第二章食品质量管理的工具与方法二

第二章食品质量管理的工具与方法第一节 食品质量数据（统计分析方法和控制图）

生产过程质量数据分析整理信息质量控制抽样一、质量数据的性质1.计量值数据

可以连续取值 可测出小数点以下数值 可用量具计测如：长度、面积、体积、重量、密度、糖度、酸度、硬度、温度、时间、营养成分含量、灌装量等2.计数值数据

只能间断取值 得不到小数点以下的数值 不能用量具进行计测如： 产品件数、不合格品数、产品表面的缺陷数 一般为正整数⑴ 计件值数据

数产品的件数而得到的数值如： 产品件数 不合格品率（p）

不合格品数（np）

质量检测的项目数⑵ 计点值数据

数缺陷数而得到的数值如：

不合格数、大肠杆菌数、细菌总数 产品表面的缺陷数 单位时间内机器发生故障的次数 棉布上的疵点数 玻璃上的气泡数 铸件上的砂眼数二、总体与样本的特征值㈠ 总体与参数1.总体 研究对象的全体 可以是有限的，也可以是无限的如： 10000瓶饮料2.个体 也叫样本单位或样品 构成总体或样本的基本单位如： 1包奶粉、1个月饼等3.参数如：

总体平均值

总体标准差

样本平均值

样本标准差㈡ 样本与统计量1.样本 也叫子样、样组

从总体中抽取出来的一个或多个供检验的单位产品。范例： 从3000包奶粉中抽取10包奶粉作为样本进行检验样本量：：也称样样本大大小样本中中所含含的个个体数数目范例：：从3000包奶奶粉中中抽取取10包奶奶粉作作为样样本进进行检检验其样本本量n＝10抽样：：从总体体中抽抽取部部分个个体作作为样样本的的过程程通常采采取“随机抽抽样””的方法法提问：：什么么是随随机抽抽样？？2.统统计量量⑴表示样样本的的中心位位置的统计计量①样样本平平均值值②样本中中位数数指把收收集到到的统统计数数据按按大小小顺序序重新新排列列，排排在正正中间间的那那个数数。当样本本量n为奇数数时，，正中中间的的数只只有一一个；；当n为偶数数时，，正中中位置置有两两个数数，此此时中中位数数为正正中两两个数数的算算术平平均值值。⑵表示样样本数数据分散程程度的统计计量①样本极极差一组数数据中中最大大值与与最小小值之之差范例：：②标准方方差③样样本标标准差差三、产产品质质量的的波动动任何一一个生生产过过程，，总存存在着着质量量波动动。质量波波动是是客观观存在在的，，是绝绝对的的。范例：：没有两两个相相同的的人、、树叶叶，对对于产产品也也是一一样的的，没没有两两件完完全相相同的的产品品。范例：：经验告告诉我我们，，按照照同样样的工工艺、、遵照照同样样的作作业指指导书书、采采用同同样的的原材材料、、在同同一台台设备备上、、由同同一个个操作作者生生产出出来的的一批批产品品其质量量特性性不可可能完完全一一样，，总是是存在在差异异，即即存在在变异异或波波动。。影响过过程（工序序）质量主主要有有六个个因素素：5M1EMan操作者者Machine设备Material原材料料Method操作方方法Measure测量Environment环境1.正正常波波动由随机机因素素（偶然然因素素）引起质量管管理中中允许许的波波动此时的的工序序处于于稳定定状态态或受受控状状态范例：：机器器的固固有振振动、、液体体灌装装机的的正常常磨损损工人操操作的的微小小不均均匀性性原材料料中的的微量量杂质质或性性能上上微小小差异异仪器仪仪表的的精度度误差差检测误误差偶然因因素是固有有的始终存存在，，是不可可避免免的对质量量的影影响较较小难以测测量，，消除除它们们成本本大，，技术术上也也难以以达到到。范例：：温度或或电压压等生生产条条件的的微小小变化化2.异异常波波动由系统统因素素（异常常因素素）引起质量管管理中中不允允许的的波动动此时的的工序序处于于不稳稳定状状态或或非受受控状状态。。对这这样的的工序序必须须严加加控制制。范例：：配方方错误误设备故故障或或过度度磨损损操作工工人违违反操操作规规程原材料料质量量不合合格计量仪仪器故故障异常因因素非过程程固有有有时存存在，，有时时不存存在对质量量波动动影响响大（常常超超出了了规格格范围围或存存在超超过规规格范范围的的危险险）易于判判断其其产生生原因因并除除去（在经济济上是是必须须消除除的）表2-1正正常波波动与与异常常波动动正常波动异常波动产生原因偶然因素系统因素存在情况大量存在少量存在作用大小对质量特性值影响较小如存在，可使产品质量发生显著变化影响因素很多，不易识别，难以确定较少，容易识别解决方法提高科学技术水平加强管理质量管理工作控制在最低限度消除过程状态统计受控状态统计失控状态四、产产品质质量的的分布布规律律食品工工业中中搜集集到的的数据据（针对计量值数据据）大多为正态分布正态分布有有一个结论论对质量管管理很有用用：无论均值μ和标准差σ取何值产品质量特特性值落在在μ±3σ之间的概率率为99.73％95.45%99.73%68.26%-3-2-1+1+2+3第二节食食品质量控控制的传统统方法QC七工具或品品管七大手手法包括：因果图、排排列图、散散布图、直直方图、调调查表、分分层法和控控制图可以解决质质量管理中中的大部分分问题一、因果图图（CauseandEffectDiagram）㈠因果图的概概念和作用用又称鱼骨图图（fishbonediagram）、鱼刺图、、树枝图用于分析质质量特性（结果）与可能影响响质量特性性的因素（所有可能能原因）目的：解决决……..日期：年年月月日日作者：………..