摘要： 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制主要是指應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)控，建立并保持過(guò)程處于可接受的并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。本文以介紹制作 -R控制圖為引線，結(jié)合實(shí)例闡述了如何使用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的方法進(jìn)行質(zhì)量管理活動(dòng)。

關(guān)鍵詞：質(zhì)量管理；統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制；工序能力指數(shù)；控制圖

0 前言

許多質(zhì)量管理技術(shù)是對(duì)已出產(chǎn)的產(chǎn)品（包括半成品）進(jìn)行分析、檢驗(yàn)或評(píng)估，抽樣檢測(cè)是判斷一批產(chǎn)品是否合格的方法，它通過(guò)對(duì)不合格的產(chǎn)品分析，發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)與制造的中的問(wèn)題，以找出提高產(chǎn)品質(zhì)量的途徑和方法，這是一種“事后”的補(bǔ)救性的方法。統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理則與這種方法不同，它是在生產(chǎn)過(guò)程中的各個(gè)階段（工序）對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時(shí)的監(jiān)控與評(píng)估，是一種預(yù)防性方法。貫徹預(yù)防性原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的一個(gè)特點(diǎn)。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，從內(nèi)容上來(lái)說(shuō)主要有兩個(gè)方面：一是利用控制圖分析過(guò)程的穩(wěn)定性，對(duì)過(guò)程存在的異常因素進(jìn)行預(yù)警；二是計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過(guò)程能力滿足技術(shù)要求的程度，對(duì)過(guò)程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制基本原理

1）小概率事件原理

在生產(chǎn)過(guò)程中，僅有相互獨(dú)立的偶然性因素影響時(shí)，產(chǎn)品特性值X會(huì)服從正態(tài)分布即N（u，σ2）， 。x落在以（u一3σ，u+3σ）為上、下控制線外的概率之和只有0.27%，這是很小的概率。出現(xiàn)這樣概率的事件稱為小概率事件。根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)理論，小概率事件在一次實(shí)驗(yàn)中是不會(huì)發(fā)生的。如果發(fā)生了，則說(shuō)明原來(lái)的分布受到了異常因素的影響處于失控狀態(tài)。休哈特正是根據(jù)這一理論提出了控制圖方法。

2）影響產(chǎn)品質(zhì)量的來(lái)源

根據(jù)來(lái)源的不同，影響質(zhì)量的原因（因素）可歸結(jié)為5M1E（人員、設(shè)備、原材料、工藝方法、測(cè)量和環(huán)境）。但從對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的影響大小來(lái)分，又可分為偶然因素與異常因素。偶因引起質(zhì)量的偶然波動(dòng)，異因引起質(zhì)量的異常波動(dòng)。休哈特的實(shí)質(zhì)是區(qū)分偶然因素與異然因素兩類因素。

因此，我們可以根據(jù)質(zhì)量的特性的分布去區(qū)分波動(dòng)的類型，當(dāng)隨時(shí)間變化，質(zhì)量的特性分布為保持不變的正態(tài)分布時(shí)，這時(shí)為正常波動(dòng)，這是無(wú)法避免的。當(dāng)質(zhì)量的特性發(fā)生變化時(shí)，則存在異常波動(dòng)，需要去識(shí)別它，并加以剔除。

由于質(zhì)量特性通常有兩大類，一類是計(jì)量的，如溫度、長(zhǎng)度、電阻等，一類是計(jì)數(shù)的，如不合格品數(shù)、缺陷數(shù)等，因此常規(guī)控制圖也有兩大類。按統(tǒng)計(jì)量分，可分為計(jì)量值控制圖和計(jì)數(shù)值控制圖。它們均有各自適用的范圍。

2 控制圖的原理與構(gòu)造

控制圖是根據(jù)正態(tài)分布的 原理而構(gòu)造出來(lái)的.圖上有中心線（CL）、上控制限UCL）和下控制限（LCL），并有按時(shí)間順序抽取的樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值的描點(diǎn)序列， 將這三條水平線畫在一張坐標(biāo)紙上，其橫軸為時(shí)間或樣本序號(hào)，縱軸為 的觀察值，這就形成了一張控制圖，如圖1所示。當(dāng)把 的觀察值按序點(diǎn)在圖上，就可用于過(guò)程控制。這些上、下控制界限被用來(lái)判斷生產(chǎn)過(guò)程有無(wú)異常。

綜上可知，控制圖實(shí)際上是生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量的一種記錄圖形，它提供了判斷過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的一種方法。目前最常用、最基本的是X—R（均值一極差）控制圖，靈敏度高，極差計(jì)算簡(jiǎn)便。

3 實(shí)例應(yīng)用

下面以介紹 -R圖的制作過(guò)程為引線，結(jié)合工作中的實(shí)際應(yīng)用闡述統(tǒng)計(jì)控制技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用。

第一步 制作分析用控制圖

例 鎳氫電池車間生產(chǎn)型號(hào)為QNFG40F的單體電池，為保證電池極組裝入到殼體內(nèi)的松緊度，極組包隔膜后，每隔一小時(shí)隨機(jī)抽四個(gè)極組測(cè)定其厚度（單位為mm）這就得到一個(gè)樣本，共抽取了 個(gè)樣本（數(shù)據(jù)見表 ）。標(biāo)準(zhǔn)要求其厚度值在[21.5，22.5]之間為合格.作能用于控制的均值-極差控制圖。

