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Spc統計&nbsp;-&nbsp;SPC新的發展趨勢

來源: 時間:2011-11-09 00:34 點擊:

  一、CUSUM(累積和)控制圖和EWMA(指數加權滑動平均)控制圖

  隨著SPC控制理論中常規控制圖的普遍使用,其缺點也逐漸顯現出來,其中一條就是對過程的小偏移不靈敏。而CUSUM和EWMA則可解決類似問題。

  控制圖的設計思想就是對數據的信息加以積累。CUSUM控制圖分別可用于計量性數據(正態分布),不合格品數(泊松分布變量),不和格品率(二項分布變量)。CUSUM控制圖的理論基礎是序貫分析原理中的序貫概率比檢驗,這是一種基本的序貫檢驗法。該控制圖通過對信息的累積,將過程的小偏移累加起來,達到放大的效果,提高檢測過程小偏移的靈敏度。

  2、EWMA控制圖中控制統計量同樣利用了歷史數據,且該控制圖可以對不同階段的數據取不同的權重,距今越近的數據權重越大,距今越遠,數據權重越小。EWMA控制圖設計的本質就是尋找最優參數(λ,K)組合的過程,所依據的原則是:對給定的穩態ARL(0),使過程出現設定偏移量的偏移時具有最小失控ARL。

  二、穩健設計技術

  產品/工藝過程的穩健設計方法和技術開發階段的穩健技術開發方法統稱為穩健設計技術。它是開發高質量低成本產品最有效的方法。在實際生產中噪聲因素(原材料的微小變化、操作人員水平的差異、機器設備的微笑波動等)的存在,由此產生的波動也不可避免?quot;永無止境地減少波動,使產品、工藝過程、技術功能對各種噪聲因素不敏感,向著波動為零的目標不斷邁進。(即位質量工程的理論支柱-波動理論)。而如果采用源頭治理的辦法,利用穩健技術設計尋找可控因素的一組水平組合,使產品/工藝過程性能或技術功能的輸出質量特性圍繞設計目標值的波動盡可能減少。

  基本功能的性能穩健取決于兩點:一是輸出質量特性本身的波動小;二是該質量特性應盡可能接近設計目標值。而S/N該度量指標可以比較準確反映這兩個目標。

  穩健技術開發的實現過程:

  1、進行初始設計并確認理想功能

  2、識別可控因素和噪聲因素

  3、實施一步優化,即優化系統的穩健性

  4、實施二步優化,確定對靈敏度影響顯著的可調因素

  三、質量機能展開(QFD)(又名質量屋)

  質量功能展開是一項強有力的綜合策劃技術,尤其適用于大型產品(如飛機、汽車和大型設備)。它是一個總體的概念,提供一種將顧客的需求轉化為對應于產品開發和生產的每一階段(即:市場戰略、策劃、產品設計與工程設計、原形生產、生產工藝開發、生產和銷售)的適當的技術要求的途徑。它是一種旨在開發設計階段就對產品適用性實施全過程、全方位質量保證的系統方法。它從市場要求的情報出發,將其轉化為設計語言,既而縱向經過部件、零件展開至工序展開;橫向進行質量展開、技術展開、成本展開的可靠性展開。形式上以大量的系統展開表和矩陣圖為特征,盡量將生產中可能出現的問題提前揭示,以達到多元設計、多元改善和多元保證的目的。

  質量機能展開的目的:從全面質量管理的視角出發,質量要素中包括理化特性和外觀要素、機械要素、人的要素、時間要素、經濟要素、生產要素和市場及環境要素。將這些要素組合成一個有機的系統,并明確產品從設計開發到最終報廢的全過程中各步驟的質量機能,并使各質量機能得以切實完成。

  質量展開

  質量機能展開的基本構成(如下圖)技術展開

  綜合的質量展開可靠性展開質量功能展開

  質量機能展開成本展開

  狹義的質量展開質量職能展開

  最常用的質量功能展開的文件有:

