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1、全面质量管理的常用方法2,七种统计工具,传统七种统计工具排列图、因果分析图、对策表、分层图、直方图、相关图、控制图新七种工具关联图、系统图、矩阵图、矩阵数据分析、KJ法、过程决策图、箭条图 这些方法的优点是把生产过程中说明质量水平的各种事实数据化、图表化，简单明了，容易为工人掌握运用，并有利于数理统计方法，在普及的基础上提高和发展。运用这些方法的好处是通过产品在生产过程中的数字记录、统计图表，及时暴露问题、发现问题，做到“事先防范”，保证质量的不断改进和提高。,学会质量事故分析的常用方法,排列图、因果分析图、对策表,在质量管理中最强调的是事实管理，就是要掌握事实，要掌握事实就必须设计检查表收集
2、数据。,调查表（检查表）,6.3.1 两图一表法,排列图,用在检查表上,用在排列图上,排列图的作用,在工厂里，要解决的问题很多，但从何入手呢？,事实上，大部分的问题，只要能找出几个影响较大的因素，并加以处置及控制，就可解决问题的80%以上。（20/80理论）排列图是根据收集的数据，以不良原因、不良状况发生的现象，有系统地加以项目别分类，计算出各项目所产生的数据（如不良率、损失金额）及所占的比例，再依照大小顺序排列，再加上累积值的图形,排列图,排列图（帕累拉图）,意大利经济学家V.Pareto于1897年在研究国民所得时发现大部分所得均集中于少数人，而创出此原理。“vital few and u
3、seful many”关键的少数，次要的多数。,例：某软件公司为了了解其软件质量，对其开发的应用软件系统进行了一次用户问卷调查，发了200份，实收150份。公司按用户抱怨的种类进行了统计，其结果如下：,100,N=150,频数,累计频率（%）,77,36,18,15,4,维护响应太慢,稳定性差,51%,75%,87%,97%,80,60,40,20,适用不方便,查询速度慢,某些功能要改进,结论：使用不便、查询速度慢是主要质量问题。,排列图,注意事项（1）要做好因素的分类。（2）主要因素不能过多。（3）数据要充足。（4）适当合并一般因素。（5）合理选择计量单位。（6）重画排列图以作比较。,排列图
4、：练习,例：某部门将上月生产的产品作出统计，总不良数409个，其中不良项目依次为：,排列图：练习,排列图的应用,1、利用排列图寻找产品质量的改善重点；,2、利用排列图验证改善产品质量的效果；,之前,100%,之后,100%,实现的改善,排列图的应用,3、利用排列图对产品质量进行分层研究；,A B C,因果分析图,因果分析图,又称鱼刺图法、特性因素图法、石川图某项结果之形成，必定有其原因，应设法利用图解法找出其原因来。Dr.Kaoru Ishikawa（石川磬）作用从影响产品质量的多因素中，查找主要影响因素，主要影响因素中的更详细原因，由粗到细，寻根究底，直至有针对性地采取具体措施。,因果分析图
5、,Quality Characteristic,Man,Materials,Methods/Measurement,Environment,Equipment,Measurement,中继线插头槽径大的因果图,材料方面,环境方面,人为方面,设备方面,方法方面,字太小,印刷不清楚,灯光太暗,灯光太强,常揉眼睛,常盯屏幕,先天近视,意外伤害,桌椅高度,书本质量,坐车看书,走路看书,躺着看书,距离过近,看书方法不对,长时间看书不休息,近视,练习：分析近视的原因,因果分析图（练习）,对策表,对策表（措施计划表）,当利用鱼刺图确定了问题产生的主要原因后，有必要采取措施去消除这些原因，以达到质量改进的目的