质量问题原因类别第一层原因因原因类别第一层原因因第一层原因因第一层原因因第一层原因因第一层原因因原因类别原因类别第二层原因因第二层原因因原因结果裱花蛋糕微微生物超标标原料果酱微生物物超标色素微生物物超标奶油微生物物超标包装材料微微生物超标标机器打奶油机消消毒不好未按时消毒毒氯浓度低操作者卫生意识差差培训不够人员卫生差差手未消毒工作服不洁洁环境蛋糕贮存环环境差未按时消毒毒温度高空调制冷能能力差裱花温度差差消毒不好温度高臭氧发生器器故障空调制冷能能力差测量检验错误抽样方法错错误没有校正测氯卡失败败量具不准图2-2裱裱花蛋糕糕微生物超超标的因果果图㈡ 因果图图的制作步步骤对某糕点生产产企业存在在的裱花蛋糕微微生物超标标的质量问题题进行因果果图分析⑴确定需要分分析的质量量特性即针对什么么问题寻找找因果关系系例如：产品品质量、质质量成本、、产量、工工作质量等等问题裱花蛋糕微微生物超标标⑵召集同该质质量问题有有关的人员员参加的会会议，充分分发扬民主主，各抒己己见，集思思广益，把把每个人的的分析意见见都记录在在图上。⑶画一条带箭箭头的主干干线，箭头头指向右端端，将质量量问题写在在图的右边边，确定造造成质量问问题类别。。裱花蛋糕微微生物超标标①一般按5M1E的6大因因素分类类裱花蛋糕糕微生物物超标原料机器操作者环境测量②然后后围绕各各原因类类别展开开，按第第一层原原因、第第二层原原因、第第三层原原因及相相互因果果关系，，用长短短不等的的箭头画画在图上上，逐级级分析展展开到能能采取措措施为止止。⑷讨论分析析主要原因因，把主要要的、关关键的原原因分别别用粗线线或其他他颜色的的线标记记出来，，或者加加上方框进行现场场验证。。裱花蛋糕糕微生物物超标原料果酱微生生物超标标色素微生生物超标标奶油微生生物超标标包装材料料微生物物超标机器打奶油机机消毒不不好未按时消消毒氯浓度低低操作者卫生意识识差培训不够够人员卫生生差手未消毒毒工作服不不洁环境蛋糕贮存存环境差差未按时消消毒温度高空调制冷冷能力差差裱花温度度差消毒不好好温度高臭氧发生生器故障障空调制冷冷能力差差测量检验错误误抽样方法法错误没有校正正测氯卡失失败量具不准准⑸记录必要要的有关关事项，，如参加加讨论的的人员、、绘制日日期、绘绘制者等等。⑹对主要原原因制订订对策表表（5W1H），落实改进进措施。。课堂练习习以学校饭饭堂饮食食卫生质质量差为为问题，，进行因因果图分分析。材料方面人为方面环境方面方法方面设备方面印刷不清楚字太小灯光太暗灯光太强桌椅高度书本质量常揉眼睛常盯屏幕坐车看书走路看书躺着看书看书方法不对距离过近长时间看书不休息分析患近近视的原原因二、排列列图（ParetoDiagram）㈠排列图的的概念又称帕累累托图全称主次次因素排排列图将质量改改进项目目从最重重要到次次要进行行排列501001501005000●●●●●●●ABCDEF（其他）帕累托曲曲线频数项目排列图是是由一个个横坐标标、两个个纵坐标标、几个个按高低低顺序排排列的矩矩形和一一条累计计百分比比折线组组成。累计百分分比（％％）此图是一一个直角角坐标图图，它的的左纵坐坐标为频频数，即即某质量量问题出出现次数数，用绝绝对数表表示；右右纵坐标标为频率率，常用用百分数数来表示示。横坐标标表示示影响响质量量的各各种因因素，，按频频数的的高低低从左左到右右依次次画出出长柱柱排列列图，，然后后将各各因素素频率率逐项项相加加并用用曲线线表示示。累计频频率在在80%以以内的的为A类因素素，即即是亟亟待解解决的的质量量问题题。排列图图作用用：通过区区分最最重要要的和和其他他次要要的项项目，，就可可以用用最少少的努努力获获得最最大的的改进进。“找出主要原因”㈡排列图图的制制作案案例表2-1是是某食食品厂厂2005年6月2日至至6月月7日日菠萝萝罐头头不合合格项项调查查表表2-1菠菠萝萝罐头头不合合格项项调查查表不合格类型外表面真空度二重卷边净重固形物杂质块形小计不合格骤：：⑴制作排排列图图数据据表，，计算算不合合格比比率，，并按按数量量从大到到小顺顺序将数据据填入入表中中。“其他他”项项的数数据由由许多多数据据很小小的项项目合合并在在一起起，将将其列列在最最后。。否则横横坐标标会变变得很很长。。表2-2菠菠萝萝罐头头排列列图数数据表表不合格类型不合格数累计不合格数比率%累计比率%净重424247.247.2固形物287031.578.7真空度7777.986.6杂质6836.793.3块形4874.597.8其他2892.2100合计89100⑵画两根根纵轴轴和一一根横横轴左边纵纵轴，，标上上件数数（频数数）的刻度度，最最大刻刻度为为总件件数（总频频数））；右边纵纵轴，，标上上比率率（频率率）的刻度度，最最大刻刻度为为100%。左边总总频数数的刻刻度与与右边边总频频数的的刻度度（100%）高度相相等。。横轴上上将频频数从从大到到小依依次列列出各各项。。⑶在横轴轴上按按频数数大小小画出出矩形形，矩矩形高高度代代表各各不合合格项项频数数的大大小。。⑷画累计计频率率曲线线，用用来表表示各各项目目的累累计百百分比比。⑸在图上上记入入有关关必要要事项项排列图图名称称、数数据及及采集集数据据的时时间、、主题题、数数据合合计数数等。。图2-3菠菠萝萝罐头头不合合格项项目排排列图图㈢排列图图的使使用⑴为了抓抓住““关键键的少少数””，在在排列列图上上通常常把累累计比比率分分为3类：：在0~80%的的因素素为A类因素素（主要要因素素）（不超超过三三项））在80%~90%的因因素为为B类因素素（次要要因素素）在90%~100%的的因素素为C类因素素（一般般因素素）从图2-3中可可以看看出，，出现现不合合格品品的主主要原原因是是净重重和固固形物物含量量，只只要解解决了了这两两个问问题，，不合合格率率就可可以降降低78.7%。⑵在解决决质量量问题题时，，将排排列图图和因因果图图结合合起来来特别别有效效。先用排排列图图找出出主要要因素素，再再用因因果图图对该该主要要因素素进行行分析析，找找出引引起该该质量量问题题的主主要原原因。。