  1、顧客要求策劃矩陣

  2、設計矩陣

  3、最終產品特性展開矩陣

  4、生產/采購矩陣

  5、過程計劃和質量控制表

  6、作業指導書

  四、并行工程(CE),又成為同步工程

  現代企業面臨的主要課題是如何作好創新,但創新又面臨著兩個風險:市場不確定性和技術不確定性。市場因顧客需要的變化和技術進步引起的競爭態勢的變化,要求產品壽命周期縮短和更新換代速度加快;技術上則由于產品結構的復雜化和新原理的采用,延長了開發周期。而并行工程則為企業如何以盡可能短的開發周期推出顧客與社會需要的產品提供了解決思想和方法。

  并行工程的定義:它是對產品及制造和輔助過程實施并行、一體化設計、促使開發者始終考慮從概念形成直到用后處置的產品整個生命周期內的所有因素(包括質量、成本、進度和使用要求)的一種系統方法。

  實施并行工程的關鍵:如何促進職能之間的溝通是實施并行工程的關鍵,而組織和架構又是影響職能溝通的主要因素之一。按照項目管理特點建立多功能跨部門科學小組,成立矩陣組織就變得非常重要。

  并行工程中普遍采用質量工程技術(如QFD、田口法、FMEA等)和計算機技術(如CAX系列)。

  并行工程的成功推行方法:

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

  2、隨著過程的不斷進展,從其他后續職能如開發、測試、顧客等等獲取的信息將逐漸縮小其方案數。最后各自的方案都能確定并能切實得到履行。

  3、嚴格依照最終方案,并根據需要可以進行持續改進。

  五、水平比較或基準比較(BENCHMARKING)

  該方法創立于施樂公司,其基本思想為:公司內部不同部門或不同公司的相同相近過程的活動行為的比較分析,找出差距及其潛在的原因,以期達到或超過當前同類最好的實踐。

  水平比較的思想可以想到孫子兵法中的’知己知彼’

  BENCHMARKING是一個系統和連續的測量過程,這個過程就是要針對世界范圍內的領先企業和具體的領先過程進行連續不斷的測量和比較,以獲得幫助公司采取改進行動的有效信息。

  水平比較可分為:內部水平、競爭性水平、功能性水平、一般性水平比較。

  水平比較的內容:質量、生產率和時間(生產率和時間反映了成本問題)。

  六、失效模式及后果分析(FMEA)

  失效模式及后果分析被應用于產品設計和過程開發。它是一個重要的分析工具,有助于防止代價高的失效。它為設計小組提供了一個預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,這些活動旨在:

  1、認識并評價一產品/過程潛在的失效及其后果機會的措施。

  2、確定可消除或減少出現這些潛在失效的機會的措施。

  3、將過程文件化

  這對正確確定如何滿足顧客需求的設計過程是必不可少的。

  FMEA包括(設計)DFMEA和(過程)PFMEA

  設計FMEA應從列出設計希望做什么以及不希望做什么開始,既設計意圖。應將通過QFD、車輛要求文件、已知的產品要求和/或制造/裝配要求等確定的顧客需求綜合起來。期望的特性的定義越明確,就越容易識別潛在的失效模式,采取糾正措施。

  過程FMEA應從整個過程的流程圖/風險評估開始。流程圖應確定與每個工序有關的產品/過程特性參數。如果可能的話,還應根據相應的設計FMEA確定某些產品影響后果。

  七、制造設計(DFM)和裝配設計(DFA)

  為優化設計功能、可制造性、易于裝配之間關系所設計的同步工程過程。因為人們常常忽略對產品裝配、產品的制造或者組成產品的部件的設計考慮。所以它顯得尤為重要。

  最主要的是要增進對工藝變量與產品結果之間的關系的理解。在此基礎上,設計者再在技術規范中確定必須在制造過程中加以控制的產品特性(及其限制),以實現其使用要求。這將有利于:

  1、改進產品的投產

  2、改進現有制造過程的能力

  3、提供可用于主管和工人培訓的信息。

  它通常由一個橫向職能小組來應用。可以防止設計工程師設計超出或裝配技術或產量能力的制造或裝配步驟。小組通常有其他領域(可靠性、可維修性和可制造性)的專家和顧客參與,以解決設計人員知識不足或未領悟某一重要的設計特性。

