质量控制常用技术及应用选编课件.ppt

质量控制常用技术,控制图原理及其应用,一、控制图的基本原理,1.控制图的基本形式和功能 控制图是美国质量管理专家休哈特在20世纪20年代后期首创的。,1.控制图的基本形式和功能,1）控制图的基本形式,1.控制图的基本形式和功能,2）控制图的功能a）工序分析。b）控制工序质量状态。c）为质量评定积累数据。,2.控制图的基本原理,2.控制图的基本原理,在3质量管理中，控制图的上下控制界限是根据3法来计算的，计算公式如下：中心线：CL=上控制界限：UCL=+3 下控制界限：LCL=-3,2.控制图的基本原理,控制界限更一般的表达式为：中心线：CL=E(X)上控制界限：UCL=E(X)+3 D(X)下控制界限：LCL=E(X)-3 D(X)式中：X为样本统计量；E(x)为X的平均值；D(x)为X的标准偏差。,3.控制图的分类,1按控制图的用途分（1）分析用控制图（2）控制用控制图 2按质量数据性质分（1）计量值控制图,（1）计量值控制图,常用的计量控制图有以下四种：1)均值极差控制图（-R图）；2)均值标准差控制图（-S图）；3)中位数极差控制图（-R图）；4)单值移动极差控制图（x-RS图）又叫IMR图。,3.控制图的分类,1按控制图的用途分（1）分析用控制图（2）控制用控制图 2按控制对象的质量数据性质分（1）计量值控制图（2）计数值控制图,（2）计数值控制图,常用的计数值控制图有以下四种：1)不合格品率控制图（p图）；2)不合格品数控制图（pn图）；3)单位缺陷数控制图（图）；4)缺陷数控制图（c图）。,2.控制图的应用程序,1)明确应用控制图的目的 2)确定受控对象的质量特性 如：对产品的使用效果有重大影响的质量特性；对下道工序加工质量有重大影响的质量特性：本工序的主要质量指标；生产过程中波动大的质量特性；对经济性、安全性和可靠性有重大影响的质量特性等。,2.控制图的应用程序,1)明确应用控制图的目的 2)确定受控对象的质量特性 3)选择控制图类型,控制图类型的选择,2.控制图的应用程序,1)明确应用控制图的目的 2)确定受控对象的质量特性 3)选择控制图类型 4)绘制分析用控制图5)绘制控制用控制图 6)进行日常工序质量控制如：无异常现象，则维持现状进行生产：如果出现质量降低的信息，应采取措施消除异常；如果出现质量提高的信息，应总结经验，进行标准化和制度化。,2.控制图的应用程序,1)明确应用控制图的目的 2)确定受控对象的质量特性 3)选择控制图类型 4)绘制分析用控制图5)绘制控制用控制图 6)进行日常工序质量控制7)修订控制界限,2.控制图的应用程序,7)修订控制界限 1）通过积累的数据分析，表明工序质量发生了显著的变化；2）工序条件如材料成分、工艺方法、工艺装备和环境条件方式发生了显著变化；3）取样方法已改变。,二、控制图的应用,1.控制图应用前应当考虑的问题2.控制图的应用程序 3.控制界限的确定,例:均值-极差控制图上下控制界限的确定方法。,3.控制界限的确定,以均值-极差控制图（-R图）为例：由数理统计理论可知，当特性值x服从总体为 的正态分布时，n个样本 的平均值、极差有下面的性质：的期望值 的标准偏差 R的期望值 R的标准偏差,3.控制界限的确定,总体的 和 可通过样本容量为n的k组样本数据求得:的估计值=的估计值=式中：的平均值；R的平均值；、由n确定的系数，可查表求出。,3.控制界限的确定,图的控制界限为：,3.控制界限的确定,R图的控制界限为：,4.计量值控制图的应用,均值 标准差 用 图、图、x图来控制质量数据的分布中心；用R图、s图、RS图来控制质量数据的标准差。,4.计量值控制图的应用,在数据分布中心方面：图检出力最强，图检出力次之，x图检出力最弱；在数据的标准差方面：s图检出力最强，R图检出力次之，RS图检出力最弱。当 图与s图结合时，其检出力最强，但是，n10，-R控制图成为首选应用图种。,（1）控制图的应用,控制图常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。图主要用来观察质量特性值均值的变化情况；R图用来观察质量特性值分散程度的变化情况。,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行工序质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集 随机抽取近期生产的25组活塞环直径的样本，其中每个样本包含5个活塞环直径的观察值，如下表所示。,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集2）计算统计量,（1）控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的平均值，记入表中。