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1、过程方法和过程控制过程方法和过程控制张守真张守真20099自我介绍l姓名：张守真l1、山东大学研究生导师、山东大学质量研究中心研究员 l2、中国认可协会（CCAA）注册审核员面试考官l3、全国质量经理推进委员会专家委员会委员l4、全国6SIGMA推进委员会专家委员会委员（6SIGMA黑带）l5、中国质量协会学术和培训委员会委员l6、国家注册质量工程师培训教师l7、国家注册工业产品生产许可证审查员培训教师l8、国家注册工业产品生产许可证高级审查员l9、质量管理体系国家注册高级（验证）审核员l10、国家注册环境管理体系、职业安全卫生体系审核员l11、上海朱兰学院、天津质量研究中心研究员l12、中国
2、质量检验协会专家委员会委员lZ 13065046697检验策略检验策略（第九章）（第九章）张守真张守真2009学习目标学习目标n1、介绍三种可供选择的检验策略：无检验、100检验和抽样检验或验收抽样；n2、讨论三种验收抽样的方案：逐批验收抽样、连续流验收抽样和特别抽样方案；n3、讨论使用验收抽样的不足；n4、说明稳定过程中验收抽样有效性的缺失；学习目标学习目标n5、讨论和说明kp规则这种稳定过程的最佳检验策略；n6、讨论kp规则的例外；n7、讨论不稳定过程的检验策略，如轻微混乱和严重混乱；n8、讨论异常检验不稳定过程的规则。 引引 言言n本章介绍了检验初级、中间和最终产品与服务时的策略和程序，
3、共有三种检验选择：n(1)无检验；n(2)100%检验；n(3)抽样检验。n本章第一部分将重点研究抽样检验，也称为验收抽样，这是一种确定接受、拒绝或筛选产品与服务的方法。引引 言言n共讨论了三个类型的验收抽样方案：逐批验收抽样、连续流验收抽样和特别抽样方案。n本章第二部分从理论上对使用验收抽样方案进行了论证，随后讨论了kp规则，这种检验程序可以最大限度地降低检验初级、中间和最终产品与服务时的总成本。n最后，本章对上述论证提供了数学上的证据。第一节第一节检验产品和服务检验产品和服务 检验产品和服务检验产品和服务 n组织或它们的附属部门需要相关方法来降低检验初级、中间和最终产品或服务以及修理和检测
4、生产过程中产品与服务的总成本，或降低因生产中使用了瑕疵产品或服务造成的不合格产品或服务的质量损失成本。检验产品和服务检验产品和服务 n三种检验产品或服务的方法如下：n1、无检验(未经筛选直接将产品投入使用)；n2、100%检验(筛选所有产品，除去不合格品)；n3、抽样检验或验收抽样(通过筛选产品或服务的样本，然后确定对其他是否应该接受、拒绝或筛选)。n如果检验过程是破坏性的、检验的成本很高或者产品的批量很大时，那么验收抽样就是有用的方法。 第二节第二节抽样检验抽样检验 抽样检验抽样检验n抽样检验又称为验收抽样，验收抽样的目的是确定对产品或服务的处理方式：接受、拒绝或筛选。我们希望挑选一种可以实
5、现检验成本最小化的处理方法，以达到期望的质量水平，也称为可接受的质量水平(AQL)，详见第9章。图10-1列示了几种类型的验收抽样方案。方案类型方案类型接受接受/拒绝拒绝接受接受/拒绝拒绝接受接受/拒绝拒绝逐批验收抽样逐批验收抽样连续验收抽样连续验收抽样特别抽样特别抽样计量计量属性属性计量计量计数计数控制图控制图链型链型间隔批量间隔批量变量变量窄限窄限矫正矫正矫正矫正矫正矫正10.2.1 逐批验收抽样逐批验收抽样n逐批验收抽样方案主要用于产品或服务可以容易地进行分批时进行的检验，所有的逐批验收方案的理论基础是根据样本中发现的次品数量来确定接受、拒绝或筛选其他产品。n逐批验收方案可以用于计数数据