三、散散布图图（ScatterPlot）也称相相关图图、分分布图图、散散点图图研究两两个变变量之之间的的关系系及相关关程度度温度硬度Y=a+bx散布图图可以用用来发发现和和确认认两组组相关关数据据之间间的关关系并确认认两组组相关关数据据之间间预期期的关关系范例：：某酒厂厂为了了研究究中间间产品品酒醅醅中的的酸度度和酒酒度2个变变量之之间存存在什什么关关系，，对酒酒醅样样品进进行了了化验验分析析，结结果如如表2-3所示示。现利用用散布布图对对数据据进行行分析析、研研究和和判断断。序号酸度酒度序号酸度酒度10.56.390.76.020.95.8100.96.131.24.8111.25.341.04.6120.85.950.95.4131.24.760.75.8141.63.871.43.8151.53.480.85.7161.43.8表2-3酒酒醅醅中酸酸度和和酒度度分析析数据据表序号酸度酒度序号酸度酒度170.95.0251.05.3180.76.3261.54.4190.66.4270.76.6200.56.4281.34.6210.56.6291.04.8221.24.7301.24.1230.66.5241.34.3图2-5酒酒度度与酸酸度散散布图图注意：：散布图图相关关性规规律一般局局限于于观测测值数数据的的范围围内四、直直方图图（Histogram）又称频频数分分布图图㈠直直方图图的概概念与与作用用直方图图是从从总体体中随随机抽抽取样样本，，将从从样本本中获获得的的数据据进行行整理理后，，用一一系列列宽度度相等等、高高度不不等的的矩形形表示示数据据分布布的图图。矩形的的宽度度表示示数据据范围围的间间隔，，矩形形的高高度表表示在在给定定间隔隔内的的数据据频数数。直方方图图的的作作用用：：①较直直观观地地传传递递有有关关过过程程质质量量状状况况的的信信息息，，显显示示质质量量波波动动分分布布的的状状态态；；判断断生生产产过过程程是是否否稳稳定定②通过过对对数数据据分分布布与与公公差差的的相相对对位位置置的的研研究究，，可可以以对对过过程程能能力力进进行行判判断断。。一般般适适用用于于计计量量值值数数据据㈡直方方图图的的制制作作案案例例市场场销销售售的的带带有有包包装装的的产产品品所所给给出出的的标标称称重重量量，，法法律律规规定定其其实实际际重重量量只只允允许许比比标标称称重重量量多多而而不不允允许许少少。。而为为了了降降低低成成本本，，灌灌装装量量又又不不能能超超出出标标称称重重量量太太多多。。某植植物物油油生生产产厂厂使使用用灌灌装装机机，，灌灌装装标标称称重重量量为为5000g的瓶瓶装装色色拉拉油油，，要要求求溢溢出出量量为为0~50g。。现应应用用直直方方图图对对灌灌装装过过程程进进行行分分析析。。1.收收集集数数据据作直直方方图图要要求求收收集集的的数数据据一般般为为50个个以以上上最少少不不得得少少于于30个个数据据太太少少时时所所反反映映的的分分布布及及随随后后的的各各种种推推算算结结果果的的误误差差会会增增大大。。本例例收收集集100个个数数据据，，列列于于表表2-4中中。。测量单位（g）43402828272826123330344222323034292022282429291835213646301428283228222025383612383036202124203526202931183024263228144724342220282448271243410142142223834622393224191830282816192028182482412323740表2-4溢溢出出量量数数据据表表2.计计算算数数据据的的极极差差极差差反反映映了了样样本本数数据据的的分分布布范范围围在直直方方图图应应用用中中，，极极差差的的计计算算用用于于确确定定分分组组范范围围。。3.确确定定组组距距先确确定定直直方方图图的的组组数数，，然然后后以以此此组组数数去去除除极极差差，，可可得得直直方方图图每每组组的的宽宽度度，，即即组组距距（（h）。。组数数的的确确定定要要适适当当，，组组数数k的确确定定可可参参见见表表2-5。。样本量/n推荐组数/k50～1006～10100～2507～12250以上10～20表2-5组组数数选选用用表表该例例取取组距距一一般般取取测测量量单单位位的的整整数数倍倍，，以以便便分分组组。。4.确确定定各各组组的的边边界界值值为避避免免出出现现数数据据在在组组的的边边界界上上，，并并保保证证数数据据中中最最大大值值和和最最小小值值包包括括在在组组内内组的的边边界界值值单单位位应应取取为为最最小小测测量量值值减减去去最最小小测测量量单单位位的的一一半半作作为为第第1组组的的下下界界限限之后再按按所计算算的组距距推算各各组的分分组界限限。本例：第1组下下界限Xmin-最小测量量单位/2=1-1/2=0.5（精度））第1组上上界限第1组下下界限加加组距：：0.5+5=5.5第2组下下界限与第1组组上界限限相同：：5.5第2组上上界限第2组下下界限加加组距：：5.5+5=10.5……………其他以此此类推5.编制制频数分分布表组号组界组中值频数统计频率10.5~5.5310.0125.5~10.5830.03310.5~15.51360.06415.5~20.518140.14520.5~25.523190.19625.5~30.528270.27730.5~35.533140.14835.5~40.538100.10940.5~45.54330.031045.5~50.54830.03合计1001.006.画直直方图⑴ 建立立平面直直角坐标标系。