Spc統(tǒng)計(jì) - SPC新的發(fā)展趨勢(shì)

　　隨著SPC控制理論中常規(guī)控制圖的普遍使用，其缺點(diǎn)也逐漸顯現(xiàn)出來(lái)，其中一條就是對(duì)過(guò)程的小偏移不靈敏。而CUSUM和EWMA則可解決類似問(wèn)題。

　　控制圖的設(shè)計(jì)思想就是對(duì)數(shù)據(jù)的信息加以積累。CUSUM控制圖分別可用于計(jì)量性數(shù)據(jù)（正態(tài)分布），不合格品數(shù)（泊松分布變量），不和格品率（二項(xiàng)分布變量）。CUSUM控制圖的理論基礎(chǔ)是序貫分析原理中的序貫概率比檢驗(yàn)，這是一種基本的序貫檢驗(yàn)法。該控制圖通過(guò)對(duì)信息的累積，將過(guò)程的小偏移累加起來(lái)，達(dá)到放大的效果，提高檢測(cè)過(guò)程小偏移的靈敏度。

　　2、EWMA控制圖中控制統(tǒng)計(jì)量同樣利用了歷史數(shù)據(jù)，且該控制圖可以對(duì)不同階段的數(shù)據(jù)取不同的權(quán)重，距今越近的數(shù)據(jù)權(quán)重越大，距今越遠(yuǎn)，數(shù)據(jù)權(quán)重越小。EWMA控制圖設(shè)計(jì)的本質(zhì)就是尋找最優(yōu)參數(shù)（λ，K）組合的過(guò)程，所依據(jù)的原則是：對(duì)給定的穩(wěn)態(tài)ARL（0），使過(guò)程出現(xiàn)設(shè)定偏移量的偏移時(shí)具有最小失控ARL。

　　二、穩(wěn)健設(shè)計(jì)技術(shù)

　　產(chǎn)品/工藝過(guò)程的穩(wěn)健設(shè)計(jì)方法和技術(shù)開發(fā)階段的穩(wěn)健技術(shù)開發(fā)方法統(tǒng)稱為穩(wěn)健設(shè)計(jì)技術(shù)。它是開發(fā)高質(zhì)量低成本產(chǎn)品最有效的方法。在實(shí)際生產(chǎn)中噪聲因素（原材料的微小變化、操作人員水平的差異、機(jī)器設(shè)備的微笑波動(dòng)等）的存在，由此產(chǎn)生的波動(dòng)也不可避免？quot；永無(wú)止境地減少波動(dòng)，使產(chǎn)品、工藝過(guò)程、技術(shù)功能對(duì)各種噪聲因素不敏感，向著波動(dòng)為零的目標(biāo)不斷邁進(jìn)。（即位質(zhì)量工程的理論支柱-波動(dòng)理論）。而如果采用源頭治理的辦法，利用穩(wěn)健技術(shù)設(shè)計(jì)尋找可控因素的一組水平組合，使產(chǎn)品/工藝過(guò)程性能或技術(shù)功能的輸出質(zhì)量特性圍繞設(shè)計(jì)目標(biāo)值的波動(dòng)盡可能減少。

　　基本功能的性能穩(wěn)健取決于兩點(diǎn)：一是輸出質(zhì)量特性本身的波動(dòng)小；二是該質(zhì)量特性應(yīng)盡可能接近設(shè)計(jì)目標(biāo)值。而S/N該度量指標(biāo)可以比較準(zhǔn)確反映這兩個(gè)目標(biāo)。

