認識過程質(zhì)量控制的利器——SPC

劉以宏

世界上沒有永動機，在中國經(jīng)濟增長數(shù)字逆勢上揚的背后，激烈的全球化市場競爭正在讓中國制造腹背受敵。人口紅利縮水、生產(chǎn)原料價格上揚、低質(zhì)廉價印象的影響仍未徹底消除、低廉的加工費難以發(fā)展成為企業(yè)核心競爭力……種種原因亟待中國制造提高質(zhì)量控制，將企業(yè)的核心競爭力從微笑曲線的中間部分向兩端提升。

要提升產(chǎn)品質(zhì)量，就一定會接觸到統(tǒng)計過程控制（全拼Statistical Process Control，簡稱SPC）。這是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。它強調(diào)對生產(chǎn)過程進行分析評價，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制質(zhì)量的目的。針對以下企業(yè)里常見的對SPC操作中的疑惑，我們展開討論一下，如何理解SPC？

Q1：統(tǒng)計過程控制SPC與ISO9000標準體系、全面質(zhì)量管理、六西格瑪有何聯(lián)系與區(qū)別？

統(tǒng)計過程控制的目標是預(yù)防原則，換言之，它的目標是實現(xiàn)一次合格率高（滿足客戶）而且穩(wěn)定，簡稱過程穩(wěn)定。并能夠同時實現(xiàn)數(shù)據(jù)追溯能力，這與ISO9000標準體系、全面質(zhì)量管理和六西格瑪（DMAIC中的C階段的主要工具就是SPC）中對過程監(jiān)控、預(yù)防原則是一致的。或者說SPC是實現(xiàn)這些管理體系要求的一種合適的工具和方法。

它們的區(qū)別在于，SPC是利用數(shù)理統(tǒng)計的原理對過程數(shù)據(jù)加以監(jiān)控分析的一個工具，而實現(xiàn)ISO標準體系等相關(guān)要求并非僅僅靠一個SPC工具就能夠?qū)崿F(xiàn)。

Q2：SPC作為一個企業(yè)生產(chǎn)過程中的質(zhì)量控制手段，請分析一下企業(yè)在對過程監(jiān)控時應(yīng)該如何選擇正確的控制點？

每個企業(yè)的生產(chǎn)過程都有很多道工序，其每個工序又有很多質(zhì)量特性需要關(guān)注，如果把所有的質(zhì)量特性都進行SPC控制，這樣下來僅收集數(shù)據(jù)這項就需要企業(yè)投入巨大的資金，大大增加了企業(yè)的成本和負擔(dān)，所以我們決不能把所有的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)都用來進行SPC監(jiān)控。那么如何正確的選擇控制點呢？簡單的說，我們可以從以下幾個方面來進行控制點的篩選：

（1）關(guān)注客戶對產(chǎn)品質(zhì)量的相關(guān)要求，選擇與客戶要求密切相關(guān)的質(zhì)量特性來做SPC控制。

（2）如果過程中存在因果關(guān)系的，優(yōu)先控制“因”，或者控制工藝參數(shù)。

（3）選擇容易采取調(diào)整措施的質(zhì)量特性。

（4）選擇容易得到精密、精確的數(shù)據(jù)的質(zhì)量特性。

（5）尚屬試產(chǎn)階段的產(chǎn)品可以通過QFD、DOE、FMEA等手段來選擇控制特性。

Q3：企業(yè)應(yīng)用如何用好控制圖，才能使控制圖上的信息有效地反饋到生產(chǎn)現(xiàn)場？

首先，企業(yè)各相關(guān)人員（從高層管理員到現(xiàn)場的操作工人）都應(yīng)該認識控制圖的作用，并且深刻理解，把它當成一個過程信息的平臺，依靠它來管理和改進過程，確保動態(tài)圖能夠?qū)崟r動態(tài)地完成。接下來不僅要把控制圖帶到到生產(chǎn)現(xiàn)場，讓現(xiàn)場的工人參考，更應(yīng)根據(jù)控制圖上顯示的信息及時向現(xiàn)場的相關(guān)人員做好解讀工作，這樣才能做到控制圖信息能夠在企業(yè)相關(guān)人員中間做到人人理解、人人尊重、人人依靠。

