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1、质量管理学第五章工序质量控制第1页，本讲稿共50页二、质量变异的原因二、质量变异的原因1、质量变异来源分类、质量变异来源分类其原因主要来自五个方面：人、机器、材料、方法、环境。2、质量变异性质分类、质量变异性质分类偶然性原因偶然性原因 随机误差随机误差 随机误差是由一些经常起作用的，微小的在一定条件下又是不可避免的因素所引起的误差。随机误差对于包括有极多个产品的无限母体工序来说，是一个服从正态分布的随机变量。系系统统性性原原因因系系统统误误差差 系统误差与偶然误差的主要区别在于它不是一个随机变量。而是随时间、按一定方向，从小到大或从大到小或作某种周期性变化。第2页，本讲稿共50页根据系统误差和
2、随机误差两变量变化规律的明显不同，我们可以利用一定的统计手法把两者区别开来。如果生产稳定，此时影响产品质量差异的主要成份将是随机误差，如果把测量到的质量数据绘制成分布图，必然构成典型的正态分布。如果所得到的结果不是一个正态分布，那就有理由怀疑，在产品质量中所产生的差异有较明显的异常因素存在，这就需要找出具体引起异常的原因，以便采取措施消除。第3页，本讲稿共50页第二节第二节生产过程质量状态生产过程质量状态生产过程的质量控制其主要目的是保证工序能处于受控状态，稳定持续地生合格品。为此，必须及时地了解生产过程质量状态，判断其失控与否。一、生产过程状态一、生产过程状态1、控制状态：随时间推移，生产过
3、程的质控制状态：随时间推移，生产过程的质量特性值或其统计量均在控制界限之内，量特性值或其统计量均在控制界限之内，且均匀分布。且均匀分布。第4页，本讲稿共50页2、失控状态：、失控状态：1稳稳定定状状态态：和和不不随随时时间间变变化化，但但质质量量特性值的分布超出了控制界限。特性值的分布超出了控制界限。2不稳定状态：不稳定状态：或或随时间变化。随时间变化。第5页，本讲稿共50页二、生产过程状态的统计推断二、生产过程状态的统计推断样本总体E R/d2反映质量水平第6页，本讲稿共50页第三节第三节工序控制工序控制一、工序质量控制的目的一、工序质量控制的目的工序质量控制的目的是保保证证工工序序能能稳稳
4、定定地地制制造造出出合合格格的的产产品品。使使工工序序质质量量的的波波动动处于规定的范围。处于规定的范围。二、工序质量控制的对象二、工序质量控制的对象工序质量控制的对象是该工序的质量特性值的波动范围及质量特性值波动的中心位置。工工序序质质量量控控制制通通过过控控制制4M1E五五大大因因素素来来实实现现对对和的控制。和的控制。第7页，本讲稿共50页三、工序质量控制点的确定三、工序质量控制点的确定工序质量控制点是指在一定时期和一定条件下，在产品制造过程中必须重点控制的质量特性、关键部位或薄弱环节。工序质量控制点的确定：影响大、要工序质量控制点的确定：影响大、要求高、问题多、损失大。求高、问题多、损
5、失大。第8页，本讲稿共50页第四节第四节工序质量控制方法工序质量控制方法-控制图控制图一、控制图的概念一、控制图的概念控控制制图图是是画画有有控控制制界界限限的的一一种种图图表表。用用来来控控制制生生产产过过程程状状态态 区区分分波波动动是是系系统统的的或或者者是是随随机机的的 保保证证工工序序加加工工产产品品质质量量的重要工具。的重要工具。特性值特性值UCLCLLCL子样号子样号第9页，本讲稿共50页对加工过程进行统计质量管理一般可包括两部分工作内容。其一是调查一道工序是否处于稳定状态，其次是己知一道工序是稳定的，为保证其在预期的时间内，始终处于稳定状态而进行的动态统计控制。前一项工作可以利
6、用频数分布图，后一项工作主要利用控制图的方法完成。第10页，本讲稿共50页二、控制图的原理二、控制图的原理1、控制图的控制界限、控制图的控制界限控制界限主要用以控制界限主要用以鉴别加工过程是否稳定。控制界限与公差界限不同，在质量管理工作中具有不同的作用。公差界限是作为产品合格或不合格的判断基准，而控制界限则是作为考察整个工序考察整个工序是否异常的判定基准。是否异常的判定基准。中心线中心线CL=或或 上控制线上控制线UCL=+3下控制线下控制线LCL=-3第11页，本讲稿共50页2、控制图的两类错误、控制图的两类错误第第一一类类错错误误：虚虚发发警警报报。加工过程正常，而子样点子却越出了控制界限
