工程質(zhì)量控制的統(tǒng)計分析方法:控制圖法(1)

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(一)控制圖的基本形式及其用途
    控制圖又稱管理圖。它是在直角坐標系內(nèi)畫有控制界限,描述生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量波動狀態(tài)的圖形。利用控制圖區(qū)分質(zhì)量波動原因,判明生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的方法稱為控制圖法。
    1.控制圖的基本形式
    控制圖的基本形式如教材149頁圖7—10所示。
    ★15插圖表(圖7—10)
    橫坐標為樣本(子樣)序號或抽樣時間,縱坐標為被控制對象,即被控制的質(zhì)量特性值??刂茍D上一般有三條線:在上面的一條虛線稱為上控制界限,用符號UCL表示;在下面的一條虛線稱為下控制界限,用符號LCL表示;中間的一條實線稱為中心線,用符號CL表示。中心線標志著質(zhì)量特性值分布的中心位置,上下控制界限標志著質(zhì)量特性值允許波動范圍。
    在生產(chǎn)過程中通過抽樣取得數(shù)據(jù),把樣本統(tǒng)計量描在圖上來分析判斷生產(chǎn)過程狀態(tài)。如果點子隨機地落在上、下控制界限內(nèi),則表明生產(chǎn)過程正常處于穩(wěn)定狀態(tài),不會產(chǎn)生不合格品;如果點子超出控制界限,或點子排列有缺陷,則表明生產(chǎn)條件發(fā)生了異常變化,生產(chǎn)過程處于失控狀態(tài)。
    2.控制圖的用途 控制圖是用樣本數(shù)據(jù)來分析判斷生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的有效工具。它的用途主要有兩個:
    (1)過程分析,即分析生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定。為此,應(yīng)隨機連續(xù)收集數(shù)據(jù),繪制控制圖,觀察數(shù)據(jù)點分布情況并判定生產(chǎn)過程狀態(tài)。
    (2)過程控制,即控制生產(chǎn)過程質(zhì)量狀態(tài)。為此,要定時抽樣取得數(shù)據(jù),將其變?yōu)辄c子描在圖上,發(fā)現(xiàn)并及時消除生產(chǎn)過程中的失調(diào)現(xiàn)象,預(yù)防不合格品的產(chǎn)生。
    前面講述的排列圖、直方圖法是質(zhì)量控制的靜態(tài)分析法,反映的是質(zhì)量在某一段時間里的靜止狀態(tài)。然而產(chǎn)品都是在動態(tài)的生產(chǎn)過程中形成的,因此,在質(zhì)量控制中單用靜態(tài)分析法顯然是不夠的,還必須有動態(tài)分析法。只有動態(tài)分析法,才能隨時了解生產(chǎn)過程中質(zhì)量的變化情況,及時采取措施,使生產(chǎn)處于穩(wěn)定狀態(tài),起到預(yù)防出現(xiàn)廢品的作用??刂茍D就是典型的動態(tài)分析法。
    [例題] 控制圖是用樣本數(shù)據(jù)來分析判斷生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的有效工具。它的用途主要有( )。
    A. 過程分析 B. 過程控制 C. 過程判斷 D. 過程穩(wěn)定 E.過程變化
    答案:AB
    (二)控制圖的原理
    本章第一節(jié)質(zhì)量數(shù)據(jù)波動的原因中已講到,影響生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量的原因,可分為系統(tǒng)性原因和偶然性原因。
    在生產(chǎn)過程中,如果僅僅存在偶然性原因影響,而不存在系統(tǒng)性原因,這時生產(chǎn)過程是處于穩(wěn)定狀態(tài),或稱為控制狀態(tài)。其產(chǎn)品質(zhì)量特性值的波動是有一定規(guī)律的,即質(zhì)量特性值分布服從正態(tài)分布??刂茍D就是利用這個規(guī)律來識別生產(chǎn)過程中的異常原因,控制系統(tǒng)性原因造成的質(zhì)量波動,保證生產(chǎn)過程處于控制狀態(tài)。
    如何衡量生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)呢?我們知道:一定狀態(tài)下的生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量是具有一定分布的,過程狀態(tài)發(fā)生變化,產(chǎn)品質(zhì)量分布也隨之改變。觀察產(chǎn)品質(zhì)量分布情況,一是看分布中心位置(μ);二是看分布的離散程度(σ)。這可通過教材150頁圖7—11所示的四種情況來說明
    ★16插圖表(圖7—11)
    圖7—11(a),反映產(chǎn)品質(zhì)量分布服從正態(tài)分布,其分布中心與質(zhì)量標準中心M重合,散差分布在質(zhì)量控制界限之內(nèi),表明生產(chǎn)過程處于穩(wěn)定狀態(tài),這時生產(chǎn)的產(chǎn)品基本上都是合格品,可繼續(xù)生產(chǎn)。
    圖7—11(b),反映產(chǎn)品質(zhì)量分布散差沒變,而分布中心發(fā)生偏移。
    圖7—11(c),反映產(chǎn)品質(zhì)量分布中心雖然沒有偏移,但分布的散差變大。
    圖7—11(d),反映產(chǎn)品質(zhì)量分布中心和散差都發(fā)生了較大變化,即μ值偏離標準中心,σ(s)值增大。
    后三種情況都是由于生產(chǎn)過程中存在異常原因引起的,都出現(xiàn)了不合格品,生產(chǎn)過程處于不穩(wěn)定狀態(tài),應(yīng)及時分析,消除異常原因的影響。
    綜上所述,我們可依據(jù)描述產(chǎn)品質(zhì)量分布的集中位置和離散程度的統(tǒng)計特征值,隨時間(生產(chǎn)進程)的變化情況來分析生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。在控制圖中,只要樣本質(zhì)量數(shù)據(jù)的特征值是隨機地落在上、下控制界限之內(nèi),就表明產(chǎn)品質(zhì)量分布的參數(shù)μ和σ基本保持不變,生產(chǎn)中只存在偶然原因,生產(chǎn)過程是穩(wěn)定的。而一旦發(fā)生了質(zhì)量數(shù)據(jù)點飛出控制界限之外,或排列有缺陷,則說明生產(chǎn)過程中存在系統(tǒng)原因,使μ和σ發(fā)生了改變,生產(chǎn)過程出現(xiàn)異常情況。