食品质量管理第二版的7种新工具成果

质量改进“新7种工具”是指：关联图、亲和图、系统图、矩阵图、矩阵数据分析、过程决策程序图及网络图。7种新工具于20世纪70年代形成和发展于日本，它是随着企业生产的不断发展以及科学技术的进步，将运筹学、系统工程、行为科学等更多、更广的方法结合起来以解决质量问题的质量管理方法。新7种工具的提出不是对“老7种工具”的替代而是对它的补充和丰富。

一般说来，“老7种工具”的特点是强调用数据说话，重视对制造过程的质量控制；而“新7种工具”则基本是整理、分析语言文字资料（非数据）的方法，着重用来解决全面质量管理中PDCA循环的P（计划）阶段的有关问题。

（一）关联图

1.概念

关联图也称关系图，是把关系复杂而相互纠缠的问题及其因素用箭头连接起来，从而找出主要因素和项目的一种图示分析工具。关联图中箭头的指向原则是：原因结果型，从原因指向结果；目的手段型，从手段指向目的。

2.关联图的使用方法

关联图法解决问题的一般步骤如下。

（1）以所要解决的产品质量问题为中心展开讨论，通过头脑风暴法列出所有因素（原因）。

（2）用简明通俗的语言表示主要原因，并用□或〇圈起。

（3）把因果关系用箭头连接起来。

（4）通观全局，确认这些因果关系，如有遗漏，还可以进行补充修改。

（5）进一步归纳出重点问题或因素，并标示出来。

（6）针对重要问题或因素制定相应的措施。

3.关联图的类型

（1）中央集中型关联图，即把应解决的问题或重要的项目安排在中央位置，从和它最近的因素开始，把有关系的各因素排列在它的周围，并逐层展开，如图6-17所示。

图6-17　中央集中型关联图

（2）单向汇集型关联图，即把需要解决的问题或重要项目安排在右（或左）侧，与其相关联的各因素，按主要因果关系和层次顺序从右（或左）侧向左（或右）侧排列，如图6-18所示。

图6-18　单向汇集型关联图

（3）关系表示型关联图，主要用来表示各因素之间的因果关系，在排列方式和层次上比较自由灵活，如图6-19所示。

图6-19　关系表示型关联图

4.主因和问题的判别

关联图的判别方法如下。

（1）在图中，箭头只进不出的是问题。

（2）在图中，箭头只出不进的是主因，也称末端因素，是解决问题的关键。

（3）在图中，箭头有进有出的是中间因素；出多于进的中间因素成为关键中间因素，在某些情况下也可作为主因对待。

5.关联图绘图注意事项

（1）绘图应该尽可能地广泛听取多方意见，集思广益，抓住主要问题。

（2）为了找出重点因素，需要反复修改图形，这项工作最好由质量管理人员来承担。

（3）重点因素要用特殊标记来表示。

（4）要全面彻底地分析原因，找出最基本的因素。

【例6-8】某车间照明耗电量大，QC小组针对此情况运用关联图进行原因分析，其结果如图6-20所示。由图可清晰地找到照明耗电量大的4个主要原因：开关集中控制、管理不严、责任不明和缺乏节电教育。

图6-20　照明耗电大的关联图

（二）系统图

1.概念

系统图就是把要实现的目的与需要采取的措施或手段，系统地展开，并绘制成图，以明确问题的重点，寻求最佳手段或措施的一种图示分析工具。为了达到某个目的，就要采取某种手段。为了实现这一手段，又必须考虑下一级水平的目的。这样，上一级水平的手段，就成为下一级水平的目的。如此，可以把达到某一目的所需的手段层层展开，总览问题的全貌，明确问题的重点，合理地寻找出达到预定目的的最佳手段或策略，如图6-21所示。

图6-21　系统图的基本形式

2.系统图的分类

（1）构成因素展开型：把以组成事项的展开作为目的的手段加以系统的展开，绘制成的系统图。

（2）措施展开型：把为了解决问题或达到目的的手段和措施加以系统的展开，绘制成的系统图。

3.系统图的主要用途

（1）在新产品研制过程中对设计质量的展开。

（2）建立质量保证体系，对质量保证活动的展开。

（3）用以解决企业内质量、成本、产量等各种问题的新设想的展开。

（4）目标、方针、实施事项的展开。

（5）探求部门职能、管理职能和提高效率的方法。

4.系统图的作图程序

（1）确定具体的目的或目标或问题，并用简明的语言进行表达。

（2）提出手段和措施。无论是从上往下目标展开式地依次提出下一级水平的手段和措施，还是从下向上达到目标式地提出上一级水平的手段和措施，只要能够针对具体目标，依靠集体智慧，做出有效的手段和措施就行。

