质量管理中的统计技术与方法课件.ppt
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1、质量管理中的统计技术与方法质量管理中的统计技术与方法统计学概述 研究如何搜集、整理、分析数据资料的一门方法论方法论科学。统计学的研究对象:大量现象的数量方面。包括数量特征、数量关系、数量界限等。数理统计学以随机样本为基础推以随机样本为基础推论有关总体数量特征的推断统计学论有关总体数量特征的推断统计学。统计方法分类统计方法分类统计技术与方法在质量管理中的应用统计技术与方法在质量管理中的应用专家观点:专家观点:菲根堡姆(A.V.Feigenbaum)数 据o一切用数据说话,数据是质量管理活动的基础一切用数据说话,数据是质量管理活动的基础o质量特性:产品、过程、或体系与要求有关的固有质量特性:产品、
2、过程、或体系与要求有关的固有特性特性.o 数据在质量管理中的作用:在质量管理过程中,数据在质量管理中的作用:在质量管理过程中,需要有目的地收集有关质量数据,并对数据进行归需要有目的地收集有关质量数据,并对数据进行归纳、整理、加工、分析,从中获得有关产品质量或纳、整理、加工、分析,从中获得有关产品质量或生产状态的信息,从而发现产品存在的质量问题以生产状态的信息,从而发现产品存在的质量问题以及产生问题的原因,以便对产品的设计、工艺进行及产生问题的原因,以便对产品的设计、工艺进行改进,以保证和提高产品质量。改进,以保证和提高产品质量。o质量特性值通常表现为各种数值指标,即质量特性值通常表现为各种数值
3、指标,即质量指标质量指标o一个具体产品常需用多个指标来反映它的质量一个具体产品常需用多个指标来反映它的质量o测量或测定质量指标所得的数值,即测量或测定质量指标所得的数值,即质量特性值质量特性值,一般称为数据。一般称为数据。o根据质量指标性质的不同,质量特性值可分为根据质量指标性质的不同,质量特性值可分为计数计数值值和和计量值计量值两大类。两大类。o质量特性值只能取一组特定的数值,而不能取这些数值之间的数值时,这样的特性值称为计数值计数值。o当质量特性值可以取给定范围内的任何一个可能的数值时,这样的特性值称为计量值。如用各种计量工具测量的数据(长度、重量、时间、温度等),就是计量值。计量值。统计
4、特征数统计特征数o统计特征数是对样本说的。统计特征数是对样本说的。o常用的统计特征数可分为两类:常用的统计特征数可分为两类:一:表示数据的集中位置一:表示数据的集中位置 1、样本平均值样本平均值 2、样本中位数样本中位数 二:表示数据的离散程度二:表示数据的离散程度 1、样本方差、样本方差 s2 2、样本标准偏差、样本标准偏差 s;3、样本极差、样本极差 R样本平均值样本平均值o最常用的测度值,是集中最常用的测度值,是集中趋势的测度值之一,易受趋势的测度值之一,易受极端值影响。极端值影响。n 计算公式:计算公式:x=nixn1i1 式中式中 样本的算术平均值;样本的算术平均值;n:样本大小。:
5、样本大小。X:样本中位数样本中位数 o将所收集的数按大小排序,在正中位置的数为中位将所收集的数按大小排序,在正中位置的数为中位数。集中趋势的测度值之一。不受极端值影响。数。集中趋势的测度值之一。不受极端值影响。当当N N为畸数为畸数时,中位数为正中间位置的数。时,中位数为正中间位置的数。当当N N为偶数为偶数时,中位数为正中间两个数的算术时,中位数为正中间两个数的算术平均值。平均值。五个数据取中位数五个数据取中位数原始数据原始数据:10 5 9 12 6 8排排 序序:5 6 8 9 10 12位位 置置:1 2 3 4 5 6原始数据原始数据:24 22 21 26 20排排 序序:20 2
