药品生产统计质量控制方法

一、SPC的发展质量控制的发展阶段传统管理阶段（QC阶段，qualitycontrol）统计质量管理阶段（SQC阶段，statisticalqualitycontrol）全面质量管理阶段（TQM阶段，totalqualitymanagement）迈向6σ质量管理阶段19001930195019906σ质量管理理阶段六西格玛玛（6σ，sixsigma）,最初的含含义建立立在统计计正态分分布的基基础上，，一个过过程具有有6σ能力，意意味着过过程平均均值与其其规格上上下限的的距离为为6倍标准差差，此时时过程波波动减小小，每100万次仅有有3.4次落入规规定界限限之外，，即6σ质量意味味着差错错率为百百万分之之3.4（即3.4ppm）。随着着管理的的实施，，σ这个反应应数据特特征的希希腊字母母，已从从单纯的的标准差差含义走走出来，，被赋予予了更新新的内容容。二、统计计质量管管理的基基本观点点过程和产产品的质质量是存存在变异异的过程和质质量变异异是有统统计规律律性的过程变异随机变异异常变异分类适用质量量改进技技术降低低再降低低适用SPC控制技术术及时发发现并纠纠正质量因素素偶然因素素偶然波动动典型分布布正态分布布二项分布布泊松分布布异常原因因异常波动动偏离典型型分布控制图检检出（二）控控制图控制图是是一个简简单的过过程控制制系统，，其作用用是利用用控制图图所提供供的信息息，把一一个过程程维持在在受控状状态，一一旦发生生异常波波动，就就分析对对质量不不利的原原因，采采取措施施加以消消除，使使质量不不断提高高，并把把一个过过程从失失控状态态变为受受控状态态，以保保持质量量稳定。。简言之就就是寻找找失败的的原因——偶然原因因（正常常波动））还是系系统原因因（异常常波动））。质量因素素偶然因素素偶然波动动典型分布布异常原因因异常波动动偏离典型型分布控制图检检出图1受控状态态下的X的分布（（异常消消除，只只有偶因因）图2失控状态态下的X的分布（（有异因因存在））X时间X时间不可预测测统计控制制状态是是生产追追求的目目标，因因为在受受控状态态下，有有下列优优势：1.对产品的的质量有有完全的的把握—通常控制制图控制制限在规规格以内内，故至至少有99.73%的产品是是合格品品。2.生产是最最经济的的—偶因和异异因都可可以造成成不合格格品，但但由偶因因造成的的不合格格品极少少（稳态态下只有有0.27%），不合合格品主主要是由由异因造造成。3.过程的质质量变异异最小—过程能力力最强。。

控制图的的三种解解释：是一种将将显著性性统计原原理应用用于控制制生产过过程的图图形方法法。其实质是是区分偶偶因与异异因两类类因素。。是使质量量变异成成为最小小的有效效工具。。1.控制图的的作用和和特点采用抽样样检验，，具有经经济性使用简便便，具有有实用性性（可以以由一线线操作人人员在现现场直接接使用，，不需要要另外设设置专人人管理））。

能发现异异常原因因，便于于解决问问题（如如连续6点递增或或递减的的趋势变变动情况况，其可可能原因因是刀具具磨损、、药物消消耗、操操作人员员技术提提高或责责任心减减退等））。不仅用于于控制，，它也是是过程改改进的基基础（在在使用控控制图时时能够及及时发现现过程中中的各种种缺陷，，这就为为质量改改进打下下了基础础）。控制图就就像一套套火灾警警报系统统，它的的有效实实施需要要三个方方面的保保证：第一，对对需要控控制的过过程已经经正确的的绘制了了控制图图；第二，正正确使用用控制图图诊断准准则；第三，当当控制图图出现异异常时要要及时采采取有效效的处理理措施。。实现预防防原则的的20字方针：：查出异异因，采采取措施施，保证证消除，，纳入标标准，不不再出现现。2.控制图原原理和结结构假定的质质量特性性X服从正态态分布当过程稳稳定时，，过程的的变异是是由众多多的偶然然因素叠叠加而成成的，根根据中心心极限定定理，这这时质量量特性服服从正态态分布。。