（3）对手段和措施进行评价。对展开到末端的手段，应进行评价。评价所采取的手段（方法、措施）是否恰当，以决定舍取。评价用〇（可以实施）、△（尚不能确定是否可以实施）、×（不可行）等符号表示。对属于△的手段应再次通过调查和试验，将其转化为〇或×。评价时应注意：①不可肤浅地评价，要有论证过程，说清楚为什么取舍；②越是离奇的思想和手段，越容易被否定，但是，实践证明，当离奇的思想和手段实现后，效果往往更好，因此离奇的手段要慎重考虑；③评价过程中产生的新设想，要补充到原有项目之中去，使其更加完善。

（4）使手段和措施系统化，即制成相互连接、顺序排列的系统图。

（5）制订实施计划。根据上述方案，逐项制定实施计划，确定具体内容、日程进度、责任者等。

（三）矩阵图

1.概念

在解决复杂的质量问题时，由于各种问题或各种影响因素并不是孤立存在的，而是相互关联的，这样在寻找解决问题的途径时就必须明确各因素间的关系，从中确定关键点。

矩阵图法就是从多维问题的事件中，找出成对的因素，分别排列成行和列，在其交叉点处表示其关系程度（用◎、〇和△不同的符号表示），据此来分析质量问题，确定关键点的方法。它是一种通过多因素综合思考，探索问题的好方法。

2.矩阵图的类型

（1）L型矩阵图。它是一种最基本的矩阵图，它将一组对应数据用行和列排列成二元表格形式，图6-22是A、B因素对应的矩阵图。

（2）T型矩阵图。它是由A因素和B因素、A因素和C因素的两个L型矩阵图组合起来的，如图6-23所示。

图6-22　L型矩阵图

图6-23　T型矩阵图

（3）X型矩阵图。把A与B、B与C、C与D、D与A4个L型矩阵图组合在一起的矩阵图，如图6-24所示。

图6-24　X型矩阵图

（4）Y型矩阵图。由A与B、B与C、C与A 3个L型矩阵图组合而成，如图6-25所示。

图6-25　Y型矩阵图

3.绘制矩阵图的步骤

（1）首先列出质量因素。

（2）把成对因素排列成行和列，表示其对应关系。

（3）选择合适的矩阵图类型。

（4）在成对因素交点处用符号表示其关系程度，常用理性分析和经验分析的方法进行定性判断，可分为3种，即关系密切、关系较密切、关系一般（或可能有关系），并用不同符号表示。

（5）在列或行的终端，对有关系或有强烈关系、密切关系的符号做出数据统计，确定必须控制的关键因素。

（6）针对重点问题做对策表。

4.矩阵图法的特点

（1）寻找对应元素的交点很方便，而且不会遗漏，显示对应元素的关系也很清楚。

（2）可用于分析成对的影响因素。

（3）能使因素的关系明确化，便于确定重点。

（4）便于与系统图结合使用。

5.矩阵图的应用

矩阵图的用途很广，一般在具有两种以上的目的和结果，并要使它与手段和原因相应展开的情况下，均可应用矩阵图法，现通过一具体示例说明。

【例6-9】某公司为了分析日常管理与产品销售中出现的滞销现象的原因，制作了T型矩阵图，如图6-26所示，其评价分数高的项目将对销售有较大的影响。(www.xing528.com)

图6-26　日常管理与销售及评价得分T型矩阵图

（四）过程决策程序图

1.概念

在质量管理中，为了达到预定目标和解决问题，事先要进行必要的计划或设计，并希望按计划推进原定的实施步骤。但是，事物往往并不是一成不变的，随着各方面情况的变化，当初拟定的计划不一定能完全行得通，常常需要因势利导，临时改变计划。特别是解决难度大的质量问题，修改计划的情况更是屡屡发生。为应对这种意外事件，日本学者于1976年提出了一种有助于使事态向理想方向发展的解决问题的方法，即PDPC法。