如第一组 b.计算每一组样本的极差Ri，记入表中。如第一组,（1）控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的平均值，记入表中。如第一组b.计算每一组样本的极差Ri，记入表中。如第一组 c.计算25组样本平均值的总平均值。本例,（1）控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的平均值，记入表中。如第一组b.计算每一组样本的极差Ri，记入表中。如第一组 c.计算25组样本平均值的总平均值。本例,（1）控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的平均值，记入表中。b.计算每一组样本的极差Ri，记入表中。c.计算25组样本平均值的总平均值。d.计算25组样本极差的平均值。本例,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集2）计算统计量3）计算 图和R图的控制界限,（1）控制图的应用,3）计算 图和R图的控制界限(P186,表6-5)当n=5时，可查表得：不考虑。图的控制界限：,（1）控制图的应用,3）计算 图和R图的控制界限(P186,表6-5)当n=5时，可查表得：不考虑。R图的控制界限:,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集2）计算统计量3）计算 图和R图的控制界限 4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集2）计算统计量3）计算 图和R图的控制界限 4）作分析用控制图5）作控制用控制图,5）作控制用控制图,（1）控制图的应用,例1 某汽车发动机制造厂要求对活塞环零件的制造过程建立控制图以进行质量控制。解：活塞环零件的控制图应用步骤如下。1）预备数据的收集2）计算统计量3）计算 图和R图的控制界限 4）作分析用控制图5）作控制用控制图6）记入有关事宜,（1）控制图的应用,6）记入有关事宜 零件名称、件号、工序名称、质量特性、测量单位、标准要求、使用设备、操作者、记录者、检验者等 记载查明原因的经过和处理意见等，计算过程和数据也应保留。,（2）x-RS控制图的应用,样本容量 n=1 x-RS控制图主要应用于以下场合：1）希望尽快发现和消除异常原因；2）只能获得一个测定值；3）过程质量均匀，不需要测取许多数据；4）数据的取得需要很长的时间；5）测量数据需要高额的费用。,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其进行质量控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集 在生产稳定时，通过抽样检验测得25组数据，如下表所示，每组样本容量n=1。,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集2）计算统计量,（2）x-RS控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的移动极差RSi。第一组样本的移动极差不存在；第二组的移动极差 为,（2）x-RS控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的移动极差RSi。b.计算25组样本的平均值,（2）x-RS控制图的应用,2）计算统计量 a.计算每一组样本的移动极差RSi。b.计算25组样本的平均值 c.计算25组样本移动极差的平均值,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集2）计算统计量 3）计算x图和RS图的控制界限,（2）x-RS控制图的应用,3）计算x图和RS图的控制界限 x图的控制界限：,（2）x-RS控制图的应用,3）计算x图和RS图的控制界限 图的控制界界限：,LCL=0,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集2）计算统计量 3）计算x图和RS图的控制界限 4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集2）计算统计量 3）计算x图和RS图的控制界限 4）作分析用控制图 5）作控制用控制图,5）作控制用控制图,（2）x-RS控制图的应用,例2 在炼钢过程中，需要对某种化学成分进行控制，由于化学成分的化验需要很长时间，试采用x-RS控制图对其控制。