第七章统计质量控制的基本原理和常用工具

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章,统计质量控制的 基本原理和常用工具,第一节 统计质量控制的基本原理 第二节 统计过程控制的常用工具,学习目标,1认识统计质量控制的基本原理；,2熟悉统计质量控制中常用的几个随机变量的,定义、特点、计算和相互关系；,3了解统计过程控制中常用的几种工具的概念,和使用方法。,第一节 统计质量控制的基本原理,一、质量波动及其统计规律,质量差异,是生产制造过程的固有本性，质量的波动具有客观必然性；,从引起质量波动的原因来看，质量波动可分为：,偶然性波动,和,系统性波动,两类。,1.,偶然性波动,大量的、微小的不可控因素的作,用而引起，这种波动具有随机性。,其特点,：偶然性波动对工序质量的影响比较小，,在现有生产技术条件下也难以识别和消除。,因此，偶然性波动也称为正常波动。,工序质量控,制的任务,是使正常波动维持在适度的范围内。,2.,系统性波动,由少量的、但较显著的可控因,素的作用而引起，这种波动不具有随机性。,其特点,：,（1）,系统性波动也称为异常波动。,（2）系统性波动在未查明原因、采取纠正措施,前始终具有系统性，往往导致生产过程的,失控，对工序质量的影响十分显著，甚至,是破坏性的。,（3）系统性波动虽然常由突发性因素引起，但,在现有生产技术条件下一般易于识别和消,除。,工序质量控制的任务,是及时发现异常波动，查明,原因，采取有效的技术组织措施消除系统性波,动，使生产过程重新回到受控状态。,偶然性和系统性、正常和异常之间的关系是相对而,言的：,1.对微小的、不可控的随机性因素缺少有效的控,制，常会累积成或诱发出系统性因素，导致异,常波动，使生产过程失控。,2.由于技术和管理的进步，使原来难以识别和消,除的正常波动变得可以识别并消除。这时，原,来的正常波动在新的生产技术条件下将被转化,为异常波动。,为了不断提高生产过程质量控制的水平，在有效控制,正常波动，及时消除异常波动的基础上，应当通过质,量改进，使一些不可控随机性因素逐渐成为可控的系,统性因素，不断推进质量管理的水平。,生产制造质量,是产品设计、工艺选择、计划调度、,人员培训、工装设备、物资供应、计量检验、安全,文明、人际关系、劳动纪律等工作在生产现场的综,合反映，工序质量是诸多因素的综合作用。,常将影响工序质量的因素归纳为“5M1E”，即：,1.操作者（man）；,2.机器设备（machine）；,3.材料（material）；,4.工艺方法（method）；,5.测试手段（measure）；,6.环境条件（environment）。,工序质量控制常表现为对“5M1E”这六大因素的控制。,在工序质量控制中，由于产品及工艺的不同，工序质,量取决于：,1.,有时是产品质量特性,。如尺寸、重量、精度、,纯度、强度、额定电流或电压等；,2.,有时是工艺质量特性,。如生产装置的温度、压,力、浓度、时间等；,3.,有时也可表现为物耗或效率等,。,因此，,工序质量波动,的具体表现就是生产过程中这,些,质量特性的波动,。,质量特性值的波动,具有统计规律性。,所谓,统计规律,，是指对于随机现象应用分布,（distribution）来进行描述，从分布中可以知道波动,的范围，以及出现大波动的可能性（概率，,probability）有多大；,在,受控状态下,的大量观测结果必然呈现某种统计意,义上的规律性。这种,统计规律性是统计质量控制的,必要前提和客观基础,。,统计质量控制,就是对生产过程中工序质量特性值,总体,进行随机抽样，通过,所得样本,对,总体,作出统计推,断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。