过程能力分析和过程改进课件

1、过程方法和过程控制张守真20098自我介绍姓名：张守真1、山东大学研究生导师、山东大学质量研究中心研究员 2、中国认可协会（CCAA）注册审核员面试考官3、全国质量经理推进委员会专家委员会委员4、全国6SIGMA推进委员会专家委员会委员（6SIGMA黑带）5、中国质量协会学术和培训委员会委员6、国家注册质量工程师培训教师7、国家注册工业产品生产许可证审查员培训教师8、国家注册工业产品生产许可证高级审查员9、质量管理体系国家注册高级（验证）审核员10、国家注册环境管理体系、职业安全卫生体系审核员11、上海朱兰学院、天津质量研究中心研究员12、中国质量检验协会专家委员会委员Z 1306504669

2、7过程能力分析和过程改进（第八章）张守真2009学习目标1、讨论过程产出方面的顾客之声或顾客规格界限；2、阐述和说明绩效规格；3、阐述和说明技术规格，包括单元规格、可接受的质量水平规格和分布规格；4、讨论绩效规格和技术规格之间的差异；5、讨论关于技术规格一致性足以实现可接受质量水平的谬论；学习目标6、讨论过程之声或过程的产出；7、讨论过程能力研究在比较过程之声(或过程续效)与顾客之声(或顾客需求)时的重要性和应用情况；8、描述和说明属性型特征值过程能力研究；9、描述和说明计量型过程能力研究，并对稳定过程产出的标准界限和规格界限进行比较；学习目标10、阐述和说明过程能力指数；11、描述和说明两种

3、类型的过程改进研究：属性型改进研究和计量型改进研究；12、讨论和说明质量改进情节，说明如何向管理层展示过程能力与过程改进研究方面的应用情况；13、学习70种为了改进过程所需要的观念转变。引 言过程能力研究可以确定过程的稳定性，调查不稳定性的各种根源，确定它们的成因并采取措施消除这些不稳定性的根源。不稳定根源从过程中消除之后，过程的标准行为就称为过程能力。引 言过程能力比较了过程的产出（称为“过程之声”）和顾客对产出要求的规格界限（称为“顾客之声”）。在进行改进之前，过程必须具有既定的过程能力，因此，过程能力研究必须在过程改进研究有机会获得成功之前完成。引 言过程改进研究紧随着戴明循环(Demi

4、ng Cycle)，即PDCA循环（计划、执行、检查和行动）。首先，管理人员制定计划来降低顾客需求(顾客之声)和过程绩效(过程之声)之间的差异。其次，他们使用有计划的试验来检测计划的有效性。再次，他们收集数据并研究上述试验的结果，确定计划或修正后的流程图能否降低顾客需求和过程绩效之间的差异。引 言最后，如果收集的数据显示计划可以实现目标，那么修正后的流程图就可以通过“最优方法”和培训实现标准化，而且计划的负责人就会返回戴明循环的计划阶段，努力发现可以进一步降低顾客需求和过程绩效之间差异性的修正流程图。如果收集的数据显示计划无法实现目标，计划的负责人就要返回戴明循环的计划阶段，努力寻找可以降低顾

5、客需求和过程绩效之间差异性的另一种修正流程图。因此，戴明循环意味着永不停止的过程和质量改进。引 言本章分为五个小节：规格、过程能力研究、过程改进研究、质量改进情节和质量改进可能需要转变的70个观念。其中，在质量改进时可能需要转变的70个观念仅仅是一种建议，或者说是一种拓宽思路的探索，不必要也不可能照抄照搬、对号入座，只是在进行质量改进时可以参考；质量改进情节是一种帮助质量管理人员向管理层展示过程能力和过程改进研究的有效形式。第一节规格(顾客之声) 规格(顾客之声)顾客之声分为两大类别：1、性能规格；2、技术规格。9.1.1 性能规格性能规格主要关系到顾客的需求或需要。任何不完美的东西都是无法接