横坐标表表示质量量特性值值纵坐标表表示频数数⑵ 以组组距为底底、各组组的频数数为高，，分别画画出所有有各组的的长方形形，即构构成直方方图。在直方图图上标出出公差范范围、规格上限限、规格下限限、样本本量、样本平均均值、样本标准准差和样样本平均均值的位位置等。。图2-6植植物油溢溢出量直直方图㈢直方图的的分析1.对图形形形状的观观察分析析根据直方方图的形形状，可可以对总总体进行行初步分分析。2.直方方图与公公差限的的比较直方图为为正常型型时，还还需判断断过程满满足规范范要求（标准要要求）的程度。。常见类型图例分析判断正常型可判定工序运行正常，处于稳定状态。偏向型一些有形位公差要求的特性值分布往往呈偏向型；孔加工习惯造成的特性值分布常呈左偏型；轴加工习惯造成的特性值分布常呈右偏型；㈠直方图的的形状分分析与判判断常见类型图例分析判断双峰型这是由于数据来自不同的总体，如：来自两个工人（或两批材料、或两台设备）生产出来的产品混在一起造成的。孤岛型这是由于测量工具有误差、或是原材料一时的变化、或刀具严重磨损、短时间内有不熟练工人替岗、操作疏忽、混入规格不同的产品等造成的。常见类型图例分析判断平顶型生产过程有缓慢因素作用引起，如：刀具缓慢磨损、操作者疲劳等。锯齿型由于直方图分组过多、或测量数据不准等原因造成。常见类型图例调整要点理想型图形对称分布，且两边有一定余量，此时，应采取控制和监督办法。偏心型调整分布中心，使分布中心与公差中心M重合。MTLTUMTLTU㈡与规范界界限（公公差）的的比较分分析常见类型图例调整要点无富余型采取措施，减少标准偏差S。能力富余型工序能力出现过剩，经济性差。可考虑改变工艺，放宽加工精度或减少检验频次，以降低成本。MTLTUMTLTU常见类型图例调整要点能力不足型已出现不合格品，应多方面采取措施，减少标准偏差S或放宽过严的公差范围。MTLTU五、调查查表（CheckSheet）㈠ 调查查表的概概念和作作用又称检查查表、核核对表、、统计分分析表用来检查查有关项项目的表表格作用：①收集、积积累数据据比较容易易；② 数据据使用、、处理起起来也比比较方便便③ 可对对数据进进行粗略略的整理理和分析析明确目的的收集资料料确定方法法设计调查查表预调查预评审修改调查查表调查应用用㈡调查表的的种类1.工序序分布调调查表又称质量量分布检检查表对计量值值数据进进行现场调查查根据以往往的资料料，将某某一质量量特性项项目的数数据分布布范围分分为若干干区间而而制成的的表格，，用以记记录和统统计每一一质量特特性数据据落在某某一区间间的频数数。重量/g频数小计5101520253035495.5~500.5500.5~505.5/1505.5~510.5//2510.5~515.5////////8515.5~520.5//////////10520.5~525.5/////////////////////21525.5~530.5/////////////////////////////29530.5~535.5///////////////15535.5~540.5////////8540.5~545.5////4545.5~550.5//2550.5~555.5合计100表2-7 产品品重量实实测值分分布调查查表产品名称称：糖水水菠萝罐罐头生生产线线：A调查者：：张三日日期：2005-2-2范例：从表格形形式看，，质量分分布调查查表与直直方图的的频数分分布表相相似。所不同的的是，质质量分布布调查表表的区间间范围是是根据以以往资料料，首先先划分区区间范围围，然后后制成表表格，以以供现场场调查记记录数据据；而频频数分布布表则是是首先收收集数据据，再适适当划分分区间，，然后制制成图表表，以供供分析现现场质量量分布状状况之用用。2.不合合格项调调查表主要用来来调查生生产现场场不合格格项目频频数和不不合格品品率，以以便继而而用于排排列图等等分析研研究。范例：表2-8是某食食品企业业在某月月玻璃瓶瓶装酱油油抽样检检验中外外观不合合格项目目调查记记录表。。从外观不不合格项项目的频频次可以以看出，，标签歪歪和标签签擦伤的的问题较较为突出出，说明明贴标机机工作不不正常，，需要调调整、修修理。批次产品规格批量/箱抽样数/瓶不合格品数/瓶不合格品率/%外观不合格项目封口不严液高不符标签歪标签擦伤沉淀批号模糊1生抽1005012112生抽10050003生抽1005024214生抽1005000…250生抽100501211合计25000125001751.451075651010表2-8 玻璃璃瓶装酱酱油外观观不合格格项目调调查表调查者：：李四地地点：包包装车间间日日期：年年月月3.不合合格位置置调查表表又称缺陷陷位置调调查表就是先画画出产品品平面示示意图，，把画面面划分成成若干小小区域，，并规定定不同外外观质量量缺陷的的表示符符号。调查时，，按照产产品的缺缺陷位置置在平面面图的相相应小区区域内打打记号，，最后统统计记号号，可以以得出某某一缺陷陷比较集集中在哪哪一个部部位上的的规律，，这就能能为进一一步调查查或找出出解决办办法提供供可靠的的依据。。●色斑◎尘埃▲流漆▲▲▲▲▲▲▲●●●●●●●●◎◎◎◎◎◎4.矩阵阵调查表表又称不合合格原因因调查表表是一种多多因素调调查表要求把生生产问题题的对应应因素分分别排列列成行和和列，在在其交叉叉点上标标出调查查到的各各种缺陷陷和问题题以及数数量。范例：表2-10是某饮料料厂PET瓶生产车车间对两两台注塑塑机生产产的PET瓶制品的的外观质质量的调调查表。。从表中可可以看出出：1#机发生的的外观质质量缺陷陷较多，，操作工工B生产出的的产品不不合格最最多。设备操作者2月1日2月2日2月3日2月4日2月5日上午下午上午下午上午下午上午下午上午下午1#A○○●○XX

