淺談SPC的應(yīng)用

龍雄 袁萬達(dá) 閆翔 王瑞平

摘 要：20世紀(jì)50年代，二戰(zhàn)后的日本將SPC運(yùn)用于生產(chǎn)，經(jīng)過將近30年的努力，日本躍居世界質(zhì)量與生產(chǎn)率的領(lǐng)先地位。20世紀(jì)90年代，美國(guó)汽車工業(yè)大規(guī)模推行SPC，如福特、通用，經(jīng)過發(fā)展成為了世界著名的汽車制造商。^[2]為了對(duì)標(biāo)前進(jìn)汽車企業(yè)，SPC的應(yīng)用愈來愈多地被廣大的汽車制造廠所接受并運(yùn)用。有的推行成果顯著，但是也有的造成資源巨大浪費(fèi)，歸咎其原因還是在于對(duì)SPC認(rèn)識(shí)不足，對(duì)SPC運(yùn)用存在一定的誤區(qū)。文章對(duì)SPC的定義，實(shí)施過程存在的誤區(qū)及具體的實(shí)施步驟作出了闡述。

關(guān)鍵詞：SPC;制造過程;控制圖;品質(zhì)管控

中圖分類號(hào)：U462? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 文章編號(hào)：1671-7988（2019）04-198-04

1 SPC的定義

隨著汽車制造業(yè)的不斷發(fā)展，SPC的運(yùn)用已變成了各大汽車制造商討論的話題：SPC是什么？如何實(shí)施SPC？對(duì)我們生產(chǎn)過程到底有多大幫助？SPC即英文“Statistical Process Control”的縮寫，簡(jiǎn)稱統(tǒng)計(jì)過程控制。SPC主要是用統(tǒng)計(jì)分析技術(shù)對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)的普通原因與特殊原因，從而提前作出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時(shí)采取措施，消除異常波動(dòng)，使生產(chǎn)回歸統(tǒng)計(jì)過程控制（回歸穩(wěn)定狀態(tài)），不斷提升制造過程能力的一種監(jiān)控與改進(jìn)的工具。^[1]

2 SPC存在的誤區(qū)

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，由于生產(chǎn)管理人員對(duì)SPC的理解與應(yīng)用的經(jīng)驗(yàn)不足，往往會(huì)在SPC運(yùn)用時(shí)出現(xiàn)下述的誤區(qū)。

2.1 誤區(qū)一：沒有找到正確的控制點(diǎn)

1）所有的過程參數(shù)都需要進(jìn)行控制？

2）防錯(cuò)、全檢的是否需要進(jìn)行控制？

許多企業(yè)生產(chǎn)管理人員不知道那些參數(shù)進(jìn)行SPC控制，花費(fèi)大量的時(shí)間與人力在不必要的點(diǎn)上進(jìn)行控制。熟不知SPC主要應(yīng)用于重點(diǎn)的尺寸S/A/B類（特殊特性），通常應(yīng)用FMEA等方法，開發(fā)重要的控制點(diǎn)，嚴(yán)重度為8以上的點(diǎn)，都是考慮的對(duì)象，控制計(jì)劃應(yīng)明確過程能力、控制圖選用種類等。當(dāng)然，重點(diǎn)關(guān)注客戶要求，如客戶要求的都應(yīng)重點(diǎn)監(jiān)控。

2.2 誤區(qū)二：設(shè)備加工能力CM/CMK、測(cè)量系統(tǒng)未進(jìn)行能力分析，便應(yīng)用SPC進(jìn)行控制

目前大多數(shù)企業(yè)設(shè)備CM/CMK無法滿足生產(chǎn)要求便進(jìn)行SPC管控，其實(shí)SPC管控的前提是要求CM/CMK要達(dá)到相應(yīng)要求，才能應(yīng)用SPC控制圖進(jìn)行控制。量檢具是SPC統(tǒng)計(jì)過程分析重要的數(shù)據(jù)采集工具，只有保證測(cè)量工具有效的前提下，才能保證我們的數(shù)據(jù)真實(shí)性，才能給后續(xù)SPC分析帶來有力的依據(jù)。

2.3 誤區(qū)三：只要有控制圖（只有趨勢(shì)未進(jìn)行事件記錄）、定期算CP/CPK就是進(jìn)行SPC管控

1）影響過程因素：F（因素）=f（人）+f（機(jī)）+f（料）+f（法）+f（環(huán)）+f（測(cè)）?？刂茍D所反應(yīng)的是“過程”的變化，影響我們過程因素5M1E中，盡量將可能避免影響的因素規(guī)避，這樣才能更加方便后續(xù)SPC異常因素的分析及改進(jìn)，所以一旦發(fā)現(xiàn)有異常，應(yīng)記錄在控制圖上。

