SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

王 丹，吳 偉

（深圳市華達(dá)玻璃鋼通信制品有限公司，深圳 518001）

SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制在質(zhì)量管理中的應(yīng)用

王 丹，吳 偉

（深圳市華達(dá)玻璃鋼通信制品有限公司，深圳 518001）

本文分析研究了SPC的統(tǒng)計(jì)原理以及使用方法，結(jié)合本公司的產(chǎn)品--- 高精度SMC衛(wèi)星天線反射面的尺寸管控，著重介紹了生產(chǎn)過(guò)程中尺寸(-R Chart)控制圖的建立技術(shù)，闡述了SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程在質(zhì)量管控中的作用。

SPC；管控圖；過(guò)程控制

1 引言

在SMC衛(wèi)星天線反射面生產(chǎn)過(guò)程中，有許多不良因素需要控制，如尺寸不良、精度不良、外觀不良等。如何運(yùn)用技術(shù)手段，對(duì)上述不良因素進(jìn)行監(jiān)控，并找到有效的改善措施？這是我們質(zhì)量管理人員關(guān)注的焦點(diǎn)。我們知道，提出任何一種行之有效的管控措施，都需要對(duì)來(lái)自生產(chǎn)過(guò)程中的大量測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析?，F(xiàn)有的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析方法有很多種，我們作為一個(gè)規(guī)?；膹?fù)合材料制品生產(chǎn)企業(yè)，SPC以其具有使用簡(jiǎn)便、適用范圍廣、靈敏度高等諸多優(yōu)點(diǎn)，被我們使用在生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制中。

2 SPC統(tǒng)計(jì)原理和控制圖實(shí)施方法

2.1 SPC

SPC是英文Statistical Process Control的字首簡(jiǎn)稱，即統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。SPC是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過(guò)程控制工具，它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程大量數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過(guò)程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，達(dá)到控制質(zhì)量的目的。

2.2 實(shí)施SPC

實(shí)施SPC分為兩個(gè)階段：分析階段與監(jiān)控階段，這兩個(gè)階段所使用的控制圖分別分析用控制圖和控制用控制圖。分析階段是要確保生產(chǎn)在各影響要素?zé)o異常的情況下進(jìn)行，即從5M1E（即人員、設(shè)備、物料、方法、測(cè)量、環(huán)境）六個(gè)方面分析工序不良產(chǎn)生的異常原因，找出對(duì)最終產(chǎn)品影響的關(guān)鍵不良因素。之后，用生產(chǎn)過(guò)程中的質(zhì)量記錄表收集檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，為關(guān)鍵因素建立過(guò)程控制界限，按質(zhì)量特性值的類型來(lái)決定選用計(jì)量值控制圖，還是計(jì)數(shù)值控制圖。建立好控制圖后，就可以使用控制圖做過(guò)程管控了。

2.3 控制圖

控制圖也有很多種類，分析我司SMC衛(wèi)星天線反射面的關(guān)鍵因素，主要有外觀不良和尺寸不良兩個(gè)因素，可以采用平均值與全距控制圖(-R Chart)和不良率控制圖(P Chart)。

對(duì)于我們來(lái)說(shuō)，尺寸的管控更為重要，因此本文著重介紹SMC衛(wèi)星天線反射面的尺寸(-R Chart)控制圖的建立。控制圖主要用于觀察正態(tài)分布的均值的變化，R控制圖主要用于觀察正態(tài)分布分散或變異情況的變化，而-R控制圖則將二者聯(lián)合運(yùn)用，用于觀察數(shù)值正態(tài)分布的變化。

2.4 如何建立控制圖

控制圖的數(shù)據(jù)來(lái)源于生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。確定合適樣本組、樣本大小和抽取間隔，用間隔取樣的方法獲得數(shù)據(jù)?？刂茍D作圖步驟如下：

2.4.1 收集并記錄數(shù)據(jù)

收集并記錄20～25個(gè)樣本組的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)，通常每組樣本量n=4-5個(gè)，保證控制過(guò)程的檢出率為84%～90%。

式中，X1，X2…為子組內(nèi)的測(cè)量值；n為子組容量

2.4.3 計(jì)算控制限

式中，D3，D4，A2為常數(shù)，它們隨樣本容量不同而不同，數(shù)值見表2和表3。

表2 系數(shù)A2

表3 系數(shù)D3，D4

2.4.3.3 作出控制線

圖1

2.4.3.4 繪制控制圖

當(dāng)分析用控制圖中點(diǎn)子均在控制限之內(nèi)或排列無(wú)缺陷時(shí)，表明生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定、無(wú)系統(tǒng)因素影響生產(chǎn)過(guò)程，尚不能說(shuō)明不合格率小于允許值。因此，在分析用控制圖基礎(chǔ)上需要繪制控制用控制圖。

相關(guān)步驟如下：

（1）消除系統(tǒng)因素。依據(jù)分析用控制圖提供的信息判斷生產(chǎn)過(guò)程是否穩(wěn)定，即是否有系統(tǒng)因素在起作用。如果存在系統(tǒng)因素，應(yīng)設(shè)法消除。