6、1 22 24 26位位 置置:1 2 3 4 5六个数据取中位数六个数据取中位数方差和标准差方差和标准差o离散程度的测度值之一离散程度的测度值之一o最常用的测度值最常用的测度值o反映了数据的分布反映了数据的分布o反映了各变量值与均值的平均差异反映了各变量值与均值的平均差异o根据总体数据计算的,称为总体方差或标准差;根据样本数根据总体数据计算的,称为总体方差或标准差;根据样本数据计算的,称为样本方法或标准差据计算的,称为样本方法或标准差极极 差差 R1.一组数据的最大值与最小值之差一组数据的最大值与最小值之差2.2.离散程度的最简单测度值离散程度的最简单测度值3.3.表示数据的分散范围表示数据
7、的分散范围4.4.易受极端值影响易受极端值影响205145平均平均:175 =205 145=60(公分)(公分)统计工具菜单(一)统计工具菜单(一)排列图排列图因果图因果图调查表调查表分层法分层法直方图直方图控制图控制图散布图散布图 关联图关联图系统图系统图 (树图)(树图)亲和图亲和图(KJ法、法、A型图解)型图解)PDPC法法(过程决策图法)(过程决策图法)矩阵图矩阵图矩阵数据分析法矩阵数据分析法矢线图矢线图 老 七 种 工 具新 七 种 工 具统计工具菜单(二)统计工具菜单(二)饼分图饼分图折线图折线图柱形图水柱形图水平对比平对比推移图推移图流程图流程图雷达图雷达图 0.618法法 正
8、交实验法正交实验法 抽样检验抽样检验 方差分析方差分析 假设检验假设检验 价值工程价值工程 简简 易易 图图 表表 专专 用用 工工 具具 类类 ISO9004-4-1993ISO9004-4-1993质量改进指南推荐的质量改进指南推荐的1111种支持工具和技术种支持工具和技术o1 1、调查表、调查表o2 2、亲和图、亲和图o3 3、水平对比、水平对比o4 4、头脑风暴、头脑风暴o5 5、因果图、因果图o6 6、流程图、流程图o7 7、树图、树图o8 8、控制图、控制图o9 9、直方图、直方图o1010、排列图、排列图o1111、散布图、散布图使用统计工具的注意事项使用统计工具的注意事项 五点
9、注意事项五点注意事项 该用什么工具用什么工具该用什么工具用什么工具 使用工具后就要有所收获使用工具后就要有所收获 能用简单的不用复杂的能用简单的不用复杂的 工具要工具要“使用使用”不要事后编不要事后编套套 先学后用、学会再用、学以致用先学后用、学会再用、学以致用 准确准确 有效有效 恰当恰当 真实真实 正确正确 数据的统计规律每件产品的尺寸与别的都不同每件产品的尺寸与别的都不同但它们形成一个模型但它们形成一个模型,若稳定若稳定,可以描述为一个分布可以描述为一个分布分布可以通过以下因素来加以区分分布可以通过以下因素来加以区分范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围
10、范围范围或这些因素的组合或这些因素的组合位置位置分布宽度分布宽度形状形状NormalDistribution(正态分布)222)(21)(xexf when when n it turns ton it turns to standard standard deviationdeviation central location central location121222)(dxex3X LIECpiSDf(x)拐点拐点拐点拐点x中心极限定理o然而实际在样本的抽取过程中,数据的分布并不是这么完美o可能遵循另外的分布二项式分布 or 泊松分布n无论随机变量的共同分布是什么(离散分布或连续分布,正
11、态分布或非正态分布),只要独立统计分布随机变量的个数n较大时,样本平均值或其总和的分布总是近似服从正态分布n无论服从什么样的分布,只要样本量n5,试验次数足够多,样本均值的分布总是趋近于正态分布Statistical Process Control 统计过程控制o主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控,科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动,从而对生产过程的异常趋势提出预警,以便生产管理人员及时采取措施,消除异常,恢复过程的稳定,从而达到提高和控制质量的目的o统计过程控制(SPC)n利用控制图分析过程的稳定性,对过程存在的异常因素进行预警;n计算过程能力(Cp)和过程能力指