□○X●○○X

□○○●○○○X○○○○X○○○XX○X

□○X△△X●

□B○●XX○○●XXXX●△○XX○○○○○○●XX○○○○○○●X○●●○XX○○●●X

X△○○●X○XXX○2#A○X

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□○●X○○△○○○X

□○○○○○●

□○X○○注：○气气孔△△裂纹纹●●疵点点X变形□其他他表2-10PET瓶外观观不合合格原原因调调查表表对原因因进行行分析析表明明，1#注塑机机维护护保养养较差差，而而且操操作工工B不按规规定及及时更更换模模具。。从2月3日两台注注塑机机所生生产的的产品品的外外观看看质量量缺陷陷都比比较多多，而而且气气孔缺缺陷尤尤为严严重，，经调调查分分析是是当天天的原原料湿湿度较较大所所致。。六、分分层法法（Stratification））㈠分层法法的概概念和和分层层方法法又叫分分类法法、分分组法法按照一一定的的标志志，把把搜集集到的的大量量有关关某一一特定定主题题的统统计数数据加加以归归类、、整理理和汇汇总的的一种种方法法。目的：：把杂杂乱无无章和和错综综复杂杂的数数据和和意见见加以以归类类汇总总，使使之更更能确确切地地反映映客观观事实实。一般按5M1E行分层层范例：：按操作作者不不同分分层，，区分分工人人A、B产生质质量问问题的的严重重性。。㈡分层法法应用用案例例某食品品厂的的糖水水水果果旋盖盖玻璃璃罐头头经常常发生生漏气气，造造成产产品发发酵、、变质质。经抽检检100罐罐产品品后发发现，，一是是由于于A、B、C3台封封罐机机的生生产厂厂家不不同；；二是是所使使用的的罐盖盖是由由2个个制造造厂提提供的的。在用分分层法法分析析漏气气原因因时采采用按按封罐罐机生生产厂厂家分分层和和按罐罐盖生生产厂厂家分分层两两种情情况。。表2-11按按封封罐机机生产产厂家家分层层封罐机生产厂家漏气/罐不漏气/罐漏气率/%A122632B61825C201853合计386238由表2-11可可知，，为降降低漏漏气率率，应应采用用B厂的封封罐机机。表2-12按按罐罐盖生生产厂厂家分分层罐盖生产厂家漏气/罐不漏气/罐漏气率/%一厂182839二厂203437合计386238由表2-12可可知，，为降降低漏漏气率率，应应采用用二厂厂的封封罐机机。但同时时采用用B厂的封封罐机机，选选用二二厂的的罐盖盖，漏漏气率率不但但没有有降低低，反反而由由原来来的38％％增加加到43％％。这样的的简单单分层层是有有问题题的。。表2-13多多因素素分层层法封罐机生产厂家漏气情况罐盖生产厂家合计一厂二厂A漏气/罐12012不漏气/罐42226B漏气/罐066不漏气/罐10818C漏气/罐61420不漏气/罐14418小计漏气/罐182038不漏气/罐283462合计4654100正确的的方法法应该该是：：①当当采用用一厂厂生产产的罐罐盖时时，应应采用用B厂的封封罐机机。②当当采用用二厂厂生产产的罐罐盖时时，应应采用用A厂的封封罐机机。这时它它们的的漏气气率平平均为为0。因此，，运用用分层层法时时，不不宜简简单地地按单单一因因素分分层，，必须须考虑虑各因因素的的综合合影响响效果果。在分析析时，，要特特别注注意各各原因因之间间是否否存在在着相相互影影响，，有无无内在在联系系，严严防不不同分分层方方法的的结论论混为为一谈谈。七、控控制图图（ControlChart）㈠常规控控制图图的构构造与与原理理又称管管理图图、管制制图，，休哈特特控制制图对过程程质量量特性性值进进行测测量、、记录录、评评估和和监察察过程程是否否处于于统计计控制制状态态的一一种统统计方方法设设计的的图。。质量特性数据样本号12345678910UCLCLLCL控制图图原理理：根据正正态分分布理理论，，若过过程只只受随随机因因素的的影响响，即即过程程处于于统计计控制制状态态，则则过程程质量量特性性值有有99.73%的数数据（点子子）落在控控制界界限内内，且且在中中心线线两侧侧随机机分布布。若过程程受到到异常常因素素的作作用，，典型型分布布就会会遭到到破坏坏，则则质量量特性性值数数据（点子子）分布就就会发发生异异常（出界界、链链状、、趋势势）。质量特性值抽样时间和样本序号UCLCLLCL3σ3σ●