7、，因而被误判为出现异常，发发生生这这种种概概率率以以表示。表示。第第二二类类错错误误：未未发发警警报报。加工过程异常，而子样点子仍处了控制界限之内，因而被误判为出现正常，发发生生这这种种概概率率以以表表示。示。第12页，本讲稿共50页随着控制界限加宽而减少，随着控制界限加宽而减少，随着控制界随着控制界限加宽而增加限加宽而增加正正常常异异常常第13页，本讲稿共50页为使两类错误概率之和最小，控制界限应合适。控制界限在控制界限在时，其时，其+为最小。为最小。+3第14页，本讲稿共50页三、控制图的分类三、控制图的分类1、计计量量值值控控制制图图：-R控控制制图图、-R控控制制图、图、控制图。控制图
8、。计量值控制图经常用来预防、分析和控制工序加工质量。2、计数值控制图：、计数值控制图：计件值计件值Pn图、图、P图。图。计点值计点值C图、图、u图。图。目的是分析和控制生产工序的稳定性、预初不合格品的发生，保证产品质量。第15页，本讲稿共50页第五节第五节控制图的设计控制图的设计一、一、控制图的设计控制图的设计1、控制图的应用范围。控制图的应用范围。控制图是控制图是控制图与控制图与R控制图并控制图并用的形式运用。用的形式运用。控控制制图图主主要要观观察察分分析析平平均均值值的的变变化化，R控控制制图图主主要要观观察察分分析析各各组组的的离离散散波波动动变变化化。控控制制图图常常用用于于控控制制
9、尺尺寸寸、重重量、时间、强度、成分等计量值。量、时间、强度、成分等计量值。第16页，本讲稿共50页2、控制图的作图方法及步骤控制图的作图方法及步骤例：假设从齿轮钻孔工序收集记录例：假设从齿轮钻孔工序收集记录100个孔个孔径尺寸数据。作径尺寸数据。作控制图。控制图。1 收集数据收集数据第17页，本讲稿共50页样本组日期时间测定值平均值极差RX1X2X3X41234567891011121314151617181920212223242512/2312/2712/2812/2912/308：5011：301：453：454：208：359：009：401：302：508：301：352：252：3
10、53：358：259：2511：002：353：159：3510：2011：352：004：25354634693842443348473837403850334138335638394243394037406434414141524341373839423540443255404239363832363468444341384936394147454329292837454535393543334136594034463651423837354245393458384837403638446.356.406.366.656.396.406.436.376.506.426.396.386.40
11、6.416.456.436.366.426.356.516.406.396.396.386.410.080.100.060.100.100.090.050.080.040.110.030.040.120.070.080.100.120.300.060.110.080.070.060.080.06合计合计160.252.19=6.41=0.09第18页，本讲稿共50页 2 确定控制界限确定控制界限图图A2为跟为跟n有关的系数。查控图用系数表，当有关的系数。查控图用系数表，当n=4时，时，A2=0.729，CL=6.41=6.410.7290.09=6.48=6.410.7290.09=6.34第
12、19页，本讲稿共50页R图图D3、D4为跟为跟n有关的系数。查控图用系数表，当有关的系数。查控图用系数表，当n=4时，时，D30，D4=2.282CL=0.09UCL=2.2820.09=0.2LCL不考虑不考虑第20页，本讲稿共50页 3 绘制控制图绘制控制图510152025XRUCL=6.48CL=6.41CLC=6.34UCL=0.2CL=0.09第21页，本讲稿共50页 4 控制界限修正控制界限修正剔除由于系统原因引起的剔除由于系统原因引起的超出控制界限的点。超出控制界限的点。图中有第图中有第4，9，20号三个样本点出号三个样本点出界；界；R图中有第图中有第18号样本点出界。号样本点
