质量改进的常用方法(一)

第4讲质量改进的常用方法胡健博士管理学院工商管理系质量改进的老七种工具直方图(Histogram)控制图(ControlChart)因果图(Cause-Effectdiagram)排列图(Pareto)散布图(Scatter)检查表(Datacollectionform)分层法(Stratification)因果图(Cause-Effectdiagram)SPC生产中的异常可能产生质量问题如何快速找到影响质量的原因？基本设想：描述出所有质量特性存在问题和原因之间关系。能否把以上关系都建在一个图上？因果图(Cause-Effectdiagram)1953年日本东京大学教授石川馨提出因果图(石川图或鱼骨图）功能:追原因因果图(Cause-Effectdiagram)影响质量的主要因素：5M1E根据以上六个因素，把影响质量的原因分为六类，列举出所有影响质量的原因，建立一张图.定义:一种能一目了然的表示结果(特性)与(影响特性的要因)原因的影响情形或两者间关系之图形。因果图(Cause-Effectdiagram)基本形式：结果：表示期望进行改善、追查和控制的对象。原因：表示对结果可能施加影响的因素。鱼骨：表示原因与结果、原因与原因之间的关系。中央的枝干为主骨。从主骨两边依次展开的枝干为大骨(大原因即直接原因)，大骨两侧展开的枝干为中骨(间接原因)，中骨两侧展开的枝干为小骨(造成间接原因的上一层原因)，用单箭头表示。因果图(Cause-Effectdiagram)因果图的结构：因果图(Cause-Effectdiagram)结果方法材料机床环境操作者质量管理形式：人、机、物、法、环作图要点：(1)明确需要分析的质量问题或确定需要解决的质量特性。(2)召集同该质量问题有关的人员参加“诸葛亮会”集思广益,各抒己见。(3)向右画一条带箭头的主干线将质量问题写在图的右边，一般按5M1E分类，然后围绕各大原因逐级分析展开到能采取措施为止。(4)记录有关事项（如产品名称、工序、小组名称、参加人及日期等）因果图(Cause-Effectdiagram)

因果图(Cause-Effectdiagram)例1活塞销孔孔径尺寸为什么会超差未按中间尺寸对刀方法

材料机床床温不够环境操作者量值传递标准不一致

无温差修正标准责任心差室外气温影响自然时效不好停车时间长预热时间短刀头未压紧未按工艺执行未定时检测早晚温差大寒流暖气不正常室内温差大两台量仪量值不一致未在标温下测量人工时效不好炉温低毛坯变形时间短因果图(Cause-Effectdiagram)

练习1学生质量管理课程考试不及格

学生环境考题评分授课因果图(Cause-Effectdiagram)

思考:毕业生找到好工作

因果图(Cause-Effectdiagram)常见的错误及注意事项：1.确定质量特性（结果）方面的问题

(1)质量特性（结果）过于笼统：若分析的对象不具体，就无法有针对性地分析原因。例:不能只说“某零件不合格”，而应具体地提出是什么项目不合格，是尺寸不合格，是缺陷性不合格，还是形状、位置精度不合格

(2)多个质量特性（结果）混杂：多个质量特性（结果）混画在同一张因果图上，就无法看清因果关系，因此，一张因果图只能分析一个质量特性（结果），多个质量特性（结果）必须画多个因果图。

2原因分析方面的问题(1)展开不充分：分析原因时必须从大原因到小原因逐级充分展开，为达到此要求，由粗到细，由表及里，步步深入，直到找到能采取具体措施的原因为止。

(2)原因与措施混淆：在追查原因的过程中有人将原因与措施混淆，误将措施当成原因填入因果图内。这就将使追查原因的过程中断。因果图上只能对各种原因进行分析、分类和归纳。

(3)盲目罗列原因：有人误认为在困果图上罗列的原因越多越好。于是把并无实际影响的原因或与质量特性无关的原因统统填入因果图上。

因果图(Cause-Effectdiagram)排列图(Pareto)排列图又称巴雷特图或主次因素分析图

排列图巴雷特80/20原则关键的少数和次要的多数质量管理朱兰影响产品质量最关键的因素排列图(Pareto)