6、受的。 9.1.2 技术规格技术规格描述的是产品交接时顾客对产品质量特点的期望价值，共有三种类型：单元规格；可接受的质量水平规格；分布规格。、单元规格单元规格确定了应用于单个产品或单项服务的界限。如果单个产品或单项服务在这个界限范围之内，那么它们就可以看做是符合规格，这就是质量的临界观点。单元规格由两部分组成，而这两部分共同形成另一个部分。单元规格单元规格的第一部分是标称值，这是顾客所要求的过程绩效的期望价值。理想的情况是，如果所有的质量特性都等于标称值，那么产品和服务在它们的生命周期中都会达到预期效果。单元规格的第二部分是公差，即允许产品或服务稍微偏离工程师确定的标称值，但不能影响它们在生命

7、周期中的基本功能。公差可以增加或减少产品或服务的标称值。单元规格单元规格的第三部分是规格界限，或者是通过增加或减少标称值所构建的界限，可能会具有双重性的规格界限：USL=标称值+公差值LSL=标称值-公差值在这里，USL是指规格上限，而LSL是指规格下限，或者是单侧的规格界限，即仅有规格上限或者规格下限。标称值和规格界限形成了顾客之声。单元规格从我们前面讨论的持续减少偏差的理论中，我们可以看出现代管理的目标不应该仅仅满足于百分之百地符合规格（即零缺陷），而是永远不要停止在规格界限范围内减少过程差异的改进，以便促使所有的产品及服务尽可能地接近标称值。这就是田口的质量损失函数阐述的概念。单元规格随

8、着过程差异的逐渐减少，产品的质量特性将会越来越趋近标称值。在大部分产品的质量特性达到或接近标称值的情况下，规定的公差就会变得越来越不重要，过程输出结果不仅仅在规格界限之间，而且尽量靠近标称值。 、可接受的质量水平规格可接受的质量水平(AQL)规格表示大多数个体产品或服务必须满足的要求，但允许一部分个体超出这种要求。AQL规格更像是单元规格，除了它们独特的消极特点，即它们正式允许生产过程中出现一定比例的残次产品或服务。、分布规格分布规格确定了各种产品或服务质量的可以接受的数据分布。在分析型研究中，分布是根据其平均值、标准差和形状来定义的。分布要求是使用过程语言来陈述的，可以推动过程的不断改进。、

9、区分性能规格和技术规格性能规格在企业中并不常用，相反，技术规格的使用率比较高。不过，这样可能会造成很多重大问题，因为技术规格可能无法产生顾客所需要的能力。技术规格一致性可以确定质量的谬论仅仅符合规格界限还不足以实现可以在市场上展开有效竞争的质量水平。管理层必须不断努力在规格界限内围绕标称值减少过程变异，以便达到无差异的程度，这是生产出能达到顾客期望功能的产品或服务的基本要求。第二节过程能力研究 过程能力研究共有两种类型的过程能力研究：计数型过程能力研究；计量型过程能力研究。9.2.1 计数型过程能力研究对于过程能力参数为计数型数据的情况，例如使用量规检验产品，把产品区分为合格（品）或不合格（品

10、）的情况，计量型数据又分为计件值数据和计点型数据。计数型过程能力研究从不合格品率或不合格率方面确定过程的能力，这种研究中使用的主要工具是第6章讨论的计数控制图及其他分析工具。9.2.1 计数型过程能力研究9.2.1 计数型过程能力研究这种研究类型的缺点在于其虽然从规格入手，但没有明确说明无法达到这些规格的原因。例如：以p控制图采用的数据类型研究过程能力指数为例，p控制图没有表明产生不合格品的原因是过程脱离标称值或过于接近规格界限、过程存在过多的产品之间的变化或者过程的平均数或极差不稳定。此外，因为p控制图对过程中的变化或趋势相对不敏感，所以有些问题在长时间内很难发现，以至于它们在查出来之前已经

11、造成很多不合格品。9.2.2 计量型过程能力研究计量型过程能力研究主要确定过程满足顾客所要求的规格的能力，这种研究中使用的主要工具是第7章中讨论的计量型控制图和其他分析工具。计量控制图主要用于稳定过程，以便我们确定正常上限和下限。 过程的正常界限正常界限是通过在过程中心线上增加或减少过程标准差的三倍而计算出来的。通常来说，任何计量控制图的正常上限和下限分别是： 注意：这不是控制图的控制界限！注意：这不是控制图的控制界限！注意：这不是控制图的控制界限！正常界限与控制界限要注意区别正常界限UNL和控制界限UCL的区别；正常界限UNL是没有考虑中心极限定理的界限；控制界限UCL是在考虑了中心极限定理