解：应用x-RS控制图的过程如下。1）预备数据的收集2）计算统计量 3）计算x图和RS图的控制界限 4）作分析用控制图 5）作控制用控制图6）记入有关事宜（略）,5.计数值控制图的应用,计件值控制图（Pn图、P图）计点值控制图（c图、u图）,5.计数值控制图的应用,计件值数据服从二项分布，以不合格品为例,其分布中心为，标准差为，二者是相关的数据。计点值数据服从泊松分布，以缺陷数据为例，其分布中心为，标准差为，二者也是相关的数据。,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,设：n样本大小 p不合格品率则 pn样本中不合格品的个数 Pn样本中不合格品数的记号,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,Pn控制图主要用来控制生产过程中可能出现的不合格品数，为此我们只需要设置一个不合格品数的控制界限，当不合格品数超过这个界限时，就对生产过程进行调整，这样便能对生产过程起到控制作用。,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其工序质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集 通过抽样检验共收集25组数据，每组样本容量n=100，共计2500个数据，查得各组的不合格品数见表所示。,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集2）计算统计量,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,2）计算统计量 a.计算平均不合格品率,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,2）计算统计量 a.计算平均不合格品率b.计算25组样本的平均不合格品数,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集2）计算统计量 3）计算控制界限,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,3）计算控制界限,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集2）计算统计量 3）计算控制界限 4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,4）作分析用控制图,样本号,0,2,16,4,8,6,8,10,12,14,18,20,2,4,6,pn,CL=2.56,UCL=7.3,22,24,26,4）作分析用控制图,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集2）计算统计量 3）计算控制界限 4）作分析用控制图5）作控制用控制图,5）作控制用控制图,（1）不合格品数控制图（Pn控制图）,例3 某厂生产一种零件，规定每天抽100件为一个样本，试用控制图对其质量进行控制。解：该零件生产过程质量控制的控制图的建立步骤如下。1）预备数据收集2）计算统计量 3）计算控制界限 4）作分析用控制图5）作控制用控制图 6）记入有关事宜（略）,（2）不合格品率控制图（P控制图）,不合格品率p控制图是每组样本不固定时，利用不合格品率进行质量控制的一种图形。,（2）不合格品率控制图（P控制图）,例4 某产品验收的交验批批量不等，试用不合格品率控制图对其批质量进行控制。解：该产品的不合格品率控制图应用步骤如下：1）预备数据收集,（2）不合格品率控制图（P控制图）,例7-4 某产品验收的交验批批量不等，试用不合格品率控制图对其批质量进行控制。解：该产品的不合格品率控制图应用步骤如下：1）预备数据收集 2）计算统计量,（2）不合格品率控制图（P控制图）,2）计算统计量 a.计算各组的不合格品率，如第一组,（2）不合格品率控制图（P控制图）,2）计算统计量 a.计算各组的不合格品率b.计算25批产品的平均不合格品率,（2）不合格品率控制图（P控制图）,例7-4 某产品验收的交验批批量不等，试用不合格品率控制图对其批质量进行控制。解：该产品的不合格品率控制图应用步骤如下：1）预备数据收集 2）计算统计量 3）计算控制界限值,（2）不合格品率控制图（P控制图）,3）计算控制界限值,如第一批产品:,（2）不合格品率控制图（P控制图）,例4 某产品验收的交验批批量不等，试用不合格品率控制图对其批质量进行控制。