Q4：常用的控制圖有哪幾種？企業(yè)應(yīng)該如何針對自身的特點進行選擇？

常用的控制圖（又叫休哈特控制圖）共有8種，它們分別是?-R、?-S、?-R、X-MR、P、NP、C、U，其中前四種屬于計量型數(shù)據(jù)控制圖，后四種屬于計數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖。

企業(yè)在選擇合適的控制圖時首先要根據(jù)數(shù)據(jù)屬性判斷數(shù)據(jù)屬于計量型還是計數(shù)型。如果屬于計量型，再根據(jù)樣本容量的大小進行選擇，X-MR適合樣本容量為1的質(zhì)量特性，如化學(xué)溶液、破壞性實驗等很難用幾個數(shù)據(jù)組成一個子組的特性；?-R控制圖最好處理樣本容量為10以下的特性；?-R控制圖比較粗糙，目前已經(jīng)淘汰；?-S可以用于只要樣本容量不為1的質(zhì)量特性，但計算量比較大，手工做不現(xiàn)實，如果有專業(yè)的SPC軟件工具，這個圖是幾個圖中最精確的控制圖。如果是計數(shù)型數(shù)據(jù)，還要看是以計件還是計點的方式控制這個質(zhì)量特性，計件的P、NP圖，計點的用C、U圖，但NP、C圖需要固定樣本容量，即每次抽樣檢驗數(shù)目必須相同才可使用。

Q5：SPC是過程管理的重要工具，企業(yè)實施SPC有無條件限制？企業(yè)應(yīng)該做哪些準備？

其實企業(yè)運行SPC并沒有苛刻的條件限制，企業(yè)只需要做好以下幾點工作就可以運行SPC：

（1）高層管理人員要支持、關(guān)注SPC工作的開展，中層管理人員要理解SPC的理論知識；

（2）數(shù)據(jù)收集能夠達到MSA 的要求；

（3）制定能夠長期運行的可執(zhí)行的控制計劃。

Q6：企業(yè)應(yīng)該如何挑選SPC系統(tǒng)？

根據(jù)目前中國企業(yè)的現(xiàn)狀，企業(yè)挑選SPC系統(tǒng)應(yīng)著重考慮以下幾個方面：

（1）系統(tǒng)功能要能夠滿足企業(yè)對SPC的需求，并且要有一定的成長性；

（2）系統(tǒng)軟件要簡單易學(xué)、易用，不能太復(fù)雜，要考慮工人理解接受能力；

（3）盡量選擇成熟的商品化軟件工具，因為這樣的軟件工具兼容性較強，用起來不會經(jīng)常出現(xiàn)打不開等各種軟件質(zhì)量問題；

（4）數(shù)據(jù)錄入要有多樣性，比如支持手工錄入、自動化測量儀器導(dǎo)入、從其它系統(tǒng)中導(dǎo)入等；

（5）軟件廠商應(yīng)具備咨詢服務(wù)、培訓(xùn)指導(dǎo)能力，單純賣軟件的廠商很難讓企業(yè)構(gòu)建一套適合自己的SPC系統(tǒng)的。

Q7：企業(yè)實施SPC有哪些步驟？應(yīng)該注意哪些問題？

企業(yè)實施SPC可以通過以下8個步驟完成：

（1）識別關(guān)鍵過程：

一個產(chǎn)品品質(zhì)的形成需要許多過程工序，其中有一些過程對產(chǎn)品品質(zhì)起著至關(guān)重要的作用，這樣的過程稱為關(guān)鍵過程。SPC控制圖應(yīng)首先著眼于關(guān)鍵過程，而不是所有的工序。因此，實施SPC首先需要識別出關(guān)鍵過程。然后，對關(guān)鍵過程進行分析研究，識別出過程的結(jié)構(gòu)（輸入、輸出、資源、活動等）。

