[转贴4]控制图及其应用

休哈特控制图


　　　　根据质量参数的数据类型，控制图分计量型控制图和计数型控制图；根据用途的不同，控制图分分析用控制图和管理用控制图。
　　　　分析用控制图的主要作用：
　　　　1、分析过程是否处于稳态。如果不处于稳态，调整过程使其达到稳态。
　　　　2、分析生产过程的工序能力是否满足技术要求。若不满足，调整工序能力，使其满足。当过程达到稳态后，保存分析用控制图的稳态控制线，作为管理用控制图的控制线。
　　　　管理用控制图的作用：确保生产过程处于稳定的状态，如发生异常，应进行调整使其恢复稳态。

　　　　　　控制图的种类

　　　　根据国标GB4091,常规休哈特控制图如表1.1。计件值控制图与计点值控制图统称计数型控制图。二项分布和泊松分布是离散数据的两种典型分布,它们超出±3σ界限的第Ⅰ类错误的概率α,未必恰巧等于正态分布±3σ界限的第I类错误的概率α=0.0027,但是个相当小的概率。因此,用与正态分布类似的论证,建立P、Pn、C、U等控制图。

　　　　


　　　　　　休哈特控制图的用途

　　　　1. Xbar-R控制图。对于计量型数据而言,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、时间和生产量等计量值的场合。
　　　　Xbar控制图用于观察分布均值的变化,R控制图用于观察分布的分散情况或变异度的变化,Xbar-R图将
　　二者联合运用,用于观察分布的变化。


　　　　2. Xbar-S控制图是用标准差图(S图)代替极差图(R图)。极差计算简便,故R图得到广泛应用,但当样本大小n>10或n>12,这时用极差估计总体标准差的效率降低,要用S图来代替R图。
　　　　3. Xmed-R控制图是用中位数图(Xmed图)代替均值图(Xbar图)。中位数指一组按大顺序排列的数列中居中的数。例如,在数列2、3、7、13、18,中位数为7,在数列2、3、7、9、13、18,有偶数个数据,中位数规定为中间两个数的均值,即(7+9)/2=8。中位数的计算比均值简单,多用于现场需要把测定数据直接记入控制图进行控制的场合,为了简便,规定用奇数个数据。
　　　　4. X-Rs控制图。用于对每一个产品都进行检验,采用自动化检查和测量；取样费时、昂贵以及化工过程，样品均匀,多抽样也无太大意义的场合。X-Rs不能获得较多的信息,判断过程变化的灵敏度要差一些。
　　　　5. P控制图。用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数值质量指标的场合。注意：

　　　　在根据多因素的总合来确定不合格品率的情况时,当控制图显示异常后难以找出异常的原因是哪一个。因此,使用P图时应选择重要的检查项目作为判断不合格品的依据。
　　　　6. Pn控制图。用于控制对象为不合格品数的场合。设n为样本大小，P为不合格品率,则Pn为不合格品个数,取Pn为不合格品数控制图的简记记号。Pn图用于样本大小相同的场合。
　　　　7. C控制图。用于控制一部机器,一个部件,一定的长度,一定的面积或任何一定的单位中所出现的缺陷数目。C图用于样本大小相等的场合。
　　　　8. U控制图。当样品的大小变化时，应将一定单位中出现的缺陷数换算为平均单位缺陷数后用U控制图。例如,在制造厚度为2mm 的钢板的生产过程中,一批样品是2平方米,另一批样品是3平方米，这时应换算为平均每平方米的缺陷数,然后再对它进行控制。

　　　　　　通用控制图

　　　　1、 Pnt通用不合格品数控制图
　　　　对于不合格品数的场合，一般在样本数量不相等的情况下使用。
　　　　2、Ct通用缺陷数控制图
　　　　用于样本大小变化的场合。