12、之后确定的界限；两者在概念上的区别是平均值的运算问题。正常界限与控制界限正常界限：控制界限：正常界限与控制界限在过程能力分析时，我们使用的是正常界限。在控制图时，我们使用的是控制界限。注意不要混淆！过程能力过程能力又称为三倍的标准差，如果用PC来表示过程能力，那么过程能力可表示为：注意：过程能力与过程能力指数的区别！计量型过程能力研究的优点计量型过程能力研究的优点是可以提供多种信息；这些研究对于过程中的变化非常明显，有助于在它们造成问题之前检查出相关趋势或变化；计量型过程能力研究可以检测规格界限是否合理。计量型过程能力研究的缺点计量型过程能力研究的缺点是数据的获取和计算比较麻烦。9.2.3 过

13、程能力分析的数据要求与控制图的要求一样，过程能力分析是针对大批量连续生产的过程的，如果是单件小批量生产、新产品的小批量试生产，很难进行过程能力分析。计数型过程能力研究计数型过程能力研究需要大量的数据。通常来讲，这种研究至少要包括三个不同的班次，而且不同班次都要包括至少25个样本，每个样本应该包含50100个个体（样品）。这条经验法则的基础是经验理论和统计理论。计量型过程能力研究计量（变量）型过程能力研究需要的数据要比计数型过程能力研究少很多，不过，独立的计量型过程能力研究能够用于分析可能造成个体不合格的质量特性。计量型过程能力研究作为一条经验法则，计量型过程能力研究应该包括至少二个不同的班次。

14、第一个班次应该包括50个样本，每个样本含35个个体，第二个或第三个班次（如果有第三个的话）应该包括25个样本，每个样本含35个个体。9.2.4 计数型过程能力研究的例子稳定的计数（属性）型控制图的中心线应该用做总体过程能力的估计值；但是这里有一条很重要的附加条件，即总体过程能力的估计值不够准确，无法得出产品不合格的原因或潜在原因。 例 子为了举例说明计数型过程能力研究，假设一名数据录入部门经理完成了关于顾客满意度的调研，他希望从错误录入的比率方面确定本部门数据录入的能力。这名经理决定选择每天前200行代码作为样本，审查其中错误之处，然后建立p控制图。表9-1（数据见附件：正文9-1）是最初的原

15、始数据，图9-2列出了最初的过程控制图，后面的部分揭示出在第8天(14行错误)和第22天(15行错误)曾发生过不属于整个体系的某些特殊情况，由此造成了这些错误。改进前改进后9.2.5 计量型过程能力研究的例子为了举例说明计量型过程能力研究，我们以一家计划从零售商那里购买凸轮轴的汽车制造商为例。购买者所关心的是漆光、直径和硬度，以及该凸轮轴的其他质量特点。汽车制造商与凸轮轴零售商之间的合同规定，凸轮轴的凸轮部分的淬火(一种热处理工艺)厚度为7.0毫米(标称值)，并以不超过2.5毫米的差量分布在平均数两边，这就是分布规格(顾客之声)。此外，合同还要求零售商提供能证明统计过程控制的过程能力研究。因此

16、，管理层的目标是减少凸轮轴之间的淬火厚度的差异，并把过程的平均淬火厚度调整为期望的7.0毫米(过程之声)。图9-5 发动机中的凸轮轴改进前图9-7 研究失控点的因果图关于Z值的计算在不考虑偏移的情况下，上、下公差界限与中心线的差，与总体标准差的比值，一般表示为：或关于Z值的计算z值与过程能力指数一样都是表示过程满足技术要求的能力，当过程能力指数Cp=1时，两边的z值都等于3。所以当 z小于3时，就可以认为过程能力不足。改进后图9-9 凸轮轴工序的能力分析9.2.6 控制界限、正常界限与规格界限的关系正常界限和控制界限正常界限和控制界限这个问题也可以这样理解：在作控制图时使用的标准差是考虑了中心

