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1、0引言 基于S P C 技术的企业级质量管理系统 李颖 ( 工业和信息化部电子第五研究所，广州5 1 0 6 1 0 ) 摘要：统计过程控制是当今最流行、最有效的一种质量改进方法。详细介绍基于S P C 技术开发的 企业级质量管理系统的设计与主要功能模块及典型应用案例。该系统可为企业提供一个质 量管理集成环境，实现实时动态全自动监控过程状况，有助于企业持续改善质量，提高生产 率。是企业质量管理的有力工具。 关键词：统计过程控制；控制图；质量管理 产品的质量是企业的生命是影响企业市场竞争 力的重要因素之一。对质量信息进行全面有效的管理， 是提高产品质量、服务质量和r 丁作质量的基本保证。在 企业
2、的质量管理活动中会产生大量的质量信息。这些 信息存在于各种资料、图表、数据、报告、指令和情报 中它们集中反映了质量管理活动的方方面面。质量信 息覆盖了产品寿命周期的各个阶段也覆盖了企业的 各级、各类人员。统计过程控制( 简称S P C ) 是当今最流 行、最有效的一种质量改进方法。发达国家的生产企业 已普遍采用并取得了显著的效果。随着企业信息化工 作的推进研制开发出一套基于S P C 技术的企业级质 量管理系统能有效地规范企业的质量活动提高质量 信息的收集、加工处理、存储、反馈与交换的效率，从而 改善企业质量活动上的混乱和低效的局面。 1 统计过程控制( S P C ) 技术 统计过程控制(
3、S t a t i s t i c a lP r o c e s sC o n t r 0 1 简称S P C ) 是一种统计控制技术其本质是利用样本的统计信息 来判断过程状况采取措施减少异常因素对过程的影 响，以提高过程的效能f n 。 统计质量控制的奠基人休哈特在2 0 世纪2 0 年代提出了过程控制理论及监视过程的基本工 具控制图。休哈特认为：在产品的制造过程中产 品质量特性值总是波动的。由于偶然因素引起的偶然 波动，在生产中始终存在，是不可避免的，对产品质量 的影响极小：由于异常因素造成的在生产中时有时无 的异常波动，对产品质量影响极大，但是可以避免。应 用控制图能够及时发现异常波动。
4、 常规控制图又称为休哈特控制图分为计量值控 制图和计数值控制图两类。计量值控制图主要有：均 值一极差控制图( ；一尺) 、均值一标准差控制图( ；呻) 、中位 数一极差控制图( 并坦) 和单值一移差控制图( 石尺。控制 图) ：计数值控制图主要有：不合格品率控制图( P 图) 、 不合格品数控制图( p n 图) 、缺陷数控制图( c 图) 、单位 缺陷数控制图( H 图) 。每种常规控制图根据用途又分为 分析用控制图以及控制用控制图两类。其中均值一极差 控制图是工序控制中最常用的一种统计工具主要用 于产量较大而且稳定的生产过程通常用于控制温度、 长度、时间、重量、硬度、力、浓度、纯度、电压、
5、电流等计 量值的质量特性。 观测到的特定质量特性的波动取决予影响最终结 果的各种因素的差异，这些波动的发生可能与人员、设 备、材料、生产方式、生产环境甚至顾客等因素相关。有 的情况，工序真正处于受控状态产品的合格率并不能 令人满意；而有的情况即使工序不处于统计受控状 态，产品的合格率却能令人满意。因此，要获得高合格 率，不仅要考虑过程处于受控状态。而且还要考虑另外 一个因素工序能力。 收稿日期：2 0 1 0 - 0 6 - 1 0修稿日期：2 0 1 0 - 0 6 - 2 0 作者简介：李颖，女，浙江人，本科，工程师，从事领域为可靠性领域、质量与可靠性工程软件的研究与开发 现代计算机2 0
6、 1 0 0 6 万方数据 、三兰三! 工序能力分析主要是根据工序过程中所抽取的数 据进行生产过程工序能力的判断。在分析工序能力之 前，工序的实施及前后过程( 工序) 都应标准化。在非稳 态生产状态下对工序所测得的工序能力没有任何意 义，工序能力的测定一般是在成批生产的状况下进行【1 1 。 2企业级质量管理系统 2 1 系统功能结构设计 设计思想：依据现代先进质量工程主要基础技术质 量分析、质量控制方法和理论设计融产品信息及质量 管理、质量过程控制、I S 0 9 0 0 0 质量保证体系管理于一 体能同时满足企业各部门在统一平台上实施产品质 量工作流程的企业级质量管理系统。 基于B s 三