用途:(1)影响因素的主次位置，可从排列图上一目了然。从而明确改进方向和改进措施。

(2)采取措施后的效果，还可用排列图进行对比确认。排列图不仅可用于质量管理，还广泛地应用于其它领域。排列图(Pareto)绘图步骤（1）确定所要调查问题以及如何收集数据●选题，确定调查问题，如不合格项目、事故。●确定收集数据的时间。●确定哪些数据是必要的，数据如何分类，如按不合格类型、时间、位置等。●确定收集数据的方法，以及在什么时候收集。排列图(Pareto)例2：判断铸造零件的关键不合格原因气孔：37夹砂：17浇不足：8裂纹：4硬度低：3其他：3排列图(Pareto)

（2）设计记录表，将统计结果填入表中，计算比率及累计比率，不分类的“其它”类不论其大小都要放在表末。不合格类型不合格数比率（％）累计不合格累计比率（％）气孔3751.53751.4夹砂1722.95474.3浇不足811.36285.6裂纹45.66691.2硬度低34.66995.8其它34.672100合计72排列图(Pareto)（3）作图

画一横坐标轴两纵坐标轴，左边纵坐标轴上标件数（频数）的刻度，最大刻度为总件数；右纵坐标轴标上比率（频率）的刻度，最大刻度为100％，左右轴刻度高度相等。在横轴上按频数从大到小依次画出各项目的直方条，直方条的高度表示频数的大小，各直方条应等宽不留空隙并占满整个横轴。

在直方条上标累计比例描点并用直线连接。排列图(Pareto)不合格类型比率（％）累计比率（％）气孔51.551.4夹砂22.974.3浇不足11.385.6裂纹5.691.2硬度低4.695.8其它4.6100合计排列图(Pareto)排列图的分类（1）分析现象用排列图与不良结果有关，用来发现主要问题：●质量：不合格、故障、顾客抱怨、退货等●成本：损失总数、费用等●交货期：存货短缺、付款违约、交货期拖延等●安全：发生事故、出现差错等排列图(Pareto)（2）分析原因用排列图

这类排列图与过程因素有关，用来发现主要原因操作者：班次、组别、年龄、经验、熟练情况以及个人本身因素；机：机器、设备、工具等；原材料：制造商、工厂、批次、种类；方法：作业环境、工序先后、作业安排、作业方法。排列图(Pareto)例3：降低发动机水泵漏水的用户赔偿次数（××年共赔偿264次）

确定关键的少数问题排列图(Pareto)结论：波纹管（关键的少数原因）排列图(Pareto)注意事项●确定问题的原因

采用头脑风暴法集思广义，并绘制因果图。

进行调查，确定最终问题的原因。●使用排列图验证措施效果排列图(Pareto)●因素分类

主要因素（A类因素）0%--80%次要因素（B类因素）80%-90%一般因素（C类因素）90%-100%●其他项所占百分比不能太大

如果太大说明项目分类不当，把许多项目归在了一起，这时应考虑采用另外的分类办法。排列图(Pareto)某班组质量管理小组，针对本班组废品调查统计如下：机座报废50件，轴报废6件，压圈报废13件，挡风圈报废2件，端盖报废25件，其它4件，请画出废品排列图并判别该质量管理小组应抓的主要问题是什么？排列图(Pareto)排列图(Pareto)练习2根据下列数据画排列图

顾客对某型号汽车质量投诉意见统计如下表：车漏雨30人次，故障停车110人次，异响40人次，油漆不亮3人次，分析投诉的关键问题。

排列图(Pareto)改进效果0.20.40.60.811104030382%98.4%60.1%故障停车异响车漏雨油漆不亮结论：故障停车、异响（关键的少数原因）散布图(Scatter)特性—要因

特性—特性

要因—要因

因果图质量特性的影响因素排列图质量特性的主要影响因素？散布图散布图(Scatter)定义:

散布图也叫相关图,它是用来研究判断两个变量之间相关关系的图

Y●

●

●

X0●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

制作散布图的目的是为辨认一个质量特征和一个可能原因因素之间的联系。

两个量之间常见的两种关系:

(1)函数关系

(2)非确定性的关系散布图的作图步骤（1）收集成对数据（X，Y）（至少30对）；（2）标明X轴和Y轴；（3）找出X和Y的最大值和最小值，并用这两个值标定横轴X和纵轴Y；（4）描点（当两组数据值相等，即数据点重合时，可围绕数据点画同心圆表示）；（5）

