项目4工序质量分析与动态监控PDCA质量改进.docx
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项目4工序质量分析与动态监控PDCA质量改进
项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进
4.1质量特性数据及统计计算
4.2直方图与工序质量分析
4.2.1直方图
教学课题
1.质量特性数据及统计计算
2.直方图
计划课时
3
教学目标
1.了解质量数据的简单统计计算方法;
2.会制作和使用直方图分析工序状况及其产生原因。
教学重点
直方图的制作和使用
教学难点
标准偏差的含义及作用
教学方法
讲解法、案例法
教学手段
通过课件多媒体教学、板书结合
本讲主题
1.质量特性数据及统计计算
2.直方图
教
学
过
程
环节
方式
教学内容
所用时间
一、
分析讲解
质量特性数据及统计计算
0.5学时
二、
分析讲解
直方图
2.5学时
教学过程:
一、引入新课题
齿轮传动在现代机器和仪器中应用广泛,其功用是按规定的速比传递运动和动力。
本项目,我们先了解齿轮传动的基本要求及相应的检验项目,并进行两个简单的实验:
用齿厚游标卡尺测量齿厚偏差和用公法线千分尺测量公法线长度。
二、教学内容
4.1质量特性数据及统计计算
(一)质量数据
是指对产品进行某种质量特性的检查、试验、化验等所得到的量化结果。
①计量值数据
是指可以连续取值的数据。
通常由测量得到,如重量、强度、几何尺寸、标高、位移等。
②计数值数据
是指只能用自然数取值的质量数据。
一般由计数得到。
如总体中的合格品数、不合格品数;个体上的缺陷数、质量问题点数。
(二)质量数据的收集方法
全数检验适用于:
检验是非破坏性的
精度要求较高的产品和零部件
对后续工序影响较大的质量项目
质量不稳定的工序
对不合格交验进行100%重检及筛选的场合
抽样检验适用于:
检验是破坏性的
被检对象是连续批(如胶片、电线)
产品数量多
检验项目多
希望检验费用少
抽样的分类
◆简单随机抽样
又称纯随机抽样或完全随机抽样。
它是对总体不进行任何加工,直接进行随机抽样获取样本的一种抽样方法。
所选个体即为样品。
◆分层抽样
又称分类抽样或分组抽样。
它是将总体按与研究目的有关的某一特性分为若干组,然后在每组内随机抽取样品组成样本的方法。
特别适合于总体比较复杂的情况。
◆等距抽样
又称机械抽样、系统抽样。
它是将个体按某一特性排队编号后分为n组,这时每组有k个个体,然后在第一组内随机抽取第一个样品,以后每隔一定距离(k个)抽选一个样品组成样品的方法。
(三)质量数据的统计计算
①算术平均数μ(均值)
它是各质量数据的总和除以数据总频数(个数)所得的商,代表了数据的分布中心,是描述数据分布集中趋势的重要指标。
②中位数
是将全部数据按大小顺序排列后,处于中央位置的那个数值。
是以位置表示数据集中的趋势,不能反映大多数数据值的变化情况。
若测定次数为奇数:
1、3、5、7、9;取最中间的数据(5)
测定次数为偶数:
1、3、5、7、9、11;则取最中间两组数的平均值(6)
③极差R
数据中最大值与最小值之差,是描述数据离散状况的统计值。
由于它只考虑了最大值与最小值的差,而没有考虑其他数据的变化情况,因此只能粗略地反映数据的离散状况。
R=Xmax-Xmin
④标准偏差
总体的标准偏差σ
样本的标准偏差S
标准偏差的平方即为方差。
标准偏差和方差是度量产品质量变异性(稳定性、均匀性、一致性、分散性)的最佳指标。
标准差越小,说明数据分布的离散程度越小,集中度越高。
4.2直方图与工序质量分析
4.2.1直方图
(一)概念与作用
直方图是频数分布直方图的简称,是用一系列宽度相等、高度不等的长方形表示数据的图。
长方形的宽度表示数据范围的间隔,长方形的高度表示在给定间隔内的数据出现的频数。
直方图的主要作用:
◆可了解工序是否正常;
◆质量能力是否满足;
