推进生产过程运行质量持续改进的有效措施

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质量视点

推进生产过程运行质量持续改进的有效措施

■大众动力总成（上海）有限公司

摘

要

朱正德

本文通过分析和实例指出，在完善了SPC 过程能力评估的基础上，如何进行有针对性的质量改进，

以有效地提高生产过程的运行质量。文章阐述了这样一个观点：贯彻SPC 时所采集样本的实际分布情况和样本的单值进程图，在实施过程实时监控中有着极为重要的作用。

关键词

统计过程控制(SPC)

单值进程图

样本分布模型

质量改进

1概述

现代质量理念从根本上改变了以检验产品实物质量为主的传统模式，把质量控制的重点转移到形成产品的生产过程。实践表明，对过程的实时监控，直接关系到生产过程的运行质量、产品的质量成本和最终产品的质量。而统计过程控制（SPC ）是为了贯彻预防原则，应用数理统计对过程进行监测和分析，使过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品符合规定要求的一种技术。

SPC 的目的是使生产过程处于可接受的并且稳定的水平，而过程能力则是指过程的状态满足技术标准的能力，事实上，过程能力分析已经成为现代企业实施质量控制的一种有力手段。传统的过程能力评估方法是以质量特性值的抽检样本服从正态分布的假设为前提，由于存在与实际情况的偏离，使这种方法带有一定的局限性。近年来，越来越多的企业通过运用相关的功能强大的软件产品（如Q-DAS 公司qs-STAT 软件），不但优化了过程能力的评估方法，而且大大提升了

的持续改进予以说明。

谓异因主要是指制造过程中出现的异常波动，它主要是由所存在的系统性问题引起的。控制图虽是一种有效的工具，但一般来说，它只能起警示作用，而不能告知这种警示是由什么异常因素造成的，要找出异常的原因，还得依靠生产和管理方面的技术与经验来解决。事实上，最简单但却包含更多信息的是所采集样本的单值进程图，而利用质量管理工具之一的直方图，则可了解样本的分布状态，以便对总体的分布特性进行分析和推断。

2有针对性地实施生产过程的

质量改进

质量改进与质量控制都是质量管理的组成部分，但两者也有区别，前者致力于增强满足质量要求的能力，而后者致力于增强满足质量要求。即质量控制是使产品质量或生产过程运行质量保持在规定水平范围内，而质量改进则是通过消除系统性问题，对现有的质量水平在“控制”的基础上加以提高，使其达到一个新水平。所

SPC 的执行水平。下面，就通过两个实例，对如何推进生产过程运行质量

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计算方法，对图2所示的过程进行能力评估，得到的过程能力指数C p 、C pk 分别为：C p =7.60，C pk =7.28。

再利用qs-STAT 软件对上述过程进行分析。实际操作时，用户无论选用哪一种评估、分析标准：Q-DAS 的、VW （大众的）还是BOSCH （博世）的，第一步总是先对采集样本的分布状态进行判别，以作为之后分析的基础。qs-STAT 功能强大，除依据采集的样本计算出一系列统计量和绘制出各种控制图，如-s 图即均值-标准偏差控制图外，还能够提供大量与过程实时监控相关的信息，使用者可以按照不同的需要来选取、调用。图

3b ）是案例样本的单值进程图，从中可清晰地看出，由采集样本所反映的生产过程存在着明显的异常波动，表现为样本子组的变差很小，而子组相

这时再查找异因、有针对性地实施生产过程的质量改进，意义就很大。而

的六个工件。本例中，每隔1h 抽检一组样本，连续采集了19组，据此对加工过程进行监控和分析。图2是根据获取的样本和数据处理后得到的-R 质量控制图。依据传统的判稳和判异准则，先后对R 图和控制图进行分

一种阀体类小型工件由专用设备

互间的变差很大。图3a ）是采集样本的直方图，及由此形成的分布模型，其呈现的混合分布状态也揭示了被分析的生产过程中包含着系统性变异因素。这一因素就是专机上两付夹具所处状态的不一致，而为了消除、起码是减少此项异常因素的影响，应采取的纠正措施就是精细地对夹具进行调整。