判断，分析研究点子云的分布状况，确定相关关系的类型。散布图(Scatter)散布图(Scatter)相关性的判断1象限判断法（1）在散布图上画一条与Y轴平行的中值线f，使f线的左、右两边的点子数大致相等；在散布图上画一条与X轴平行的中值线g，使g线的上、下两边的点子数大致相等。Y●

●

●

X0●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

fg散布图(Scatter)(2)f、g两条线把散布图分成4个象限区域I、II、III、IV。(3)分别统计落入各象限区域内的点子数n

；(4)分别计算对角象限区内的点子数。

判断规则：若nI＋

nIII＞

nII＋

nIV，则判为正相关若nI＋

nIII＜

nII＋

nIV，则判为负相关Y●

●

●

X0●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

fgIIIIIVIIY●

X0强正相关●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

Y●

●

●

X0弱正相关●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

X0●

Y不相关●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

弱负相关XY0●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

XY0强负相关●

●●

●

●

●

●

●

●

●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

X0●Y非直线相关●●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

54880265284011498403046820155086029458301452860285183013468302753870125084025538200578802442810954880235186085385022508707448102159890644820205485054983019458404558701848850355860175689024882016478101硬度（HRC）Y淬火温度（C0）x序号硬度（HRC）Y淬火温度（C0）x序号例1钢的淬火温度与硬度的相关关系判断散布图(Scatter)8104244464850525456586082083084085086087088089081042444648505254565860820830840850860870880890●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

81042444648505254565860820830840850860870880890●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

●

硬度（HRC）gfⅠ

Ⅱ

ⅢⅣ淬火温度（℃）2.相关系数法散布图(Scatter)（1）简化X、Y数据,得到x，y（2）计算相关系数

（3）判断规则：查出临界相关数据（rα）若∣

r

∣

＞

rα

，则X与Y相关若∣

r

∣

＜

rα

，则X与Y不相关散布图(Scatter)

0.8≤r

＜1.0强相关0.5≤r≤0.8相关0.3≤r≤0.5弱相关0.0＜

r≤0.3不相关54880265284011498403046820155086029458301452860285183013468302753870125084025538200578802442810954880235186085385022508707448102159890644820205485054983019458404558701848850355860175689024882016478101硬度（HRC）Y淬火温度（C0）x序号硬度（HRC）Y淬火温度（C0）x序号例1钢的淬火温度与硬度的相关关系判断注：①表中x值是（X－800）1/10的简化值；y值是（Y－40）×1的简化值。②计算

x2、y2

、xy12364621515259531433121911313911694913712481441612411261694132102412196612136116870100491077171361811996701962514552025165444064258531442568116927491711xyy2x2yxNO368116943017163778839312141合计60100361062972144361262818369632711219664148264010016104251362896417824112196641482365169251352241614121816442202781993191052254915718902253615617166448216xyy2x2yxNO散布图(Scatter)

计算相关系数（γ）。

查出临界相关数据（γα

）。r＝0.814>rα＝0.361，所以钢的硬度与淬火温度呈强正相关。后附相关系数检查表以上两种判断方法对同一实例进行分析判断的结论是一致的。练习3

真空蒸镀的作业过程中，电子束的强度（power)影响蒸镀产品的膜厚（thickness)，希望找出二者间的相互关系。

1、收集数据。X＝强度（KV)；Y＝膜度（∪M)

No.XY1503.22704.731005.44804.95603.8

No.XY6503.47905.18905.09704.510704.3散布图(Scatter)