13、出界。经分析，第经分析，第4，18，20号三个样本点号三个样本点出界是由于系统性原因引起的，应剔除，出界是由于系统性原因引起的，应剔除，重算重算以此数据重新修正控制界限。以此数据重新修正控制界限。略略 注意：用于工序动态控制时，只有表明工序己处于稳定状态且时才适用。第22页，本讲稿共50页二、计件值控制图的设计二、计件值控制图的设计1、不合格品率控制图、不合格品率控制图P控制图控制图 1P控制图的应用范围控制图的应用范围在生产过程或工序相当稳定时，产品不合格率P有一个比较固定的数值。设样本大小为n，则Pn为样本的不合格数。如果生产过程或工序没发生变化或处于控制状态，则样本中的不合格数或不合格率
14、变动不大。若发现不合格数或不合格率变动较大，超过事先确定的控制界限时，就表明生产过程或工序处于异常状态，需要进行调整，这就是制订不合格品数控制图和不合格品率控制图的基本思想。第23页，本讲稿共50页用于对产品不合格品率控制的场合，是通用于对产品不合格品率控制的场合，是通过产品的不合格品率的变化来控制质量过产品的不合格品率的变化来控制质量的。的。P控制图单独使用，不需组合。该控制图常常用于检查零件外形尺寸或用目测检查零件外观从而确定不合格品率的场合，也用于对光学元件和电子元件不合格品率的控制。除了不合格品率外，对合格率、材料利用率、缺勤率、出勤率等也可以应用P控制图进行控制。第24页，本讲稿共5
15、0页 2 P控制图的作图方法及步骤控制图的作图方法及步骤收集数据：收集数据：一般一般k取取1025组；组；各样本的各样本的n尽量相等；尽量相等；样本的不合格品数样本的不合格品数Pn=15。例：己知如下统计资料，试作例：己知如下统计资料，试作P控制图。控制图。第25页，本讲稿共50页样本样本号号样本样本大小大小n不合不合格品格品数数Pn不合不合格品格品率率样本样本号号样本样本大小大小n不合不合格品格品数数Pn不合不合格品格品率率1234567891011121310010010010010010010010010010010010010042053243261410.040.020.000.05
16、0.030.020.040.030.020.060.010.040.01141516171819202122232425合计合计1001001001001001001001001001001001002500023161332073680.000.020.030.010.060.010.030.030.020.000.070.03第26页，本讲稿共50页确定控制界限：确定控制界限：中心线中心线上控制线上控制线下控制线下控制线负数不考虑负数不考虑第27页，本讲稿共50页绘制绘制p控制图控制图UCL=0.076=7.6CL=0.027=2.70510152025样本号样本号87654321P 第2
17、8页，本讲稿共50页控制图的修正控制图的修正剔除由于系统性原因而剔除由于系统性原因而引起有问题的数据，重新计算不合格品引起有问题的数据，重新计算不合格品率的平均值。率的平均值。修正控制界限修正控制界限第29页，本讲稿共50页2、不合格品数控制图、不合格品数控制图 Pn控制图控制图 1 Pn控制图的应用范围控制图的应用范围Pn控制图一般在样本大小n固定的情况下使用，使用这种控制图时，应使每个样本中含有回15个不合格品，n常取50以上的数。不合格品率太小时，不宜采用此种控制图。2 Pn控制图的作图方法及步骤控制图的作图方法及步骤收集数据：收集数据：第30页，本讲稿共50页样本号样本号样本大样本大小