17、极限定理的标准差，而在单值控制图和过程能力分析时使用的标准差就没有考虑这个因素。这是控制界限和正常界限的主要区别。正常界限和规格界限正常界限(过程之声)和规格界限(顾客之声)在稳定过程中可以相互参照，因为它们都是针对所研究过程的产出个体进行测评的。对于正态稳定过程来说，正常界限和规格界限之间共有四种关系。每种关系都使用正态分布来表现出来。关系一过程的正常界限处于规格界限内部，而过程中心与标称值的中心重合。详见图9-10a。关系二过程的正常界限处于规格界限内部，而过程中心偏离标称值的中心。详见图9-10b。关系三过程的正常界限处于规格界限外部，而过程中心与标称值的中心重合。详见图9-10c。 关

18、系四过程的正常界限处于规格界限外部，而过程中心偏离标称值的中心。详见图9-10d。 正常界限和控制界限第5章的5.1.2讨论了过程的四种状态（混乱、混乱边缘、临界状态、理想状态）：关系一和关系二代表了过程的理想状态；假定关系一和关系二之间具有同样的变量，那么关系一就更可取。关系三和关系四代表了过程的临界状态；假定关系三和关系四之间具有同样的变量，关系三代表了更可取的情况。控制界限和规格界限不论在哪种情况下，规格界限都不能显示在控制图中。这是因为，虽然控制界限适用于过程统计，但规格界限适用于过程产出的个体（或其他质量特点）。不过，规格界限有时候可以列示在单值控制图中，因为在这种情况下，控制界限的

19、基础是容量为1的子组，也就是个体价值。9.2.7 计量数据的过程能力指数很多控制图使用者的共同愿望是能够确定过程的能力，以便使过程的输出符合顾客的要求（顾客之声）。这种统计数据是可以得到的，被称为过程能力指数。我们使用这些指数来概括本企业内部过程和供应商的过程。假 设我们将要讨论的所有过程能力指数需要各种计量数据和所研究过程的稳定特点。此外，通常会假定过程特点是正态分布的。四种常用的过程能力指数目标：概括过程的潜力，以便达到可接受的方差水平 。假设：过程是稳定的；计量数据；均值等于标称值。计算公式：目标：概括过程的潜力，以便满足单边规格上限要求 。假设：过程是稳定的；计量数据；只有单边上公差（

20、望小值）。计算公式：目标：概括过程的潜力，以便满足单边规格上限要求 。假设：过程是稳定的；计量数据；只有单边下公差（望大值）。计算公式：有偏移的过程能力指数Cpk能力指数的局限性在使用Cp和Cpk时，存在以下几个潜在的问题。首先，如果过程不够稳定，Cp和Cpk就是毫无意义的统计数据；其次，并非所有的过程都能满足正态分布的假设。因此，能力指数的初用者可能会错误地评估出超出规格界限的产出部分。能力指数的局限性最后，实践情况表明，能力指数的初用者经常会混淆Cp和Cpk ，他们认为这两个指数将得出同样的过程信息。这样可能会导致很多混淆情况。第三节过程改进研究 过程改进研究正如过程能力研究一样，过程改进

21、研究也存在两种类型，即计数型改进研究和计量型改进研究。在不断改进的过程中，计数型改进研究很自然地就引起计量型改进研究。第四节质量改进的步骤 9.4.1 质量改进步骤和PDSA循环之间的关系质量改进一般需要七个步骤，包含在PDSA循环的计划、执行、研究和行动中。“计划”阶段包括三个步骤：(1)选择质量改进进的主题，获得理解所选主体的所有背景资料，其中包括现有的过程流程图；解释选择这个主题的原因；确定所选主题会影响哪些组织和部门的目标；(2)完全掌握主题周围的现状； (3)分析现状，确定最恰当的行动(称为对策)，即利用这些对策建立修正后的过程流程图。9.4.1 质量改进步骤和PDSA循环之间的关系

