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1、第一节 现代质量观与质量工程 第二节 质量体系与质量改进 第三节 自动检测原理与方法 第四节 切削过程监控原理,第七章 质量工程、质量改进与自动检测/监控基础,第一节 现代质量观与质量工程,一、质量 二、质量工程,一、质量,1.质量的观念 2.TCS与质量评价 3.朱兰的质量规划流程,1.质量的观念,图7-1 现代质量的定义,2.TCS与质量评价,美国消费事务委员会(TARP)在20世纪90年代的调查证明： (1)一位顾客满意会影响5个潜在顾客可能购买你的东西。 (2)在不满意的顾客中只有4%的人投诉，96%的人不作任何投诉；而在不投诉的不满意顾客中有25%是有严重不满的。 (3)一个不满意的
2、顾客会把他的不满告诉1020个人，受其影响他(她)们可能不会光顾公司，或抱着不满的情绪而来。 我国小天鹅公司的调查说明： (1)一个顾客满意将影响8个潜在顾客，且其中至少有一位新顾客购买你的东西。 (2)一个顾客不满意，将会向25位潜在顾客发泄不满。 (3)保住一位老顾客的成本只有开拓一位新顾客的成本的1/6。,例7-1 某位商场的员工讲：“我们公司每月才听到/收到35件投诉，所以我们的商品质量和服务不存在问题”。你对这一说法如何看?若该商场月平均顾客10000人，该市的平均投诉率为2.5。,3.朱兰的质量规划流程,(1)质量规划。 (2)质量控制。 (3)质量改进。,3.朱兰的质量规划流程,
3、图7-2 朱兰三部曲(参考Juran，1988改进),朱兰的质量规划流程,质量规划：需求分析，产品成熟度分析，过程分析和质量控制的配置 质量控制：在制造过程中对产品过程质量的控制 不良的质量：质量成本占运作预算费用的20%以上 质量改进：改进产品质量与服务质量不能满足顾客要求的功能、性能 与质量方面的问题，压缩单位产品的原材料成本和劳动成 本，提高设备的过程能力，降低制造时间，并通过激励机 制发挥授权质量小组的创新改进积极性与主动性。辨识引 起质量劣化的不能接受变量，并通过调整产品的设计、 制造过程或流程、操作与相关工夹量辅具等，使不良的质 量成本压缩到20%一下。,(2)质量控制,它是在制造
4、过程中对产品过程质量的控制。一般讲，不良(差)的质量指的是其质量成本占运作预算费用的20或20以上。因此，一旦质量成本20运作预算费用时，应该立即转入下一个阶段质量改进阶段，停止执行开始的质量控制方案。,它包括：辨识引起质量劣化的不能接受变量，并通过调整产品的设计、制造过程(如制造过程能力Cpk的调整)与/或流程、操作与相关工夹量辅具等，使不良的质量成本压缩到20以下。朱兰三部曲的实施是一个螺旋上升的连续过程。 同时，朱兰还提出图7-3所示的质量规划流程。,(3)质量改进,图7-3 质量的规划流程(参考Juran，1988),二、质量工程,1.质量工程的概念 2.质量陷阱和质量改进的步骤 3.