6、和变量数据，这种方案还可以分解为接受/拒绝方案或纠正方案，前者是指从一批中选出个体样本，根据对样本的分析确定接受或拒绝其他个体；后者是指对全部或部分其他个体进行筛选。10.2.1 逐批验收抽样逐批验收抽样n目前，企业中最常用的计量抽样标准是GB/T 6378、GB/T 8054、GB/T 8054计量抽样检验标准，这种方案主要用于控制计量型数据的质量特性。n计数型数据方面最常用抽样标准是GB/T 2828，这种方案用于控制计数数据的质量特性。在进行抽样检验前，要根据产品的不同质量特性选择适用的抽样检验标准。10.2.2 连续抽样检验连续抽样检验n连续抽样检验主要用于产品和服务无法分批时对其进行
7、检验，如传送带上的产品或连续生产线上的产品。只有纠正式计数抽样方案可以用于连续抽样检验。n在此类方案中，目前最常用的验收抽样标准是GB/T 8052，所有的连续抽样检验的基础都是连续合格品数i，即两个瑕疵个体之间发现的合格个体的数量。如果两个瑕疵个体之间的个体数量大于规定的数量，那么这些个体就可以接受和发货；否则的话，将进行100%检验。10.2.3 其他抽样方案其他抽样方案n除逐批抽样检验和连续抽样检验标准以外，还有一些其他的抽样检验标准，例如：周期抽样检验、跳批抽样检验、监督抽样检验等抽样检验标准。10.2.3 其他抽样方案其他抽样方案n很多教科书和课程重点研究了抽样检验方案，不过，这些方
8、案无法实现下列检验总成本的最小化，理由是抽样检验没有涉及以下两个方面的质量成本：n(1)初级和中间产品或服务以及修理和检测生产过程中产品与服务的成本；n(2)由于生产中使用了瑕疵产品或服务造成的不合格产品或服务而造成的损失。检验的选择检验的选择n这些教科书或课程所强调的是检验本身，也就是说假定检验是必须的，而对于什么情况需要检验、什么情况下不需要检验？什么情况下需要全检、什么情况下需要抽检、什么情况下需要不检没有进行讨论。n本节根据戴明的kp规则接下来将要阐述不使用验收抽样方案的理论基础。 第三节第三节验收抽样理论及其应用验收抽样理论及其应用 验收抽样的理论失效验收抽样的理论失效n要讨论验收抽
9、样的有效性缺失情况，必须考虑将接受检验的过程产出的稳定性或不稳定性，下面以一个稳定过程为例来进行说明。10.3.1稳定的过程稳定的过程n假定从一个稳定过程中抽出了包含N个独立个体的批，这个过程的残次率是1%，而这些个体中有x个次品，也就是说其他(N-x)个个体是合格的。在这里，残次品的数量呈二项分布，残次率为p，这种情况在稳定过程中尤为常见，则：nN批中所有个体的数量；nx批中残次品的数量；nN-x批中合格产品的数量；nE(x/N)=p过程中的残次率。稳定的过程稳定的过程n假定从包含N个个体的批中抽出包含n个个体的样本，此处不需要重复抽样，因为批具有有限性的特点，那么r个个体是残次的，n-r个
10、个体是合格的，则：nn样本中所有个体的数量；nr样本中残次品的数量；nn-r样本中合格品的数量；nE(r/n)=p过程的估计残次率。稳定的过程稳定的过程n从批中选出样本后创造了一个新的实体，称为批的余数或剩余部分，由(N-n)个个体组成，这样的话，(x-r)个个体是残次的，(N-n)-(x-r)个个体是合格的，则：nN-n剩余部分中个体的总数量；nx-r剩余部分中残次品的数量；n(N-n)-(x-r)剩余部分中合格品的数量；nE(x-r)/(N-n)=p过程的估计残次率。n图10-2列示了个体分组的顺序。图图10-2 从过程的批量中选择样本从过程的批量中选择样本估计无效的情况估计无效的情况n如
11、果发现样本中残次品的数量独立于或者与剩余部分中残次品的数量无关，那么根据样本中残次品数量确定对剩余部分的处置方法的抽样检验就是无效的。估计无效的情况估计无效的情况n因为对于稳定过程来说，过程的不合格品率是稳定的数值，这个数值并不随样本中的不合格品率的变化而变化，或者说无论样本中的不合格品率是多少，稳定过程的不合格品率一直就是一个确定的比例值p。n或者说，抽样检验是一个通过样本来估计总体的过程，而稳定过程的参数是已知的，没有必要通过样本对总体的参数进行估计。10.3.2 无秩序的过程无秩序的过程n假定从无秩序的或未知的过程中选出包含N个个体的批，其中x个个体是残次的，N-x个个体是合格的，过程残
