使用控制图法优化质量管理

控制图又称管理图，是在直角坐标系内画有控制界限，描述生产过程中产品质量波动状态的图形。与直方图相比，控制图是一种动态分析方法，借助于控制图提供的质量动态数据，人们可以随时了解工序质量状态，发现问题，查明原因，采取措施，使生产处于稳定状态。

1.控制图的模式

控制图的一般模式如图12-4所示，横坐标为样本（子样）序号或抽样时间，纵坐标为被控制对象，即被控制的质量特性值。控制图上一般有3条线：在上面的一条虚线称为上控制界限，用符号UCL表示；在下面的一条虚线称为下控制界限，用符号LCL表示；中间的一条实线称为中心线，用符号CL表示。中心线标志着质量特性值分布的中心位置，上下控制界限标志着质量特性值允许波动范围。

图12-4　 控制图的一般模式

在生产过程中通过抽样取得数据，把样本统计量描在图上来分析判断生产过程状态。如果点子随机地落在上、下控制界限内，则表明生产过程正常，处于稳定状态，不会产生不合格品；如果点子超出控制界限，或点子排列有缺陷，则表明生产条件发生了异常变化，生产过程处于失控状态。

2.控制图的分类

（1）按用途控制图可分为：

1）分析用控制图。主要是用来调查分析生产过程是否处于控制状态。绘制分析用控制图时，一般需连续抽取20～25组样本数据，计算控制界限。

2）管理（或控制）用控制图。主要用来控制生产过程，使之经常保持在稳定状态下。

（2）按质量数据特点分类：

1）计量值控制图。主要适用于质量特性值属于计量值的控制，如时间、长度、重量、强度成分等连续型变量。

2）计数值控制图。通常用于控制质量数据中的计数值，如不合格品数、疵点数、不合格品率、单位面积上的疵点数等离散型变量；根据计数值的不同又可分为计件值控制图和计点值控制图。

3.控制图控制界限的确定

根据数理统计的原理，考虑经济的原则，世界上大多数国家采用“3倍标准偏差法”来确定控制界限，即将中心线定在被控制对象的平均值上，以中心线为基准向上向下各量3倍被控制对象的标准偏差，即为上、下控制界限。如图12-5所示。

图12-5　 控制界限的确定

采用3倍标准偏差法是因为控制图是以正态分布为理论依据的。采用这种方法可以在最经济的条件下，实现生产过程控制，保证产品的质量。

在用三倍标准偏差法确定控制界限时，其计算公式如下

中心线

CL＝E（X）

上控制界限

下控制界限

LCL＝E（X）-3D（X）

式中 X——样本统计量；(www.xing528.com)

E（X）——X的平均值；

D（X）——X的标准偏差。

4.控制图的观察与分析

绘制控制图的目的是分析判断生产过程是否处于稳定状态。这主要是通过对控制图上点子的分布情况的观察与分析进行，因为控制图上点子作为随机抽样的样本，可以反映出生产过程（总体）的质量分布状态。

当控制图同时满足以下两个条件：一是点子几乎全部落在控制界限之内；二是控制界限内的点子排列没有缺陷。我们就可以认为生产过程基本上处于稳定状态。如果点子的分布不满足其中任何一条，都应判断生产过程为异常。

（1）点子几乎全部落在控制界线内，是指应符合以下要求。1）连续25点以上处于控制界限内。

2）连续35点中仅有1点超出控制界限。

3）连续100点中不多于2点超出控制界限。

（2）点子排列是随机的，没有出现异常现象。这里的异常现象是指点子排列出现了“链”、“多次同侧”、“趋势或倾向”、“周期性变动”、“接近控制界限”等情况。

1）“链”是指点子连续出现在中心线一侧的现象。出现5点链，应注意生产过程发展状况；出现6点链，应开始调查原因。出现7点链，应判定工序异常，需采取处理措施，如图12-6所示。

图12-6　 “链”示意图

2）“多次同侧”是指点子在中心线一侧多次出现的现象，或称偏离。下列情况说明生产过程已出现异常：在连续11点中有10点在同侧，如图12-7所示；在连续14点中有12点在同侧；在连续17点中有14点在同侧；在连续20点中有16点在同侧。

图12-7　 “多次同侧”示意图

3）“趋势或倾向”是指点子连续上升或连续下降的现象。连续7点或7点以上上升或下降排列，就应判定生产过程有异常因素影响，要立即采取措施，如图12-8所示。

图12-8　 “趋势或倾向”示意图

4）“周期性变动”即点子的排列显示周期性变化的现象。这样即使所有点子都在控制界限内，也应认为生产过程为异常，如图12-9所示。

图12-9　 “周期性变动”示意图

5）点子排列接近控制界限，是指点子落在了以外和以内。如属下列情况的判定为异常：连续3点至少有2点接近控制界限；连续7点至少有3点接近控制界限；连续10点至少有4点接近控制界限。如图12-10所示。

图12-10　 “接近控制界限”示意图

以上是分析用控制图判断生产过程是否正常的准则。如果生产过程处于稳定状态，则把分析用控制图转为管理用控制图。分析用控制图是静态的，而管理用控面图是动态的。随着生产过程的进展，通过抽样取得质量数据，把点描在图上，随时观察点子的变化，一旦点子落在控制界限外或界限上，即判断生产过程异常，点子即使在控制界限内，也应随时观察其有无缺陷，以对生产过程正常与否做出判断。