　　穩(wěn)健技術(shù)開發(fā)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程：

　　1、進(jìn)行初始設(shè)計(jì)并確認(rèn)理想功能

　　2、識(shí)別可控因素和噪聲因素

　　3、實(shí)施一步優(yōu)化，即優(yōu)化系統(tǒng)的穩(wěn)健性

　　4、實(shí)施二步優(yōu)化，確定對(duì)靈敏度影響顯著的可調(diào)因素

　　三、質(zhì)量機(jī)能展開（QFD）（又名質(zhì)量屋）

　　質(zhì)量功能展開是一項(xiàng)強(qiáng)有力的綜合策劃技術(shù)，尤其適用于大型產(chǎn)品（如飛機(jī)、汽車和大型設(shè)備）。它是一個(gè)總體的概念，提供一種將顧客的需求轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)于產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)的每一階段（即：市場(chǎng)戰(zhàn)略、策劃、產(chǎn)品設(shè)計(jì)與工程設(shè)計(jì)、原形生產(chǎn)、生產(chǎn)工藝開發(fā)、生產(chǎn)和銷售）的適當(dāng)?shù)募夹g(shù)要求的途徑。它是一種旨在開發(fā)設(shè)計(jì)階段就對(duì)產(chǎn)品適用性實(shí)施全過(guò)程、全方位質(zhì)量保證的系統(tǒng)方法。它從市場(chǎng)要求的情報(bào)出發(fā)，將其轉(zhuǎn)化為設(shè)計(jì)語(yǔ)言，既而縱向經(jīng)過(guò)部件、零件展開至工序展開；橫向進(jìn)行質(zhì)量展開、技術(shù)展開、成本展開的可靠性展開。形式上以大量的系統(tǒng)展開表和矩陣圖為特征，盡量將生產(chǎn)中可能出現(xiàn)的問(wèn)題提前揭示，以達(dá)到多元設(shè)計(jì)、多元改善和多元保證的目的。

　　質(zhì)量機(jī)能展開的目的：從全面質(zhì)量管理的視角出發(fā)，質(zhì)量要素中包括理化特性和外觀要素、機(jī)械要素、人的要素、時(shí)間要素、經(jīng)濟(jì)要素、生產(chǎn)要素和市場(chǎng)及環(huán)境要素。將這些要素組合成一個(gè)有機(jī)的系統(tǒng)，并明確產(chǎn)品從設(shè)計(jì)開發(fā)到最終報(bào)廢的全過(guò)程中各步驟的質(zhì)量機(jī)能，并使各質(zhì)量機(jī)能得以切實(shí)完成。

　　質(zhì)量展開

　　質(zhì)量機(jī)能展開的基本構(gòu)成（如下圖）技術(shù)展開

　　綜合的質(zhì)量展開可靠性展開質(zhì)量功能展開

　　質(zhì)量機(jī)能展開成本展開

　　狹義的質(zhì)量展開質(zhì)量職能展開

　　最常用的質(zhì)量功能展開的文件有：

　　1、顧客要求策劃矩陣

　　2、設(shè)計(jì)矩陣

　　3、最終產(chǎn)品特性展開矩陣

　　4、生產(chǎn)/采購(gòu)矩陣

　　5、過(guò)程計(jì)劃和質(zhì)量控制表

　　6、作業(yè)指導(dǎo)書

　　四、并行工程（CE），又成為同步工程

　　現(xiàn)代企業(yè)面臨的主要課題是如何作好創(chuàng)新，但創(chuàng)新又面臨著兩個(gè)風(fēng)險(xiǎn)：市場(chǎng)不確定性和技術(shù)不確定性。市場(chǎng)因顧客需要的變化和技術(shù)進(jìn)步引起的競(jìng)爭(zhēng)態(tài)勢(shì)的變化，要求產(chǎn)品壽命周期縮短和更新?lián)Q代速度加快；技術(shù)上則由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化和新原理的采用，延長(zhǎng)了開發(fā)周期。而并行工程則為企業(yè)如何以盡可能短的開發(fā)周期推出顧客與社會(huì)需要的產(chǎn)品提供了解決思想和方法。

　　并行工程的定義：它是對(duì)產(chǎn)品及制造和輔助過(guò)程實(shí)施并行、一體化設(shè)計(jì)、促使開發(fā)者始終考慮從概念形成直到用后處置的產(chǎn)品整個(gè)生命周期內(nèi)的所有因素（包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和使用要求）的一種系統(tǒng)方法。

　　實(shí)施并行工程的關(guān)鍵：如何促進(jìn)職能之間的溝通是實(shí)施并行工程的關(guān)鍵，而組織和架構(gòu)又是影響職能溝通的主要因素之一。按照項(xiàng)目管理特點(diǎn)建立多功能跨部門科學(xué)小組，成立矩陣組織就變得非常重要。