PDPC是指process decision program chart，因此又叫过程决策程序图，是运筹学中的一种方法。所谓PDPC法，就是为了完成某个任务或达到某个目标，在制定行动计划或进行方案设计时，预测可能出现的障碍和结果，并相应地提出多种应变计划的一种方法。这样在计划执行过程中遇到不利情况时，仍能按第二、第三或其他计划方案进行，以便达到预定的计划目标。

2.PDPC法的特征

（1）PDPC法是一种动态展开方法。PDPC法不是一成不变的，而是根据具体情况，每隔一段时间修订一次的动态方法，因为未来发生的问题往往具有不确定性，这样在制定计划时，不可能也没必要将所有可能发生的问题全部考虑进去，而在实施时，随着工作的进展，原来没有考虑的因素、问题会逐渐暴露出来，或原来没有想到的办法、方案逐步形成。这样根据新的问题、新的情况再重新考虑新的措施，增加新的方案或活动。

（2）PDPC法兼有预见性和随机应变性。它是以事件或现象为中心，掌握系统的输入和输出的关系，故可较为准确地提出可能导致的“不良状态”，找到其发生的原因，事先予以消除，而且它所采取的是沿多方向发展的方式，便于指出意料之外的重要问题。

3.应用PDPC的步骤

PDPC是一种动态展开方法，一般可分为两个阶段，下面通过实例说明。如图6-27所示，目前A0点不合格率很高，欲降到不合格率较低的理想状态Z。

第一阶段，即计划阶段。此阶段要根据现有资料提出可能会发生的各种问题，在此基础上，考虑达到目标的多个系列，提高实现目标的可靠程度。在实施时可按难易、费用大小、效果好坏等排出优先次序，逐个实施。在交货期紧迫时，也可考虑几个系列同时进行。本例初步设计制定出A0到Z的手段为A1，A2，A3， ... ，Ap的一系列活动，希望此系列能够顺利实现。但是，经过相关人员集体讨论，认为无论从技术上或管理上看，实现A3有很大困难。则考虑从A2转经B1，B2， ... ，Bq到达Z的第二手段系列。如果上述两个系列都行不通，就要考虑费用高但能达到目标的系列C1，C2，C3， ... ，Cr或系列D1，D2， ... ，Ds。

第二阶段，执行或进一步采取措施阶段。对于潜在的质量问题，第一阶段的所有判断未必适用，可能会出现意想不到的问题。假定上述系列并行推进，达到A3、B1、C3等阶段，这时如果课题开始后已过了2～3个月，就可以比较明确地估计出经过Ap、Bq、Cr、Ds达到Z的各系列成功的可能性以及存在的问题。可能上述所有系列都行不通，这时就要综合各种信息，判断是否需要补充另外的系列，如再增加一个E系列或F系列等。也就是说，第二阶段就是每隔一定时间，以所得信息为基础，为提高达到目标Z的成功的可能性而采取进一步措施的阶段。

图6-27　过程决策程序图

4.PDPC的作图程序

（1）首先确定课题，然后召集有关人员讨论问题的所在。

（2）从讨论中提出实施过程中各种可能出现的问题，并一一记录下来。

（3）确定每一个问题的对策或具体方案。对提出的手段和措施，要列举出预测的结果，以及当提出的措施方案行不通，或难以实施时，应采取的措施和方案。

（4）把方案按照其紧迫程度、难易情况、可能性、工时、费用等分类，确定各方案的优先程序及有关途径，用箭头向理想状态连接。特别是对当前要着手进行的方案、措施，应根据预测的结果，明确首先应该做什么。

（5）在实施过程中，根据情况研究修正路线。

（6）落实实施负责人及实施期限。

（7）在实施过程中收集信息，随时修正。按绘制的PDPC法实施，在实施过程中可能会出现新的情况和问题，需要定期召开有关人员会议，检查PDPC图的执行情况，并按照新的情况和问题重新修改PDPC图。

（五）网络图

1.概念

质量管理活动中，常常涉及产品研制计划、产品改进计划、试制日程的安排、设备维修保养等管理活动计划，为了按预定的时间生产所需质量的产品，日程计划和进度管理是必不可少的。网络图法就是安排和编制最佳日程计划，有效地实施进度管理的一种科学的管理方法。

