認識過程質量控制的利器——SPC

劉以宏

世界上沒有永動機，在中國經濟增長數字逆勢上揚的背后，激烈的全球化市場競爭正在讓中國制造腹背受敵。人口紅利縮水、生產原料價格上揚、低質廉價印象的影響仍未徹底消除、低廉的加工費難以發展成為企業核心競爭力……種種原因亟待中國制造提高質量控制，將企業的核心競爭力從微笑曲線的中間部分向兩端提升。

要提升產品質量，就一定會接觸到統計過程控制（全拼Statistical Process Control，簡稱SPC）。這是一種借助數理統計方法的過程控制工具。它強調對生產過程進行分析評價，根據反饋信息及時發現系統性因素出現的征兆采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態，以達到控制質量的目的。針對以下企業里常見的對SPC操作中的疑惑，我們展開討論一下，如何理解SPC？

Q1：統計過程控制SPC與ISO9000標準體系、全面質量管理、六西格瑪有何聯系與區別？

統計過程控制的目標是預防原則，換言之，它的目標是實現一次合格率高（滿足客戶）而且穩定，簡稱過程穩定。并能夠同時實現數據追溯能力，這與ISO9000標準體系、全面質量管理和六西格瑪（DMAIC中的C階段的主要工具就是SPC）中對過程監控、預防原則是一致的。或者說SPC是實現這些管理體系要求的一種合適的工具和方法。

它們的區別在于，SPC是利用數理統計的原理對過程數據加以監控分析的一個工具，而實現ISO標準體系等相關要求并非僅僅靠一個SPC工具就能夠實現。

Q2：SPC作為一個企業生產過程中的質量控制手段，請分析一下企業在對過程監控時應該如何選擇正確的控制點？

每個企業的生產過程都有很多道工序，其每個工序又有很多質量特性需要關注，如果把所有的質量特性都進行SPC控制，這樣下來僅收集數據這項就需要企業投入巨大的資金，大大增加了企業的成本和負擔，所以我們決不能把所有的質量特性數據都用來進行SPC監控。那么如何正確的選擇控制點呢？簡單的說，我們可以從以下幾個方面來進行控制點的篩選：

（1）關注客戶對產品質量的相關要求，選擇與客戶要求密切相關的質量特性來做SPC控制。

（2）如果過程中存在因果關系的，優先控制“因”，或者控制工藝參數。

（3）選擇容易采取調整措施的質量特性。

（4）選擇容易得到精密、精確的數據的質量特性。

（5）尚屬試產階段的產品可以通過QFD、DOE、FMEA等手段來選擇控制特性。

Q3：企業應用如何用好控制圖，才能使控制圖上的信息有效地反饋到生產現場？

首先，企業各相關人員（從高層管理員到現場的操作工人）都應該認識控制圖的作用，并且深刻理解，把它當成一個過程信息的平臺，依靠它來管理和改進過程，確保動態圖能夠實時動態地完成。接下來不僅要把控制圖帶到到生產現場，讓現場的工人參考，更應根據控制圖上顯示的信息及時向現場的相關人員做好解讀工作，這樣才能做到控制圖信息能夠在企業相關人員中間做到人人理解、人人尊重、人人依靠。

Q4：常用的控制圖有哪幾種？企業應該如何針對自身的特點進行選擇？

常用的控制圖（又叫休哈特控制圖）共有8種，它們分別是?-R、?-S、?-R、X-MR、P、NP、C、U，其中前四種屬于計量型數據控制圖，后四種屬于計數型數據控制圖。

企業在選擇合適的控制圖時首先要根據數據屬性判斷數據屬于計量型還是計數型。如果屬于計量型，再根據樣本容量的大小進行選擇，X-MR適合樣本容量為1的質量特性，如化學溶液、破壞性實驗等很難用幾個數據組成一個子組的特性；?-R控制圖最好處理樣本容量為10以下的特性；?-R控制圖比較粗糙，目前已經淘汰；?-S可以用于只要樣本容量不為1的質量特性，但計算量比較大，手工做不現實，如果有專業的SPC軟件工具，這個圖是幾個圖中最精確的控制圖。如果是計數型數據，還要看是以計件還是計點的方式控制這個質量特性，計件的P、NP圖，計點的用C、U圖，但NP、C圖需要固定樣本容量，即每次抽樣檢驗數目必須相同才可使用。