6、。这时，可以采用对策表的方法。,用以针对质量问题产生的原因制定对策或措施，作为实施时的依据。,对策表的目的,对策表的格式,焊缝质量鱼刺分析图,焊缝问题的对策表,分层法,6.3.2 分层法,又称分类法、分组法，它既是加工整理、归纳数据的一种重要方法，也是分析影响质量（或其它问题）原因的一种基本方法。作用更进一步分析影响产品质量的方法。把反映产品质量的数据按不同目的分类。性质相同、同一生产条件取得的数据归并一起，使复杂的搅在一起、不易分清的影响质量因素中的某些因素显现的更明显、突出。以找出质量问题原因和规律分层的原则同一层内的数据波动幅度要尽可能小，不同层之间的区别要尽可能大。,分层的依据,分层的
7、依据常用的数据分类法：（1）按操作人员分。如按新老工人、男女工人、不同工龄工人或不同技术等级的工人分类。（2）按设备或工作地分。如设备的型号、新旧程度、不同的工夹模具等分类。（3）按原材料分。如按供应单位、进货时间等分类。（4）按操作方法分。如按不同的切削用量、不同的压力、温度等分类。（5）按生产时间分。如按不同的班次、日期分类。（6）按测量手段分。如按不同的检测人员、仪器、量具和方法等分类。（7）按其他分类标志分。如按环境、气候、以及部位、工序原因等进行分类。,分层的步骤,分层的步骤：（1）收集数据；（2）根据不同的目的，选择分层标志；（3）根据不同分层标志对数据进行分层；（4）按层归类统计
8、；（5）画分层统计图表或分层进行统计分析。例：甲乙丙三个生产班组，一月份生产电镀件固定支架6000件，其中废品169件。,分层法（例）,下表显示了甲乙丙三个生产班组每类废品的数据：,从表中的数据可以看出，甲班产生废品的主要原因是“电镀不良”，乙班产生废品的主要原因是“刮花/碰花”，丙班产生废品的主要原因是“变色”。,相关图,6.3.3 相关图法,又称:散布图法，通过分析研究两种因素的数据的关系，来控制影响产品质量的相关因素的一种有效方法。作用:一方面可以发现和确认两组数据之间的关系并确定两组相关数据之间预期的关系，另一方面可通过确定两组数据、两个因素之间的相关性，寻找问题的可能原因，从而对质量
9、进行改进。可以应用相关系数、回归分析等进行定量的分析处理，确定各种因素对产品质量影响程度的大小。如相关度大，可以通过对一个变量的控制来间接控制另外一个变量。,淬火温度与硬度相关图,相关系数,相关系数（r）,相关关系,相关图法的运用,例：某一种材料的强度和它的拉伸倍数是有一定关系的，为了确定这两者之间的关系，我们通过改变拉伸倍数，然后测定强度，获得了一组数据，如表所示。,相关图法的运用,强度和拉伸倍数是一种强正相关的关系,6.4.1 直方图法,由抽样或试验收集得到的计量值数据中，蕴存着产品质量特性的大量信息，但未经处理和归纳时，是分散而不规则的。只有经过处理和归纳后，信息才能显示出来。处理计量值
10、数据的基本方法是列表和作图，通过这些表和图就能够大体看出数据所代表的产品质量特性。频数分布表是一种把分散和不规则的数据，整理成一个能顺着其度量的尺度，清楚地显示出该数据的集中趋势和离散程度的一种统计方法。直方图又称柱状图、质量分布图。是一种统计报告图，由一系列高度不等的纵向条纹或线段表示数据分布的情况。一般用横轴表示数据类型，纵轴表示分布情况。,6.4 学会工序质量控制的常用方法,直方图编制,例：测量某螺栓外径尺寸按规格要求，现在从生产的批量中抽取100个样品的尺寸，见下表。,直方图编制步骤,1、从数据中找出最小值S和最大值L。,S=3.68L=3.39,2、决定组数。,1、可查表，K=610
