第2节
过程控制系统
一个过程控制系统可以称为一个反馈系统。SPC(SPC)是一类反馈系统,但也存在不是统计性的反馈系统。下面讨论这个系统的四个重要的基本原理。
1. 过 程
所谓过程指地是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、输入材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合(见图1)。过程的性能取决于供方和顾客之间的沟通,过程设计及实施的方式,以及动作和管理的方式等。过程控制系统的其他部分只有它们在帮助整个系统保持良好的水平或提高整个过程的性能时才有用。
2. 有关性能的信息
通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息。但是与性能有关的最有用的信息还是以研究过程本质以及其内在的变化性中得到的。过程特性(如温度、循环时间、进给速率、缺勤、周转时间、延迟以中止的次数等)然后我们关心的重点。我们要确定这些特性的目标值,从而使过程操作的生产率最高,然后我们要监测我们与目标值的距离是远还是近,如果得到信息并且正确地解释,就可以确定过程是在正常或非正常的方式下运行。若有必要可采取适当的措施来校正过程或刚产生的输出。若需要采取措施,就必须及时和准确,否则收集信息的努力就白费了。
3. 对过程采取措施
通常,对重要的特性(过程或输出)采取措施从而避免它们偏离目标值太远是很经济的。这样能保持过程的稳定性并保持过程输出的变差在可接受的界限之内。采取的措施包括变化操作(例如:操作员培训、变换输入材料等),或者改变过程本身更基本的因素(例如:设备需要修复、人的交流和关系如何,或整个过程的设计——也许应改变车间的温度或湿度)。应监测采取措施后的效果,如有必要还应进一步分析并采取措施。
4. 对输出采取措施
如果仅限于对输出检测并纠正不符合规范的产品,而没有分析过程中的根本原因,常常是不经济的。不幸的是如果目前的输出不能满足顾客的要求,可能有必要将所有的产品进行分类报废不合格品或返工。这种状态必然持续到对过程采取必要的校正措施并验证,或持续到产品更改为止。
很显然,仅对输出进行检验并随之采取措施不是一种有效的过程管理方法。仅对输出采取措施只可作为不稳定或没有能力的过程的临时措施(见第5节)。因此,下面的讨论的重点将放在过程信息收集和分析上,以便对过程本身采取纠正措施。
每件产品的尺寸与别的都不同
图2 变差:普通及特殊原因
第3节
变差的普通及特殊原因
为了有效地使用过程控制测量数据,理解变差的概念是很重要的,见图2所示。
没有两件产品或特性是完全相同的,因为任何过程都存在许多引起变差的原因。产品间的差距也许很大,也许小得无法测量,但这些差距总是存在。例如一个机加式轴的直径易于受生由于机器(间隙、轴承磨损)、刀具(强度、磨损率)、材料(直径、硬度)、操作人员(进给速率、对中准确度)、维修(润滑、易损零件的更换)及环境(温度、动力供应是否完成(项目)不同的阶段,他们所用设备的可靠性,票据本身的准确性及易读性,所遵守的规程及办公室中其他工作量的不同而不同。
过程中有些变差造成短期的、零件间的差异——例如机器及其固定装置间的游隙和间隙,或记帐人员工作的准确性等。另外一些变差的原因仅经常较长的时期后对输出造成影响,例如随差刀具或机器的逐渐磨损,或是规程发生有规则的变化,或是诸如动力不稳定等不规则的环境变化。这样,测量的周期以及测量是时的条件将会影响存在的变差的总量。
从最低要求的角度来看,总是将变差问题简单化。位于规定的公差的范围的零件是可接受的,超出规定公差范围之外的零件是不可接受的;按时完成报告是可接受的,迟缓的报告是不能接受的。然而,在管理任何一个过程减少变差时,都必须追究造成的原因。首先是区分普通原因和特殊原因。
虽然单个的测量值可能全都不同,但形成一组后它们趋于形成一个可以描述成一个分布的图形(见图2),这个分布按下列特性区别:
? 位置(典型值);
? 分布宽度(从最小值至最大值之间的距离);
? 形状(变压器差的模式——是否对称、偏斜等)。
普通原因指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因,我们称之为:“处于统计控制状态”、“受统计控制”,或有时简称“受控”。普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因。只有变差的普通原因存在且不改变时,过程的输出才是可以预测的。
特殊原因(通常也叫查明原因)指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因,即当它们出现时将造成(整个)过程的分布改变。除非所有的特殊原因都被查出来并且采取了措施,否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统内存在变差的特殊原因,随着时间的推移,过程的输出将不稳定。
由于特殊原因造成的过程分布的改变有些有害,有些有利。有害时应识别出来并消除它。有利时可识别出来并使其成为过程恒定的一部分。对于一些成熟的过程(例如经过几次不断改进的循环后的过程),顾客可能给予特许让一贯出现特殊原因的过程进行下去,这样的特许通常要求过程控制计划能确保答顾客的要求并且保证过程不受别的特殊原因的影响。(见第5节)
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