 质量控制技术散布图xyO质量控制技术散布图xyr =1r = -1yxyyxx0 r 1-1 r 0质量控制技术散布图 yx r = 0质量控制技术散布图 检查表，又称统计分析表、核查表、调查表，是利用统计表对数据进行整理和初步分析原因的一种工具，其格式可多种多样，下表是其中的格式之一。这种方法虽然较简单，但实用有效。 质量控制技术检查表质量控制技术检查表 关联图，又称关系图，是用来分析事物之间“原因与结果”、“目的与手段”等复杂关系的一种图表