11、2、K=1+3.3lgn=1+3.3 lg100=1+6.6=7.6 83、本例K=10,直方图编制步骤,3、计算组距。,组距 h=,全距,组数,L-S,m,组距 h=0.029 0.03,3.68-3.39,10,直方图编制步骤,4、求界限值。,在划分界限时，必须明确端点的归属，所以在决定组的界限值时，可以从每一个界限值上加上或减去1/2测量单位。第一组组界限：,下界限,上界限,5、统计频数。,落在各组中的数据的个数称为频数。,直方图编制步骤,6、列频数分布表。,直方图,7、以坐标横轴表示组距，坐标纵轴表示频数，所画出的矩形图称为频数直方图，简称直方图。,30-25-20-15-10-5-0
12、-,3.385,3.415,3.445,3.475,3.505,3.535,3.565,3.595,3.625,3.655,3.685,频数,尺寸mm,直方图编制步骤,8、求平均值和标准差。,组中值,变换组中值,为频数最多组对应的组中心值,为组距,求平均值和标准差,求平均值和标准差,平均值,标准差,直方图,30-25-20-15-10-5-0-,3.385,3.415,3.445,3.475,3.505,3.535,3.565,3.595,3.625,3.655,3.685,频数,尺寸mm,该直方图近似于正态分布TL=3.3 TU=3.7,直方图在质量管理中应用,1、判断分布类型,产品质量特性
13、值的分布，一般都是服从正态分布或近似正态分布。当产品质量特性值的分布不具有正态性时，往往是生产过程不稳定，或生产工序的加工能力不足。因而，由产品质量特性值所作的直方图的形状，可以推测生产过程是否稳定，或工序能力是否充足，由此可对产品的质量状况作出初步判断。根据产品质量特性值的频数分布，可将直方图分为正常型直方图和异常型直方图两种类型。,正常型直方图,看直方图时应着眼于图形的整体形状，根据形状判断它是正常型还是异常型。正常型直方图具有“中间高，两边低，左右对称”的特征，它的形状像“山”，字。因此，根据产品质量特性值的频数分布所画出来的直方图是正常型时，就可初步判断为生产过程是稳定的，或工序加工能
14、力是充足的。,不正常直方图,孤岛型直方图,双峰型直方图,折齿型直方图,绝壁型直方图,孤岛型直方图,在主体直方图的左侧或右侧出现孤立的小块，像一个孤立的小岛。出现孤岛型直方图，说明有特殊事件发生。造成原因可能是一时原材料发生变化，或者一段时间内设备发生故障，或者短时间内由不熟练的工人替班等。所以，只要找出原因，就能使直方图恢复到正常型。,双峰型直方图,双峰型直方图是指在直方图中有左右两个峰，出现双峰型直方图，这是由于观测值来自两个总体、两种分布，数据混在一起。往往是由于将两个工人或两台机床等加工的相同规格的产品混在一起所造成的。,折齿型直方图,折齿型直方图形状凹凸相隔，象梳子折断齿一样。出现折齿
15、型直方图，多数是由于测量方法，或读数存在问题，或处理数据时分组不适当等原因造成。应重新收集和整理数据。,绝壁型直方图,绝壁型直方图左右不对称，并且其中一侧像高山绝壁的形状，当用剔除了不合格品的产品质量特性值数据作直方图时，往往会出现绝壁型直方图。此外，亦可能是操作者的工作习惯，习惯于偏标准下限，于是出现左边绝壁的直方图。,偏态型直方图,某种原因使下（上）限受到限制时，容易发生“偏左型”（偏右型）。,平顶型直方图,与双峰型类似，由于多个总体、多种分布混在一起。,直方图与标准比较,对于正常型直方图，将其分布范围B=S，L(S为一批数据中的最小值，L为一批数据中的最大值)与标准范围T=SL，Su，S