5、质量设计 4.统计过程控制(SPC)基础,1.质量工程的概念,(1)试验设计。 (2)损失函数。 (3)鲁棒性。 (4)质量工程活动。 (5)质量工程的程序。,1.质量工程的概念,在学习和应用美国统计过程控制(SPC)和E.Deming的“Deming循环PDCA计划(plan)、实施(do)、检验(check)和活动(action)”的基础上，1981年K.Ishikawa提出全面质量控制(TQC)的概念和理论，奠定了现代质量控制的基础，成为各国学习和发展经济的重要工具。1985年，日本质量工程专家田口玄一提出了三次设计法、质量损失与损失函数、离线与在线控制、鲁棒性设计等质量工程的理论与方法
6、，在20世纪80年代末到90年代初形成“田口法”，受到工业界重视。田口认为，质量工程是指从工程的观点对产品的质量进行控制。,(1)试验设计,这是田口教授于80年代导入的一种工程方法，它要求：对于环境条件来讲，产品或过程的设计是鲁棒的(robust，又译稳健的)；产品的设计与开发对零部件的变化(变差)是鲁棒的；变差(变异)对目标值的变化是最小的。要做到这些目标，田口建议实施三项质量工程活动，即三次(段)设计系统设计、参数设计和容差设计。,(2)损失函数,根据可获利性，田口开发了表达质量变动引起的利益对目标值的偏差的二次函数模型 L(y)k(ym)2 (7-1) 式中，L(y)为产品输出特性值y引
7、起的质量损失；k为比例常数，当ym时，L(y)L(m)0，kL(m)/2！L(m)/2；m为产品功能特性的目标值。 若设产品的功能特性值y与目标值m的偏差为 ym (7-2) 由于造成的质量损失为A，则有 Ak2 (7-3) 与 kA/2 (7-4),例7-2 若某一产品的某个质量特性服从正态分布，且采用双向对称容(公)差，已知容差ym2m，由于造成的损失A为16元。在现场测得一件产品的偏离11.5m，求1造成的质量损失L(y1)。 解： 质量损失函数是度量质量缺陷造成的社会损失的一种测度指标,(3)鲁棒性,鲁棒性涉及产品和制造过程两方面，它被定义为产品或过程一贯实现目标值的能力，且对于难于控
8、制的因素相对不灵敏。从产品的角度，也可以进一步把鲁棒性定义为使产品对不可控的作业/运作干扰引起的变化影响达到最小的能力。从过程的角度，使过程对不可控的运动干扰引起的影响达到最低而经常获得优质产品的能力。,(4)质量工程活动,质量工程把关于质量的活动分成离线控制和在线控制两类，并从设计、生产(制造过程)、质量形成阶段和内外部干扰影响(噪声)以及可控与不可控角度，对质量工程活动及其特征进行分类，其结果如表7-1所示。 产品设计中的质量工程：在产品设计阶段考虑影响产品质量指标特性的各种变化因素，包括制造产品过程的全部变化因素 并行工程方法、性能设计和虚拟现实制造或仿真技术改善产品的设计质量 制造过程
9、中的质量工程：在产品设计阶段完成后再次利用三次设计法对过程进行设计 离线质量控制、在线质量控制 服务中的质量工程：在产品售出后对用户正确使用和维护产品的指导与咨询，更换有缺陷或故障的产品，对用户使用产品的维修和补偿因产品的故障造成的用户损失等一系列为用户服务的活动。,表7-1 质量工程活动及其特征,寿命期内不可控 ；* 寿命期可控；+ 寿命期内不完全可控,(5)质量工程的程序,1)系统设计。 系统设计是指进行产品寿命期各阶段的设计。按照田口法，它与传统的产品设计的差别只是是否考虑产品全寿命期各阶段。 2)参数设计。 它选取能使产品功能特性具有鲁棒性的可控设计参数。 3)容差设计。 容差设计利用
10、正交试验设计，减少实现上述两阶段设计规定的功能特性的变化。,2.质量陷阱和质量改进的步骤,在整个20世纪，制造业虽在质量问题上绞尽了脑汁，但错误屡屡发生。在90年代末，G.M.Smith等人总结了企业应避免的质量的陷阱有： (1)追求立杆见影。 (2)没有管理者承诺和保证自发地改进质量。 (3)缺乏长期规划。 (4)有局限地应用SPC。 (5)过度地依赖计算机化的质量控制，忘记了人的因素，不注意发挥多专业交叉的过程质量控制小组的作用。 (6)不研究市场。 (7)缺乏实施质量过程控制的基金。 (8)低估人及其知识与技艺的作用。 (9)缺乏数理统计专家和咨询顾问的帮助。 (10)不包括供应商。,2