控制图是是根据正正态分布布的“3σ”原理绘制制用统计技技术判定定过程是是否发生生异常变变异需要注意意：基于控制制图的基基本原理理，要正正确解释释控制图图，数据据的分布布就必须须非常近近似正态态分布。。如果数数据的分分布有明明显的偏偏移现象象（hihlyskewed），必须须用Box--Cox方法将数数据转换换为具有有正态分分布特性性。该转转换在MINITAB软件中可可以实现现。控制图原原理和结结构以样本统统计量均均值为中中心线以中心线线±3σ为控制图图的上下下控制限限以抽样的的时间顺顺序为控控制图横横轴坐标标以质量特特性值单单位为控控制图纵纵轴坐标标样本单位位样本UCLCLLCL3σ3σ控制图结结构注意：规格界限限不能用用作控制制限。规规格界限限是区分分合格与与不合格格的科学学界限，，控制限限则是区区分随机机波动于于异常波波动的科科学界限限，不能能混为一一谈。3σ-3σ过程受控控与过程程稳定过程受控控：控制制图没有有判异过程失控控：控制制图判异异过程稳定定：没有有异常因因素出现现过程异常常：出现现了异常常因素实际过程稳定实际过程异常过程受控（判稳）控制图使用正确，继续保持控制漏发警报，与控制图灵敏度有关过程失控（判异）误发警报，出现的可能性很小控制图使用正确，及时寻找质量原因4.分析控制制图和管管理控制制图控制图按按功能分分为分析析图和管管理控制制图。分析控制制图分析用控控制图的的目的的的是对收收集到的的数据进进行分析析，寻找找过程的的统计稳稳态（即即只有偶偶因没有有异因的的统计受受控状态态）和过过程的技技术稳定定（过程程能力指指数能达达到顾客客的要求求）。管理控制制图当过程达达到了统统计稳定定和技术术稳定，，就从分分析用控控制图进进入到管管理用控控制图阶阶段。管管理控制制图阶段段的目的的是保持持稳定。。对于常常规控制制图，可可以将分分析用控控制图的的控制界界限延长长作为控控制用控控制图，，利用判判异准则则来判断断过程是是否异常常。绘制并使使用控制制图的五五个步骤骤第一步：：绘制控控制图。。在定性性分析基基础上，，认为生生产处于于受控状状态，按按规定抽抽取K≥25子组样本本，绘制制工序控控制图。。第二步：：对控制制图诊断断。用量量化的诊诊断标准准判断生生产是否否确实处处于统计计控制状状态。第三步：：分析生生产能力力。判断断产品是是否已达达到规定定的质量量水平。。第四步：：使用控控制图。。当第二二步和第第三步的的检验都都已通过过，就可可以吧绘绘制的控控制图转转入实际际应用。。绘制并使使用控制制图的步步骤第五步：：过程改改进和调调整控制制图。在在控制图图使用一一段时间间后，需需要对控控制限作作调整，，重新绘绘制控制制图。原原因有二二；第一一，过程程的稳定定性总是是有一定定时间限限制的，，经过一一定的时时间后，，过程的的生产条条件会发发生变化化。第二二，过程程控制的的同时也也伴随着着过程改改进，每每次出现现过程异异常，要要求寻找找异常的的原因，，吧这个个异常原原因消除除掉，也也就产生生了过程程改进效效果，实实现了过过程改进进，生产产能力提提高了，，变异和和偏移减减小了，，当然就就需要绘绘制控制制图。（二）几几种常规规控制图图1.计量值控控制图2.计数值控控制图1.计量值控控制图1.1均值—标准差控控制图均值—标准差控控制图是是一种计计量值控控制图，，控制对对象的数数据全部部来自连连续型数数据，且且对数据据没有严严格的正正态性要要求。Xbar图主要用用判断生生产过程程的均值值（生产产中心））的稳定定程度，，检测过过程是否否出现了了严重的的中心偏偏移，同同时也能能检测其其他的常常见异因因（如准准则3的周期性性异因））。主要要用于监监控组与与组之间间的差异异。实际际收集数数据往往往没有经经过正态态性检验验，但中中心极限限定理Xbar近似服从从正态分分布，故故使Xbar图得以广广泛应用用。