SPC在质量管控中的运用研究

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本文作者：廖悦铭 单位：江汉大学文理学院

统计过程控制技术是现代质量管理的重要手段,在全球范围内的各类制造企业中得到了广泛应用。在当今日益激烈的市场竞争中,众多企业纷纷认识到提高产品质量、降低生产成本是企业生存和取得竞争优势的关键所在。目前,我国的很多机械制造企业仍主要采用过程检验的方法来控制产品质量,当发现不合格产品时再分析导致缺陷的原因,这样既浪费人力又会降低生产效率。文章利用统计过程控制技术对某机械制造企业的生产过程进行控制与分析,达到提高产品质量和过程控制水平的目的。

一、统计过程控制概述

统计过程控制理论以美国质量大师休哈特博士发明控制图为标志,自创立以来在工业、服务等行业得了到广泛推广。休哈特认为：引起制造过程波动的因素有两个。一个是由过程内部引起的偶然因素,另一个是可查明原因的异常波动。异常波动可以用统计的方法加以发现,然后采取措施加以剔除。而偶然因素却不会消失,除非改变基本过程。利用基于3σ限的控制图有效的把偶然因素和异常波动区分开来。通过绘制控制图能及时的预测异常波动,指导管理人员及时改进,消除异常,从而减少波动、保证过程稳定,最终提高生产效率。

二、统计过程控制方法在质量管理中的应用

(一)确立控制点。机械制造过程中涉及的产品种类很多,不同产品的特性各不相同,如强度高、尺寸、表面质量等,这个过程控制带来了很大难度。另外,生产过程中机床加工精度的变化、操作工原因引起的波动、原材料的变化等都会对产品的质量产生影响。在加工产品时,需要识别客户的产品特性和过程特性,然后根据这些特性设立相应的控制点,制定控制措施,设计相关记录表单,记录关键质量数据。以ABS阀体的切割长度为控制对象,而过程中的锯片转速、锯片前进速度、润滑油量度对切割产品质量及锯片寿命有着重要影响。阀体切割是阀体生产的第一步,切割的尺寸精度将影响后续机加工的产品质量。故将产品的尺寸作为一个控制点,对切割过程进行监控,分析生产过程是否稳定,是否存在异常波动。

(二)控制图类型选择。在确定完控制点后,根据控制点的情况选择合适的控制图是下阶段实施spc的首要工作。在选择控制图时,可以按照以下步骤：1.确定数据类型。SPC统计的数据分为计量型和计数型,对应计量型控制图和计数型控制图。例如统计不合格品数量、单位数量产品的不合格率等属于计数型数据需要使用计数型控制图。而产品的强度、尺寸等为计量型数据需要采用计量型控制图。由于收集的阀体尺寸数据为计量型数据,因此选择计量型控制图。2.选择控制图。计量型控制图主要有：中位数极差控制图,均值标准差控制图,均值极差控制图,单值移动极差控制图。根据收集数据的子组均值及子组容量情况选择均值极差图,用均值图来检测工序平均值的变化情况,极差图用来分析数据分布的分散情况。3.绘制控制图。在生产车间收集其中一台机床的切割数据,按每次连续测5个产品的长度,共测20组。根据测得的数据绘制均值极差控制图,如图1。从均值图和极差图中可以看出不存在异常点,生产过程处于稳定状态,计算过程能力值。在生产的初期通常研究初始过程能力Ppk来检查过程能力情况。过程能力指数是反映过程满足技术规范要求程度的指标[]。计算过程处于稳定阶段或短期情况时的过程能力,通常用Cp、Cpk。而需要计算试生产或过程不稳定时的能力值则可以用Pp和Ppk,反映的是过程的长期状态。利用Minitab软件计算得Ppk值为4.41大于2.0,表明过程能力充足；短期过程能力值Cpk为4.37,Ppk与Cpk接近,表明切割过程较稳定。

(三)利用统计过程控制技术对过程进行持续改进。客户对产品的质量要求往往有很多,故需要找出直接影响产品质量的关键特性。还要结合产品生产过程及每道工序的人、机器设备、材料、方法和环境因素来确定关键工序的影响因素,从而设立控制点,对关键质量数据进行统计与分析。当发现过程中存在异常时可以用鱼骨图、帕累托图等方法分析原因,制定改进措施,对改进效果进行验证。收集数据进一步分析过程稳定情况,当过程稳定时计算过程能力,根据过程情况对过程进行优化。

三、结论

根据ABS阀体机加工的实际情况,设立控制点,收集相关数据并建立均值极差控制图,分析过程波动,过程稳定的情况下的过程能力Ppk为4.41。通过实施统计过程控制可以有效提高企业的过程控制水平。企业可以根据需要成立专门的小组,对实施统计过程控制进行策划,根据产品及机器设备的情况设计记录表单,确定收集产品类别、不良项目；还要相关人员有负责跟踪、验证改进情况,否则统计过程控制将失去意义。