,在统计质量控制中，工序质量特性值的观测数据是工,序质量的表现，不仅反映了工序质量的波动性，也反,映了这种波动的规律性。,根据质量特性值的属性，质量数据可分成：,1.计数值（计件值、计点值）离散型；,2.计量值 连续型；,在统计质量控制（SPC）中常见的：,离散型随机变量：,超几何分布、二项分布、泊松分布；,连续型随机变量,：正态分布；,*对于,连续型,计量,特征值,，如长度、重量、时间、强,度、纯度等，最常用的是,正态分布,；,*对于测量结果只有合格与不合格的,离散型,计件,特征值，最常用的是二项分布；,*对于,离散型的,计点,特征值,，如铸件上的沙眼数、布上的疵点数等数据，最常用的是,泊松分布,；,二,、,、,几,几,个,个,常,常,用,用,的,的,随,随,机,机,变,变,量,量,（,（,服,服,从,从,的,的,分,分,布,布,）,）,（,一,一,）,）,超,超,几,几,何,何,分,分,布,布,（hypergeometricdistribution,）,）,设,有,有,限,限,总,总,体,体,由,由N,个,个,产,产,品,品,组,组,成,成,，,，,其,其,中,中,有,有D,个,个,不,不,合,合,格,格,品,品,。,。,对,对,该,该,总,总,体,体,作,作,不,不,放,放,回,回,随,随,机,机,抽,抽,样,样,，,，,样,样,本,本,容,容,量,量,为,为n,。,。,样,样,本,本,中,中,不,不,合,合,格,格,品,品,数,数X,为,为,一,一,离,离,散,散,型,型,随,随,机,机,变,变,量,量,，,，,服,服,从,从,超,几,几,何,何,分,分,布,布,其,其,恰,恰,为,为d,的,的,概,概,率,率,：,：,容,易,易,知,知,道,道,，,，d,0,，,，1,，,，2,，,，,，,，min(n,，,，D),。,。,数学期,望,望,和,方差,分别为,：,：,其中，,为,为总体,不,不合格,品,品率，,为总体,合,合格品,率,率。,超几何,分,分布随,机,机变量,源,源于,有限总,体,体,和,不放回,抽,抽样,模型，,适,适用于,计件型,质,质量特,性,性值,的控制,和,和检验,问,问,题。,例1,某,某批,产,产品共40件,，,，其中,不,不合格,品,品有12件。,现,现从中,任意取9件，,以,以X表,示,示其中,不,不合格,品,品的件,数,数。求X,的概率,分,分布及,其,其数字,特,特征。,解：9件,样,样品中,不,不合格,品,品的件,数,数为,超几何,分,分布随,机,机变量,(d=0,1,2,.,9),该批产,品,品总体,不,不合格,品,品率,，,，,合,合格品,率,率,所以，,抽,抽取的9件样,品,品中合,格,格品的,件,件数平,均,均值（,即,即数学,期,期望）,：,：,方差,标准差,(二),二,二项,分,分布,（binomialprobabilitydistribution）,设无限,总,总体不,合,合格品,率,率为p,（,（合格,品,品率q,1p）。,对其作,随,随机抽,样,样，样,本,本容量,为,为n。,样,样本中,不,不合格,品,品,数X为,一,一离散,型,型随机,变,变量，,服,服从,二项分,布,布,，其恰,为,为d,的概率,：,：,其中，d0,1,2,n。,它的,数学期,望,望,和,方差,分别为,二项分,布,布随机,变,变量,源于,n重贝,奴,奴利试,验,验,或源于,某有限,总,总体的n次还,原,原抽样,，适用,于,于,计件型,质,质,量特性,值,值,的控制,和,和检验,问,问题；,二项分,布,布是一,种,种简单,又,又非常,重,重要的,分,分布。,“简单,”,”,因,因为它,描,描述的,结,结果只,有,有“非,此,此即彼,”,”,（合格,或,或不合,格,格、成,功,功或失,败,败）；,“重要,”,”,因,因为这,种,种模型,在,在产品,抽,抽样检,验,验中用,得最多,；,；,贝奴利,试,试验,：将试,验,验E独,立,立地重,复,复进行n次，,如果每,次,次都只,有,有两种,可,可能的,结,结果A,和,和,，且,P（A,）,）=p,，,，P（,）=1-p=q（0,p,0.463,，,，故判定变,量,量x与y在,=0.01,水平上存在,较,较显著的负,相,相关关系。