S图用来判判断生产产过程变变异程度度的稳定定性，主主要用于于控制组组内变异异。经计计算机模模拟证实实，只要要X不是极端端不对称称，则S的分布无无大的变变化，故故S图适用范范围也广广。优点：数数据搜集集量小，，计算方方便，适适用范围围广，灵灵敏度高高（当过过程出现现异常时时，异因因带来的的变异很很容易打打点出界界）。适用于控控制对象象为长度度、重量量、强度度、纯度度、时间间和生产产量等计计量值的的场合。。均值—标准差控控制图分析Xbar-S控制图时时，从统统计理论论上讲应应先分析析S图，在判判断S图稳定后后再分析析Xbar图，也就就是说应应该吧S图放在上上面。这这是因为为计算Xbar图的控制制限时用用到了Sbar，若先作作Xbar图，则由由于还不不知道S图是否处处于稳态态，Sbar的数据不不可用，，故不可可行。若若先作S图，则由由于S图只有Sbar一个数据据，可行行。而且且S控制图的的失控状状态会影影响到Xbar图。若S图未判稳稳，则不不能作Xbar图。因此此只有在在S图判稳后后Xbar图才有意意义。一般S图失控说说明过程程失控，，而Xbar图失控的的原因较较明确。。如机器器、人员员等因素素影响，，一般容容易解决决。如S图判稳，，则认为为过程的的离散程程度（组组内变异异）是稳稳定的。。然后就就可以对对平均值值进行分分析，以以确定过过程的位位置是否否随时间间而变动动。对于所有有计量控控制图都都应该反反其道而而为之。。1.2单值—移动极差差控制图图（I-MR图）单值—移动极差差控制图图也是一一种计量量值控制制图，对对某些过过程控制制的情况况，要取取得合理理的子组组要么不不可能、、要么不不实际，，如由于于测量单单个观测测值需要要的时间间太长或或者费用用太大，，故无法法考虑重重复观测测。当测测量成本本很高或或者某一一时间的的输出都都相对均均匀时，，也不必必考虑重重复测量量。故其其控制对对象的数数据主要要来自于于那些破破坏性实实验或无无须大量量抽查的的实验。。优点：数数据搜集集量小，，计算方方便，每每个样本本只由一一个样本本构成缺点：灵灵敏度不不如Xbar-R图。主要用于于三种场场合：第一，检检验成本本昂贵（（如破坏坏性实验验）；第二，混混合均匀匀的流体体（气体体、液体体、粉末末）；第三，产产品数量量很少，，本身就就是在进进行全面面检测。。2.计数值控控制图当产品的的质量特特性值不不能数量量化，而而只能区区分为合合格品与与不合格格品时，，就要用用到计数数值控制制图。计计数值控控制图是是指控制制图中所所反映的的数据是是数数得得到的，，该统计计图的制制作和分分析则与与计量值值控制图图类似。。计数型型控制图图只有一一张图，，因为它它只需控控制仪个个参数。。计件特性控制图计点特性控制图数据要求P图U图子群样本数可相等也可不相等NP图C图子群样本数必须相等基础是二次分布基础是泊松分布2.1计件控制制图计件数据据时以““件”为为单位统统计不合合格品数数的数据据。这里里最关键键的是要要对具体体产品明明确“不不合格””的含义义，任何何墨盒之之处都会会引起争争论。如如“表面面没有缺缺陷”就就是合格格品，这这项规定定就不具具体，它它没有明明确“什什么事缺缺陷？””这些问问题不规规定清楚楚，检验验人员就就无法作作出正确确判断。。计件控制制图的基基础是二二项分布布。计件控制制图分为为不合格格品率控控制图（（P图）和不不合格品品数控制制图（NP图）。2.1..1不合格品品率控制制图（P控制图））P控制图属属于计件件特性控控制图，，该控制制图是通通过每一一子群不不合格品品率点的的分布，，判断生生产过程程的不合合格品率率是否处处于或保保持在所所要求的的水平。。P控制图的的样本数数据假设设服从二二项分布布。P图号可以以用于控控制合格格率、缺缺勤率、、出勤率率、交货货延迟率率、邮电电、材料料利用率率和铁道道部门的的各种差差错率等等。