◆可推测产品的不合格率;
◆可计算出数据的平均值、极差R和标准偏差S。
(二)应用直方图的步骤
1.收集数据(作直方图数据一般应大于50个)。
某厂齿轮轴毛坯的长度尺寸要求为50±0.2(mm),经测量,其中一批零件测量结果如下。
50.0
50.02
50.01
50.1
50.09
49.97
49.87
50.05
50.06
50.03
50.01
50.03
50.0
50.04
50.07
49.83
49.85
49.92
49.90
49.91
50.07
50.0
50.15
50.06
50.0
49.97
49.91
49.96
50.08
50.02
50.09
50.10
50.0
49.96
49.98
49.95
50.05
50.01
50.05
50.06
50.01
50.0
50.12
49.96
49.95
49.95
50.01
49.97
49.92
50.027
找出最大值Xmax、最小值Xmin。
例中:
Xmax=50.15、最小值Xmin=49.83。
2.确定数据分组数K
组数k选用表
数据量n
<50
50~100
100~250
250
分组数K
5~7
6~10
7~12
10~20
3.确定数据的极差(R=Xmax-Xmin)。
例中:
R=Xmax-Xmin=50.15-49.83=0.32(mm)
4.确定组距(h=R/k,一般取测量单位的整倍数)。
例中:
h=R/k=0.32/7≈0.046≈0.05(mm)
5.确定各组的界限值
第一组下限值:
最小值-组距h/2,即49.83-0.05/2=49.805;
第一组上限值:
第一组下限值+组距h,即49.805+0.05=49.855;
第二组下限值:
等于第一组上限值,即49.855;
第二组上限值:
第二组下限值+组距,即49.855+0.05=49.905;
第三组以后,依此类推出各组的界限值:
49.955,50.005,50.055,50.105,55.155。
6.统计各组数据出频数f。
7.计算频数最多一组的中值X。
中值X0为频数最多一组的中值,即X0=(下界限值+上界限值)/2。
本例中,X0=50.03
8.确定组次u
确定组次u时,必须以频数最多的一组为基准,其值u=0,基准向上依次为-1、-2、-3···-i,基准向下则为+1、+2、3···i。
9.编制频数分布表
10.计算数据的平均值
和标准差S
数据的平均值
=(X1+X2+X3+···+Xn)/n
11.绘制直方图
其中,M指公差中值,
指数据平均值,TL指长度尺寸的下偏差,TU指长度尺寸的上偏差。
(三)直方图的判断分析
1、直方图的形状分析与判断
讲解课本表2-13。
2、与规范界限(公差)的比较分析
讲解课本表2-13。
3、零件质量比较判断
例中,直方图波形呈正态分布,图形正常,与零件的公差标准对比看,图形两侧与上下公差界限线尚有一定的空余,说明零件处于理想状态,生产过程比较稳定。
4、解决问题的措施
通过分析,此零件处于理想状态,生产过程比较稳定,此后的加工过程主要采取现状控制方法,对整体生产过程进行严密控制。
三、小结
直方图的制作和使用
项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进
4.2.2工序能力
教学课题
工序能力
计划课时
2
教学目标
1.会计算工序能力指数;
2.能对工序能力进行判断
教学重点
计算工序能力指数
教学难点
工序能力指数
教学方法
讲解法、案例法
教学手段
通过课件多媒体教学、板书结合
本讲主题
工序能力
教
学
过
程
环节
方式
教学内容
所用时间
一、
分析讲解
工序能力指数
工序能力指数的评定
1.2学时
二、
习题
0.8学时
教学过程:
一、引入新课题
小结直方图的制作和使用。
上次课,我们是根据直方图对零件的质量判断,通过图形进行判断,不够准确,那怎样准确判断质量水平呢?