7、层架构模式开发企业级质量管理系 统由系统管理A D M 子系统、统计过程控制S P C 子系统 和文件管理D O C 子系统组成( 如图l 所示) 。A D M 子系 统为用户提供一个集成环境负责系统的基本信息管 理、全系统的安全和工作任务的协调和对其他子系统 的管理。S I C 子系统是生产过程检验数据采集与处理 系统，面向检验人员、生产工人和生产现场质量控制人 员。D O C 子系统提供树型的文件( G B r r l 9 0 0 0 系列) 标 准管理为用户提供简便的方法查询国家标准和管理 企业的质量文件。 企业级质量管理系统 【 A 附子系统 I s P C 子系统 1 D 0 c 子
8、系统 上上 _ LL上L上上上 【基核用 检 SI 质 太 础心 系 户 验 P 本 S 量 用 数数统授数 C 用 0 文 _ 白 据据监权 据 分 户 标 件组 管 管控管 采 析 组 准 管管 工 管 浏 理理理集理理理 具览 图l企业级质量管理系统结构框图 企业级质量管理系统强调全过程的预防它是面向 企业的各类人员。这种全员参与管理质量的思想可以 帮助企业在质量控制上真正作到事前预防和控制。对于 生产第一线的操作人员可用S P C 技术改进他们的工 作。对于质量管理人员可以实时监控企业质量管理过 程，过程异常时自动报警功能，可以及时发现质量问题。 对于领导干部，可以提供质量管理决策支持
9、。有助于企 业持续改善质量，提高生产率。增加企业效益。 现代计算机2 0 1 0 0 6 2 2 系统管理A D M 子系统 A D M 子系统按功能划分为4 个模块：基础数据管 理、核心数据管理、用户授权管理、系统监控。 企业可以根据自己的情况进行配置建立系统字 典信息，目的是为了充分保证质量管理系统对企业环 境重构的适应性。建立企业组织结构、企业产品一工 序一检验项目一检验方式关系。一个企业产品的生产 可经过多道工序，每道工序又有多个检验项目每个检 验项目有多种检验方式且需要多种检测计量仪器。 2 3 统计过程控制S P C 子系统 统计过程控制S P C 子系统包括了质量数据采集、 统计
10、分析及图形显示、质量数据的维护、存储以及站点 管理等内容，其工作流程如图2 所示。可以通过对用户 手工录入或从生产线上直接读取采样数据进行计算 自动生成坐标系，绘制包括休哈特控制图、通用控制图 及质量管理图在内的1 6 种控制、管理图形同时也可以 计算出工序能力指数C 。C 矗，进而可以对各个工序、设 备、环节等任何需要分析的控制点进行系统高效的分 析，对产品的随机波动与异常波动进行区分。灵活、准确 的自动判异功能可以帮助用户及时采取措施消除异 常，恢复过程的稳定达到改进与保证质量的目的。 S P C 分析工具包括：常规控制图( 均值一极差图、均 值一标准差图、中位数一极差图、单值一移动极差图
11、、不合 格品率图、不合格品数图、单位缺陷数图、缺陷数图) ，累 积和控制图( 均值累积和图、泊松分布变量累积和图、二 项分布变量累积和图) ，Q 控制图( 均值一标准差Q 图、单 值一移动极差Q 图、不合格品率Q 图、单位缺陷数Q 图) 质量管理图( 直方图、排列图、散步图、推移图) 。 核心模块S P C 遵循国家标准G B T4 0 9 1 2 0 0 1 进 行设计，其思想和输出格式完全与标准一致，不但能作 分析用控制图，还能全自动定时扫描后台数据库自动 完成动态控制用控制图的绘制实时动态全自动监控 过程状况，过程异常时自动报警。 对企业具体产品的层次关系、关键工序和检测项 目通过树型结
12、构的操作进行灵活设定使用户能和所 有级别的过程进行互动数据收集和发布可面向全过 程信息自动反馈到操作者或管理者形成真正的闭环 处理机制 2 4 文件管理D o C 子系统 D O C 子系统提供树型的D O C 标准管理界面负责 I S 0 1 9 0 0 1 2 0 0 0 质量体系文件包括质量手册、程序文 件、记录、标准( 特指国家、部门、行业和企业自己发布 万方数据 手上录入 测量文件导入 自动采集 站点配置 自行检验项目管理 用户管理 权限管理 数据采集维护 控制站点 管理 数据库 甜 枣 呻 肄 描 栅 工 存储于本地 基础质景信息 ( 来自A I ) M 子系统) 自行检测项目 (