22、“执行”的阶段包括另外一个步骤：(4)通过试验在小范围内测试修正后的流程图。“研究”阶段包括：(5)研究、思考、收集和分析从修正流程图效率试验中得出的数据；对策能否减少顾客之声和过程之声之间的差异？在比较试验对策对部门和组织的影响前后，必须首先提供相关目标。 “行动”阶段包括最后两步：(6)确定修正后的流程图在实现部门和组织目标方面是否有效。9.4.1 质量改进步骤和PDSA循环之间的关系如果流程图无效的话，我们将返同“计划”阶段寻找其他更有效的对策；如果流程图有效的话，我们可以返回“计划”阶段寻找最优化的对策，也可以根据试验对策的数据建立修正的标准运作程序，同时培训相关人员掌握最佳的工作方法

23、。此外，还要采取进一步行动来避免修正流程图的退步。行动阶段还包括：(7)确定仍然存在的过程问题，制定下一步行动的计划，思考以前对策中积极和消极的方面。表9-8 质量改进步骤和PDSA循环之间的关系质量改进的步骤PDSA循环的阶段1、选择质量改进的主题计划阶段(P)2、充分认知该主题面临的形势3、分析形势、确定恰当的解决方法4、计划试验使用解决方法执行阶段(D)5、研究关系到解决方法有效性的数据研究阶段(S)6、制定修订后的标准运作程序行动阶段(A)7、制定未来行动的计划9.4.2 潜在困难使用质量改进步骤时的两个潜在困难区域是定性(非数字)问题和外生问题。难以用数值进行描述的问题应该通过研究实

24、际绩效和期望绩效之间的差异值来进行分析。9.4.2 潜在困难如果问题的原因(如天气严寒或少雨)超出组织内所有人的控制，我们根据推断而采取的对策不可能解决外生问题。但是我们并不是无所作为，在区域A和区域B发生外生问题具有相等机遇的情况下，我们应努力确定为什么区域A的外生问题要多于区域B，然后寻找促进区域A改进的切入点。9.4.3 追求目标但是，我们通常都会按照既定的步骤进行质量改进，因为它们儿乎是解决部门问题的完整方法。随着员工不断获得质量改进方法方面的经验，他们希望选择与组织和部门目标相关的主题。9.4.3 追求目标质量改进的方法和步骤最好与组织的目标联系起来，有不少方法可以将组织目标的、或部

25、门目标与质量改进联系起来，如：平衡计分卡、目标管理等。把过程控制、过程改进与组织的战略目标联系起来，建立目标和指标的关联系统，其中包括组织层次、部门层次和区域层次上的，以便在组织的不同层次上宣传企业目标。第五节改变观念 改变观念并不是所有的改变都能带来改进，但改进是一定需要改变的。产生、测试、实施改变的能力对每一个想要持续改进的人、集体或组织来说都是最基本的。但是，怎样的改变才会产生改进呢？通常，在特殊环境下需要进行独特的、专门的改变才能改进。因此，会有形形色色的改变。然而，特殊的改变是来自于一个有限数目的改变观念。改变观念观念是适用于更特殊想法的一般、抽象的概念。改变观念是对改变来说的一般概

26、念或方法，这个改变产生的特殊想法对指导改进是有帮助的。把这些改变观念和对特殊事物的知识进行创造性的融合能够产生促进改进的改变。很多改变观念可以产生一些专门改变，这些改变不会因为质量提高而增加成本。9.5.1 “改变观念”完整列表列在这里的70个改变观念可以分成以下9类：这里我们首先把可能需要改变的观念列表表示出来，以便给阅读这一个总体的概念，然后再讨论这些可能需要改变的观念的使用问题，我们描述每一个可能需要改变的观念，并提供一些设想和案例来论述这些可能需要改变的观念如何在不同的情形下应用。表9-9 质量改进时可能需要改变的观念列表分组观念数目分组观念数目A、减少浪费11F、时间管理5B、改进工作过程11G、变异管理8C、优化库存4H、设计系统消除错误4D、改善工作环境11I、专注于产品或服务8E、改进与供应商和顾客关系8A、减少浪费（11）(1)排除不需要的物体(2)排除多重输入 (3)减少或消除过分行为(4)减少对系统的控制(5)回收利用，重复利用A、减少浪费（11）(6)使用替代品(7)减少分类(8)消除媒介(9)按需设计和制造(10)使用抽样检验(11)改变对象或者设立关键点B、改进工作过程（11）(12)同步工程(13)多重过程的排程(14)转换最简化(15)合并工序(16)找出并解决瓶颈问题B、改进工作过