（2）確定過程關(guān)鍵變量（特性）：

對關(guān)鍵過程進行分析（可采用因果圖、排列圖等），找出對產(chǎn)品質(zhì)量影響最大的變量（特性）。

（3）制定過程控制計劃和規(guī)格標準：

這一步往往是最困難、最費時的，可采用一些實驗方法參考有關(guān)標準。具體操作時一定要使用專業(yè)的SPC軟件做支持，否則僅大量的計算工作就會讓人頭疼不已，更不要說后面的做圖分析以及實時監(jiān)控工作了。

（4）過程數(shù)據(jù)的收集、整理：

在這一步工作中關(guān)鍵是要保證數(shù)據(jù)的真實性和可靠性，否則所做的一切分析都是沒有意義的。

（5）過程受控狀態(tài)初始分析：

采用分析用控制圖分析過程是否受控且穩(wěn)定，如果發(fā)現(xiàn)有不受控或變差的特殊原因，應(yīng)立即采取措施。（注意：此時過程的分布中心（Xbar）和均差σ、控制圖界限可能均為未知。）

（6）過程能力分析：

只有過程是受控、穩(wěn)定的，才有必要分析過程能力，當發(fā)現(xiàn)過程能力不足時，應(yīng)及時采取措施。

（7）控制圖監(jiān)控：

只有當過程是受控、穩(wěn)定的，而且過程能力足夠時才能采用監(jiān)控用控制圖，進入SPC實時監(jiān)控階段。

（8）監(jiān)控、診斷、改進：

在監(jiān)控過程中，當發(fā)現(xiàn)有異常時，應(yīng)及時分析原因，采取措施，使過程恢復(fù)正常。對于受控、穩(wěn)定的過程，也要不斷改進，減小變差的普通原因，提高質(zhì)量降低成本。

Q8：我國在過程質(zhì)量管理方面的研究處于國際領(lǐng)先地位，然而中國企業(yè)實際的過程管理水平離國際水平還相去甚遠，請問是什么原因造成的？

這個原因很復(fù)雜，大致可以分為以下幾個因素：

（1）在計劃經(jīng)濟時代，企業(yè)最注重的是產(chǎn)量而不是質(zhì)量，對于質(zhì)量的把關(guān)還只停留在檢驗階段，而中國加入WTO的時間又很短，企業(yè)的競爭多是在國內(nèi)的競爭，很少有企業(yè)參與國際競爭，就算是有企業(yè)參與國際競爭，也是因為中國的勞動力低下，企業(yè)的成本相對較低，在國際競爭中靠的是價格取勝而不是質(zhì)量，我想這個原因可以說是時代造成的原因；

（2）中國大多數(shù)企業(yè)的高層管理人員并不注重和不懂質(zhì)量，他們普遍認為質(zhì)量是靠檢驗出來的，他們更注重市場、銷售、財務(wù)的數(shù)據(jù)和能力，所以無形之中在企業(yè)形成了“質(zhì)量孤島”，其質(zhì)量部門也形同擺設(shè)；

（3）國內(nèi)幾乎沒有大學(xué)開設(shè)質(zhì)量專業(yè)，所以造成了企業(yè)相關(guān)部門的質(zhì)量技術(shù)人才不足。五年多來，我曾經(jīng)拜訪了600多家客戶，80%以上的企業(yè)質(zhì)量部門或者質(zhì)量負責(zé)人員不懂質(zhì)量技術(shù)，有的甚至都不知道SPC是什么。試想這樣的質(zhì)量部門能夠很好的應(yīng)用質(zhì)量技術(shù)嗎？

（4）同樣由于上述這些原因，造成了中國市場上缺乏優(yōu)秀的、專業(yè)的、本土化的質(zhì)量工具，大量的數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算離開了專業(yè)的軟件工具也很難長期幫助企業(yè)把質(zhì)量管理技術(shù)應(yīng)用起來。

隨著市場競爭的日益激烈，上述問題遲早會一一解決，相信中國企業(yè)的實際的過程管理水平也會在不久之后迅速的趕上日、美等國家。