这是我们本次课要解决的问题。
二、教学内容
(一)工序能力
工序能力又称过程能力,是指处于稳定状态下的工序(或过程)实际的加工能力。
工序能力的测定一般是在成批生产状态下进行的。
工序能力用“B”表示。
从兼顾全面性和经济性的角度,一般取:
B=6σ(99.73%)
(二)工序能力指数
1、工序能力指数是反映工序能力满足产品质量标准(规范、公差等)能力的参数。
一般记做Cp。
工序能力指数是公差范围T和工序能力B的比值。
Cp=公差范围T/工序能力B
M:
公差分布中心
μ:
样本分布中心
T:
公差范围
TU:
上偏差
TL:
下偏差
2、工序能力指数-双侧公差
2、工序能力指数-单侧公差
3、分布中心偏离的处理方法
(三)工序能力指数的评定
工序能力指数对应的不合格品率
工序能力指数
不合格品率
工序能力指数
不合格品率
1.67
6/1000万
1.1
1/1000
1.5
7/100万
1
3/1000
1.33
6/10万
0.67
4.55/100
1.2
3/1万
0.33
31.75/100
(四)提高工序能力指数的途径
根据公式
可知,影响工序能力指数有3个变量:
1.产品质量规范(公差范围T);
2.过程加工的分布中心与公差中心的偏移量ε;
3.过程加工的质量特性分散程度,即标准偏差σ。
调整过程加工的分布中心,减少中心偏移量。
(1)通过收集数据,进行统计分析,找出大量连续生产过程中由于工具磨损、加工条件随时间逐渐变化而产生偏移的规律,及时进行中心调整,或采取设备自动补偿偏移或刀具自动调整和补偿等;
(2)根据中心偏移量,通过首件检验,可调整设备、刀具等的加工定位装置;
(3)改变操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏向上差大那大倾向性加工习惯,以公差中心值为加工依据;
(4)配置更为精确的量规,由量规检验改为量值检验,或采用高一等级的量具检测。
提高工序能力,减少分散程度。
(1)修订工序,改进工艺方法,修订操作规程,优化工艺参数,补充增添中间工序,推广应用新材料、新工艺、新技术;
(2)检修、改造或更新设备,改造、增添与公差要求相适应的精度较高的设备;
(3)增添工具工装,提高工具工装的精度;
(4)改变材料的进货周期,尽可能减少由于材料进货批次的不同而造成的质量波动;
(5)改造现有的现场条件,以满足产品对现场环境的特殊要求;
(6)对关键工序、特种工艺的操作者进行技术培训;
(7)加强现场的质量控制,设置工序质量控制点或推行控制图管理,开展QC小组活动;加强质检工作。
修订公差范围
修订公差范围,其前提条件是必须保证放宽公差范围不会影响产品质量。
在这个前提条件下,可以对不切实际的过高的公差要求进行修订,以提高工序能力指数。
在工序加工分析时,减少中心偏移量的防误措施,在技术上、操作上比较容易实现,同时也不必为此花费太多的人力、物力和财力,因此把它作为提高工序能力指数的首要措施。
只有当中心偏移量ε=0,而CP值仍然小于1时,才考虑提高工序能力,减少工序加工的分散程度或考虑是否有可能放宽公差范围。
放宽公差范围必须不影响产品质量,不影响用户使用效果。
(五)工序能力调查
1、工序能力调查的意义
工序能力调查-了解和掌握工序能力的活动。
通过工序标准化,消除工序中的异常因素,发现和解决质量问题,经济合理地选择和确定工艺标准和操作标准。
2、工序能力调查的方法
--直方图法:
可以通过直方图的分散范围同公差范围比较,简单而直观地判断工序能力能否满足质量要求;简便计算出工序能力指数CPK,为分析工序中系统因素的影响提供依据。
但直方图不能看出质量特性值随时间变化的情况,有时因为在样本中包含特性值特大和特小的样本,使σ较大,工序能力指数偏低。
--控制图法:
可反映较长时间内工序处于稳定状态的质量波动状况,排除了系统因素的影响,因而其分布的σ较小,比较准确可靠。
--一般情况,多用直方图法进行工序能力调查,并辅以控制图法。
3、工序能力调查的程序
明确调查目的;
选择调查对象;
确定调查方法;
工序的标准化;
严格按照各项标准进行作业;
收集数据;
画直方图或分析用的控制图;
判断工序是否处于控制状态;
计算工序能力指数;
处理。
三、小结
1、工序能力指数计算及评定
2、提高工序能力指数的途径
3、工序能力的调查
四、习题
1、《现代质量管理实务》P115技能题
(2)。
2、习题:
某零件内径尺寸公差为,从一足够大的随机样本得,s=0.004。
试计算其工序能力指数,并判断工序能力。
项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进
•4.3控制图与工序质量动态监控
教学课题
控制图与工序质量动态监控
计划课时
4
教学目标
1.会绘制控制图
2.能根据质量控制点变化规律判断生产过程的波动状况
教学重点
绘制控制图
教学难点
控制图的分析判断
教学方法
讲解法、案例法
教学手段
通过课件多媒体教学、板书结合
本讲主题
工序能力
教
学
过
程
环节
方式
教学内容
所用时间
一、
分析讲解
绘制控制图
控制图的分析判断
2
二、
习题
2
教学过程:
一、引入新课题
上次课,我们计算工序能力指数,并对工序能力进行判断。
那如何有效地实施质量控制呢?