　　　　　　工序能力指数及样本分布图

　　　　工序能力是指工序的加工质量满足技术标准的能力。工序能力决定于质量因素4M1E。工序能力指数表示工序能力满足产品质量标准(产品规格)的程度。一般记以Cp。Cp值越大，表明加工精度越高，但相应的加工成本也越高，所以对于Cp值的选择应根据技术要求与经济性综合考虑来决定。另外，工序能力指数对瞬时的质量变化是不灵敏的，一个阶段度量一次才有意义。
　　　　工序能力分析图也即样本频数分布直方图，它的绘制方法是将全部质量数据分成若干组(组数=质量数据个数/样本容量)，以组距为底边（组距=极差/组数），以组距上相应的质量数据频数为高，在坐标系中按比例画出的直方图，另外还有相应的正态曲线、3σ偏差、规格偏差等。该图能够比较形象、直观地反映产品质量的分布状况。通过对该图的观察分析，可以判定样本质量数据分布是否符合正态分布，工序能力的高低，预测产品的不合格品率。因为当工序能力处于稳定状态时，它的特点是中间高、两边底，呈左右基本对称，或者说呈正态分布状态。根据数理统计学的理论可以知道，在正态分布情况下，分散幅度处于6倍标准差(±3σ)范围内的几率为99.73%，分散幅度表示工序具有的实际加工精度，它是衡量工序能力的尺度，若分散幅度越大，则工序的精度越差，不合格品率越高，工序能力越低；若分散幅度越小，则工序的精度越高，不合格品率越低，工序能力越大。

　　　　　　控制图的选用

　　　　1. 控制图用于何处?
　　　　原则上讲,对于任何过程,凡需对质量进行管理的场合都可用控制图。当所确定的控制对象即质量指标能够定量时,用计量型控制图；当所确定的控制对象只能定性的描述而不能够定量描述时,用计数型控制图；所控制的过程必须具有重复性,即具有统计规律，只有一次性或少数几次的过程难于应用控制图进行控制。

　　　　2. 如何选择控制对象?


　　　　在使用控制图时应选择能代表过程的主要质量指标作为控制对象。一个过程往往具有各种各样的特性，需要选择能够真正代表过程情况的指标。假定某产品在强度方面有问题,就应该选择强度作为控制对象，在电动机装配车间,如果对于电动机轴的尺寸要求很高,这就需要把机轴直径作为控制对象；在电路板沉铜缸就要选择甲醛、 Na0H、Cu2+的浓度以及沉铜速率作为多指标统一进行控制。

　　　　3. 怎样选择控制图?

　　　　先根据所控制质量指标的数据性质来进行确定,如数据为连续值的应选择Xbar-R、Xbar-S、Xmed-Rs或X-Rs图;数据为计件值的应选择P或Pn图,数据为计点值的应选择C或U图。还需要考虑其他要求,如检出力大小，抽取样品、取得数据的难易和是否经济等等。例如要求检出力大可采用成组数据的控制图，如Xbar-R图。

　　　　4. 如何分析控制图?

　　　　在做分析用控制图时，首先应该判断过程是否稳定。如果在控制图中点子未出界,同时点子的排列也是随机的,则认为生产过程处于稳定状态或控制状态。如果控制图点子出界或界内点排列非随机,就认为生产过程不稳定或失控。发现过程不稳定需消除引起不稳定因素后，再判断过程是否异常。此时，用稳定状态时的数据计算上下控制线，作为预控的管理用控制图的控制界限。
　　　　（1） 判稳准则：参照2.7.1
　　　　（2） 判异准则：由各企业根据因素要求，自己选定。可参照ISO8258：1991 、GB4091.1-9--83 《常规控制图》(目前已报废,但其判稳、判异准则，控制图的画法等可操作性较2001版本为强) 、GB4091：2001《常规控制图》
　　　　（3） 对于点子出界或违反其他准则的处理:
　　　　若点子出界或界内点排列非随机,应执行"查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准"这20个字,立即追查原因并采取措施防止它再次出现。应该强调指出,正是执行了"查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准"这20个字,才能取得贯彻预防原则的作用。

　　　　5. 对于过程而言,控制图起着告警铃的作用,控制图点子出界就好比告警铃响,告诉现在是应该进行查找原因、采取措施、防止再犯的时刻了。

　　　　6. 控制图的重新制定。控制图是根据稳定状态下的条件(人员、设备、原材料、工艺方法、环境,即4M1E)来制定的。如果上述条件变化,如操作人员更换或通过学习操作水平显著提高,设备更新,采用新型原材料或其他原材料,改变工艺参数或采用新工艺,环境改变等,这时,控制图也必须重新加以制定。由于控制图是科学管理生产过程的重要依据，经过相当时间的使用后应重新抽取数据,进行计算,加以检验。

　　　　7. 控制图的保管问题。控制图的计算以及日常的记录都应作为技术资料加以妥善保管。 对于点子出界或界内点排列非随机及当时处理的情况都应予以记录,是以后出现异常时查找原因的重要参考资料。有了长期保存的记录,便能对该过程的质量水平有清楚的了解,对于今后产品设计和规格制定方面是十分有用的。