一半以上人对SPC统计过程控制存在误解

关键词:统计过程控制,SPC

导语:不论企业规模如何,其质量人员都在一定程度上听过或者接触过SPC统计过程控制。但是当你询问SPC统计过程控制是什么时,50%以上的人会告诉你就是“控制图”。这种说法究竟对错如何?

质量控制的重要的技术就是APC自动过程控制与SPC统计过程控制。在目前工程应用中,主要应用的统计工具还是SPC统计过程控制,特别是在一些制造业比较发达的地区,SPC统计过程控制的应用比较广泛。正因如此,了解SPC统计过程控制的正确价值和意义对于能否制造企业能否正确利用该工具至关重要。

绝大多数人对SPC统计过程控制存在误解

【图示】绝大多数人对SPC统计过程控制存在误解

SPC统计过程控制含义

SPC统计过程控制起源于零件加工业,是指应用数理统计的方法,分析过程的样本统计数据,以此判断生产过程的波动是否处于可接受状态,在必要时,调整过程参数,以降低产品质量特性值过多地偏离目标值,使整个过程维持在仅受偶然因素影响的稳定受控状态,以提高过程的效能,它强调过程在受控和有能力的状态下运行,从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。SPC统计过程控制的发展本身也经历了多个阶段。

SPC统计过程控制发展阶段

早在20世纪20年代,贝尔电话实验室(Bell Telephone Laboratory)就成立了以休哈特(W.A.Shewhart)博士为学术领导人的过程控研究小组和以道奇(H.EDodge)为学术领导人的产品控制研究组,对质量管理从质量检验阶段发展到统计质量控制阶段做出了重要贡献。

1924年休哈特提出了“事先控制,预防废品”的概念,并提出了过程控制理论以及监控过程的工具一控制图。世界上第一张控制图是休哈特在1924年5月16日提出的P控制图。道奇与罗明(H.G.Romig)则提出了抽样检验理论,并设计了可以运作的“抽样检验表"。这两个研究组研究工作的影响是深远的,在他们之后,质量控制统计方法至今都未能跳离这个大框框,现今的SPC统计过程控制理论与当年的休哈特理论并无本质的区别。

休哈特的过程控制理论的最大成果就是控制图在生产、服务行业的广泛应用,极大地促进了产品质量的提高。SPC统计过程控制的观点认为:当过程仅受随机因素影响时,过程处于统计控制状态;当过程中存在系统因素的影响时,过程处于统计失控状态。由于过程波动具有统计规律性,当过程处于统计控制状态时,过程特性一般服从稳定的随机分布;而处于统计失控状态时,过程分布将发生改变。SPC统计过程控制就是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因此,在生产过程中,我们需要关注的就是产品质量的异常波动,也就是由系统因素造成的质量波动,应用休哈特控制图能及时发现异常波动,并逐个除去异因,最终可以达到统计控制状态。统计控制状态是每个企业生产所追求的状态,因为在这种状态下生产,对产品的质量有保证,而且经济成本也最低。

随着对SPC统计过程控制应用的深入,人们逐步发现了SPC统计过程控制控制图的缺点:只利用了过程当前数据的信息,而没有充分利用整个样本数据的信息,所以对过程的小变化不够灵敏。在休哈特之后,许多学者经过多年研究和实践提出了许多种弥补休哈特控制图不足的控制图,主要有:佩奇(E.S.Page)在1954年提出了累积和控制图(CUSUM,Cumulative Sum ControlChart),它可以将一系列点的微弱信息累积起来,对过程的小变动灵敏度很高,随后,许多学者对此也作出了一些重要的研究。

针对休哈特控制图对小变动不灵敏的缺点,罗伯茨(S.W.Ro berts)在1959年提出了指数加权移动平均控制图(EWMA,Exponentially Weighted Moving Average Control Chart),这是一种适用于检验过程出现小波动的控制图。还有模糊控制图、选控控制(Cause.Selecting Control Chart)等新型的控制图。针对小批量生产的过程控制特点,1969年希利尔(F.S.Hulier)与新加坡的杨中浩提出了小样本控制图,1991.1995年久森伯瑞(C.P.Qusenberry)提出了Q控制图,这类方法试图在提高控制图的敏感度和检出异常能力方面作出一些贡献。针对工序多个质量指标的时间相关性,1947年霍特林(H.Hotelling)提出了多元z2控制图,揭开了多元控制的新时代。

SPC统计过程控制新延展

在SPC统计过程控制的基础上,有些专家提出SPCD(统计过程控制与诊断)的观点。休哈特在SPC统计过程控制理论方面做出了卓越的贡献,但休哈特控制图显示异常时,它并不能告知:是什么异常,发生于何处,即不能进行异常诊断。1980年张公绪提出了选控图系列,可以用来选择部分异因加以控制,从而缩小了查找异因的范围,提高了效率。

选控图是利用数学变换来实现选控的,在统计过程诊断理论中具有重要的作用;1982年张公绪提出两种质量诊断理论,开辟了统计诊断理论的新方向,从此SPC统计过程控制上升为SPCD,也即进入了SPC统计过程控制发展的第二个阶段。

从90年代起,SPCD又发展为SPCDA(Statistical Process Control,Diagnosis Adjustment,统计过程控制,诊断与调整),国外称之为ASPC(Algorithmic Statistical Process Control,算法的统计过程控制),这也是SPC统计过程控制的第三个发展阶段。到目前为止,SPCDA尚无实用性成果,仍在发展过程之中。
 

从质量到卓越的第一步

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