这是我们本次课要解决的问题。
二、教学内容
(一)概述
控制图就是用于分析和判断工序是否处于稳定状态所使用的带有控制界限的图。
控制图建立在数理统计学的基础上,它利用有效数据建立控制界限。
控制界限一般分为上控制限(UCL)和下控制限(LCL)。
控制图的种类很多,一般按数据的性质分为计量值控制图、计数值控制图两大类。
控制图的作用:
(1)在质量诊断方面,可以用来度量过程的稳定性,即过程是否处于统计控制状态;
(2)在质量控制方面,可以用来确定什么时候需要对过程加以调整,而什么时候则需使过程保持相应的稳定状态;
(3)在质量改进方面,可以用来确认某过程是否得到了改进。
(二)应用控制图的步骤
1、选择控制图拟控制的质量特性,如重量、不合格品数等;
2、选用合适的控制图种类;
3、确定样本容量和抽样间隔;
4、收集并记录至少20~25个样本的数据,或使用以前所记录的数据;
5、计算各个样本的统计量,如样本平均值、样本极差、样本标准差等;
6、计算各统计量的控制界限;
7、画控制图并标出各样本的统计量;
8、判别:
研究在控制线以外的点子和在控制线内排列有缺陷的点子以及标明异常(特殊)原因的状态;
9、决定下一步的行动。
控制图控制界限线的计算公式
(三)应用实例
+50
某公司新安装一台装填机。
该机器每次可将5000g的产品装入固定容器。
规范要求为
0
5000(g)。
使用控制图的步骤如下:
1.将多装量(g)看成应当加以研究并由控制图加以控制的重要质量特征。
2.由于要控制的多装量使计量特性值,因此选用x-R控制图。
3.以5个连续装填的容器为一个样本(n=5),每隔1h抽取一个样本。
4.收集25个样本数据(k=5),并按观测顺序将其记录与表中(见多装量(g)和样本统计量)。
5.计算每个样本的统计量x(5个观测值的平均值)和R(5个观测值的极差)(见多装量(g)和样本统计量)。
多装量(g)和样本统计量
样本号
x1
x2
x3
x4
x5
∑x
x
R
1
47
32
44
35
20
178
35.6
27
2
19
37
31
25
34
146
29.2
18
3
19
11
16
11
44
101
20.2
33
4
29
29
42
59
38
197
39.4
30
5
28
12
45
36
25
146
29.2
33
6
40
35
11
38
33
157
31.4
29
7
15
30
12
33
26
116
23.2
21
8
35
44
32
11
38
160
32.0
33
9
27
37
26
20
35
145
29.0
17
10
23
45
26
37
32
163
32.6
22
11
28
44
40
31
18
161
32.2
26
12
31
25
24
32
22
134
26.8
10
13
22
37
19
47
14
139
27.8
33
14
37
32
12
38
30
149
29.9
26
15
25
40
24
50
19
158
31.6
31
16
7
31
23
18
32
111
22.2
25
17
38
0
41
40
37
156
31.2
41
18
35
12
29
48
20
144
28.8
36
19
31
20
35
24
47
157
31.4
27
20
12
27
38
40
31
148
29.6
28
21
52
42
52
24
25
195
39.0
28
22
20
31
15
3
28
97
19.4
28
23
29
47
41
32
22
171
34.2
25
24
28
27
22
32
54
163
32.6
32
25
42
34
15
29
21
141
23.2
27
累计
746.6
686
平均
X=29.86
R=27.44
控制图没有出现越出控制线的点子,也未出现点子排列有缺陷(即非随机的迹象或异常原因),可以认为该过程是按预计的要求进行,即处于统计控制状态(受控状态)。