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反过来来，如如果样样本质质量特特性值值的点点子在在控制制图上上的分分布发发生异异常，，那我我们就就可以以判断断过程程异常常，需需要进进行诊诊断、、调整整。xLCLCLUCLα/2α/2β图3控控制图图的两两类错错误“3σ原理””（或称称“千千分之之三法法则””）两类错错误是是不可可避免免的一般把把控制制范围围定在在平均均值的±3σ㈡常常规控控制图图的分分类⑴按被控控制对对象的的数据据性质质不同同分为计量值值控制制图、计件件值控控制图图和计点值值控制制图分布控制图代号控制图名称正态分布（计量值）均值-极差控制图均值-标准差控制图中位数-极差控制图单值-移动极差控制图表2-14常常规控控制图图的分分类分布控制图代号控制图名称二项分布（计件值）不合格品率控制图不合格品数控制图泊松分布（计点值）单位不合格数控制图不合格数控制图表2-14常常规控控制图图的分分类分布控制图代号控制图名称正态分布（计量值）均值-极差控制图均值-标准差控制图中位数-极差控制图单值-移动极差控制图分布控制图代号控制图名称二项分布（计件值）不合格品率控制图不合格品数控制图泊松分布（计点值）单位不合格数控制图不合格数控制图表2-14常常规控控制图图的分分类pn=4CLpn=9.94UCLpn组号不合格品数控制图⑵按用途途不同同①分分析用用控制制图用于对对已经经完成成的过过程或或阶段段进行行分析析，以以评估估过程程是否否稳定定或确确认改改进效效果。。②控制用用控制制图用于正正在进进行中中的过过程，，以保保持过过程的的稳定定受控控状态态。㈢控制图图的判判断准准则控制图图对过过程异异常的的判断断以小小概率率事件件原理理为理理论依依据。。判异准准则有有两类类：一是点子出出界就判异异二是界内点点子排排列不不随机机就判异异若过程程不判判异，，则过过程处处于统统计控控制状状态。。规定了了常规规控制制图有有8种判判异准准则序号内容准则1一点落在A区之外（点出界）准则2连续9点落在中心线同一侧准则3连续6点递增或递减准则4连续14点上下交替准则5连续3点中有2点落在中心线同一侧B区以外准则6连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区之外准则7连续15点在C区中心线上下准则8连续8点在中心线两侧但无一在C区中㈣常规控控制图图的应应用案案例1.均均值-极差差控制制图最常用用、最最基本本控制对对象：：长度、、重量量、强强度、、纯度度、时时间、、收率率、生生产量量、水分含含量、、营养养物质质成分分等计量值值数据据控制图 主要用于观察正态分布的均值的变化控制图 观察正态分布的波动情况或变异度的变化 控制图 将二者联合运用，观察正态分布的变化范例：：某植物物油生生产厂厂，采采用灌灌装机机灌装装，每每桶标标称重重量为为5000g，要求溢出量量为0～50g。采用控控制图图对生产过过程进行质质量控制。。控制对象象为溢出量量，单位为为g。见表2-15溢出量控制制图数据表表。组号测定值X1X2X3X4X51473244352035.6272193731253429.2183191116114420.2334292942593839.4305281245362529.2336403511383331.4297153012332623.2218354432113832.0339273726203529.01710234526373232.62211284440311832.22612312524322226.81013223719471427.833表2-15 溢出出量控制图图数据表组号测定值

X1X2X3X4X514373212383029.92615254024501931.6311673123183222.2251738041403731.24118351229482028.83619312035244731.42720122738403129.62821524252242539.0282220311532819.42823294741322234.22524282722325432.63225423415292123.227合计746.6686解：⑴步骤1，预预备数据的的取得随机抽取k组（一般为20～25组）大小为n（一般为4～～6，常取取5）理论上讲，，预备数据据的组数应应大于20组，在实实际应用中中最好取25组数据据。当个别组数数据属于可可查明原因因的异常时时，经剔除除后所余数数据依然大大于20组组时，仍可可利用这些些数据作分分析用控制制图。若剔剔除异常数数据后不足足20组，，则须在排排除异因后后重新收集集25组数数据。取样分组的的原则是尽尽量使样本本组内的变变异小（由由正常波动动造成），，样本组间间的变异大大（由异常常波动造成成），这样样控制图才才能有效发发挥作用。。因此，取样样时组内样样本必须连连续抽取，，而样本组组间则间隔隔一定时间间。应制定一个个收集数据据的计划，，将其作为为收集、记记录及描图图的依据。。在适当的时时间内收集集足够的数数据，这样样子组才能能反映潜潜在的变化化，这些变变化原因可可能是换班班/操作人人员更换/材料批次次不同等原原因引起。。对正在生生产的产品品进行监测测的子组频频率可以是是每班2次次，或一小小时一次等等。按工艺文件件规定，本本例每间隔隔30min在灌装生产产线连续抽取n=5的样本量计计量溢出量量。共抽取25组样本，，将溢出量量数据记入入数据表。。⑵步骤2，计计算统计量量计算每一组组数据的平平均值和极极差，记入入表中；然然后计算25组数据据的总平均值和极差平均值值。⑶步骤3，计计算控制界界限、作控控制图、打打点并判断断：①先计算R图的控制界界限计算公式见见表2-16。注：D4、D3为随着样本本容量n而变化的系系数，可由由控制图系系数选用表表中选取。。控制图名称及符号控制限公式计量值均值-极差图图图：图：均值-标准差图图图：