13、 来自S P C 子系统) 实际测蜃数据 ( 来自S P C 数据采集) 数据及图形存储 S P C 数据分析 数据报表生成 控制图 直，J 。图 排列图 散卸圈 因果分析圈 工序能力图 其他圈( 点图、彩虹 图、统计图) 图2S P C 子系统工作流程图 的标准) 、S P C 文档以及其他文档的管理工作。此外，还 处理生产线( 部门) 的问题( 或抱怨) 及其解决情况、改 正活动、预防措施等。 3应用实例 某企业是一家拥有四十年专业研发、生产制造和 销售铝电解电容器的公司。其主要产品铝电解电容器 的生产流程：( 1 ) 正箔、负箔检验；( 2 ) 电解纸检验；( 3 ) 分切；( 4 )
14、引线检验；( 5 ) 铆接；( 6 ) 封1 ：3 胶纸检验；( 7 ) 卷 绕；( 8 ) 电解液检验；( 9 ) 含浸；( 1 0 ) 胶粒检验；( 1 1 ) 铝壳 检验；( 1 2 ) 装配；( 1 3 ) 清洗；( 1 4 ) 套管检验；( 1 5 ) 套塑； ( 1 6 ) 老炼分选；( 1 7 ) 产品检验；( 1 8 ) 外观分选；( 1 9 ) 浸 锡；( 2 0 ) 检验；( 2 1 ) 质量一致性检验；( 2 2 ) 包装入库。其 中关键t 序为铆接、卷绕和装配工序。 应用S P c 分析工具的均值一极差图对关键工序铆 接的接触电阻检验项目的测量数据进行分析。 确定抽样时
15、间与间隔，每个样本取5 个样品，共取 2 5 组样本进行测量。系统计算出各组样本之和、均值、 极差，绘制分析用均值一极差图( 如图3 所示) 。从图中 可以看出所有2 5 个点都在上下控制界限内而且点 子的排列都是随机的，无异常现象。因此判定过程处于 统计控制状态( 即稳定状态) 。 工序质量控制 图3 接触电阻的分析用均值一极差图 自动定时扫描后台数据库自动完成动态控制用 控制图的绘制根据国家标准G B B4 0 9 1 2 0 0 1 常规控 制图里规定的8 个模式检验。判断过程是否异常并在 图3 的下方显示报警信息实现实时动态全自动监控 过程状况。 稳态生产状态下系统计算出相应的过程能力
16、参 数值并根据此值，将工程能力等级、工程能力状况、需 要采取的措施等信息进行输出( 如表l 所示) 。 现代计算机2 0 1 0 0 6 万方数据 表1 工序能力参数计算鲒果 ：4 l - m ：t l 辟接脑电肚l C l5 0 b C 。 l8 3 3 I 程能力等级l 级 J 程能力状况l 榭能力允分 、不是关键或丰要项1 1 时放宽波动幅度，辞 搿蛰采取的措施 低时原材料的婺求简化质量检验程序。 必须用控制图或其他方法对生产过程进行控制和 检验，以便及时发现异常波动；对产品按正常规定进行 检验。 4结语 质量管理和控制水平的提高不仅要提高质量管 理的硬件设施、人员素质。更要采用先进质量
17、管理技术 来保证质量。基于S P C 技术开发的企业级质量管理系 统有助于企业建立实施基于S P C 的生产质量控制和 信息化管理项目，提高产品的竞争力，是企业质量管理 的有力工具。 参考文献 【1 】钟伦燕主编统计过程控制( s P c ) 技术原理和应用北京： 电子工业出版社2 0 0 1 【2 G B T4 0 9 1 - 2 0 0 1 E n t e r p r i s eQ u a l i t yM a n a g e m e n tS y s t e m B a s e d0 1 3S P C T e c h n o l o g y U Y i n g ( C E P R E I
18、L a b o r a t o r y ，G u a n g z h o u5 1 0 6 1 0 ) A b s t r a c t ：1 1 1 eS t a t i s t i c a lP r o c e s sC o n t r o l ( S P C ) i st h em o s tp o p u l a ra n de f f e c t i v eq u a l i t yi m p r o v e m e n tm e - t h o d D e s c r i b e st h ed e s i g n ，m a j o rf u n c t i o n a lm o d