最后，再查验一下利用qs-STAT 软件按能力指数普遍性评定原则，即经优化了的过程能力的评估方法进行计算，C p 、C pk 分别为：C p =1.23，

qs-STAT 统计分析软件在这中间发挥了积极的、极大的作用。

案例1———由专机加工的小型工件

加工，专机带有回转式双夹具，每个夹具可装夹六个工件（见图1）。由于加工与上下料同时进行，因此效率很高。企业在执行SPC 时，采集样本的方式是每过相同的时间间隔抽取一个样本子组，每组即为专机一个夹具上

析，对控制图中是否出现不满足准则的异常情况进行判断。如果有异常情况，则说明生产过程中存在系统性误差，过程处于非受控状态，就应及时找出原因予以排除。从图2所示的-R 控制图来看，可认为该工件的加工过程处于稳定状态。按传统的过程能力

能够理解了。

案例2———由加工中心制造的大型工件

缸盖罩壳是某型汽车发动机上一个重要零件，由加工中心组成的柔性生产线制造。在机床的加工工位，两个工件同时被装夹于一个转台上呈

180°背向设置的两组夹具，由一个动力头先后对它们进行加工（见图4）。

实施SPC 时的采样方式，是连续交替地从两个夹具加工的工件中抽取，每隔1h 采集一个样本组，容量为5件。下面，利用qs-STAT 软件以某一周采集的样本作为基础进行过程分析。若

图4

工件、夹具与动力头

按判稳准则和判异准则对-s 控制图进行判断，或是对样本单值进程图〔见图5a ）〕的观察、分析，都可以得出图

C pk =1.20。与之前通过传统的方式得到的数值相比差别很大，甚至结论也大相径庭，前者是能力富裕，而后者是“勉强”

（以1.33作为界限，应作

为能力不足）。究其原因是因为，过程能力评估结果的准确性，直接与所描述的样本分布的正确性有关，而传统的C p 、C pk 计算公式只是在随机样本接

近正态分布时才能得到较准确的结果。其实，只要对第1节中介绍的计算方法加以剖析后就可发现，这一方法只着重采集样本子组中的组内变差，而忽视了子组的组间偏差。而本案例的样本采集正好存在明显的异常波动，即体现为组间变差的系统性误差，造成过程能力评估中出现很大的偏离也就

4所示的加工过程处于受控的稳定状态。按照过程能力普遍性原则求得的能力指数为C p =1.34、C pk =1.19，基本上也勉强能满足工件批量制造的要求。

但通过对图5b ）所示样本直方图的分析却获得了不同的结论，即正常

（下转第37页）

质量文化结构模式由上到下，按“精神内涵、制度作用、职业习惯、物化表象”的四个层次设计如下：

可分，在思想上将客观事物的某些特征、特点、方面与有关事物的联系进行比较，形成概念。人通过思维才能深入地认识事物的本质特点和内部联系，认识自然和社会，从而形成观念、理念和精神，所以说思维习惯属于企业文化活动的范畴。

从兵器质量实践中提高思维的能力，建立质量就是“追求用户满意”的概念思维；在质量与进度，质量与效益发生矛盾时，坚持“质量第一”原则；把问题解决在过程中，树立“预防为主、防检结合”的逻辑思维；处理质量问题，要养成“举一反三”、“三不放过”，运用“PDCA ”循环方法（指任何一项活动都要经过计划、实施、检查和处理四个阶段，并不断循环下去）的理性思维；企业竞争环境，产品是纽带，质量是根本，要坚持“持续改进、不断创新”的发展思维；把产品实现过程“零缺陷、零废品、零投诉”作为质量目标管理的思维。