16、L为标准下界限，Su为标准上界限)进行比较，就可以看出产品质量特性值的分布是否在标准范围内，从而可以了解生产过程或工序加工能力是否处于所希望的状态。为了方便，可在直方图上标出标准下界限值和标准上界限值。,直方图在标准范围内的情况,当产品质量特性值符合规定标准时，其对应的直方图，必定在标准范围之内。符合规定的直方图大致有下面四种类型：,直方图在标准范围内的情况,直方图的分布范围B位于标准范围T内，但有余量；直方图的分布中心与标准中心近似重合，这是理想的直方图。此时，全部产品合格，工序处于正常管理状态。,直方图在标准范围内的情况,直方图的分布范围B位于标准范围T内，数据变化仍比较集中，但分布中心偏
17、移标准中心，并且直方图的一侧已达到标准界限，此时状态稍有变化，产品就可能超出标准，出现不合格品。因此，需要采取措施，使得分布中心与标准中心重合。,直方图在标准范围内的情况,直方图的分布范围B没有超出标准范围T，但没有余量。此时分布中心稍有偏移便会出现不合格品，所以应及时采取措施，缩小产品质量特性值的分布范围。,直方图在标准范围内的情况,产品质量特性值的分布非常集中，致使直方图的分布范围B与标准范围T之间的余量过大。此时，可对原材料、设备、工艺等适当放宽要求，从而降低生产成本；或者加严标准，提高产品的性能，以利于组装等。,T,B,SL(S),Su(L),直方图超出标准范围内的情况,产品质量特性值
18、的分布中心向左(或向右偏离标准中心，致使直方图分布范围B的下界限(上界限)超出标准范围T的下界限(或上界限)，因而在下界限(或上界限)出现不合格品，此时，应设法提高(或降低)产品质量特性值的平均值，使直方图的分布中心向右(或向左)移动，从而使直方图的分布范围完全落在标准范围之内。,T,B,(S)SL,(L)Su,直方图超出标准范围内的情况,直方图的分布范围B超出标准范围T，此时，在标准上界限和下界限都出现不合格品。这种情况通常是由于产品质量特性值的标准差太大，这时，应及时采取技术措施，降低分布的标准差。如果属于标准定得不合理，可以放宽标准范围。,T,B,(S)SL,Su(L),直方图超出标准范
19、围内的情况,直方图的分布范围B大大超出标准范围T，此时已出现大量不合格品，必须立即分析原因，采取紧急措施；如果标准允许改变，就重新修订标准。,T,B,(S)SL,Su(L),直方图(练习),例：生产某种滚珠，要求其直径x为15.0 1.0(mm)，试用直方图进行统计分析。,直方图(练习),1、从数据中找出最小值S和最大值L。,S=14.2 L=15.9,2、决定组数。,K=7,3、计算组距。,组距 h=0.3,4、求界限值。,下限值 S h/2=14.15,5、计算组中值。,6、统计频数。,7、列频数分布表。,直方图(练习),直方图(练习),X,14.2 14.5 14.8 15.1 15.4
20、 15.7 16.0,频数,工序能力指数,工序能力又称工程能力、过程能力，是指“过程处于稳定状态时，加工误差正常波动的幅度。”即：某一工序在生产技术条件正常和稳定的状态下所表现出来的保证产品质量的能力，它实际上反映着加工的精度，常用B表示。过程能力B=6。由于P（x3）=99.73%,故6近似于过程质量特性值的全部波动范围。显然，B越小，过程能力就越强。,6.4.2 工序控制方法工序能力指数,T,B,工序能力指数,单侧公差情况的工序能力指数：在实际生产中，有些情况下，只要求控制单向公差。如形位公差噪声等只给出上限标准；而对机电产品的强度、寿命、可靠度等则规定下限标准。若只有上限要求 若只有下限