11、.质量陷阱和质量改进的步骤,Crosby在1984年提出了质量改进的14步程序： (1)管理者对质量改进任务的承诺。 (2)组成质量改进小组。 (3)测量过程。 (4)计算质量成本，求出差错总耗费(PONC)，寻找PONC高的根源。 (5)建立质量意识。 (6)利用SPC和问题求解技术辨识问题，找出产生原因，并进行修正并消除之。 (7)拟制零缺陷规划。 (8)开展员工培训。 (9)开展零缺陷日活动。 (10)选定阶段主攻目标。,2.质量陷阱和质量改进的步骤,(11)及时排除差错。 (12)识别优秀的质量过程工作。 (13)成立质量委员会，使专业质量人员相互学习与沟通。 (14)重复(1)(13
12、)步，持续改进。,3.质量设计,要获得高质量的产品，首先要抓质量的设计。在质量设计中，第一步是转变质量观念：树立质量评定最终标准，是TCS；要使顾客、潜在顾客和受益者都满意；树立全寿命、全过程的观念(全寿命观念是指要从保证产品寿命期各阶段的损失最小，能正确、可靠和符合设计要求地发挥产品功能的角度考虑并行设计)。其次，保证产品使用的安全性、可靠性和功能质量。第三是把产品设计成对用户和环境友善的。,4.统计过程控制(SPC)基础,(1)对SPC的需求。 (2)SPC的目标。 (3)SPC的基础技术。 (4)通过SPC的改进。 (5)实施SPC的步骤 (6)按SPC进行思考。,(1)对SPC的需求,
13、今天和明天在产品出售和提供服务时，必须保证质量(Q)、价格(C)和交货期(T)是最佳的组合。SPC的应用成为企业/公司实现这种组合的有效工具。,(2)SPC的目标,其主要目标有：使制造成本最低，“第一次就做好它”；获取产品和服务的一致性，满足所有顾客的期望；创造不断提高质量的机会；帮助经理或顾客进行完善的决策；保证企业质量目标的实施和控制，提高企业的经济与社会效益。,(3)SPC的基础技术,它包括：过程控制图、过程能力、统计抽样、过程分析研究和图7-4所示的八种基本工具。,(4)通过SPC的改进,通过SPC可以改进输(产)出的变化，减少返修率、降低废品率、提高质量，压缩生产时间，降低成本，减少
14、各种差错，提高生产效率，削减资源消耗，提升工作和顾客满意度，增强企业竞争力，发挥企业员工的积极性与主动性。例如，EIS公司应用SPC前产品的缺陷率高达30，而应用SPC后在1万件产品检测中无一缺陷。再如，一些先进的公司，如Motorola公司可以达到百万分之三点四的不良率。,(5)实施SPC的步骤,第一步，选取最合适的过程分析与图示工具。 第二步，降低过程的明显变差(变异性)。 第三步，利用规范的能力研究进行统计试验。 第四步，制定抽样计划。 第五步，考虑作业变化对操作人员进行培训。教会他们知道什么是正确的，知道如何判定过程各阶段正确的判据，知道SPC实施中的错误做法与改进法，明确各阶段的目标
15、与职责。 第六步，一旦证明过程在统计控制中，就按第五步再实施。 图7-4 八种基本的SPC基本建模与分析工具,(5)实施SPC的步骤,图7-4 八种基本的SPC基本建模与分析工具,(6)按SPC进行思考,1)所有的工作都是相互关联的过程的一部分。 2)变异(变差)总是存在于每一个过程中。 3)85以上的问题是过程变化造成的。 4)过程决策必须建立在合适的过程数据基础上。,第二节 质量体系与质量改进,一、概述 二、建立完备的企业质量管理体系 三、质量改进对企业发展的重要意义 四、快速掌握提高企业质量水平的新技术 五、使顾客完全满意(TCS)及由此产生的质量改进工具 六、质量约束(瓶颈)管理,一、
16、概述,(1)多数产品仍属资源消耗型初级产品，资源消耗占总成本的7080(工业发达国家普遍在50以内)，产品的技术与知识含量低。 (2)在国际市场上，我国的产品缺乏强的竞争力。 (3)许多民营企业缺乏完善、可信与可依赖的质量系统(体系)。 (4)很多民营企业缺乏不断改进质量的观念与机制。,二、建立完备的企业质量管理体系,1.基础质量管理 2.ISO9000标准认证 3.质量体系管理 4.6法 5.质量标准的竞争,二、建立完备的企业质量管理体系,建立完备的企业质量管理体系 质量控制：已达到管理规定的质量要求为中心 质量保证：提高顾客满意度与可信度为核心 质量管理体系：,图7-5 企业质量管理体系,1.基础质量管理,基础质量管理是企业质量管理的基础，其目的在于建立企业整体质量管理的文化基础，其目标是：营造“人人遵守纪律、积极参与和事事符合规章”的氛围；达到尽早见实效，增强信心的目的；实现