2.1..2不合格品品数控制制图（NP图）不合格品品数控制制图同上上节介绍绍的不合合格品率率控制图图一样是是一种计计数型控控制图，，在原理理上两者者并无差差别，但但在一些些细节上上两者还还是存在在某种差差异的。。差异：不不合格品品数控制制图样本本大小必必须为定定值，而而不合格格品率控控制图中中样本大大小可以以不等。。由于当当子组大大小n变化时，，np图的三条条控制限限都成为为凹凸状状，作图图困难，，故要求求子组大大小要相相同。制作NP图时的样样本量一一般满足足1≤NP≤20。NP小于1时，控制制图很不不灵敏，，NP≥20时，控制制图过于于灵敏，，往往误误发警报报，造成成不必要要的管理理成本。。NP图常用于于元件等等的不合合格品数数控制。。2.2计点控制制图计点数据据时指单单位产品品上的缺缺陷数（（或称不不合格数数），如如：一铸件上上的沙眼眼数；一匹布上上的疵点点数；一平方米米玻璃上上的气泡泡数。计点数据据的引入入使人们们对不合合格品的的认识更更加深入入。计点控制制图的基基础是泊泊松分布布。计点控制制图分为为缺陷数数据控制制图（C图）和单单位缺陷陷数控制制图（U图）2.累计和控控制图在常规控控制图中中实际生生存在两两种可能能的错判判，即误误发警报报和漏发发警报。。常规控控制图用用3倍标准差差来制定定上、下下控制限限，从而而控制了了犯第一一类错误误的概率率，但对对犯第二二类错误误的概率率控制较较弱。为为了克服服这一缺缺陷，人人们提出出了累积积和控制制图。累积和控控制图是是“平均均链长””去控制制两类错错误，对对工程的的判断是是以历次次观察结结果为依依据，这这样可以以充分利利用数据据所提供供的信息息，对发发现过程程平均值值的突然然的微小小的变化化特别有有效。累积和控控制图的的使用条条件是：：生产是是连续的的，按时时间次序序获得的的样本代代表了随随时间推推移的过过程质量量水平，，并且生生产过程程的质量量水平是是处在一一稳定的的状态；；一旦由由于一些些异常原原因使质质量突然然发生了了变化，，那么过过程在未未调整前前就将维维持在这这一状态态，直到到采取措措施。累累积和控控制图就就是用来来及时发发现这一一变化。。平均链长长——指对给定定的质量量水平（（如不合合格品率率P，平均缺缺陷数，，过程的的均值U等）累积积和控制制图从开开始到发发出警报报为止所所抽取的的平均样样本数。。累积和控控制图（（cumulativesum,也称CUSUM图）反应应的是目目标值与与样本观观测值间间差异的的累积。。这里的的“累积积和”是是指对信信息加以以累计，，将过程程的小偏偏移累加加在一起起，使之之产生放放大的效效果，以以提高检检测过程程对小偏偏移的灵灵敏度。。这种性质质正适合合于6σ管理这种种低缺陷陷的过程程控制。。另外，，CUSUM图也适合合于在过过程受控控时，检检测过程程实际值值偏离目目标值的的异常变变动点。。CUSUM图在国际际上广为为流行。。累积和控控制图既既可以用用于计量量值控制制，又可可以用于于计数值值控制。。当管理理中要控控制的变变量是不不合格品品数或缺缺陷数时时，也可可以用累累积和控控制图。。累积和控控制图既既可以用用于单值值，也可可以用于于子群组组。当观观测数据据时子群群组时，，各子群群组的样样本容量量应当相相等。化工行业业中经常常将样本本容量取取为1，CUSUM控制图作作为一种种很好的的方法在在化工行行业得到到广泛应应用。在在制造业业中，每每个零件件自动检检测、直直接利用用计算机机实现工工作中心心的在线线控制等等，CUSUM控制图也也大有用用武之地地。累积和控控制图与与前面介介绍的一一些常规规控制图图相比，，灵敏度度更高，，判误率率较低，，此外，，在充分分利用观观测所提提供的““信息””和检测测过程的的小偏移移方面，，累积和和控制图图无疑做做得更好好。1.