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统计过程质量控制文献综述

工学院 工业工程

指导教师:

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20 年





南京农

业大学教务处制

统计过程质量控制文献综述

摘要:在现代生产制造加工型企业中,过程质量控制工作越来越受到重视,甚至 已经把质量作为企业的生命线, 任何目标和进度都必须是以质量为前提的。本文 在查阅大量文献的基础上, 介绍了过程质量控制的含义及其发展阶段,分析了当 前国内外统计过程质量控制的发展现状以及主要观点, 对在质量控制方面所采取 的 5M1E 也进行了探讨。 关键词:统计过程控制;控制图;综述

从 20 世纪 70 年代以来, 随着我国经济的进一步迅猛发展,同行业的企业之 间的竞争越来越激烈, 价格因素往往已经不再是顾客所考虑的第一要素了,而质 量才是顾客和企业同时看重的因素。很多企业甚至将质量作为企业的生命线。二 战后, 日本依靠高质量的产品, 如汽车、 电子产品等在美国市场上占得一席之地。 我国也在 1979 年也成立了质量管理协会,九十年代初开始贯彻实施 ISO9000 质 量标准和质量体系认证,质量控制观念已经逐步深入人心。 一 过程质量控制的含义及其重要性 过程质量控制就是为了通过监视质量的形成过程, 消除质量环上所有阶段能 够引起不合格或者不满意效果的因素,达到质量要求,获取经济效益,而采取的 各种质量技术和活动。 质量是企业的生命线, 所有生产技术的组织与实施、生产过程的安排与进度 控制,都必须是以保证产品质量为前提的。而影响产品质量的因素很多,一旦发 生质量事故,后果非常严重,对企业、社会都是极大的损失。所以,要保证产品 的生产质量,就必须做好生产过程的质量控制工作。 二 质量控制理论的五个发展阶段。 (1) 二十世纪 30 年代以前为质量检验阶段,仅能对产品的质量实行事后把 关。但质量并不是检验出来的,所以,质量检验并不能提高产品质量,只能剔除 次品和废品。 (2)1924 年提出休哈特理论,质量控制从检验阶段发展到统计过程控制阶 段,利用休哈特工序质量控制图进行质量控制。沃特·阿曼德·休哈特认为,产 品质量并不是检验出来的, 而是生产制造出来的,质量控制的重中之重应放在制 造阶段,从而将质量控制从事后把关提前到了生产制造阶段。 (3)1961 年美国著名专家菲根堡姆提出全面质量管理理论(TQM) ,将质量 控制扩展到产品寿命循环的全过程,强调全体员工都参与质量控制。 (4)70 年代,田口玄一博士提出了田口质量理论,它包括离线质量工程学 (主要利用三次设计技术)和在线质量工程学(在线工况检测和反馈控制) 。田 口博士认为,产品质量首先是设计出来的,其次才是制造出来的。因此,质量控 制的重点应放在设计阶段, 从而将质量控制从生产制造阶段进一步提前到了设计

阶段。 (5)80 年代,随着计算机和信息技术的迅猛发展,人们开始利用计算机进 行质量管理(CAQ) ,出现了在 CIMS 环境下的质量信息系统(QIS) 。借助于先进 的信息技术, 质量控制与管理又上了一个新台阶,因为信息技术可以实现以往所 无法实现的很多质量控制与管理功能。 三 休哈特理论及控制图 休哈特在他 1931 年出版的 《产品生产的质量经济控制》 一书中宣称“变异” 存在于生产过程的每个方面, 但是可以通过使用简单的统计工具如抽样和概率分 析来了解变异。休哈特控制图是 1924 年首先提出的,随后它就一直成为科学管 理的一个重要工具, 特别在质量管理方面成了一个不可或缺的管理工具。它是一 种有控制界限的图, 用来区分引起质量波动的原因是偶然的还是系统的,可以提 供系统原因存在的信息, 从而判断生产过程是否处于受控状态。控制图按其用途 可分为两类: 一类是供分析用的控制图,用控制图来分析生产过程中有关质量特 性值的变化情况,看工序是否处于稳定受控状态;另一类是供管理用的控制图, 主要用于发现生产过程中是否有异常情况出现,以预防不合格品的产生。 四 统计过程质量控制的研究现状 统计过程质量控制如今已在各行各业中被广泛地应用, 人们通过使用简单的 统计工具如抽样和概率分析来寻找变异,并且由此往上推,找出导致该变异的关 键工序并对其进行改进。 国外对于统计过程质量控制的看法是[1][2],要保证产品质量,靠外部检查只 是一个方面的措施, 但更重要的还是依靠企业内部的质量自检与控制。企业的自 检体系一般较健全, 要求较严格,应该通过内部的一些统计手段和方法找出质量 问题的关键所在并解决。 李斌峰博士[3] 将统计过程质量控制运用于铸造生产领域,他认为多变量统 计过程控制是一种对存在多个相关变量的生产过程进行监控、分析、控制的方法 与技术。作为一种有效的质量控制和改进方法,多变量统计过程控制已经成功应 用于许多连续生产过程和间歇过程。随着铸造技术的发展,提高铸件质量和可靠 性,生产优质近终形铸件成为铸造技术发展的主要目标之一。铸造生产过程工艺 复杂,影响因素多,需要科学有效的质量控制方法以保证铸件质量。 对铸造生产中 应用多变量统计过程控制进行研究,具有重要的工程实用价值和一定的理论意 义。 孟丹,王玲,席军林[4]针对炼铝生产质量管理与控制技术手段落后的现状, 研究数据多维分析与统计过程控制(SPC)理论及应用,通过将 SPC 技术的分析对 象从原始数据扩展到包含多维分析数据,提出了一种基于多维分析与 SPC 融合的 新方法,开发出炼铝质量数据多维分析与统计过程控制系统。在实际的应用中, 利用系统能够及时地监控和分析生产过程中的异常波动,并掌握整个部门生产状 况及变动趋势。 邹卫、郭之萍[5]等人介绍了统计过程控制(Statistical Process Control, 简称 SPC)的原理、控制图类型以及 SPC 在江铃铸造厂过程控制中的运用,展示 了 SPC 技术在质量管理中的重要作用。将 SPC 有效地结合到质量管理中,可使质