解：该产品的不合格品率控制图应用步骤如下：1）预备数据收集 2）计算统计量 3）计算控制界限值4）绘制p控制图,4）绘制p控制图,样本号,0,2,16,4,4.0,6,8,10,12,14,18,20,1.0,2.0,3.0,p(%),CL=1.35%,UCL,22,24,26,LCL,4）绘制p控制图,4）绘制p控制图,（3）缺陷数控制图（c图）,当样本容量n相同时，可以用c控制图来控制产品的缺陷数。c图可用来控制铸件的砂眼、气孔、缩孔、渣孔、粘砂、冷陷；喷漆件表面的斑点等缺陷数。,（3）缺陷数控制图（c图）,例5 某铸件产品缺陷数控制图的应用。解：c控制图的应用步骤如下：1）预备收集数据 k=20,（3）缺陷数控制图（c图）,例5 某铸件产品缺陷数控制图的应用。解：c控制图的应用步骤如下：1）预备收集数据 2）计算统计量,（3）缺陷数控制图（c图）,2）计算统计量,（3）缺陷数控制图（c图）,例5 某铸件产品缺陷数控制图的应用。解：c控制图的应用步骤如下：1）预备收集数据2）计算统计量 3）计算控制界限线,（3）缺陷数控制图（c图）,3）计算控制界限线,（3）缺陷数控制图（c图）,例5 某铸件产品缺陷数控制图的应用。解：c控制图的应用步骤如下：1）预备收集数据2）计算统计量 3）计算控制界限线 4）绘制C控制图,（3）缺陷数控制图（c图）,4）绘制C控制图,样本号,0,2,16,4,8,6,8,10,12,14,18,20,2,4,6,10,铸件缺陷数c,CL=4.1,UCL=10.17,（3）缺陷数控制图（c图）,4）绘制C控制图,样本号,图 某铸件缺陷的c控制图,0,2,16,4,8,6,8,10,12,14,18,20,2,4,6,10,铸件缺陷数c,CL=4.1,UCL=10.17,（3）缺陷数控制图（c图）,4）绘制C控制图,（4）单位缺陷数控制图（图）,在样本容量不固定时，可利用经计算后的单位缺陷数控制图进行质量控制。,（4）单位缺陷数控制图（图）,例6 试用单位缺陷数控制图（图）对某电子仪器组装车间的焊接质量进行控制。解：1）预备数据收集,（4）单位缺陷数控制图（图）,例6 试用单位缺陷数控制图（图）对某电子仪器组装车间的焊接质量进行控制。解：1）预备数据收集 2）计算统计量,（4）单位缺陷数控制图（图）,2）计算统计量 a.将各样本中的缺陷数c转换成单位缺陷数 如第一组:,（4）单位缺陷数控制图（图）,2）计算统计量 a.检查与统计各样本中的缺陷数c，并转换成单位缺陷数 b.计算平均单位缺陷数,（4）单位缺陷数控制图（图）,例6 试用单位缺陷数控制图（图）对某电子仪器组装车间的焊接质量进行控制。解：1）预备数据收集 2）计算统计量 3）计算控制界限线,（4）单位缺陷数控制图（图）,3）计算控制界限线,（4）单位缺陷数控制图（图）,3）计算控制界限线 第一组,（4）单位缺陷数控制图（图）,例6 试用单位缺陷数控制图（图）对某电子仪器组装车间的焊接质量进行控制。解：1）预备数据收集 2）计算统计量 3）计算控制界限线 4）绘制分析用控制图,4）绘制分析用控制图,4）绘制分析用控制图,4）绘制分析用控制图,三、控制图的观察与分析,“小概率原理”,1.受控状态的判定 当控制图同时满足以下两个条件时，我们可以认为生产过程处于受控状态。条件一：控制图上没有点子越出控制界限外(连续判断25个点子)。条件二：点子在控制界限内的排列是随机的。,1.受控状态的判定 在下列情况下，我们仍然认为过程处于受控状态：1）连续35个点子中最多有一点落在控制界限外。0.41%2）连续100个点子中最多有两点落在控制界限外。0.26%,1.受控状态的判定 对处于良好受控状态的生产过程，还可增加以下三个条件：条件一：控制图上点子分布均匀，位于中心 线两侧的点子各占50%；条件二：靠近中心线的点子约占2/3；条件三：靠近控制界限的样本点很少,2失控状态的判断,（1）模式一 有一个点在控制界限的外,0.027%,（2）模式二 连续9点落在中心线同一侧,0.3906%,（3）模式三 连续6点递增或递减,0.2733%,（4）模式四 连续14点中相邻点交替上下,0.4%,（5）模式五 连续3点中有2点落在中心线同 一侧的B区以外,图 连续3点中有2点落在中心线 同一侧的B区以外,0.3048%,（6）模式六 连续5点中有4点落在中心线同 一侧C区以外,LCL,0.5331%,（7）模式七 连续15点落在中心线两侧的C区内,0.326%,（8）模式八 连续8点落在中心线两侧 且无一在C区内,图 连续8点落在中心线两侧且无一在C区内,0.0103%,人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进。,