　　并行工程中普遍采用質(zhì)量工程技術(shù)（如QFD、田口法、FMEA等）和計(jì)算機(jī)技術(shù)（如CAX系列）。

　　并行工程的成功推行方法：

　　1、各職能根據(jù)自身的條件和要求提出本職能范圍內(nèi)的所有可行的方案，然后溝通形成各職能都可行的各自方案并由此構(gòu)成總體方案。

　　2、隨著過(guò)程的不斷進(jìn)展，從其他后續(xù)職能如開發(fā)、測(cè)試、顧客等等獲取的信息將逐漸縮小其方案數(shù)。最后各自的方案都能確定并能切實(shí)得到履行。

　　3、嚴(yán)格依照最終方案，并根據(jù)需要可以進(jìn)行持續(xù)改進(jìn)。

　　五、水平比較或基準(zhǔn)比較（BENCHMARKING）

　　該方法創(chuàng)立于施樂(lè)公司，其基本思想為：公司內(nèi)部不同部門或不同公司的相同相近過(guò)程的活動(dòng)行為的比較分析，找出差距及其潛在的原因，以期達(dá)到或超過(guò)當(dāng)前同類最好的實(shí)踐。

　　水平比較的思想可以想到孫子兵法中的’知己知彼’

　　BENCHMARKING是一個(gè)系統(tǒng)和連續(xù)的測(cè)量過(guò)程，這個(gè)過(guò)程就是要針對(duì)世界范圍內(nèi)的領(lǐng)先企業(yè)和具體的領(lǐng)先過(guò)程進(jìn)行連續(xù)不斷的測(cè)量和比較，以獲得幫助公司采取改進(jìn)行動(dòng)的有效信息。

　　水平比較可分為：內(nèi)部水平、競(jìng)爭(zhēng)性水平、功能性水平、一般性水平比較。

　　水平比較的內(nèi)容：質(zhì)量、生產(chǎn)率和時(shí)間（生產(chǎn)率和時(shí)間反映了成本問(wèn)題）。

　　六、失效模式及后果分析（FMEA）

　　失效模式及后果分析被應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)和過(guò)程開發(fā)。它是一個(gè)重要的分析工具，有助于防止代價(jià)高的失效。它為設(shè)計(jì)小組提供了一個(gè)預(yù)期并消除這些失效的有效途徑。失效模式及后果分析適宜系列化的活動(dòng)，這些活動(dòng)旨在：

　　1、認(rèn)識(shí)并評(píng)價(jià)一產(chǎn)品/過(guò)程潛在的失效及其后果機(jī)會(huì)的措施。

　　2、確定可消除或減少出現(xiàn)這些潛在失效的機(jī)會(huì)的措施。

　　3、將過(guò)程文件化

　　這對(duì)正確確定如何滿足顧客需求的設(shè)計(jì)過(guò)程是必不可少的。

　　FMEA包括（設(shè)計(jì)）DFMEA和（過(guò)程）PFMEA

　　設(shè)計(jì)FMEA應(yīng)從列出設(shè)計(jì)希望做什么以及不希望做什么開始，既設(shè)計(jì)意圖。應(yīng)將通過(guò)QFD、車輛要求文件、已知的產(chǎn)品要求和/或制造/裝配要求等確定的顧客需求綜合起來(lái)。期望的特性的定義越明確，就越容易識(shí)別潛在的失效模式，采取糾正措施。

　　過(guò)程FMEA應(yīng)從整個(gè)過(guò)程的流程圖/風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估開始。流程圖應(yīng)確定與每個(gè)工序有關(guān)的產(chǎn)品/過(guò)程特性參數(shù)。如果可能的話，還應(yīng)根據(jù)相應(yīng)的設(shè)計(jì)FMEA確定某些產(chǎn)品影響后果。

　　七、制造設(shè)計(jì)（DFM）和裝配設(shè)計(jì)（DFA）

　　為優(yōu)化設(shè)計(jì)功能、可制造性、易于裝配之間關(guān)系所設(shè)計(jì)的同步工程過(guò)程。因?yàn)槿藗兂３：雎詫?duì)產(chǎn)品裝配、產(chǎn)品的制造或者組成產(chǎn)品的部件的設(shè)計(jì)考慮。所以它顯得尤為重要。