21、要求,工序能力指数,过程能力评价和分析,工序能力指数,工序能力指数,考虑偏移时：实际的过程能力指数：Cpk,工序能力指数,结论：工序能力不足，不合格率近5%，应采取措施,例：某零件尺寸规格要求为200.15，抽样25组，每组样本数为4，样本均值为20.05，S=0.05，试分析工序能力。,解：T=TU-TL=(20+0.15)-(20-0.15)=0.3,控制图,叫管理图或休图（1924年，美国的休哈特首先提出）。它是判断和预报生产过程中质量状况是否发生异常波动的一种有效的方法。可用3原则确定控制图的控制线（Control Lines）CL=UCL=+3 LCL=-3,6.4.3 工序控制方法
22、控制图法,控制图的基本原理,产品质量产生波动的原因 在一定生产条件下按照一定标准加工产品，质量特性数据存在差异，即整体上存在散差。,控制图的作用,用于工序控制，即用于判断生产过程、工序质量的稳定性是否正常。用于工序质量分析。用于调节和调整，即根据控制图反映的动态，来确定对机床、设备、工装的调整规律。为评定质量提供依据。用于改进质量检验，即根据控制图反映的状况，决定检验方式或改变检验范围。,控制图的作用,简言之，控制图用以判断生产过程是否处于统计控制状态（是否存在异因），可以判断生产过程的异常，及时报警。质量控制图既可以由质量管理人员使用，也可以由第一线工人使用，日本115家中小企业平均每个厂用
23、137张控制图；美国柯达公司5000名职工，共用35000张控制图。工厂中使用控制图的数量在某种意义上反映了管理现代化的程度。,控制图的种类,总体上分为计量值控制图和计数值控制图（数据的种类分为计量值和计数值两种）。1、计量值控制图 控制图(均值-极差控制图)。是 控制图和R控制图的总称，前者主要用于观察正态分布的均值的变化，后者用于观察正态分布的分散情况或变异度的变化，而 控制图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化。对于计量数据而言，这是最常用最基本的控制图。它用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。适用于n 9。,控制图的种类,控制图(均值-标准差控制图
24、)。与 图相似，只是用标准差(s)图代替极差(R)图而已。极差计算简便，故R图得到广泛应用。但当样本大小n10，一般用s图来代替R图。控制图(中位数-极差控制图)。所谓中位数即指在一组按大小顺序排列的数列中居中的数。控制图(单值-移动极差控制图)。移动极差是指一个测定值 xi 与紧邻的测定值xi+1 之差的绝对值。每个移动极差值相当与样本大小n=2时的极差值。相当于n=2时的均值控制图。,控制图的种类,控制图的种类,2、计数值控制图p控制图(不合格率控制图)。np控制图(不合格品数控制图)。c控制图(缺陷数控制图)。u控制图(单位缺陷数控制图)。,控制图的种类,控制图的选择,控制图的应用,例：
25、一台自动螺丝车床已经准备好了加工切断长度的图纸公差为0.5000.008英寸的螺栓。频数分布在进行调整期间已经完成，分析结果表明进行一段时期加工生产的开端是可以令人满意的。为了分析和控制加工过程中螺栓的质量，现决定采用均值-极差控制图 进行监控。按如下步骤进行：步骤1：选择质量特性螺栓的切断长度至关重要步骤2：按合理的计划来搜集数据每小时抽取5个产品作为一个样本。检验员按时间顺序收集了25个样本。,控制图的绘制,步骤3：计算样本平均值及极差见上表步骤4：确定总的平均数和平均极差,控制图的绘制,步骤5：计算控制限,查表P122，n=5A2=0.577D4=2.115D3=0,控制图的绘制,步骤6