Q5：SPC是過程管理的重要工具，企業實施SPC有無條件限制？企業應該做哪些準備？

其實企業運行SPC并沒有苛刻的條件限制，企業只需要做好以下幾點工作就可以運行SPC：

（1）高層管理人員要支持、關注SPC工作的開展，中層管理人員要理解SPC的理論知識；

（2）數據收集能夠達到MSA 的要求；

（3）制定能夠長期運行的可執行的控制計劃。

Q6：企業應該如何挑選SPC系統？

根據目前中國企業的現狀，企業挑選SPC系統應著重考慮以下幾個方面：

（1）系統功能要能夠滿足企業對SPC的需求，并且要有一定的成長性；

（2）系統軟件要簡單易學、易用，不能太復雜，要考慮工人理解接受能力；

（3）盡量選擇成熟的商品化軟件工具，因為這樣的軟件工具兼容性較強，用起來不會經常出現打不開等各種軟件質量問題；

（4）數據錄入要有多樣性，比如支持手工錄入、自動化測量儀器導入、從其它系統中導入等；

（5）軟件廠商應具備咨詢服務、培訓指導能力，單純賣軟件的廠商很難讓企業構建一套適合自己的SPC系統的。

Q7：企業實施SPC有哪些步驟？應該注意哪些問題？

企業實施SPC可以通過以下8個步驟完成：

（1）識別關鍵過程：

一個產品品質的形成需要許多過程工序，其中有一些過程對產品品質起著至關重要的作用，這樣的過程稱為關鍵過程。SPC控制圖應首先著眼于關鍵過程，而不是所有的工序。因此，實施SPC首先需要識別出關鍵過程。然后，對關鍵過程進行分析研究，識別出過程的結構（輸入、輸出、資源、活動等）。

（2）確定過程關鍵變量（特性）：

對關鍵過程進行分析（可采用因果圖、排列圖等），找出對產品質量影響最大的變量（特性）。

（3）制定過程控制計劃和規格標準：

這一步往往是最困難、最費時的，可采用一些實驗方法參考有關標準。具體操作時一定要使用專業的SPC軟件做支持，否則僅大量的計算工作就會讓人頭疼不已，更不要說后面的做圖分析以及實時監控工作了。

（4）過程數據的收集、整理：

在這一步工作中關鍵是要保證數據的真實性和可靠性，否則所做的一切分析都是沒有意義的。

（5）過程受控狀態初始分析：

采用分析用控制圖分析過程是否受控且穩定，如果發現有不受控或變差的特殊原因，應立即采取措施。（注意：此時過程的分布中心（Xbar）和均差σ、控制圖界限可能均為未知。）

（6）過程能力分析：

只有過程是受控、穩定的，才有必要分析過程能力，當發現過程能力不足時，應及時采取措施。

（7）控制圖監控：

只有當過程是受控、穩定的，而且過程能力足夠時才能采用監控用控制圖，進入SPC實時監控階段。

（8）監控、診斷、改進：

在監控過程中，當發現有異常時，應及時分析原因，采取措施，使過程恢復正常。對于受控、穩定的過程，也要不斷改進，減小變差的普通原因，提高質量降低成本。

Q8：我國在過程質量管理方面的研究處于國際領先地位，然而中國企業實際的過程管理水平離國際水平還相去甚遠，請問是什么原因造成的？

這個原因很復雜，大致可以分為以下幾個因素：

（1）在計劃經濟時代，企業最注重的是產量而不是質量，對于質量的把關還只停留在檢驗階段，而中國加入WTO的時間又很短，企業的競爭多是在國內的競爭，很少有企業參與國際競爭，就算是有企業參與國際競爭，也是因為中國的勞動力低下，企業的成本相對較低，在國際競爭中靠的是價格取勝而不是質量，我想這個原因可以說是時代造成的原因；

（2）中國大多數企業的高層管理人員并不注重和不懂質量，他們普遍認為質量是靠檢驗出來的，他們更注重市場、銷售、財務的數據和能力，所以無形之中在企業形成了“質量孤島”，其質量部門也形同擺設；

（3）國內幾乎沒有大學開設質量專業，所以造成了企業相關部門的質量技術人才不足。五年多來，我曾經拜訪了600多家客戶，80%以上的企業質量部門或者質量負責人員不懂質量技術，有的甚至都不知道SPC是什么。試想這樣的質量部門能夠很好的應用質量技術嗎？

（4）同樣由于上述這些原因，造成了中國市場上缺乏優秀的、專業的、本土化的質量工具，大量的數據統計計算離開了專業的軟件工具也很難長期幫助企業把質量管理技術應用起來。

隨著市場競爭的日益激烈，上述問題遲早會一一解決，相信中國企業的實際的過程管理水平也會在不久之后迅速的趕上日、美等國家。