本文作者：廖悅銘 單位：江漢大學文理學院

統計過程控制技術是現代質量管理的重要手段,在全球范圍內的各類制造企業中得到了廣泛應用。在當今日益激烈的市場競爭中,眾多企業紛紛認識到提高產品質量、降低生產成本是企業生存和取得競爭優勢的關鍵所在。目前,我國的很多機械制造企業仍主要采用過程檢驗的方法來控制產品質量,當發現不合格產品時再分析導致缺陷的原因,這樣既浪費人力又會降低生產效率。文章利用統計過程控制技術對某機械制造企業的生產過程進行控制與分析,達到提高產品質量和過程控制水平的目的。

一、統計過程控制概述

統計過程控制理論以美國質量大師休哈特博士發明控制圖為標志,自創立以來在工業、服務等行業得了到廣泛推廣。休哈特認為：引起制造過程波動的因素有兩個。一個是由過程內部引起的偶然因素,另一個是可查明原因的異常波動。異常波動可以用統計的方法加以發現,然后采取措施加以剔除。而偶然因素卻不會消失,除非改變基本過程。利用基于3σ限的控制圖有效的把偶然因素和異常波動區分開來。通過繪制控制圖能及時的預測異常波動,指導管理人員及時改進,消除異常,從而減少波動、保證過程穩定,最終提高生產效率。

二、統計過程控制方法在質量管理中的應用

(一)確立控制點。機械制造過程中涉及的產品種類很多,不同產品的特性各不相同,如強度高、尺寸、表面質量等,這個過程控制帶來了很大難度。另外,生產過程中機床加工精度的變化、操作工原因引起的波動、原材料的變化等都會對產品的質量產生影響。在加工產品時,需要識別客戶的產品特性和過程特性,然后根據這些特性設立相應的控制點,制定控制措施,設計相關記錄表單,記錄關鍵質量數據。以ABS閥體的切割長度為控制對象,而過程中的鋸片轉速、鋸片前進速度、潤滑油量度對切割產品質量及鋸片壽命有著重要影響。閥體切割是閥體生產的第一步,切割的尺寸精度將影響后續機加工的產品質量。故將產品的尺寸作為一個控制點,對切割過程進行監控,分析生產過程是否穩定,是否存在異常波動。

(二)控制圖類型選擇。在確定完控制點后,根據控制點的情況選擇合適的控制圖是下階段實施SPC的首要工作。在選擇控制圖時,可以按照以下步驟：1.確定數據類型。SPC統計的數據分為計量型和計數型,對應計量型控制圖和計數型控制圖。例如統計不合格品數量、單位數量產品的不合格率等屬于計數型數據需要使用計數型控制圖。而產品的強度、尺寸等為計量型數據需要采用計量型控制圖。由于收集的閥體尺寸數據為計量型數據,因此選擇計量型控制圖。2.選擇控制圖。計量型控制圖主要有：中位數極差控制圖,均值標準差控制圖,均值極差控制圖,單值移動極差控制圖。根據收集數據的子組均值及子組容量情況選擇均值極差圖,用均值圖來檢測工序平均值的變化情況,極差圖用來分析數據分布的分散情況。3.繪制控制圖。在生產車間收集其中一臺機床的切割數據,按每次連續測5個產品的長度,共測20組。根據測得的數據繪制均值極差控制圖,如圖1。從均值圖和極差圖中可以看出不存在異常點,生產過程處于穩定狀態,計算過程能力值。在生產的初期通常研究初始過程能力Ppk來檢查過程能力情況。過程能力指數是反映過程滿足技術規范要求程度的指標[]。計算過程處于穩定階段或短期情況時的過程能力,通常用Cp、Cpk。而需要計算試生產或過程不穩定時的能力值則可以用Pp和Ppk,反映的是過程的長期狀態。利用Minitab軟件計算得Ppk值為4.41大于2.0,表明過程能力充足；短期過程能力值Cpk為4.37,Ppk與Cpk接近,表明切割過程較穩定。

(三)利用統計過程控制技術對過程進行持續改進。客戶對產品的質量要求往往有很多,故需要找出直接影響產品質量的關鍵特性。還要結合產品生產過程及每道工序的人、機器設備、材料、方法和環境因素來確定關鍵工序的影響因素,從而設立控制點,對關鍵質量數據進行統計與分析。當發現過程中存在異常時可以用魚骨圖、帕累托圖等方法分析原因,制定改進措施,對改進效果進行驗證。收集數據進一步分析過程穩定情況,當過程穩定時計算過程能力,根據過程情況對過程進行優化。

三、結論

根據ABS閥體機加工的實際情況,設立控制點,收集相關數據并建立均值極差控制圖,分析過程波動,過程穩定的情況下的過程能力Ppk為4.41。通過實施統計過程控制可以有效提高企業的過程控制水平。企業可以根據需要成立專門的小組,對實施統計過程控制進行策劃,根據產品及機器設備的情況設計記錄表單,確定收集產品類別、不良項目；還要相關人員有負責跟蹤、驗證改進情況,否則統計過程控制將失去意義。