图：单值-移动极差图图图：

图：计数值不合格品率图图不合格品数图图表2-16 常规规控制图控控制线公式式n2345678910A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.308D43.2672.5752.2822.1142.0041.9241.8641.8161.777E22.6601.7721.4571.2901.1341.1091.0541.0100.975m3A21.8801.1870.7960.6910.5490.5090.4300.4100.360D3－－－－－0.0760.1360.1840.223d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.087表2-17 控制制系数选用用表由表2-17中可知知，当n=5时以这些参数数作R控制图，并并将表2-15中的的R数据在图上上打点，结结果如图2-11。。对照常规控控制图的判判异准则，，可判R图处于稳态态。因此，可以以接着建立立平均值控控制图。②计算图的控制界界限注：A2为随着样本本容量n而变化的系系数，可由由控制图系系数选用表表中选取。。由表2-17中可知知，当n=5时以这些参数数作平均值值控制图，，并将表2-15中中的数据在在图上打点点，结果如如图2-12。对照常规控控制图的判判异准则，，可判均值值控制图无无异常。因此可以判判定灌装过过程处于稳定受控状状态。序号工具应用1因果图分析和表达因果关系，通过识别症状、分析原因、寻找改进措施，促进问题的解决2排列图按重要性循序表示每一项目对整体的影响，排列改进的顺序3分层法根据数据产生的特征（层）将数据进行分类4调查表收集数据以得到事实的真实状况5直方图显示数据波动的形态，直观表达过程状态，传达需在何处进行改进6散布图分析两组数据间的关系，确定因果关系，确认改进效果7控制图监控过程状态，诊断过程是否稳定，确定过程改进点表2-20质质量管理理传统7种种工具小节节控制图应用用中常见错错误⑴在5M1E因素未加控控制，工序序处于不稳稳定状态时时就使用控控制图管理理工序。⑵CP<1的情况下，，就使用控控制图。⑶用公差代替替控制界限限，或用压压缩的公差差线代替。。⑷仅打点而不不做分析判判断。⑸不及时打点点而不能及及时发现工工序异常。。⑹当5M1E发生变化时时，而未及及时调整控控制界限。。⑺画法不规范范、不完整整。第三节过过程能力指指数也称工序能能力指数一、概念⑴ 工序是产品制造造过程的基基本环节也是生产过程的基本单位位也是质量检检验的基本本环节范例：生产工艺流流程是由众多的的工序构成⑵ 过程能能力（B）也称工序能能力是指一定时时间内处于于稳定状态态下工序实实际加工能能力用波动幅度度6σ表征即B=6σ-3-2-10123X1s2s3s-1s-2s-3s6sB⑶ 技术要要求（）质量特性值值的允许波波动范围用公差范围围来表示X1s2s3s-1s-2s-3s

