SPC · DOE · FMEA · QFD四大质量工具讲解(质量工程学).pdfVIP

SPC·DOE·FMEA·QFD

四个质量工具详解

(质量工程学)

质量工程学四个重要方法：SPC（统计过程控制）、

DOE（实验设计）、FMEA（故障模式及影响分析）、QFD

（质量功能展开）。它们的基础理论该如何运用以及所能带

来的优势有哪些。

SPC

在生产过程中，产品的加工尺寸的波动是不可避免的。

它是由人、机器、材料、方法和环境等基本因素的波动影响

所致。波动分为两种：正常波动和异常波动。正常波动是偶

然性因素（不可避免因素）造成的。它对产品质量影响较

小，在技术上难以消除，在经济上也不值得消除。异常波动

是由系统原因（异常因素）造成的。它对产品质量影响很

大，但能够采取措施避免和消除。过程控制的目的就是消

除、避免异常波动，使过程处于正常波动状态。

统计过程控制（简称SPC）是一种借助数理统计方法的

过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息

及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，

使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制

质量的目的。它认为，当过程仅受随机因素影响时，过程处

于统计控制状态（简称受控状态）；当过程中存在系统因素

的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）。由于

过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服

从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC

正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制。因

而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品

和服务稳定地满足顾客的要求。

实施SPC的过程一般分为两大步骤：首先用SPC工具对

过程进行分析，如绘制分析用控制图等；根据分析结果采取

必要措施：可能需要消除过程中的系统性因素，也可能需要

管理层的介入来减小过程的随机波动以满足过程能力的需

求。第二步则是用控制图对过程进行监控。

控制图是SPC中最重要的工具。目前在实际中大量运用

的是基于Shewhart原理的传统控制图，但控制图不仅限于

此。近年来又逐步发展了一些先进的控制工具，如对小波动

进行监控的EWMA和CUSUM控制图，对小批量多品种生产

过程进行控制的比例控制图和目标控制图；对多重质量特性

进行控制的控制图。（相关控制图的介绍及应用将在今后陆

续推出）

SPC源于上世纪二十年代，以美国Shewhart博士发明

控制图为标志。自创立以来，即在工业和服务等行业得到推

广应用，自上世纪五十年代以来SPC在日本工业界的大量推

广应用对日本产品质量的崛起起到了至关重要的作用；上世

纪八十年代以后，世界许多大公司纷纷在自己内部积极推广

应用SPC，而且对供应商也提出了相应要求。在ISO9000及

QS9000中也提出了在生产控制中应用SPC方法的要求，

SPC非常适用于重复性生产过程。

它能够帮助我们：

1.对过程作出可靠的评估。

2.确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程

是否有能力。

3.为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况

以防止废品的发生。

4.减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测

量方法替代了大量的检测和验证工作。

SPC作为质量改进的重要工具，不仅适用于工业工程，

也适用于服务等一切过程性的领域。在过程质量改进的初

期，SPC可帮助确定改进的机会，在改进阶段完成后，可用

SPC来评价改进的效果并对改进成果进行维持，然后在新的

水平上进一步开展改进工作，以达到更强大、更稳定的工作

能力。

DOE

任何事物都可看作是一个过程。由于输入的变化、各种

干扰因素的影响以及各波动源之间可能存在的交互作用，使

得过程的输出变化不定。在大多数情况下，这种输出的不稳