19、 u l e s ，a n ds p e c i a la p p l i c a t i o nc a s eo ft h ee n t e r - p r i s eq u a l i t ym a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h eS P Ct e c h n o l o g y n es y s t e mc a np r o v i d ea ni n t e - g r a t e dq u a l i t ym a n a g e m e n te n v i r o n m e n t ；r e a l i z et h er
20、 e a lt i m ea u t o - m o n i t o r I th e l p st h ee n t e r - p r i s ei m p r o v et h eq u a l i t yc o n s t a n t l ya n dg a i n st h eh i s he f f i c i e n c y 卟es y s t e mi st h ep o w e r f u l t o o lf o re n t e r p r i s eq u a l i t ym a n a g e m e n t K e y w o r d s ：S t a t i s
21、 t i c a l D c e s sC o n t r o l ；F l o w c h a r t ；Q u a l i t yM a n a g e m e n t ( 上接第1 4 3 页) A p p l i c a t i o no fZ i g B e eT e c h n o l o g yi nt h eB u i l d i n gF i r e M o n i t o r i n g Q U EF a - s o n g ，C H E NH u i - m i n g，Z H A OY a - q i n ( D e p a r t m e n to fM e c h
22、a n i c a la n dE l e c t r o n i cE n g i n e e r i n g ，N a n j i n gF o r e s t r yU n i v e r s i t y ，N a n j i n g2 1 0 0 3 7 ) A b s t r a c t ：Z i g B e et e c h n o l o g yw i n sa t t e n t i o ni nt h ea r e a 8o fb u i l d i n ga u t o m a t i o na n di n t e l l i g e n tb u i l d i n g
23、 s i n c ei th a ss h o w ng r e a tp o t e n t i a li nt h ea r e a so ft h ei n d u s t r ya n dw i r e l e s ss e n s o rn e t w o r k F o r t h es h o r t c o m i n g se x i s t i n gi nt h eb u s - b a s e df w ea l a r ms y s t e m , Z i g B e et e c h n o l o g yw i l lb ea p p f i e d w h i
24、c ho v e r v i e w sZ i g B e et e c h n o l o g ya n di t sc o n d i t i o n so fa p p l i c a t i o n ，f o c u s e so nZ i g B e es y s t e m a n dt h er e a l i z a t i o no fh a r d w a r ea n ds o f t w a r eo fn e t w o r kn o d e s K e y w o r d s ：Z i g B e e ；N e t w o r kT o p o l o g y ；F i r eM o n i t o r i n g 现代计算机2 0 1 0 0 6 万方数据