18、小n不合格不合格品数品数Pn样本号样本号样本大样本大小小n不合格不合格品数品数Pn123456789101112131001001001001001001001001001001001001002240034562143141516171819202122232425总计总计100100100100100100100100100100100100250001162133720368第31页，本讲稿共50页确定控制界限确定控制界限负数不考虑负数不考虑第32页，本讲稿共50页绘制绘制p控制图控制图0510152025样本号样本号UCL=7.62CL=2.7287654321Pn第33页，本讲稿共5
19、0页控制图的修正控制图的修正剔除由于系统性原因而剔除由于系统性原因而引起有问题的数据，重新计算不合格品率引起有问题的数据，重新计算不合格品率的平均值。修正控制界限。的平均值。修正控制界限。第34页，本讲稿共50页三、计点值控制图的设计三、计点值控制图的设计 缺陷数缺陷数C控制图控制图 1、C控制图的应用范围控制图的应用范围C控制图控制对象是一定单位（如长控制图控制对象是一定单位（如长度、面积和体积等）度、面积和体积等）n上面的缺陷数。上面的缺陷数。例如，一定长度的金属线上的疵点数，一种铸件表面上的气孔数，一部机器装好后发现的故障数等。c控制图就是通过对产品上面的缺陷数来控制产品质量的。第35页
20、，本讲稿共50页2、C控制图的作图方法及步骤控制图的作图方法及步骤 1 收集数据收集数据例；己知铸件例；己知铸件10cm2上的缺陷数的统计资料如下表：上的缺陷数的统计资料如下表：样本号样本号缺陷数缺陷数C样本号样本号缺陷数缺陷数C123456789101112134658244536248141516171819202122232425合计合计563453754543115第36页，本讲稿共50页一般取样本2025组，如果C较小时，可将几个样本编为一组，使每组缺陷数C=0的点尽量减少，否则用来作控制图就不适宜的。第37页，本讲稿共50页确定控制界限确定控制界限中心线：中心线：上控制线：上控制线
21、：下控制线：下控制线：负数不考虑。负数不考虑。第38页，本讲稿共50页 3绘制绘制C控制图控制图0510152025样本号样本号UCL=11.03CL=4.6C105第39页，本讲稿共50页 4 C控制图的修正控制图的修正剔除由系统原因引起的出界样本点，剔除由系统原因引起的出界样本点，重新计算控制界限。重新计算控制界限。第40页，本讲稿共50页第六节第六节控制图的分析与判断控制图的分析与判断一、受控状态一、受控状态如果控制图上所有的点都在控制界限以内，如果控制图上所有的点都在控制界限以内，而且排列正常，说明生产过程处于统计而且排列正常，说明生产过程处于统计状态。状态。所谓排列正常指的是：样本点
22、均匀分布，位于中心线两侧的样本点约各占1/2；靠近中心线的样本点约占2/3；靠近控制界限的样本点极少。在控制图满足以上两个条件的情况下，就可判断生产过程或工作过程是处于控制状态的。第41页，本讲稿共50页关于第一条标准，在下述情况下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l点超出控制界限；连续10O点中，不多于2点超出控制界限。第42页，本讲稿共50页二、失控状态二、失控状态生产过程处于失控状态的明显特征生产过程处于失控状态的明显特征是有一部分样本点超出控制界限。是有一部分样本点超出控制界限。除此之外，如果没有样本点出界，但
23、样本点如果没有样本点出界，但样本点排列和分布异常，也说明生产过程状态排列和分布异常，也说明生产过程状态失控。失控。典型失控状态有以下几种情况。有以下几种情况。第43页，本讲稿共50页1、有多个样本点连续出现在中心线一侧；、有多个样本点连续出现在中心线一侧；第44页，本讲稿共50页2、连续、连续7点上升或下降；点上升或下降；第45页，本讲稿共50页3、有较多的边界点；、有较多的边界点；第46页，本讲稿共50页4、样本点的周期性变化；、样本点的周期性变化；第47页，本讲稿共50页5、样本点分布的水平位置突然变化；、样本点分布的水平位置突然变化；第48页，本讲稿共50页6、样本点分布的水平位置渐变；、样本点分布的水平位置渐变；第49页，本讲稿共50页7、样本点的离散度变大。、样本点的离散度变大。第50页，本讲稿共50页