12、次品率p在不同批之间是不同的（正因为不同，才需要检验），而且无法预测，则：nN批中所有个体的数量；nx批中残次品的数量；nN-x批中合格产品的数量；无秩序的过程无秩序的过程n假定从包含N个个体的批中抽出包含n个个体的样本，此处不需要重复抽样，因为批具有有限性的特点，那么r个个体是残次的，n-r个个体是合格的，则：nn样本中所有个体的数量；nr样本中残次品的数量；nn-r样本中合格品的数量；无秩序的过程无秩序的过程n样本的选择将批中产生包含(N-n)个个体的剩余部分，其中(x-r)个个体是残次的，(N-n)-(x-r)个个体是合格的，则：nN-n剩余部分中个体的总数量；nx-r剩余部分中残次品的
13、数量；n(N-n)-(x-r)剩余部分中合格品的数量；n前面的图10-2列示了本部分所讨论的个体分组的顺序。无秩序的过程无秩序的过程n我们在这里可以看到，样本中残次品的数量r与批中剩余部分中残次品的数量x-r相关联。n因此，如果p值在不同批次之间的变化很大，而且不可预测的话，那么样本中得出的信息就可以为剩余部分提供认知基础。n回到前面硬币的例子，如果连续投掷l000枚偏颇的硬币，每次抽出其中的50枚进行检验，那么样本和剩余部分中正面朝上的比率并非围绕0.5分布，而是与批中正面朝上的真实部分相关，此外它们之间是相互关联的。n同样，样本和剩余部分中正面朝下的数量也是相互关联的。无秩序的过程无秩序的
14、过程n因此，在无秩序的过程中，根据样本中残次品的数量来确定剩余部分处理方法的验收抽样方案是有效的。n本章后面将讨论一个更重大的问题，即在过程的无秩序特点下，验收抽样是否是最经济有效的方案。n注意，因为过程的稳定是提高质量的结果，对无秩序过程有效的验收方案尽管成本很高，但不适用于稳定的过程。第四节第四节稳定过程的稳定过程的kp规则规则 无检验或无检验或100%检验检验n在了解了验收抽样方案对稳定过程无效的情况下，我们只剩下两种可供选择的检验方案：n无检验或100%检验。n我们在这里将讨论戴明的kp规则，该规则确定了何时应该采取无检验或100%检验，以便最大限度地降低初级与中间产品、最终产品以及修
15、理和测试残次品的总成本。kp规则的使用规则的使用nkp规则的使用没有限制性，可以适用于很多常见的情境。n1、所有个体在整个过程中都要接受检验。换句话来说，所有的非合格个体都将在最后的检验中被检测出来。n如果无法对所有个体进行最后检验，那么该准则就可以做适当凋整，以便反映出非合格品的一部分(f)可能被检删出，而剩余部分(1-f)将继续投入生产或到达客户手中的可能性。kp规则的使用规则的使用n2、检验结果完全可靠。n如果某个个体是不合格的，那么它将无法通过检验。n正如戴明所说，“根据定义来看，不合格的部分将导致组装线无法运转。如果在刚开始时就已经检验为不合格的某部分不会继续干扰组装线或影响客户，那
16、么你就不能称之为不合格的部分。”kp规则的使用规则的使用n3、销售商将额外送给购买者相应的个体(s)，以此替换任何已经发现的残次品。供应商直接或间接地把这些个体的成本增加至账单。n这种成本属于日常开支，无论是否使用检验计划都将体现出来。因此，这部分不必包含在检验费用中。Kp规则使用的符号规则使用的符号n下面的符号对于确定何时执行100%检验或无检验非常首要：np初级产品批次中不合格品的平均数；n前面所研究的过程是稳定的，其初级产品个体中不合格的比率为p。nk1检验个体的成本；nk2拆解、修理、重装和测试因使用不合格个体造成的成本；稳定过程的情况稳定过程的情况n如果过程是稳定的(围绕p值)，则k