网络图主要是由圆圈和箭头构成的，故又称矢线图或箭头图。它有利于从全局出发、统筹安排、抓住关键线路，集中力量，按时和提前完成计划。

在日程计划和进度管理方面，长期以来习惯于采用甘特图（见图6-28，它虽然有直观、简单、方便等优点，但不能反映整个工作的全貌和各项工作环节之间的复杂联系以及某项作业对整个系统的影响程度，从而不易找出关键之所在。为了弥补甘特图之不足，20世纪50年代以来，先后出现了更有效的计划管理方法，即PERT（program evaluation and review technique，计划协调技术）和CPM（critical path method，关键路线法），用于表示进度计划的网络图。网络图法是这两种方法的结合。

图6-28　某食品车间建设安排甘特图

2.网络图的构成

网络图是一张有向五环图，由节点和箭条（作业活动）组成，如图6-29所示。

（1）节点。网络图中的圆圈是两条或两条以上箭头的结合点，故称结点（节点），一般是指作业的起点和终点。节点不消耗资源，也不占用时间，只是表示某项作业（或工序）应当开始或结束的符号，1、2、3代表节点顺序号。网络图中第一个圆圈和最后一个圆圈分别代表一项任务或项目的开始和完成，中间的圆圈代表中间各项作业的完成或开始。

图6-29　某食品车间建设安排的网络图

（2）箭条。网络图中的箭条表示作业，即一项活动的具体过程。箭条由箭头和箭尾组成：箭头表示一项作业的结束，箭尾表示一项作业的开始，箭条所指方向为作业前进的方向。一般将作业的名称写在箭线上面，把完成作业的时间写在箭线下面。箭线的长短与作业（工序）所需时间的多少无关，它不是矢量，不需按比例画，可长、可短、可弯曲，但不能中断。

网络图中的虚箭线表示作业时间为零的实际上并不存在的一种虚作业。虚箭线可以表示各项作业或各道工序之间的相互关系，消除模棱两可，含糊不清的现象。

（3）线路。线路是指从起点开始，沿着箭头方向连续不断地到达终点的节点为止。一条线路上各工序的作业时间之和就是该线路所花费的时间周期。在一个网络图上，各条线路中最长时间周期的线路，称为关键线路。

关键路线上的作业称为关键作业，关键作业在时间上没有回旋的余地。因此，要缩短总工期，必须抓住关键路线上的薄弱环节，采取措施、挖掘潜力，以压缩工期。

3.网络图的主要用途

（1）通过网络图将一项作业的各个过程（工序），以及这些过程与整个任务或项目之间看成是一个系统，便于从整体上计划和协调。

（2）通过对网络图的分析和计算，能从复杂的网络关系中找出关键路径，以便在人力、物力上给予优先保证。

（3）提示有关人员在非关键过程上挖潜，以支持关键过程或减轻关键过程的压力。

（4）分析平行作业的可能性，以缩短任务的周期。

4.网络图的绘制规则

（1）网络图中每一项作业都应有自己的节点编号，编号从小到大，不能重复。

（2）网络图中不能出现闭环。也就是说，箭条不能从某一节点出发，最后又回到该节点。

（3）相邻两个节点之间，只能有一项作业，也就是只能有一个箭条。

（4）网络图只能有一个起始节点和一个终点节点。

（5）网络图绘制时，不能有缺口。否则就会出现多起点或多终点的现象。

这些是绘制网络图必须遵循的基本规则，违背了这些规则，就不可能应用网络图法正确地解决问题。

【例6-10】泡茶由买茶叶、洗茶具、烧开水和泡茶4个过程组成，用一个箭条代表一道工序，将工序所需时间（min）记录在箭条下方，将这些箭条首尾相接，便形成一个泡茶流程，见图6-30（a）。可以简单地计算出各工序需要的总时间：5+10+30+3=48（min）。

因烧开水的时间很长，所以若在烧水的同时考虑进行其他工序，可画出另一种具有逻辑关系的网络图，见图6-30（b）。这样计算完成整个泡茶过程的时间是33 min，节省了15 min，节约了资源，提高了效率。由图6-30（b）可以看出，应尽量采用平行作业以缩短时间。并且在平行线路中，烧水是关键路线上的作业，称为关键作业，若急需喝茶，应在烧水工序上下功夫。

图6-30　泡茶网络图

（六）亲和图

1.概念

亲和图法又称KJ法，是由日本川喜田二郎提出的一种属于创造性思考的开发方法。

亲和图就是把收集到大量的各种数据、资料，甚至工作中的事实、意见、构思等信息，按它们之间的相互亲和性（相近性）加以归纳整理的一种图示工具，其基本形式如图6-31所示。