12、数(Cpk)分析稳定的过程能力满足技术要求的程度,对过程质量进行评价。oCp或Cpk愈大,说明过程能力充足,产品质量越高,但对设备、原料和操作人员的要求也越高,因此生产成本也可能越大控制图o控制图又叫管理图。它是用来区分由异常原因引起的波动、或是由过程固有的随机原因引起的偶然波动的一种工具o控制图建立在数理统计学的基础上,它利用有效数据建立控制界限。控制界限一般分为上控制限(UCL)和下控制限(LCL)质量特性值质量特性值抽样时间和样本序号抽样时间和样本序号UCLCLLCL3倍标准偏差(倍标准偏差(3)3倍标准偏差(倍标准偏差(3)常规控制图的原理一般来说,在实际应用上,常考虑一组数据具有近似
13、于正态一般来说,在实际应用上,常考虑一组数据具有近似于正态分布的概率分布分布的概率分布常规控制图的原理正态分布的参数3X LIECpiSD常规控制图的原理正态分布的参数3X LIEC piSD控制限的设定o常规控制图共有三根线,一般基于正态分布控制图的CL居中固定,而且与UCL与LCL互相平行,故只能改动UCL与LCL二者之间的间隔距离。o经验证明休哈特提出的3方式较好,在不少情况下,3方式都接近最优间隔距离o正态分布的“68-95-99.7法则”或“经验法则”3XL I EC p iS Do所以我们把n2定义为警戒限,数值出现在这区间概率为95.4%n3 定义为行动限,数值出现在这区间概率为
14、99.7%n超出3 既为超出规格标准控制限与规格限o控制图中的控制限与规格限是完全不同的两种概念,不能混为一谈o规格限是产品设计结果,属于技术、质量标准的范畴,是对产品做“合格”与“不合格”的符合性判断的依据o控制界限是过程中质量数据的实际分布,是过程处于稳定受控状态时质量数据所形成的典型分布的3范围。是判断过程正常与异常的依据o同一产品有不同的厂家生产时,其规格限是相同的(执行同一标准)。但不同厂家由于技术能力与管理水平不同,各厂的控制界限可能是不相同的控制图的观察与分析方法o点子没有超出控制线(在控制线上的点子按超出处理),控制界限内的点子排列无缺陷,反映工序处于控制状态,生产过程稳定,不
15、必采取措施o判异准则有两类n点出界判异n界内点排列不随机判异按GBT 4091-2001 IDT ISO 8258:1991 常规控制图共有8个检验模式n在8个检验模式中,除第4个模式是由统计模拟试验(蒙特卡罗试验)所确定的以外n其它7个模式都是在规定风险(小概率)为0.0027的情况下,经概率计算所确定控制图的观察与分析缺陷控制图的观察与分析缺陷 UCLCLLCL UCLCLLCL 缺陷图例准则2:单侧性排列连续9点以上在中心线同一侧出现。如:低线投料、低线装量等准则3:趋势性排列连续6点以上递增或递减有缓慢因素影响,应及时纠正。产生的倾向有可能是工具逐渐损坏、维修逐渐变坏、操作人员的技能逐
16、渐改进等控制图的观察与分析缺陷UCLCLLCL UCLCLLCL 缺陷图例准则4:周期性排列点子排列按一定间隔重复出现,呈现一定的规律性,可判为异常。常因为操作人员疲劳、原材料原因、机械设备等原因造成。准则5:突发性排列在连续三点中至少有两点接近控制界限(3)。说明数据散差较大,如经常调整规格范围,会出这种情况。3X L IEC p iS Do与准则5类似,代表着平均值的偏移控制图的观察与分析缺陷UCLCLLCL 缺陷图例准则7:过分集中排列点子连续在中心线附近排列,即在内达到15个点以上,可判为异常。常因为数据不真实(调好的)或数据分组不当造成。3X L IEC p iS Do主要原因是数据
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