2）CP/CPK是在SPC中計(jì)算制造過程能力的重要指標(biāo)，所以定期算PP/PPK（CP/CPK）是必要的，但是CP/CPK是否有定期回顧？是否被活用？是否作為依據(jù)分派給不同生產(chǎn)線生產(chǎn)？這些都是值得深思的。

2.4 誤區(qū)四：沒有解析生產(chǎn)過程，直接進(jìn)行控制

控制圖的應(yīng)用應(yīng)分為兩個(gè)步驟：解析與控制。在進(jìn)行過程控制之前，一定要進(jìn)行解析，確定過程是否穩(wěn)定進(jìn)而了解是否是可控、可預(yù)測(cè)的。在完成過程解析后，如果我們認(rèn)為過程是穩(wěn)定才計(jì)算過程能力，就進(jìn)行控制。如果過程能力不充分，這便需要改進(jìn)過程，待過程穩(wěn)定后再進(jìn)入維護(hù)狀態(tài)。

2.5 誤區(qū)五：控制圖是品管的事情

SPC推行成功的必要條件，是全員培訓(xùn)。每個(gè)人員都要了解變差、普通原因、特殊原因的觀念，與過程有關(guān)的人員，都要能看懂控制圖，明確其含義。

3 SPC關(guān)重點(diǎn)：制程

傳統(tǒng)思想-門柱思想：在規(guī)范界限之內(nèi)的零件都是同等的好，所有在規(guī)范界限之外的零件都是同等的壞。所以有了事后預(yù)防：從抽檢到全檢的質(zhì)量控制，但是這樣效率低下，同時(shí)也造成巨大的成本浪費(fèi)。SPC思想：基于概率論，任何數(shù)據(jù)當(dāng)數(shù)量足夠龐大都符合中心極限定理，符合正太分布。在SPC思想上，則希望將努力的方向放在加工過程中來，提前預(yù)防（前置控制），因?yàn)樵斐少|(zhì)量波動(dòng)的根本原因是在加工過程中，而產(chǎn)品一致性的好壞才是決定產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵。^[2]

4 SPC實(shí)施步驟

通過上述對(duì)SPC定義及應(yīng)用存在的誤區(qū)進(jìn)一步了解后，SPC正確的作法也就自然而然的有一定印象了解了。結(jié)合實(shí)際運(yùn)用經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)以下幾個(gè)步驟：

步驟一：成立SPC項(xiàng)目組

管理者應(yīng)該認(rèn)識(shí)到，SPC的推行不是某個(gè)品質(zhì)管理人員可以推動(dòng)的，而是需要調(diào)動(dòng)生產(chǎn)廠的有利資源加以推動(dòng)，所以成立SPC項(xiàng)目組是十分必要的。項(xiàng)目組成員需包括質(zhì)量廠長(zhǎng)、各部門負(fù)責(zé)人員，“為SPC運(yùn)行出謀劃策、保駕護(hù)航”。

步驟二：制定SPC管控清單

一個(gè)企業(yè)資源是有效的，推行SPC首先需要明確哪些要素是要進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)控的，所以制定有SPC管控清單是十分必須的，這樣才能將有效的資源充分，以下是SPC管控清單制定的依據(jù)：

1）產(chǎn)品圖紙S/A/B類特性尺寸;

2）客戶要求控制的尺寸;

3）生產(chǎn)過程經(jīng)常性無法保證的尺寸;

4）其它尺寸

步驟三：確定用何種控制圖進(jìn)行過程監(jiān)控

SPC的控制圖種類較多，有常規(guī)控制圖（休哈特控制圖又稱過程流控制圖）、預(yù)控制圖、彩虹圖等（又稱公差流控制圖），如果控制圖前期不規(guī)劃好選擇哪種，后期會(huì)造成不必要的成本浪費(fèi)。如I-MR控制圖適用于均勻性材料或是測(cè)量成本很高的情況，但是對(duì)于正態(tài)性非常敏感。Xbar-R控制圖靈敏度比I-MR控制圖高，并且對(duì)于數(shù)據(jù)正態(tài)性不敏感，適用于絕大多數(shù)的過程控制圖。預(yù)控制圖與彩虹圖是一個(gè)判斷符合性的工具，使用簡(jiǎn)單，可以給使用者提供零件符合設(shè)計(jì)要求的信心，但是不能監(jiān)控過程的穩(wěn)定性。一般根據(jù)設(shè)備加工能力指數(shù)CMK來決定選取合適的控制圖。