（2）重新計(jì)算控制限。剔除分析用控制圖中無(wú)代表性的數(shù)據(jù)（如落在界限外點(diǎn)子的數(shù)據(jù)）后，重新計(jì)算中心線和控制限。

（3）確認(rèn)分布范圍位于公差界限之內(nèi)。只有當(dāng)生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定且產(chǎn)品質(zhì)量特性值分布范圍位于公差界限之內(nèi)時(shí)，才能保證不出現(xiàn)大量不合格品。

3 SPC在SMC衛(wèi)星天線反射面過(guò)程控制的應(yīng)用

在確認(rèn)生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定并具備足夠的工序能力后，便可開始使用SPC進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，即建立和使用生產(chǎn)過(guò)程的控制圖，抽取樣本進(jìn)行計(jì)算、繪圖和分析，找出關(guān)鍵因素在生產(chǎn)過(guò)程中的變化。當(dāng)超出控制限時(shí)，說(shuō)明關(guān)鍵因素在生產(chǎn)中出現(xiàn)不可控，需提醒生產(chǎn)者采取糾正措施，防止不良品的產(chǎn)生。

SMC衛(wèi)星天線反射面的尺寸是影響反射面接收性能的關(guān)鍵因素，其計(jì)量特性值，適合用基于正態(tài)分布、靈敏度高的-R計(jì)量控制圖來(lái)做管控。在下述例子中，我們提取了天線安裝孔的孔間距的尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)，來(lái)說(shuō)明如何進(jìn)行SPC分析用控制圖和控制用控制圖的建立和使用。

表4 衛(wèi)星天線反射面安裝孔間距的數(shù)據(jù)與-R圖計(jì)算表

表4 衛(wèi)星天線反射面安裝孔間距的數(shù)據(jù)與-R圖計(jì)算表

3.1 尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)

取尺寸測(cè)量數(shù)據(jù)，然后將數(shù)據(jù)合理分成25個(gè)分子組，參見表4。

例如，第一組樣本的平均值為

其余數(shù)值參看表4所列。

3.3 計(jì)算各級(jí)樣本的極差R

如第一組樣本的極差為

3.5 計(jì)算R圖和X圖的參數(shù)

計(jì)算R圖的參數(shù)。從表3可知，當(dāng)子組大小n=5，D4=2.114，D3=0，代入R圖的公式，得到：

圖2 第一次-R圖

從圖2可見，R圖中第17組R=30出界。于是，舍去該組數(shù)據(jù)，重新計(jì)算如下：

圖3 第二次-R圖

按圖3所示，確定穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)下的極差控制圖和均值控制圖，此時(shí)控制圖的控制界限已經(jīng)根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定。在連續(xù)生產(chǎn)SMC衛(wèi)星天線反射面中，按樣本抽取產(chǎn)品做安裝孔孔間距的測(cè)量，并按上述公式計(jì)算，將計(jì)算值繪制到控制圖上。通過(guò)觀察控制圖中點(diǎn)的波動(dòng)情況，能及時(shí)顯示出孔間距尺寸在生產(chǎn)過(guò)程中是受控還是失控，從而體現(xiàn)出SPC預(yù)防控制的作用。

4 應(yīng)用專業(yè)軟件以簡(jiǎn)化計(jì)算和制圖過(guò)程

在SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程中，為簡(jiǎn)化計(jì)算和制圖過(guò)程，可使用專業(yè)的軟件，也可用EXCEL軟件編制，充分體現(xiàn)電算化的優(yōu)勢(shì)?？蓪⑸鲜龅挠?jì)算公式編入軟件中，只要將檢驗(yàn)記錄的數(shù)值輸入到表中，如表5的SPC數(shù)據(jù)分析表。就能自動(dòng)計(jì)算出極差值和均值，再使用計(jì)算值繪制出控制圖。如果加入判斷函數(shù)，則可以自動(dòng)警示計(jì)算值是否超限。

表5 SPC數(shù)據(jù)分析表

5 結(jié)束語(yǔ)

使用SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制這一質(zhì)量管理工具，可以從連續(xù)的生產(chǎn)過(guò)程中，精確定位到生產(chǎn)中的不穩(wěn)定因素，及時(shí)提出改善措施和解決不良因素的產(chǎn)生，提高了管理部門對(duì)生產(chǎn)過(guò)程的控制力度，大幅度降低了批量問(wèn)題的發(fā)生。

Statistical Process Control Is Applied in Quality Management

Wang Dan, Wu Wei
(Shenzhen Huadar Smc & Communication Products Corp., Shenzhen, 518001)

This paper analyzed the SPC statistical principle and method of use, combined with the company's products - high precision SMC satellite antenna reflecting the size control, introduces the production process dimension (-R Chart) the establishment of the control charts technology, expounds the role of SPC statistical process in quality control.

SPC; Control chart; Statistical Process Control

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.06.005

TN828.5文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A

1672-7274（2017）06-0016-04

王 丹，深圳市華達(dá)玻璃鋼通信制品有限公司董事長(zhǎng)。

吳 偉，深圳市華達(dá)玻璃鋼通信制品有限公司質(zhì)量部經(jīng)理。