26、：利用控制界限分析样本数值,控制图的观察与分析,（1）判稳准则 判定过程处于稳定状态的标准：控制图上的点不超过控制界限在下述情况下也可认为基本上处于控制状态，也可以作为以后进行控制所遵循的依据：连续25点以上处于控制界限内；连续35点中，仅有1点超出控制界限；连续100点中，不多于2点超出控制界限。控制图上点的排列分布没有缺陷（即控制图上点的分布没有判异准则所列的各种情况）。,控制图的观察与分析,（2）判稳准则：判异准则有两类：点出界就判异；界内点排列不随机判异。由于点子的数目未加限制，故后者的模式原则上可以有无穷多种，但现场能够保留下来继续使用的只有具有明显物理意义的若干种，在控制图的判断中
27、要注意对这些模式加以识别。常规控制图的国标GB/T40912001有8种判异准则（教材P123-125）。,应注意的几个问题,1、控制图的应用条件。对于任何生产过程或工作过程，凡需要对产品质量或工作质量进行控制管理的场合，都可以用控制图进行控制。但要求：对于确定的控制对象，即质量指标，要能够定量。被控制过程必须具有重复性。2、控制图是在现有生产条件下所起的保证作用，但其本身并不能保证现有生产条件处于良好状态。保证生产条件的良好状态，则仍需要应用有关技术，找出“人、机、物、法、环境”五个影响质量的主要要素的优化组合状态。3、控制图发出警告，只说明有异常原因发生，起到一种警铃信号作用。而找原因则要
28、借用有关专业技术和经验。异常原因查出来能否解决，这又是另一个问题。,控制图的应用,例：假设从齿轮钻孔工序收集记录100个孔尺寸数据，如下表所示。试作 图。表中详细记录了收集数据的时间，样本大小n=4(n=4至5为宜)，共收集了25计组合计100个数据（表中数据基本数据为6.00mm）。并以表格形式规范化计算每组数据的，最后容易地得到,控制图的应用,控制图的应用,计算控制限,查表P122，n=4A2=0.729D4=2.282D3=0,控制图的应用,由上图中的样本点状态显示：(1)图中有第4，9，20 号三个样本点出界；(2)R图中有第18号样本点出界；(3)控制界限内的样本点排列多数偏于中心线
29、以下。在实际中对上述情况进行具体分析，结果确认第9号样本点出界是偶然性原因引起的，而第4，18，20号三个样点出界是由于系统性原因引起的，应该加以剔除，然后利用剩余的样本统计量重新修正控制界限。,控制图的应用,复习思考题,某工序测得的125个数据如下表所示，试作 图。,控制图的应用,样本大小n相同时。例，某产品五月份检验数据如下表所示，共检验了25个样本，样本大小n=300,p控制图(不合格率控制图)的应用,控制图的应用,确定控制界限：,一般，P不可能为负值，所以当LCL小于0时，取0作为P的自然下界,控制图的应用,绘制p控制图：如下图所示，将CL，UCL和LCL绘在坐标纸上，并将25个样本点
30、逐个描在控制图上，标出超出界限的样本点,控制图的应用,P控制图的修正：从上图中看出，第19号样本点出界，经过分析是由于系统性原因引起的，所以要剔除，重新计算不合格品率的平均值,-剔除的样本中不合格品数-剔除的样本大小,控制图的应用,利用五月份收集的数据设计并修正的p控制图，在七、八两个月份仍然持续加以改进，如下图所示，直到控制的质量水平稳定且满足需要为止。然后，定期检验工序的控制状态使其保持即可。,控制图的应用,样本大小n不相同时。例，某手表厂34月份收集的25组数据，其样本大小各不相同,控制图的应用,确定控制界限：见上表绘制p控制图：见下图,说明：质量管理工具（七种图表）均可用质量管理软件直接编制。质量管理软件分为专用软件与通用软件，后者如MINITAB，JMP、SPSS，SAS-QC等。许多专用软件ETM（ERP）中也有质量控制部分。但数据的取得、录入需要人工输入，如何分析、判断，质量管理软件也不能完成。因此，其基本原理、如何分析需要我们掌握。,综合应用工序排列图,综合应用第四道工序尺寸直方图,综合应用第四道工序CP不合格因果图,