17、p规则：nl、若符合以下条件：n则为零比例检验，也就是说，零检验是降低总成本的最佳策略，这种情况发生在残次品的比例p较小，个体检验的成本非常高，而残次品投入生产引起的成本很低，所以不需要任何检验。其基本原理是残次品几乎不会带来任何风险或不利后果。 稳定过程的情况稳定过程的情况n如果过程是稳定的(围绕p值)，则kp规则：n2、若符合以下条件：n则为100%检验，也就是说，100%检验是降低总成本的最佳策略，这种情况发生在残次品的比例p较大，个体检验的成本非常低，而残次品投入生产引起的成本很高，所以需要100%检验。其基本原理是残次品会带来重大风险或不利后果。稳定过程的情况稳定过程的情况n如果过程
18、是稳定的(围绕p值)，则kp规则：n3、若符合以下条件：n则为零比例检验或100检验，也就是说，在这种情况下必须做出执行100%检验或零检验的决定。n一般来说，如果p值不取决于大量的历史数据，从安全意义上讲，100%检验是非常重要的。Kp规则规则n总的来说，kp规则通过正确选择零检验或100%检验，将实现稳定过程的中间材料和最终产品的成本最小化。n如果所研究的过程是稳定的，那么个体i是否残次与其他个体是否残次没有任何关系。Kp规则规则n因此，应该根据k1/k2是大于或小于p来确定是否对个体i进行检验。个体i是随机抽出的，因此相关策略适用于所有个体，我们可以将个体i的策略扩展到所有个体。n所以，
19、是否对批中的全部个体或部分个体进行检验取决于损益平衡点k1/k2是大于还是小p。零检验与零信息零检验与零信息n必须注意到，零检验并非意味着零信息，通常会从每个批中抽取小样本来获取过程的信息。这些信息应该记录在控制图中，以便实现过程的改进。小样本的成本可以假定为经营成本，因此不能计算在成本最小化的公式中。nkp规则适用于组织内相关系统中的任何两点之间，例如，在内部的供货过程中企业和销售商之间。10.4.1 应用应用kp规则的例子规则的例子n某家汽车制造企业决定是否购置价值2500万美元的新设备，这种设备可以测试该企业所购买引擎的质量。引擎供货商的过程是稳定的。具体情况如下：n筛选出残次引擎的检验
20、成本是50美元/件(k1=50美元)；n残次引擎投产后采取纠正措施的成本为500美元/件(k2=500美元)；n平均来看，所购买引擎的残次比例为l/150(p=1/150=0.0067)。应用应用kp规则的例子规则的例子n因此：n因此正确的策略应该是不执行引擎检验，这样才能实现总成本的最小化。应用应用kp规则的例子规则的例子n如果不检验任何引擎，这家汽车企业每150件引擎将造成500美元的纠正成本，即每件引擎的平均纠正成本为3.33美元(500美元/150)。通过取消最初的检验，这家企业平均每件引擎将节省46.67美元(50美元-3.33美元)。n因为该企业每天购买4000件引擎，所以每天可以
21、节省l86680美元(400046.67美元)，这还不包括购置测试设备的2500万美元，此外节省的时间和精力可以用于提高产品质量。n要想进一步提高汽车的质量，该企业可以与引擎供货商共同努力降低残次引擎的比率。10.4.2 kp规则的例外规则的例外n破坏性的测试破坏性的测试nkp规则不适用于破坏性的测试，因为这种测试在执行过程中将损坏个体。破坏性测试中的唯一解决办法是实现过程控制，这种情况下的零检验(而不是传统的小样本)是实现成本最小化的策略。n注意，不论测试是破坏性的还是非破坏性的，实现过程控制都将是最佳策略。10.4.2 kp规则的例外规则的例外n均匀混合物均匀混合物nkp规则不适用于均匀混
22、合物。例如，从一桶海水中抽出一加仑作为样本，无论从桶的底部、中部或上部抽取都不会有任何影响。n在这种情况下，样本与剩余部分在成分方面是完全一样的。因此，我们可以根据样本对剩余部分做出判断。10.4.2 kp规则的例外规则的例外nK1和和k2的成分成本的成分成本n图10-1列示在计算k1和k2时需要考虑的成本。n计算k1时所需要的成本通常很明确，企业的财务人员应该在计算k1时提供帮助。10.4.2 kp规则的例外规则的例外nK1和和k2的成分成本的成分成本n不过，计算k2时所需要的成本通常不够明确，而且很难进行估计，例如客户不满意造成的成本。n一种合理的策略是忽略各种主观性的成本来估计k2。如果