  八、實驗設計(DOE),典型如田口方法

  一種用于控制過程輸入以便更好地理解對過程輸出影響的試驗技術。一項設計的試驗是一個試驗或試驗序列,試驗中根據描述的設計矩陣體系化地改變潛在影響過程的變量。所關注的反應在以下幾種情況下評價:1)在試驗的變量中,確定顯著影響的變量;2)把變量等級所代表的整個范圍的影響定量;3)對過程中起作用的原因的性質獲得較好的理解;4)比較影響和相互作用。試驗設計的代表性方法包括傳統方法和田口方法

  田口方法:其目的是通過設計保證質量,它通過確定和控制造成過程/產品質量出現偏差的關鍵變量(或噪音)來達到目的。其整個概念可描述為以下兩個基本點:

  1、應該用相對于規定的目標值的偏差來衡量質量,而不應該由是否滿足預先設定的公差限度來衡量質量。

  2、質量不能靠檢驗和返工來保證,必須通過適當的過程和產品設計來實現。

  通過對一個系統的適當設計,過程可以達到對變化不敏感,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,將設計循環分成三個階段:系統設計、參數設計和公差設計。

  九、有限元分析(FEA)

  它對復雜的幾何領域的物理關系提供了數學的解決方案。這種方法經常用于具有復雜的集合特性的設計的結構分析。

  被分析的部分要分許多個小的區域,這些區域被成為’有限元’。每一個元內的物理特性都有準確的數學術語予以解釋。所有元的特性匯集在一起產生一個大型的矩陣,矩陣的解為所關心的變量的量,例如,因最大負荷造成的變形。其他的量,如應力等,也要計算出來。

  市場上有分析軟件以供使用。

  十、限制理論

  一種用來幫助組織增加(改變努力)的積極影響的制造思想。它透過確定和說明那些阻礙有關預定目標實現(即限制)的問題(頻繁出現的方針問題或’舊的方?quot;,并非機器或人力的障礙),使其集中于持續改進

  十一、運動/人機工程學分析(IE內容)

  通過對過程設計的評估,以確保與人的能力兼容。運動分析是指與完成任務(如升、扭、延伸)有關的人的能力,以防止或減輕應變、應力、過度疲勞等問題。有關影響因素包括工人的人體尺寸、設計產品的布置、按扭/開關的位置,加在工人身上的負荷,及諸如噪音、振動、照明和空間等方面的環境影響。

  十二、幾何尺寸與公差(GD&T)

  國際上所接受的、在技術圖紙上標注的、涵該所有的有關工業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、表面粗糙度、表面波度、表面缺陷、邊緣等),及相關的驗證規則,測量儀器及其校準。

  簡而言之,它是確定某一產品(工件)微觀和宏觀幾何條件的所有的要求以及與之相關聯的驗證及相應的測量儀器的校準的有關要求。

  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、表面構造、形狀、方向、位置等。

  l它是這一幾何特性在生產上所允許的偏差限度。

  十三、價值分析和價值工程(VA與VE)

  采用多種技術來正確地分析某一產品的功能,往往能夠改進產品的性能,降低成本,因為這樣可以找到并應用其它的代用材料生產方法。這種功能評價的過程叫做價值分析。美國則將應用價值分析過程以降低設計成本稱之為價值工程。

  十四、實體模型

  尚不很成熟,是用三維仿真模型軟件來進行一些復雜形狀和陰影圖象的定義和處理。

  十五、計算機輔助設計(CAD)和計算機輔助工程(CAE)

  它們可以將產品的具體要求轉化為最終的實物產品。它可以使設計者考慮許多不同的設計方案,并大大縮短工作時間。現在常被用于以下領域:

  1、可靠性:為改進的低溫進行可靠性而進行的設備的熱工設計

  2、可維修性:工件位置,可達距離及其它與設計相關的人體需要圖解

  3、可試驗性:將試驗策劃考慮在設計過程中的總體試驗要求的分析。

  十六、可靠性工程計劃

  一個成功的可靠性項目應該采取的第一個步驟是制定一個可靠性項目計劃。

  從設計階段開始的可靠性工程從根本上說是關于執行某一特定的功能的不同的方案強化研究以及實現可預期的最佳可靠性的途徑選擇過程。最可靠的系統往往需要在成本和重量方面妥協。通常一個可靠性項目要具備三個必要條件:

    

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