2.KJ法的主要用途

图6-31　亲和图的基本形式

（1）认识事物。对未知的事物或领域，认真收集实际资料，并从杂乱无章的资料中整理出事物的相互关系和脉络，就某件事情达成一致。

（2）打破现状，提出新的方针。以往的经验容易让人形成一种固有的观念，而经验有时是不可靠的。因此，就要打破旧框框，创造新思想。固有的观念体系一经破坏、崩溃，思想观念就会处于混沌状态，这时，可以用亲和图法重新确立自己的思想，提出新的方针。

（3）促进协调、统一思想。不同观点的人们集中在一起，很难统一意见。最好能由相互理解的人员组成计划小组，为着共同的目标，小组成员提出自己的经验、意见和想法，然后将这些资料编成卡片并利用亲和图法进行整理。

（4）贯彻方针。向下级贯彻管理人员的想法，靠强迫命令不会取得好结果。亲和图可以帮助人们举行讲座，充分讨论，集思广益，从而将方针自然地贯彻下去。

3.KJ法的主要步骤

（1）确定课题。KJ法适用于解决那种非解决不可，且又允许用一定时间去解决的问题。

（2）收集语言、文字资料。在亲和图的使用过程中，资料的收集是重要的一环，应按照客观事实，找出原始资料。资料收集方法及资料的形式的选择根据亲和图的用途与目的不同而有所不同，可参考表6-21。

表6-21　语言文字资料的收集方法及形式的选择

①直接观察法。直接观察法是指亲自到现场去听、去看、亲手去摸，直接掌握情况，增强感性认识。质量管理是根据事实进行管理，十分重视掌握实际情况。而亲和图更强调掌握事实的重要性，所以用直接观察法收集语言资料是非常重要的。

②文献调查法和面谈阅读法。这两种方法包括查阅文献资料、直接征求别人的意见及启发多数人新构思的集体创造性思考方法。因为直接到现场去接触实物是有限度的，所以，为了广泛收集情况，这种间接调查方法也是有效的，并且征求别人的意见或新构思也只有用这个方法。

③头脑风暴法。头脑风暴法是采用会议的方式，引导每个参加会议的人围绕某个中心议题广开言路，激发灵感，在自己的头脑中掀起思想风暴，毫无顾忌、畅所欲言地发表独立见解的一种集体创造思维的办法。

④回忆法和内省法。这两种方法是个人对自己过去的经验进行回忆，探索自己内心的状态的方法。采用这种方法时，要边思考、边把想到的东西记在笔记本上，然后再反复阅读所记的笔记，以它作为扩展思路的触媒。

（3）语言资料卡片化。将收集到的语言资料按内容逐个分类，并用简明的文字制成卡片。每张卡片只记录一条意见、一个观点和一种想法。

（4）汇合卡片。将卡片混匀，反复阅读每一张卡片。在阅读卡片的过程中，要将那些内容相似或比较接近的卡片汇总在一起，编成一组。整理卡片时，对无法归入任何一组的卡片，可以独立地编为一组。

（5）做标题卡。把各组的本质用精练的语言归纳出来，做成标题卡，并把标题卡放在最上面。

（6）制图。将各组卡片展开，根据其相互关系确定适当的位置，并将这些卡片固定在纸上，再以适当的符号画出卡片之间的相互关系。

【例6-11】图6-32为某企业在整理醪液浓度和蒸汽用量的关系时使用的亲和图，有助于整理思想，把握现状，寻求突破。

图6-32　某企业在整理醪液浓度和蒸汽用量关系时的亲和图

（七）矩阵数据分析

矩阵数据分析是多变量质量分析的一种方法。矩阵数据分析法与矩阵图法类似，它与矩阵图法的区别是：不是在矩阵图上填符号，而是填数据，形成一个分析数据的矩阵。在QC新7种工具中，数据矩阵分析法是唯一一种利用数据分析问题的方法，但其结果仍要以图形表示。

矩阵数据分析法的主要方法为主成分分析法，其基本思路是通过收集大量数据，组成相关矩阵，通过变量变换的方法，将众多的线性相关指标转换为少数线性无关的指标，这样就找出了进行研究攻关的主要目标或因素。

矩阵数据分析法是一种计算工作量相对较大的质量管理方法，应用这种方法，往往需借助计算机来求解。目前，矩阵数据分析法尚未广泛应用，只是作为一种“储备工具”提出来的。