　　最主要的是要增進(jìn)對(duì)工藝變量與產(chǎn)品結(jié)果之間的關(guān)系的理解。在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)者再在技術(shù)規(guī)范中確定必須在制造過(guò)程中加以控制的產(chǎn)品特性（及其限制），以實(shí)現(xiàn)其使用要求。這將有利于：

　　1、改進(jìn)產(chǎn)品的投產(chǎn)

　　2、改進(jìn)現(xiàn)有制造過(guò)程的能力

　　3、提供可用于主管和工人培訓(xùn)的信息。

　　它通常由一個(gè)橫向職能小組來(lái)應(yīng)用。可以防止設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)超出或裝配技術(shù)或產(chǎn)量能力的制造或裝配步驟。小組通常有其他領(lǐng)域（可靠性、可維修性和可制造性）的專家和顧客參與，以解決設(shè)計(jì)人員知識(shí)不足或未領(lǐng)悟某一重要的設(shè)計(jì)特性。

　　八、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)（DOE），典型如田口方法

　　一種用于控制過(guò)程輸入以便更好地理解對(duì)過(guò)程輸出影響的試驗(yàn)技術(shù)。一項(xiàng)設(shè)計(jì)的試驗(yàn)是一個(gè)試驗(yàn)或試驗(yàn)序列，試驗(yàn)中根據(jù)描述的設(shè)計(jì)矩陣體系化地改變潛在影響過(guò)程的變量。所關(guān)注的反應(yīng)在以下幾種情況下評(píng)價(jià)：1）在試驗(yàn)的變量中，確定顯著影響的變量；2）把變量等級(jí)所代表的整個(gè)范圍的影響定量；3）對(duì)過(guò)程中起作用的原因的性質(zhì)獲得較好的理解；4）比較影響和相互作用。試驗(yàn)設(shè)計(jì)的代表性方法包括傳統(tǒng)方法和田口方法

　　田口方法：其目的是通過(guò)設(shè)計(jì)保證質(zhì)量，它通過(guò)確定和控制造成過(guò)程/產(chǎn)品質(zhì)量出現(xiàn)偏差的關(guān)鍵變量（或噪音）來(lái)達(dá)到目的。其整個(gè)概念可描述為以下兩個(gè)基本點(diǎn)：

　　1、應(yīng)該用相對(duì)于規(guī)定的目標(biāo)值的偏差來(lái)衡量質(zhì)量，而不應(yīng)該由是否滿足預(yù)先設(shè)定的公差限度來(lái)衡量質(zhì)量。

　　2、質(zhì)量不能靠檢驗(yàn)和返工來(lái)保證，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)倪^(guò)程和產(chǎn)品設(shè)計(jì)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

　　通過(guò)對(duì)一個(gè)系統(tǒng)的適當(dāng)設(shè)計(jì)，過(guò)程可以達(dá)到對(duì)變化不敏感，以免成本的高昂的拒收和/或返工。為了確定造成變化的因素并隨后消除這些因素的影響，將設(shè)計(jì)循環(huán)分成三個(gè)階段：系統(tǒng)設(shè)計(jì)、參數(shù)設(shè)計(jì)和公差設(shè)計(jì)。

　　九、有限元分析（FEA）

　　它對(duì)復(fù)雜的幾何領(lǐng)域的物理關(guān)系提供了數(shù)學(xué)的解決方案。這種方法經(jīng)常用于具有復(fù)雜的集合特性的設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)分析。

　　被分析的部分要分許多個(gè)小的區(qū)域，這些區(qū)域被成為’有限元’。每一個(gè)元內(nèi)的物理特性都有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)術(shù)語(yǔ)予以解釋。所有元的特性匯集在一起產(chǎn)生一個(gè)大型的矩陣，矩陣的解為所關(guān)心的變量的量，例如，因最大負(fù)荷造成的變形。其他的量，如應(yīng)力等，也要計(jì)算出來(lái)。

　　市場(chǎng)上有分析軟件以供使用。

　　十、限制理論

　　一種用來(lái)幫助組織增加（改變努力）的積極影響的制造思想。它透過(guò)確定和說(shuō)明那些阻礙有關(guān)預(yù)定目標(biāo)實(shí)現(xiàn)（即限制）的問(wèn)題（頻繁出現(xiàn)的方針問(wèn)題或’舊的方？quot；，并非機(jī)器或人力的障礙），使其集中于持續(xù)改進(jìn)