6sT=TU－TLTLTU⑷ 过程能能力指数（processcapabilityindex，PCI）也称工序能能力指数（Cp）是指产品公公差范围（T）与过程能力力（B）之比即PCI＝T/B6sX1s2s3s-1s-2s-3s-3-2-10123TLTUT=TU－TL二、计算㈠ 符号说说明①为质量数据据分布中心心②为公差范围围为公差中心心③为质量数据据分布中心心与公差中中心的中心心偏移量④表征了工序序加工的质质量特性值值分散程度度，可作为为σ的估计值即σ≈S㈡ 计算公公式① 当给定双双向公差、质质量数据分布布中心与公差差中心不一致致时。② 当给定双双向公差、质质量数据分布布中心与公差差中心相一致致。③ 给定公差差上限如有毒物质或或重金属含量量④ 给定公差差下限如产品某种成成分含量不能能低于多少㈢ 范例①例题1强化面包中，，某营养素加加入量的标准准要求是每100g加（2±0.2）g，测得样本平均均值=2.05g，标准差s=0.05。计算过程能力力指数。③ 例题2某产品含某一一杂质要求最最高不能超过过12.2毫克，样本标标准差S为0.038，样本平均值值为12.1，求过程能力力指数。三、评定分级级表 过程能力力指数的评价价标准PCI等级评价应采取的行动PCI≥1.67特级过程能力过高允许较大外来波动改用经济型设备1.67＞PCI≥1.33一级过程能力足够允许一定的外来波动简化检验工作1.33＞PCI≥1二级过程能力尚可，可能发生不合格品须用控制图加强管理1＞PCI≥0.67三级过程能力不足对产品进行全检0.67＞PCI四级加工能力严重不足停止生产，追查原因并加以改进；如果是质量标准过高，则修正标准。通常取PCI＝1.33为最小可接收收值。四、提高过程程能力指数的的途径⑴调整工序加工工的分布中心心，减少偏移移量ε。⑵提高过程能力力，减少分散散程度σ。⑶调整质量标准准（公差范围T）。第四节 试验验设计一、试验与质质量关系作为一个食品品企业，为了了试制新产品品，改革旧工工艺，降低物物料消耗，不不断地提高产产品质量，往往往需要进行行大量的试验验。试验最终都是是为了找到在在某种条件下下最合理的工工艺条件或设设计参数，从从而达到提高高产品质量的的目的。产品的质量与与对此产品所所进行的试验验研究有密切切的关系。可可以这样说，，在开发新产产品时所进行行试验的范围围和程度，决决定了产品质质量的提高程程度。因此，有关试试验的设计、、进行、结果果分析等工作作也是质量决决策的内容之之一。一个企业应重重视新产品的的开发，以从从根本上提高高产品的质量量。而要有效进行行新产品的开开发，需要采采用相关的试试验设计。二、试验设计计（DesignOfExperiments，DOE））是研究安排试试验并对结果果进行统计分分析的一门学学问。它是数理统计计学的一个重重要分支，在在质量管理中中，它也是质质量决策的一一个重要内容容。目的：在少做试验的情况下得到到最佳工艺参数数，从而提高产产品质量。㈠ 试验条件件试验的成功与与否取决于试试验条件是否否选择得当。。如何科学地选选择作为组成成试验条件的的指标、因素素和水平，是是进行试验设设计极为重要要的研究课题题。⑴ 指标指在试验中根根据试验目的的而选定的、、用来衡量或考核试试验效果的质质量特性。指标可分为定定量指标和定性指标两两种，前者如如重量、尺寸寸、速度、硬硬度等；后者者如外观、颜颜色、味道、、风味等。根据在一个试试验中同时考考察指标个数数的不同，还还可将试验分分为单指标试试验和多指标标试验。⑵ 因素指对试验指标标可能有影响响，而且在试试验中提出了了明确的条件件能加以区别别、对比的原因。在试验中，因因素是应重点点考察的内容容。因素可分为定定量因素和定定性因素，前前者如温度、、pH值、时间等；；后者如品种种、方法等。。⑶ 水平指因素变化的多多种状态和条条件根据试验中各各因素所取水水平个数的不不同，试验可可分为二水平平、三水平、、四水平试验验等。若各因素所取取水平数不等等，则称其为为混合水平试验验。因素通常用大大写字母表示示，水平通常常用阿拉伯数数字表示。如因素A取三个水平可可分别表示为为A1、A2、A3。范例：60℃、80℃、100℃为因素A的三个水平即A1＝60℃，A2＝80℃，A3＝100℃。。㈡基本原理通过研究人员员，控制其他他不予考察的的因素，使它它不能影响试试验结果，从从而探讨试验验因素的存在在对试验结果果的影响；同同时，考察试试验因素改变变后对结果所所产生的影响响。㈢注意事项⑴ 要积极地地驾驭试验。。要把每一个试试验都当作““整体”的““零件”，考考虑到组装的的需要。宁可将已经设设计的试验不不予实施，也也不能将未经经设计或不符符合整体设计计要求的试验验仓促“上马马”。为试验而做的的试验，干脆脆取消。⑵ 没有明确确的目的，就就谈不上周到到的设计。未未经设计的试试验是无用的的试验。对课课题缺乏深刻刻的认识，就就难以明确试试验的目的。。而明确目的的的有效方法法，就是不断断沿着“原因因何在”的疑疑问思路，一一追到底。⑶试试验设设计就就是对对整个个试验验进行行科学学的管管理。。要有有严格格按照照设计计进行行试验验的习习惯，，把试试验的的全过过程都都置于于严格格的管管理状状态之之下。。试验管管理的的重点点是控控制条条件和和准确确地抽抽取数数据。。⑷机机会难难得，，试验验现场场难得得。要注意意试验验过程程中的的观察察，观观察的的基本本功是是：详详审细细察，，善疑疑多思思。观察时时，既既要能能够捕捕捉预预定的的事务务，又又要保保持警警觉，，善于于捕捉捉异常常现象象。⑸任任何成成功的的试验验都始始于设设计而而终于于分析析。在设计计试验验之时时，就就要考考虑到到试验验的分分析。。设计计的缺缺陷是是“先先天不不足””，而而分析析的草草率是是“后后天不不足””。⑹收收集数数据要要有真真本事事。收集没没有统统计意意义的的数据据，等等于做做无用用功。。不要要有意意或无无意地地给数数据染染上主主管的的色彩彩。不利于于自己己愿望望的数数据要要比受受人欢欢迎的的事实实更易易忘却却，因因而更更需要要加以以记录录。⑺要要善于于从试试验中中发掘掘信息息，从从数据据中提提炼模模型。。但不不要随随意让让推理理的进进程超超越已已有的的事实实。⑻成功的的试验验，是是基本本条件件可以以再现现的试试验。。验证试试验之之时，，最重重要的的是考考察某某一事事件是是不是是发生生，而而不必必要求求样本本空间间中某某一特特定数数值一一定出出现。。二、单单因素素试验验实际中中最简简单的的试验验问题题是单单目标标、单单因素素的问问题。。单因素素试验验：只有一个因因素改变而而其它它因素素固定定范例：：进行单单因素素试验验，寻寻找好好的工工艺使使得提提取率率最高高。A为提取取温度度，B提取时时间，，