量控制由事后严格检验转变为事前积极预防,对生产过程的异常趋势提出预警, 提高产品质量,降低成本。 何伟[6]将统计过程质量控制运用于机械加工中的产品质量控制领域,他认为 统计过程质量控制方法是常用而有效的手段之一。随技术的进步,在对传统控制 图控制方法进行深入研究的基础上, 提出用不断递增的样本空间逼近总体样本空 间的方法, 通过扩大样本空间来提高样本参数的精度;合并了传统统计过程质量 控制中的分析用控制图功能与控制用控制图功能。 针对改进后统计过程质量控 制的数据处理、管理问题,提出采用实时数据库进行数据处理、管理的方案。 李淑庆、张根保[7]通过对统计过程质量控制的现状及存在问题的分析,提出 基于 Meta 分析思想进行统计过程质量控制的观点。 重点讨论了 Meta 分析思想的 优越性,分析了在统计过程质量控制中引入 Meta 分析思想的可行性和重要性,并 示例演示其流程及意义,最后探讨了该思想在实际应用中存在的问题及可能的解 决途径。 王晶[8]对多家国内日资制造企业和国内领先制造业统计过程质量控制(SPC) 应用情况调查的基础上,针对统计过程控制实施过程中的主要问题,从统计过程 控制实施前的准备工作、非传统控制图的选用、控制图实施主要三个方面,论述 了如何通过提高统计过程控制的应用效率为企业真正创造价值。 田学民、曹玉苹[9]回顾了统计过程控制的发展历史,介绍了统计过程控制的 基本概念。将统计过程控制方法分为统计质量控制和统计性能监控两部分,统计 质量控制包括单变量统计过程控制和基于统计回归的软测量技术,统计性能监控 方法包括主元分析、 独立元分析等多变量投影技术以及统计控制图。最后指出非 高斯过程、非线性过程、故障预报、故障诊断以及自适应算法的研究将是近期的 发展趋势。 郭红旗、王春峰[10]认为制造过程中产生大量数据,这些数据质量的好坏影响 着其使用的有效性。他们从数据产生的关键流程出发,利用统计过程控制方法对 数据质量的属性进行诊断、 分析并加以监控,建立了数据质量的监控体系,并进行 了实例分析,为系统、全面地提高制造质量提供了理论基础和应用依据。 五 结论 质量控制除了传统的 4M1E 外,现在有些学者提出了 5M1E,加入测量 (Measurement)即测量时采取的方法是否标准、正确。除了以上因素和手段, 过程质量控制还可以通过宏观调控、营造良好的企业质量文化等方面来实现。产 品质量是多因一果的问题,影响因素多,因此必须有一个健全的、有效的质量控 制管理体制。政府作为最上一层管理者,可以通过制定相关的法律、法规、规范 和建立相关机构实现工程的宏观调控。 一个企业应该建立以顾客为中心的企业质 量文化, 要求企业以顾客为中心开展各项活动。以顾客为中心的质量文化增强了 企业的市场竞争力,也为企业所生产的产品质量提供良好的保证。 参考文献:
[1]ASCE.Quality in the Constrction Project.New York,Manual 73,1995. [2]Williams TM.Research about America's Project Management.Project Management.1995.

[3]李斌峰.铸造生产中应用多变量统计过程控制的研究.清华大学,2004,(3). [4]孟丹,王玲,席军林.炼铝质量数据多维分析与统计过程控制系统的设计与实现.冶金自 动化,2009,(6). [5]邹卫,郭之萍,王宁. 统计过程控制在铸造中的应用.铸造,2009,(6). [6]何伟. 统计过程质量控制图的改进及其实现方法研究.燕山大学,2004,(4). [7] 李淑庆, 张根保. 基于 Meta 分析思想的统计过程质量控制.工业工程与管理, 2007,2) ( . [8]王晶. 如何正确选用并有效实施统计过程质量控制.流体传动与控制,2006,(6). [9]田学民、曹玉苹. 统计过程控制的研究现状及展望. 中国石油大学学报,2008,(5). [10]郭红旗、王春峰. 统计过程控制在制造数据质量中的应用. 组合机床与自动化加工技 术,2007, (10).


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