QC七大手法的使用（七） ——控制圖

上一篇我們介紹了直方圖。直方圖是對一個(gè)特性指標(biāo)的一個(gè)樣本數(shù)據(jù)的分布描述，而當(dāng)我們將多個(gè)樣本數(shù)據(jù)的直方圖按一定的順序（一般是時(shí)間順序）排列起來，就得到了我們今天要講的QC七大手法的最后一種——控制圖。

控制圖，又叫管制圖、SPC控制圖、SPC管制圖，是對過程質(zhì)量特性進(jìn)行測定、記錄、評估，從而監(jiān)察過程是否處于控制狀態(tài)的一種用統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖，由休哈特在20世紀(jì)20年代設(shè)計(jì)發(fā)明（PDCA循環(huán)也是休哈特提出的）。

控制圖分為計(jì)量型和計(jì)數(shù)型兩類，計(jì)量型控制圖，如均值-全距控制圖、均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖、單值-移動(dòng)全距控制圖x—Rm等，計(jì)數(shù)型控制圖，如不良率控制圖p、不良數(shù)控制圖np、缺點(diǎn)數(shù)控制圖c、單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖u等。

典型的控制圖如下圖：

控制圖縱軸為產(chǎn)品的質(zhì)量特性，橫軸為時(shí)間順序或產(chǎn)品編號(hào)。圖中中心線CL、上控制限UCL、下控制限LCL由計(jì)算得到。計(jì)算方法如下：

控制圖依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理設(shè)計(jì)，其原理和過程不在此詳述，重點(diǎn)講解控制圖的繪制方法和異常判定。

以最為常見的均值-全距控制圖為例。

例：螺栓擰緊工序，對螺栓擰緊扭矩進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理。

扭矩規(guī)格為：15.0±5.0kg·cm。

步驟：

①收集數(shù)據(jù)，每天隨機(jī)5個(gè)，連續(xù)收集20天

②計(jì)算每天5個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的平均值

③計(jì)算每天5個(gè)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的全距R

④計(jì)算20天平均值的平均值

⑤計(jì)算20天全距R的平均值；如下表：

⑥查看“管理界限計(jì)算系數(shù)表”，每天樣本大小n=5時(shí)，A2=0.579，D3無取值，D4=2.115；

⑦計(jì)算

CLR==1.38，

UCLR=D4=2.115×1.38=2.919，

LCLR不做計(jì)算,

CL==16.316

UCL=+A2=16.316+0.579×1.38=17.115

LCL=-A2=16.316-0.579×1.38=15.517

另外，也可以用3σ計(jì)算UCL、LCL取值，即：

UCL=CL+3σ，

LCL=CL-3σ，

這是因?yàn)樵谡龖B(tài)分布中，數(shù)據(jù)落在3σ區(qū)間內(nèi)的概率為99.73%，或者說數(shù)據(jù)不在正常范圍內(nèi)的概率只有0.27%，根據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，

小概率事件在單次測量中被認(rèn)為是不可能事件，所以可以用CL±3σ來做為上下控制限。

⑧繪制R圖

⑨繪制圖

到這里，我們完成了控制圖的繪制。

但是，我們繪制控制圖，是為了對質(zhì)量特性進(jìn)行評估、分析、監(jiān)控，因此，我們還要通過控制圖來分析數(shù)據(jù)是否出現(xiàn)了異常狀態(tài)。

控制圖的異常判斷準(zhǔn)則有以下幾條：

1、一個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)落在A區(qū)以外

可能原因：原材料不合格，設(shè)備故障，測量錯(cuò)誤等。

2、連續(xù)9點(diǎn)落在中心線同一側(cè)

可能原因：中心值發(fā)生偏移。

3、連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減

可能原因：工具逐漸磨損，操作者疲勞或者技能變熟練，工作環(huán)境改變。

4、連續(xù)14點(diǎn)相鄰點(diǎn)總是上下交替

可能原因：兩臺(tái)設(shè)備或者兩位操作者交替引起的系統(tǒng)效應(yīng)，數(shù)據(jù)分層不足。

5、連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線

同一側(cè)B區(qū)以外

可能原因：過程控制過嚴(yán)，材料有差異，檢驗(yàn)方法有區(qū)別。

6、連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線

同一側(cè)C區(qū)以外

可能原因：過程控制過嚴(yán)，材料有差異，檢驗(yàn)方法有區(qū)別。

7、連續(xù)15點(diǎn)落在C區(qū)之內(nèi)

可能原因：制程經(jīng)過改善，變異數(shù)降低，或者數(shù)據(jù)分層不夠，數(shù)據(jù)虛假。

8、連續(xù)8點(diǎn)落在中心線兩側(cè)

且無1點(diǎn)在C區(qū)中

可能原因：數(shù)據(jù)來自兩個(gè)群體，分層不夠。

根據(jù)這些異常判斷準(zhǔn)則，我們就可以根據(jù)控制圖快速判斷是否發(fā)生了異常，并對異?？赡艿脑蛴幸粋€(gè)初步的判斷。

當(dāng)然，我們以上繪制的控制圖，是分析用控制圖，主要是用來對質(zhì)量特性進(jìn)行分析的。

除此之外，還有控制用控制圖，在生產(chǎn)過程監(jiān)控中起著重要的質(zhì)量控制作用。

一般來說，當(dāng)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，只需將繪制出的分析用控制圖的CL、UCL、LCL延長，即可在圖上將生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)繪制在圖上，作為控制用控制圖，進(jìn)行過程質(zhì)量監(jiān)控。

控制圖相較QC七大手法中的其他六種，使用門檻更高，過程也更為復(fù)雜，但對于過程的監(jiān)控，有著其他手法不具備的優(yōu)勢。

七大手法各有其側(cè)重，要根據(jù)實(shí)際情況，靈活選用合適的方法加以運(yùn)用，才能有效地解決生產(chǎn)中的問題。

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