23、(k1/k2p)，就有必要估计这些被忽略的成本，以便更准确地决定p和k1/k2之间的关系。K1和和k2的成分成本的成分成本n某些检验成本某些检验成本(k1)n资产设备n初始成本n折旧（考虑残值）n计划产量n资产成本n运营成本n劳工n房租、工具、维护n单位成本（外部供应商报价）可能的损坏成本可能的损坏成本(k2)n进一步处理不合格品的附加成本n后期通过分类寻找不合格品的成本n后期修理安装线的成本n必须保证对安装线进行分类和修理时造成的生产损失n保修成本n产品召回成本n诉讼成本n影响未来销售的顾客忠诚度的成本 第五节第五节混乱过程的检验策略混乱过程的检验策略 混乱过程的检验策略混乱过程的检验策略n
24、如果过程是混乱的，而且我们认识到抽样检验方案适用于这种过程，那么前面已经讨论过三种可供选择的检验方案：n(1)零检验；n(2)100%检验；n(3)某些形式的验收检验。n选择哪种检验方案取决于过程中混乱的程度。10.5.1 轻微混乱轻微混乱n如果所研究过程中残次率水平以无法预测的方式偏离，以至于最差批次的残次率低于k1/k2，如图10-3所示，那么应该执行零检验(除了常规的抽样)。n不过，应该使用样本中的信息，确保过程的稳定性。图图10-3 残次率较低的轻微混乱过程残次率较低的轻微混乱过程批批的的数数量量k1/k2残次率残次率轻微混乱轻微混乱n如果所研究过程中残次率水平以无法预测的方式偏离，以
25、至于最优批次的残次率高于k1/k2，如图10-4所示，这时应该执行100%检验。n当然，你也可以使用某种形式的抽样检验，但是你应该使用100%检验中的信息，确保过程的稳定性。图图10-4 残次率较高的轻微混乱过程残次率较高的轻微混乱过程批批的的数数量量k1/k2残次率残次率轻微混乱轻微混乱n这两个例子可以看做是轻微混乱的过程，因为残次率的分布虽然比较混乱，但仍然局限在一定范围内。当然，这些范围可以随时消失。n在这些情况下，我们不应该简单地认为残次率的分布永远限定在界限内。混乱就像野兽一样，可能随时突破以前的界限，跑向其他地方。10.5.2 严重混乱严重混乱n如果所研究过程中残次率水平以无法预测
26、的方式围绕k1/k2的狭窄范围内偏离，那么最实际的方案就是对所有批次实行100%检验。n验收抽样方面的任何努力都无法证明管理该方案的可行性。10.5.2 严重混乱严重混乱n如果所研究过程中残次率水平以无法预测的方式围绕k1/k2的范围内偏离，有一种比100%检验更加节约的检验规则：n如果k1/k2小于0.00l，那么执行100%检验。10.5.2 严重混乱严重混乱n如果k1/k2介于0.00l0.01之间，那么测试含有200个体的样本。n如果没有发现残次品，那么就接受剩余部分；如果在样本中发现了至少一个残次品，那么就要100%检验剩余部分。10.5.2 严重混乱严重混乱n如k1/k2大于0.0l，那么就执行零检验。n这条规则还有助于与供应商合作，共同确保其过程处于控制范围内。n可以保留包含200个个体的样本记录，同时按照样本把残次品的数量制成表格，对供应商的反馈在帮助确认问题方面非常有效。10.5.3 混乱过程规则的例外情况混乱过程规则的例外情况n不稳定过程的规则与稳定过程的kp规则具有同样的例外情况。n此外，如果个体来自未知的购买者，那么最理想的政策就是执行100%检验，除非收集了足够的信息后建立起供应商过程的控制图，这样我们就可以选择最佳检验方案。n对于安全性的个体来说，由于k2是无穷大的，那么应该对重要部分和安全个体执行100%检验。谢谢大家！谢谢大家！
