摘 要

随着经济的不断发展，市场对产品的需求在不断扩大的同时对产品质量的要求越来越高，提升产品质量是企业占领市场最重要的途径。在这个过程中，质量管理也成为企业管理中越来越重要的部分，在质量管理的不同方面和不同阶段都有着众多的质量管理工具，如直方图，流程图等。

本文首先介绍了统计过程控制技术的理论基础，国内外的研究现状，相关的质量管理工具。然后研究了传统休哈特控制图的理论基础，分类及适用方法，提出了质量控制图应用在机械制造企业的技术路线。最后，本文通过实证分析，利用科学的统计过程控制方法对孔轴加工工序的过程质量进行改进，从而论证控制图在机械制造企业中的实际应用效果。

关键词：质量控制图，统计过程控制，机械制造

Abstract

With the continuous development of the economy, the market demand for products is rising. At the same time, the requirement of product quality is getting higher and higher, and improving product quality is the most important way to occupy the market. In this case, quality management has become an increasingly important part of enterprise management. There are lots of enterprises management tools in the different aspects or stages of quality management, such as histograms, flow charts and so on.

Firstly, this paper introduced the theoretical basis of statistical process control technology. Domestic and foreign research status and related quality management tools of SPC are studied. Then, this paper discussed the theoretical basis, classification and application method of the traditional Shewhart control chart. Technology roadmap of applying quality control chart in machinery manufacturing enterprise was put forward. Finally, this paper will prove the effect of it by using control chart to improve a hole axis machining process.

Key words: Control chart, Statistical Process Control, Machinery manufacturing

目录

1.绪论 1

1.1研究意义 1

1.2国内外研究现状 2

1.3论文主要研究内容 2

2.统计过程控制(SPC)技术概述 4

2.1统计过程控制技术概述 4

2.1.1统计过程控制技术的发展 4

2.1.2统计过程技术的理论基础 4

2.2质量控制图 5

2.2.1质量控制图的概述 5

2.2.2质量控制图的应用 6

2.2.3控制图的判稳判异准则 11

2.3过程能力分析 12

2.4统计过程控制的技术路线 14

2.5本章小结 16

3.质量控制图在机械行业中的应用 17

3.1统计公差技术 17

3.1.1统计公差的配合质量指标与定义 17

3.1.2统计公差的应用方法 18

3.2统计公差与质量控制图的结合使用 18

3.3质量控制图在孔轴制造中的应用 19

3.3.1分析工艺过程确定关键工序及质量特征 19

3.3.2数据收集 19

3.3.3分析用控制图 20

3.3.4过程能力分析 20

3.3.5控制用控制图 21

3.4本章小结 21

4 过程控制对孔轴加工的改进实例 22

4.1质量控制图对齿轮内孔直径的改进 22

4.1.1数据收集 22

4.1.2过程能力分析 23

4.1.3实施改进措施 23

4.1.4再次测量数据 24

4.1.5过程能力分析 24

4.1.6分析用控制图 24

4.1.7控制用控制图 25

4.2使用质量控制图制造已加工孔的配合轴 26

4.2.1使用统计公差预算后加工零件的统计参数 26

4.2.2应用控制图控制后加工零件的生产过程 27

4.3本章小结 29

5.总结与展望 30

5.1总结 30

5.1.1主要内容 30

5.1.1成果及意义 30

5.2未来研究规划 30

致谢 32

参考文献 33

1.绪论

1.1研究意义

在经济全球化的今天，世界各国的产品都在开放的市场下公平竞争。在失去贸易保护和政策倾斜的市场中，企业与企业之间的竞争变得更加直接与激烈。对于制造企业，通过提升产品或服务的质量来争夺消费者显得尤为重要。而质量和价格常常是消费者在比较和选择产品或服务时的最重要的因素。所以制造企业之间的竞争最直观的体现就是产品质量以及价格的竞争。因此成本控制和质量提升是制造企业提升竞争力，保持发展的一个关键要素，将质量管理纳入企业管理的战略层面能为企业带来实际可见的巨大收益。

Garvin^[1]将质量分为8个方面：性能，符合性，可靠性，耐久性，服务性，特性，美感，感知质量。质量管理则是指确定质量方针、目标和职责，并通过质量体系中的质量策划、控制、保证和改进来使其实现的全部活动。

在统计过程控制技术出现之前，质量管理的发展经历了漫长的过程，在第一次工业革命，即十八世纪六十年代之前，产品的质量控制完全由单个的独立手艺人掌控。1875年Eli Whitney提出了标准化以及针对简单装配的互换性的相关概念。Frederick W. Taylor次提出将较复杂的产品生产工序工序分割成多个较简单的操作步骤，以此来提高生产率。Frederick W. Taylor也首次提出了将产品的质量检查从加工中分离出来，成立全新的质量检测步骤，各种检验工具和技术也随之发展起来。此阶段的质量管理常常需要进行全检，全检耗费大量人力物力，还可能损坏产品质量。1924年贝尔实验室的Walter A. Shewhart 提出了质量控制图的概念，将统计学应用到质量管理中，这这普遍被业内看作是统计过程控制（Statistical Process Control, SPC）技术的开始。现今过程控制技术是一种广泛应用的质量管理方法，主要作用包括：保证生产过程稳定，防止发生事故；保证产品质量；节约原料、能源消耗，降低成本；提高劳动生产率，充分发挥设备潜力；减轻劳动强度，改善劳动条件。

机械制造业是一个复杂且庞大的产业，制造业被看作是立国之本。但我国机械制造行业自计划经济时代以来，除科技技术，专业人才等因素外，质量管理的管理的应用也长期落后于日德等制造业发达国家。因此研究统计过程控制的相关质量管理工具，并将他们利用到机械制造企业是十分必要的，能够较好的在控制成本的同时改进产品质量，从而提升企业竞争力。

1.2国内外研究现状

自质量控制图被提出以来，众多学者针对SPC和控制图进行了大量研究。包括提出在不同实际情况下的改进控制图，以及研究SPC与其它理论结合运用的技术路线。RDC Quinino通过研究提出了一种用于改进过程参数是被估计的且控制图正在运行中的控制限的方法^[2]。Phan和Ozteme，Hwamg和Hubele，Plummer和Chong将神经网络方法应用于自相关过程的控制研究^[3][4][5][6]。王志斌和张志雷运用时间序列模型研究了残差控制图，提出当过程为自相关过程时，残差控制图能发挥较好的监控性能^[7]。Champ 和Jones 对参数估计条件下多元控制图进行了理论推导，得出参数估计条件下控制图，MEWMA(multivariate exponentially weighted moving average)控制图和MCUSUM(multivariate cumulative sum)控制图不会受均值偏移方向和协方差矩阵结构的影响的结论^[8]。NE Ahangar和JR Chimka通过研究提出了用于监控计数型过程的控制图，其适合泊松，几何和负二项分布^[9]。