在不对该过程做任何调整的同时,继续用同样的方法对多装量抽样、观察和打点。
如果在继续观察时,控制图显示出存在异常原因,则应进一步分析具体原因,并采取措施对过程进行调整。
(四)控制图的观察与分析
1、判稳准则
Ø控制图上的点不超过控制界限;
Ø控制图上的点排列分布没有缺陷。
2、判异准则
Ø点出界就判异;
Ø界内点排列不随机判异。
讲解《零件测量与质量控制技术》P45表2-19。
本工序能力较高,平均值均在中心线两侧较集中的地方,但R图图中心线上出现了5点链现象,说明有出现异常的趋势,要注意发展的动向。
应用控制图的常见错误:
1、在5M1E因素未加控制、工序处于不稳定状态时就使用控制图管理工作;
2、在工序能力不足时,即在CP<1的情况下,就使用控制图管理工作;
3、用公差线代替控制线,或用压缩的公差线代替控制线;
4、仅打“点”而不做分析判断,失去控制图的报警作用;
5、不及时打“点”,因而不能及时发现工序异常;
6、当“5M1E”发生变化时,未及时调整控制线;
7、画法不规范或不完整;
8、在研究分析控制图时,对已弄清有异常原因的异常点,在原因消除后,未剔除异常点数据。
三、小结
1、绘制控制图
2、控制图的分析判断
四、习题
1、《现代质量管理实务》P145实践训练
(1)。
项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进
4.4PDCA质量改进
教学课题
PDCA质量改进
计划课时
1
教学目标
掌握质量改进方法——PDCA循环的工作过程、工作方法和工作步骤
教学重点
PDCA循环的过程
教学难点
PDCA循环的特点
教学方法
讲解法
教学手段
通过课件多媒体教学、板书结合
本讲主题
工序能力
教
学
过
程
环节
方式
教学内容
所用时间
一、
分析讲解
1
教学过程:
一、引入新课题
在以前的课堂中,我们了解了质量管理的发展,有三个阶段:
质量检验阶段、统计质量控制阶段、全面质量管理阶段。
在全面质量管理阶段,美国质量管理专家戴明提出了PDCA循环,它现已成为质量管理的基本方法。
这节课,我们就学习PDCA循环这一质量管理方法。
二、教学内容
(一)PDCA循环
PDCA循环是由美国质量管理专家戴明在20世纪60年代初创立,故也称为戴明环。
它是全面质量管理的工作方法,反映了质量改进和完成各项工作,必须经过的4个阶段。
这4个阶段不断循环下去,周而复始,使质量不断改进。
P表示计划(Plan)
D表示执行(Do)
C表示检查(Check)
A表示处理(Action)
1、计划制订阶段——P阶段
这一阶段的总体任务是确定质量目标,制订质量计划,拟定实施措施。
具体分为4个步骤。
第一,对质量现状进行分析,找出存在的质量问题;
第二,分析造成产品质量问题的各种原因和影响因素;
第三,从各种原因中找出影响质量的主要原因
第四,针对影响质量问题的主要原因制订对策,拟定相应的管理和技术组织措施,提出执行计划。
2、计划执行阶段——D阶段
按照预定的质量计划、目标和措施及其分工去实际执行。
(第五步骤)
3、执行结果检查阶段——C阶段
对实际执行情况进行检查,寻找和发现计划执行过程中的问题。
(第六步骤)
4、处理阶段——A阶段
对存在的问题进行剖析,确定原因,采取措施。
总结经验教训,巩固成绩,防止发生的问题再次发生。
(第七步骤)
提出这次循环尚未解决的问题。
(第八步骤)
讲解《现代质量管理实务》P22图1-4;P24表1-1。
(二)PDCA循环的特点
大环套小环,互相衔接,互相促进。
如同爬楼梯,螺旋式上升
科学管理方法的综合应用
三、小结
1、质量改进方法——PDCA循环的工作过程、工作方法和工作步骤
2、PDCA循环的特点
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- 关 键 词:
- 项目 工序 质量 分析 动态 监控 PDCA 改进