过程能力力过程能力力（processcapability）简称PC，是指过过程的加加工水平平满足技技术标准准的能力力，是反反映过程程的稳定定程度的的指标。。也是衡衡量过程程加工内内在一致致性的标标准。GB/T4091-2001中对过程程能力的的描述是是：过程程能力反反映了当当过程处处于统计计控制状状态时所所表现出出来的过过程自身身的性能能（即自自身的分分散程度度）。因因此，在在评估过过程能力力之前，，必须先先将过程程调整到到统计控控制状态态。用6倍标准差差表示，，PC=6σ。当过程程处于统统计控制制状态时时，过程程的计量量特性值值有99.73%落在µ±3σ的范围内内，这几几乎包括括了全部部观测值值。故通通常用统统计控制制状态下下的6σ表示过程程能力。。显然，，PC的数值越越小表示示过程的的精度越越高。通常过程程能力是是由过程程能力指指数来度度量。2.过程能力力指数当以个过过程处于于统计控控制状态态，过程程的现在在和未来来的状态态时可以以预测的的，也即即意味着着该过程程可以连连续生产产，这时时就要确确定其是是否有能能力生产产出满足足规格的的产品，，即需要要计算过过程能力力指数。。过程能能力指数数记为Cp。是反映过过程的固固有能力力满足产产品标准准（产品品标准、、公差））要求的的程度，，是描述述过程固固有能力力的指标标。也即即反映了了生产合合格品的的能力大大小。简简言之是是用来度度量一个个过程满满足质量量标准或或顾客要要求的程程度。质质量标准准或顾客客的要求求体现在在规格限限上。规规格限的的宽度常常常称为为公差，，它表示示了质量量标准或或顾客要要求的宽宽与严。。所有，Cp通常是指指公差范范围与过过程能力力的比值值，公差差越大，，σ越小，则则越能满满足标准准，此时时生产合合格品的的能力越越大；Cp值越大越越好。在在6σ管理中，，过程能能力指数数的计算算依赖于于样本数数据的属属性及其其数值分分布类型型。过程能力力指数等级Cp值对策特级1.67≤Cp过程能力过高，放宽检查一级1.33≤Cp＜1.67过程能力充足，保证过程控制二级1.00≤Cp＜1.33过程能力尚可，加强过程控制与检验三级0.67≤Cp＜1.00过程能力不足，采取过程改进措施四级Cp＜0.67过程能力过低，立即停产对个全面改进3σ质量标准准的过程程能力等等级划分分过程能力力指数只有上侧侧公差限限时，上上侧过程程能力指指数的计计算公式式是：只有下侧侧公差限限时，下下侧过程程能力指指数的计计算公式式是：CpuCPL=TU-μ3σ=μ-TL3σ修正过程程能力指指数当生产中中心（过过程中心心）与规规格中心心重合时时，Cp与不合格格品率P间有一一一对应的的关系，，故Cp能真实反反映过程程满足顾顾客要求求的程度度。但当生产产中心与与规格中中心不重重合（称称为生产产中心的的漂移））时，Cp与不合格格品率P间的对应应关系就就失去了了，从而而Cp就失去了了真实性性。也即即是说即即使过程程能力能能满足公公差要求求，但仍仍有出现现不合格格品的可可能。因因此，为为了正确确反映过过程能力力，就应应当计算算修正的的Cp。3.过程性能能指数Pp前述PC与Cp都是利用用短期数数据计算算的，并并要求过过程稳定定。严格格说PC与Cp应称为短短期过程程能力与与短期过过程能力力指数。。短期过程程能力与与短期过过程能力力指数主主要用于于：验证过程程生产出出来的产产品是否否能符合合顾客要要求；验证一个个新过程程或经过过修改的的过程的的实际性性能是否否符合工工程参数数，这一一点在机机械工业业中称为为“机器器能力研研究”。。当一个过过程已达达到稳定定，且能能符合短短期要求求，这时时就应当当进行长长期过程程能力和和长期过过程能力力指数的的研究。。当然，这这里的长长期与短短期是相相对的，，没有明明确界限限。若一一个月为为短期，，则三个个月到半半年就为为长期；；若三个个月到半半年为短短期，则则一年就就为长期期；甚至至可把子子