步驟四：制定合理的抽樣頻次

合理的子組原則：1）子組內(nèi)差異只有偶然因素（偶然波動(dòng)）。2）子組間差異主要是異常因素（異常波動(dòng)）。子組內(nèi)的數(shù)據(jù)盡可能的短時(shí)間內(nèi)抽取，避免異常因素進(jìn)入子組內(nèi)。如果前期已經(jīng)驗(yàn)證設(shè)備能力Cmk滿足要求，那么SOP階段或以后，抽樣頻次（不一定是采用控制圖的特性，其它特性也可借鑒）可以圍繞Cmk樣本數(shù)量進(jìn)行適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展。建議選擇Cmk樣本數(shù)量的n倍（n建議取2～5，Cmk越大，n可以適當(dāng)大一些），反算這些產(chǎn)品的加工時(shí)間，對(duì)時(shí)間取整后作為抽樣間隔。

例如：對(duì)于某關(guān)鍵特性，根據(jù)Cmk抽樣數(shù)的3倍（150件）計(jì)算得到生產(chǎn)時(shí)間約2個(gè)小時(shí)左右。同時(shí)，跟蹤得到刀具加工壽命定額為500件。則合理的（組合）抽樣頻次為：每班首件+換刀首末件+1件/2小時(shí)。

步驟五：設(shè)定合理的控制線

一般來說SPC基于正太分布選取均值加減3σ，為了方便計(jì)算我們可以根據(jù)我們選擇的控制圖再根據(jù)SPC常數(shù)表來計(jì)算控制線，以下具體從Xbar-R進(jìn)行舉例講解：

步驟六：合理的判異準(zhǔn)則

結(jié)合以上步驟基本可以進(jìn)行監(jiān)控，但是什么情況下該進(jìn)行調(diào)整？很多SPC資料里面介紹了八大判異準(zhǔn)則，但是“八大判異準(zhǔn)則”要根據(jù)選擇的控制圖進(jìn)行選擇，并且要結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況而定。如公差流控制的彩虹圖，基本就是單值圖，反應(yīng)實(shí)時(shí)的檢測(cè)數(shù)據(jù)波動(dòng)。那么此種最好選擇點(diǎn)超控制線，而不適用于“基于正太分布概率論的點(diǎn)落在n*σ內(nèi)外”來判異了。建議選擇點(diǎn)超控制線，?同時(shí)也是企業(yè)治理系統(tǒng)的源源動(dòng)力所在。如果沒有標(biāo)準(zhǔn)化，那么企業(yè)也就會(huì)停滯不前甚至下滑。所以，在管理實(shí)踐中，企業(yè)要對(duì)已證明有效的方法策略進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，將其制定成為具體的工作標(biāo)準(zhǔn)，并在后期的工作中去積極的執(zhí)行和推廣。

4.2 注重問題總結(jié)，妥善處理遺留問題

在一個(gè)PDCA循環(huán)中，不可能一次性解決所有問題，其中也必定會(huì)涉及到一些遺留問題，而這些遺留問題也將自動(dòng)進(jìn)入到下一個(gè)PDCA循環(huán)，由此反反復(fù)復(fù)螺旋上升。所以，在管理實(shí)踐中，特別是要加強(qiáng)對(duì)解決方案效果不顯著的問題的總結(jié)，以此為接下來PDCA循環(huán)提供可靠的參考依據(jù)。

5 總結(jié)

質(zhì)量是設(shè)計(jì)出來的，作為研發(fā)部門，質(zhì)量管理尤為重要。

公司應(yīng)根據(jù)自身情況，培養(yǎng)既懂研發(fā)也懂質(zhì)量管理的人員，并保證有效的監(jiān)管執(zhí)行，將質(zhì)量管理學(xué)中通用模型PDCA充分并合理應(yīng)用到汽車研發(fā)當(dāng)中去，早期的暴露汽車研發(fā)過程的質(zhì)量問題，并運(yùn)用PDCA的循環(huán)特點(diǎn)，不斷地提升汽車研發(fā)質(zhì)量，最大程度的保障研發(fā)產(chǎn)品的質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)

[1] 馬林.全面質(zhì)量管理[M].中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2006年.

[2] 慶瑞，陳重.企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理基本規(guī)律與模式[M]杭州;浙江大學(xué)出版社，2001.

[3] 童朝暉.PDCA循環(huán)理論在X公司質(zhì)量管理中的應(yīng)用研究[D].華東理工大學(xué)，2015.