2、找出x，y的最大值及最小值。

Xmax＝100Ymax＝5.4Xmin＝50Ymix＝3.23、划出X-Y轴的座标并取适当刻度。

4、将数据点绘X-Y座标中。5.04.03.05.04.03.050506070809010010060708090：：....：X=强度（KV）Y=膜度（um)1.105.56261.135.48115.465.46301.295.47151.035.60291.135.55141.025.51280.995.54130.995.61271.155.43121.035.55251.115.4300.975.63241.125.5791.075.59231.075.5181.065.56221.095.5671.115.58211.015.6161.095.58201.125.5850.995.51191.095.4540.975.57181.075.5430.945.57171.185.5221.255.51160.965.571酸度（Y）糖化麦汁的pH值（X)序号酸度（Y）糖化麦汁的pH值（X)序号练习4散布图在啤酒质量控制中的应用,用象限法和相关系数法判断糖化麦汁ph值和酸度的关系散布图(Scatter)nI＋nIII＜nII＋nIV则判糖化麦汁的pH值与酸度负相关检查表(Worksheet)检查表又称调查表、核对表，它是用来进行数据的收集和整理，并在此基础上进行原因的初略分析。检查表的制作步骤：

（1）确定检查的项目。（2）确定检查的频率。（3）检查的人员及方法。（4）相关条件的记录方式，如作业场所、日期、工程等。（5）绘制检查表，确定格式。(图形或表格)（6）用相应符号检查记录。如：正、+、△、*、○等。

检查表(Worksheet)1.不合格品项目检查表检查表(Worksheet)2.矩阵检查表例1质量分布检查表某一生产单位，欲知某零件尺寸其的变异情形，故收集多组数据进行分析，已知该零件规格为5±0.6，今量测50组数据如下：试依其条件制作一查检表。

123456789104.95.15.05.04.85.15.15.04.54.95.35.04.75.04.95.05.45.15.15.04.95.25.04.84.75.44.85.05.25.15.04.95.35.15.24.94.74.65.15.04.64.85.04.85.05.55.24.95.65.2(1)依据表所给的条件(尺寸与量测个数)，为查验表的纵座标与横座标。如：

量测个数栏尺寸栏

(2)接着于纵轴填入中心值及以0.1为间隔之尺寸，横轴填入量测个数以5为间隔单位及小计或合计待栏位。如：

量测个数小计

51015202530354.24.3下限4.44.54.64.74.84.9中心值5.05.15.25.35.45.5上限5.65.75.8总计(3)至此表格已大致完成，可将所收集之数据以特定记号填入，如以“∣，∣∣，∣∣∣，∣∣∣∣，∣∣∣∣∣”方式依序填入，亦可将横轴量测个数之间隔再细分以“1”为单位，并记入表单名称，制作日期作成者，等相关资料

量测个数小计

51015204.24.3下限4.44.514.624.734.854.97中心值5.0135.185.255.325.425.51上限5.615.75.8总计50分层法分层法(Stratification)分层法的提出：在生产中，经常可发现有产品质量因人、时、料、机器等不同时，即会有其差异性存在。把杂乱无章的数据加以整理,使之能确切地反映数据所代

表的客观事实。实际生产中，影响质量变动的因素很多如果不把这些困素区别开来，难以得出变化的规律，分类后可快速寻得

问题所在。分层法(Stratification)

分层法又叫分类法或分组法,就是按照一定的标志,把搜集到的数据加以分类整理的一种方法。

分层的原则：

使同一层次内的数据波动幅度尽可能小,而层与层之间的差別尽可能大。

通常有以下几种分层方法:

(1)按人员分层 (2)按班次分层 (3)按设备分层 (4)按不同供应商物料分层 (5)其它分层法(Stratification)

例1

气缸体毛坯完成加工后发现的不合格项按其不同供应商进行分层例2与查表法结合应用在磨床上加工某零件外圆，由甲乙两工人操作各磨100个零件，其产生废品45件，试分析废品产生的原因。甲乙合计100100200232245若只对工人，不对不合格原因进行分层：两工人的废品率相差无几，找不出重点。分层法(Stratification)不合格原因合计200表面粗糙度度不合格3圆柱度超出规范3锥度不合格21碰伤18小计45若只对不合格原因，不对工人进行分层：则会得到主要因素为锥度不合格、碰伤两原因。分层法(Stratification)工人

不合格项目甲乙合计100100200表面粗糙度度不合格213圆柱度超出规范123锥度不合格31821碰伤17118小计232245对工人及不合格原因分层后：甲工人主要因素为碰伤；乙工人主要因素为锥度不合格。分层法(Stratification)分层法(Stratification)例3

分层法在控制图中的应用×1.951.651.35X××××××××××××××××分层法(Stratification)2.250.900.550.10X操作员操作员操作员×设备人员砂孔