（1） 計(jì)算每一個(gè)樣本的均值與極差

例 每一個(gè)樣本的均值與極差一起列在表1的最后兩列中。

（2） 計(jì)算 個(gè)樣本的均值的均值與極差的均值

個(gè)樣本的均值的均值與極差的均值，便是控制圖的中心線。對(duì)于例 來(lái)講，由表 的數(shù)據(jù)可以求出來(lái)，于是得到CL= =22.05067； CL= =0.1048

（3） 計(jì)算 圖與R圖的上、下控制界限

對(duì)例 來(lái)講， 由表 可查得，由此可得A2=0.729，D3=0，D4=2.282

于是， 圖的上、下控制限計(jì)算如下：

（4） 作分析控制圖

在坐標(biāo)紙上分別作 圖和R圖， 圖在上，R圖在下，縱坐標(biāo)分別為 與R，橫坐標(biāo)為樣本序號(hào)，然后把各自的樣本 與Ri的值分別依次點(diǎn)在 圖與R圖上，再用直線將相鄰的兩點(diǎn)連接成折線，如圖2。

第二步 分析過(guò)程狀態(tài)和過(guò)程能力

根據(jù)圖上的分布和判異準(zhǔn)則等，對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)和過(guò)程能力進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，評(píng)價(jià)結(jié)果詳見表4：

第三步 當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程不處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí)，就采取下列措施

首先應(yīng)該尋找產(chǎn)生異常的原因，在找原因時(shí)應(yīng)先從自己著手，或從內(nèi)部著手，譬如記錄、計(jì)算、作圖等是否有錯(cuò)，測(cè)量是否正確，操作有無(wú)不當(dāng)之處，工具是否有缺損，機(jī)器是否疲勞，材料有無(wú)變化，電壓是否有波動(dòng)等.當(dāng)異常數(shù)據(jù)點(diǎn)不多時(shí)，在確認(rèn)原因后，消除降低質(zhì)量的異常因素，同時(shí)去掉異常數(shù)據(jù)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的一組數(shù)據(jù)，重新計(jì)算中心線和控制界限.然而在重新計(jì)算時(shí)，不應(yīng)去掉對(duì)質(zhì)量有利的數(shù)據(jù)，也不能去掉雖使質(zhì)量降低但不能消除異常原因的數(shù)據(jù).重新計(jì)算后，如果仍有一點(diǎn)在控制界限之外時(shí)，可補(bǔ)充到 個(gè)樣本后重新計(jì)算與考察，此時(shí)只允許一點(diǎn)在限外；如果有兩點(diǎn)在限外的話；可補(bǔ)充到 個(gè)樣本后重新計(jì)算與考察，如果有兩點(diǎn)在限外的，仍屬過(guò)程受控.當(dāng)異常數(shù)據(jù)比例較大時(shí)，應(yīng)改進(jìn)生產(chǎn)過(guò)程，重新計(jì)算數(shù)據(jù)，并重新計(jì)算中心線和控制界限。

第四步 作控制用控制圖

當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程滿足顧客質(zhì)量要求時(shí)，我們便可以用上面獲得的中心線與上、下控制界限畫控制圖，放在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)來(lái)對(duì)質(zhì)量指標(biāo)進(jìn)行控制，這張圖便是控制用控制圖。

在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)用控制圖時(shí)，通常應(yīng)按收集預(yù)備數(shù)據(jù)同樣的樣本容量抽取樣本，并測(cè)定樣本中每一個(gè)樣品的特性值，計(jì)算樣本的均值 與極差R，并將它們分別描在 圖與R圖上，按上面提到的判斷標(biāo)準(zhǔn)去判斷生產(chǎn)過(guò)程是否處于控制狀態(tài)。當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程無(wú)異常時(shí)可以繼續(xù)進(jìn)行生產(chǎn)，如果發(fā)生異常需要及時(shí)消除使質(zhì)量下降的原因.使之不再發(fā)生，而對(duì)提高質(zhì)量的有利措施也應(yīng)及時(shí)總結(jié)，使之推廣。

4 控制圖應(yīng)隨時(shí)間和質(zhì)量的要求不斷的修正

當(dāng)控制圖使用了一段時(shí)間后應(yīng)根據(jù)實(shí)際的質(zhì)量水平，對(duì)控制圖的中心線和上、下控制線進(jìn)行修正，使控制水平能夠不斷提高。

其他計(jì)數(shù)控制圖不在做詳細(xì)介紹，詳細(xì)介紹可參考相關(guān)文獻(xiàn)[3]～[8].

5 結(jié)束語(yǔ)

本文已經(jīng)通過(guò) -R圖作圖方法介紹，結(jié)合實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn)，對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程技術(shù)在質(zhì)量管理中的應(yīng)用作了具體的闡述。不同的情況使用不同的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制圖時(shí)，計(jì)算的簡(jiǎn)單和復(fù)雜程度也是不一樣的，適當(dāng)?shù)膱?chǎng)合選擇適當(dāng)?shù)目刂茍D，可以及時(shí)控制生產(chǎn)線，檢測(cè)是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，以及判定過(guò)程工序能力是否滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，掌握生產(chǎn)線的信息，對(duì)生產(chǎn)及時(shí)控制，以避免生產(chǎn)出過(guò)多的不合格產(chǎn)品，達(dá)到對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行管理的目的。

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作者簡(jiǎn)介：孫軍華，1970.12生 ，女，主要從事鎳氫電池、鋰電池生產(chǎn)過(guò)程中的工藝研究及質(zhì)量管理；榮蓉， 1961.5生，女， 主要從事鎳氫電池、鋰電池、模組、電池包的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其生產(chǎn)過(guò)程中的工藝工裝研究；?？?962.12生，男， 主要從事自動(dòng)化控制類產(chǎn)品質(zhì)量管理技術(shù)。