长期潜移默化的结果。

4）物化表象

质量文化的发展遵循持续改进的规律。

《军工质量文化手册》将物质

（注：体现定义

层称为“物化体现”，

1）精神内涵

质量方针、理念、价值观、道德与行为准则、指导思想等。

为：指某一事物具体地表现出某种现象、某种性质或精神），含：体现国家意志、质量名言、质量工作系统、品牌效应、具有质量文化氛围的标志和环境，兵器工业质量文化的物化部分正是物化表象体现。这里以“物化表象”来表述兵器质量文化的物质层，是十分贴切的，是兵器质量文化理论创新的有益尝试。

通过以上内涵与模式的讨论，我们的目标是要将质量文化“内化于心、固化于制、外化于行”；在企业建立、实施内部质量文化管理模式，丰富了企业质量文化内涵。在广大员工中形成了不断增强顾客满意的质量文化氛围，实现员工行为准则的自我规范，树立了正确的价值观，增强员工道德及法律观念。引导员工用正确的思维方式来处理问题，增强了质量意识、顾客意识和危机意识；提高了广大员工综合质量技术应用能力、工作质量、产品质量和服务质量；提高了企业的核心竞争力；提升了企业形象，形成了具有军工特色的质量文化，收到良好的社会效果。

（收稿日期：2008-08-15）

2）制度作用

制度文化在质量文化结构中是精神文化的有力支撑和保证。兵器工业质量管理集长期性、系统性、规范性、进取性等特点，创造了完善的、系列的制度文化。更托起质量精神、质量方针、质量理念等内涵的高度。具有丰富的内容和坚实的基础，而不是空洞的说教和口号。所以说，用”的分层设计更有务实性。

“制度作

3）职业习惯

分三部分：学习习惯、思维习惯、行为习惯。

①学习习惯

是提高员工综合素质、增强质量意识的重要途径，倡导岗前培训、持证上岗、逢培必考，建设学习型、创新型团队。正如兵器质量格言所说“质量不是100分，就是0分”；

“百

忙千忙，忽视质量是瞎忙，千苦万苦，不抓质量会更苦”，学习和钻研是兵器人执着的追求。

③行为习惯

公司员工的行为代表着产品质量形象和企业形象，体现着社会责任和职业道德。如“零缺陷”追求、序质量控制”，班五不走”、

“上岗五做到”、

“工“下

②思维习惯

思维是人脑借助于语言所实现的对客观事物的间接概括和反映。思维是一种心理现象，与感觉、知觉密不

“生产现场6S ”管理、

岗位练兵活动、质量月活动等长期养成的职业道德习惯与质量行为习惯，员工质量方面的行为习惯是质量文化

（上接第35页）

的生产过程中其实包含着异常波动，而引起的原因则是机床转台上的两组夹具还没有调整到较为一致的状态。为了验证这一点，经对加工中心的两组夹具仔细调整后再投入对缸盖罩壳的批量生产。然后按相同的采样方式，通过运行qs-STAT 软件进行过程分析，从图6a ）所示的单值进程图能清楚看出，此时的质量特性值波动范围大大缩小，再据此绘制出对应的直方图，参见图6b ）。图6b ）显示的样本分布

已一改之前〔图5b ）〕的“双中心”混合分布，比较接近正态分布，其分散性大大减少。

再对此时的生产过程进行能力评估，求得的过程能力指数为C p =3.33，

以提高所获得结果的准确性。

———只有充分利用除质量控制图以外的其他质量改进工具，如单值进程图、直方图等，才能真正提升SPC 的实时监控水平，提高生产过程的运行质量。

———功能强大的qs-STAT 统计分析软件不仅为企业/用户提供了一种便捷、实用的手段，而且切实改进、优化了对生产过程实时监控的实施。

（收稿日期：2008-09-20）

C pk =3.01。相比对加工中心进行调整之前，过程能力得到很大的提高

3结论

———传统的统计过程控制（SPC ）及其常用的-R 控制图，作为一种有效的产品质量监控模式虽已很成熟，但其评估过程能力的方法尚需优化，