,（5）在散,布,布图上画回,归,归直线,计算平均值,：,：,计算回归系,数,数：,回归直线方,程,程：=30.34-0.33x,在散布图上,画,画出回归直,线,线，见图7,7。,计算回归直,线,线的标准偏,差,差s：,s=0.093,计算控制界,限,限（选用2,倍,倍标准偏差,）,）：,控制上限y,U,=a+2s+bx=30.526-0.33x,控制下限y,L,=a-2s+bx=30.154-0.33x,在散布图上,画,画出上、下,控,控制界限见,图,图77。,（6）预测,当检测的煤,气,气中 CO,2,含量 x,0,=6.6%,时,时，,从图77,中,中可以推测:,输出煤气中,的,的CO含量y在27.97%-28.34%,范围内。,六、直方图,直方图,适用于分析,观,观测值分布,的,的状态，以,便,便对总体的,分,分布特征进,行,行推断。,直方图,是由直角坐,标,标系中若干,顺,顺序排列的,长,长方形组成,。,。,各长方形的,底,底边相等，,为,为观测值区,间,间，长方形,的,的高为,观测值落入,相,相应区间的,频,频数。,在应用中，,分,分析直方图,的,的形状并规,范,范界限比较,可,可以判,断总体正常,或,或异常，进,而,而寻找发生,异,异常的原因,。,。常见,的直方图有,：,：对称型分,布,布、偏向型,分,分布、双峰,型,型分布、,锯齿型分布,、,、平顶型分,布,布、孤岛型,分,分布分布等,。,。分析,时要着眼于,形,形状的整体,。,。,绘图步骤一,般,般如下：,（1）收集n个观测值,（,（n50,）,）,（2）找出,观,观测值中的,最,最大值 X,L,，最小值X,S,。,（3）确定,观,观测值大约,的,的分组数k,。,。,（4）确定,各,各组组距h=(x,L,x,S,)/k;,（5）确定,各,各组组界。,首,首先确定第,一,一组下组界,，,，然后,依次加入组,距,距h,即可,得,得到各组组,界,界。观测值,不,不,能落在组界,上,上。,（6）作频,数,数表。计算,频,频数f。,例10加工某种轴,，,，直径要求,为,为,850.001。100根轴的,直,直径测,量值从略。,测,测量值中,最,最大值 X,L,=85.005mm，,最,最小值,X,S,=84.993。取大,约,约的分组数k=7。因,此,此，各组组,距,距：,各组组界（mm）和频,数,数统计见表74。,直方图见图78。,计算均值,，,，标准差s：,七、波动图,波动,图,图,适用,于,于观,察,察和,分,分析,质,质量,特,特性,值,值,随时,间,间波,动,动,的状,态，,以,以便,监,监视,其,其变,化,化。,波动,图,图为,直,直角,坐,坐标,系,系中,一,一条,波,波动,曲,曲线,。,。,横坐,标,标,表示,抽,抽取,观,观测,值,值的,顺,顺序,号,号（,或,或时,间,间）,，,，,纵坐,标,标,表示,观,观测,的,的质,量,量特,性,性值,，,，,波动,曲,曲线,是,是根,据,据不,同,同时,刻,刻的,观,观测,值,值打,点,点连,线,线得,到,到的,。,。在,图,图上,可,可标,出,出规,范,范界,限,限。,波动,图,图的,重,重要,应,应用,是,是控,制,制图,。,。,作业,P2201,、,、2,、,、3,谢谢,观,观看,/,欢迎,下,下载,BYFAITHIMEANAVISIONOFGOODONECHERISHESANDTHEENTHUSIASMTHATPUSHESONETOSEEKITSFULFILLMENTREGARDLESSOFOBSTACLES.BYFAITHIBYFAITH,