　　十一、運(yùn)動(dòng)/人機(jī)工程學(xué)分析（IE內(nèi)容）

　　通過(guò)對(duì)過(guò)程設(shè)計(jì)的評(píng)估，以確保與人的能力兼容。運(yùn)動(dòng)分析是指與完成任務(wù)（如升、扭、延伸）有關(guān)的人的能力，以防止或減輕應(yīng)變、應(yīng)力、過(guò)度疲勞等問(wèn)題。有關(guān)影響因素包括工人的人體尺寸、設(shè)計(jì)產(chǎn)品的布置、按扭/開關(guān)的位置，加在工人身上的負(fù)荷，及諸如噪音、振動(dòng)、照明和空間等方面的環(huán)境影響。

　　十二、幾何尺寸與公差（GD&T）

　　國(guó)際上所接受的、在技術(shù)圖紙上標(biāo)注的、涵該所有的有關(guān)工業(yè)加工工件的幾何條件的不同要求（如，尺寸、距離、半徑、形狀、方向、位置、偏轉(zhuǎn)、表面粗糙度、表面波度、表面缺陷、邊緣等），及相關(guān)的驗(yàn)證規(guī)則，測(cè)量?jī)x器及其校準(zhǔn)。

　　簡(jiǎn)而言之，它是確定某一產(chǎn)品（工件）微觀和宏觀幾何條件的所有的要求以及與之相關(guān)聯(lián)的驗(yàn)證及相應(yīng)的測(cè)量?jī)x器的校準(zhǔn)的有關(guān)要求。

　　注：幾何條件（幾何特征、幾何特性）要從廣義上去理解：

　　l它是以幾何描述表示的某一工件的功能要求，包括尺寸（如直徑），距離、角度、表面構(gòu)造、形狀、方向、位置等。

　　l它是這一幾何特性在生產(chǎn)上所允許的偏差限度。

　　十三、價(jià)值分析和價(jià)值工程（VA與VE）

　　采用多種技術(shù)來(lái)正確地分析某一產(chǎn)品的功能，往往能夠改進(jìn)產(chǎn)品的性能，降低成本，因?yàn)檫@樣可以找到并應(yīng)用其它的代用材料生產(chǎn)方法。這種功能評(píng)價(jià)的過(guò)程叫做價(jià)值分析。美國(guó)則將應(yīng)用價(jià)值分析過(guò)程以降低設(shè)計(jì)成本稱之為價(jià)值工程。

　　十四、實(shí)體模型

　　尚不很成熟，是用三維仿真模型軟件來(lái)進(jìn)行一些復(fù)雜形狀和陰影圖象的定義和處理。

　　十五、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）和計(jì)算機(jī)輔助工程（CAE）

　　它們可以將產(chǎn)品的具體要求轉(zhuǎn)化為最終的實(shí)物產(chǎn)品。它可以使設(shè)計(jì)者考慮許多不同的設(shè)計(jì)方案，并大大縮短工作時(shí)間。現(xiàn)在常被用于以下領(lǐng)域：

　　1、可靠性：為改進(jìn)的低溫進(jìn)行可靠性而進(jìn)行的設(shè)備的熱工設(shè)計(jì)

　　2、可維修性：工件位置，可達(dá)距離及其它與設(shè)計(jì)相關(guān)的人體需要圖解

　　3、可試驗(yàn)性：將試驗(yàn)策劃考慮在設(shè)計(jì)過(guò)程中的總體試驗(yàn)要求的分析。

　　十六、可靠性工程計(jì)劃

　　一個(gè)成功的可靠性項(xiàng)目應(yīng)該采取的第一個(gè)步驟是制定一個(gè)可靠性項(xiàng)目計(jì)劃。

　　從設(shè)計(jì)階段開始的可靠性工程從根本上說(shuō)是關(guān)于執(zhí)行某一特定的功能的不同的方案強(qiáng)化研究以及實(shí)現(xiàn)可預(yù)期的最佳可靠性的途徑選擇過(guò)程。最可靠的系統(tǒng)往往需要在成本和重量方面妥協(xié)。通常一個(gè)可靠性項(xiàng)目要具備三個(gè)必要條件：