淺談SPC在工藝過程質量控制中的實施

張躍華 張 晶

（中航工業沈陽黎明航空發動機（集團）有限責任公司，遼寧 沈陽市 110043）

二十世紀二十年代，美國休哈特博士創建了過程控制理論，該理論將數理統計應用于工業生產中，制作出世界上第一張過程控制圖，即不合格率（P）控制圖，由此把產品的質量控制從事后檢驗變為事前預防，這為保證產品質量，降低生產成本，提高生產率開辟了廣闊的前景。時至今日，作為國際上行之有效的質量管理技術，統計過程控制（SPC），正在受到國內越來越多企業的重視和采用， 它將作為企業降低廢品、提高產品質量、增加企業效益的重要工具。對于加工制造業來說，企業的生產特點為：生產任務量大，對工藝過程進行統一監控比較困難，產品質量數據多，對數據的收集、維護和檢索比較困難，因此實施SPC對產品加工過程中的關重工序進行監控，從而控制產品質量形成過程中的關鍵環節就顯得尤為重要。

1 SPC概述

SPC 即統計過程控制。就是應用統計技術對過程中的各個階段進行監控，從而達到保證與改進產品質量的目的。SPC 強調全過程的預防，通過控制圖對制造產品的質量進行監控，有效掌握其隨機和異常波動。當生產中出現異常時，可以采取一定的措施，對異常狀況予以消除。將生產狀態恢復穩定，從而有效提高產品質量，達到控制目的。SPC在重復生產中較為適用，其能夠對生產過程做出較為準確的評估，從而對過程控制進行判斷，保證過程控制具有其應有的能力，達到有效預警的作用。及時的對生產過程進行監控，防止或降低廢品的產生。

SPC的原理及作用：

產品工藝過程中的質量波動是不可避免的。它是由人、機、料、法、環、測等基本因素的波動影響所致。而對上述內容的控制便是SPC實現其功能作用的主要內容，通過對產品生產過程的有效控制達到對產品質量控制的目的。而過程控制的目的就是消除異常波動，使過程處于正常波動狀態。SPC是用統計方法來控制過程，其核心理論就是利用控制圖中的圍繞中心線的上下3-sigma界限，來識別過程是否有異常原因而引起的波動。SPC的有效實施為制造過程的質量分析提供依據，通過識別偶然性原因和異常原因，為采取局部措施或對系統采取措施提供指南。從而確保制造過程持續穩定、可預測；提高產品質量，生產能力、為企業降低成本，降低不合格品率，減少返工和浪費，提高勞動生產率，增強企業的核心競爭力，從而為企業贏得廣泛的客戶。

2 SPC的實施過程

2.1 SPC實施步驟

SPC實施的具體步驟分為以下三步：第一步：選擇控制對象（即主要質量指標，例如某工序關鍵尺寸），然后收集數據并作圖。第二步，使用SPC工具（控制圖）對過程進行分析，確定過程的統計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力。為過程提供一個早期報警系統，及時監控過程的情況以防止廢品的發生。

2.2 控制圖

控制圖是SPC中最重要的工具。運用控制圖的目的在于分析過程是否處于受控狀態。如果處于受控狀態， 說明過程穩定， 接下來再判斷過程能力是否滿足要求。如果處于統計失控狀態， 則說明過程失控， 應該針對異常找出原因。若是狀態處于控制范圍內則說明控制有效，應當繼續予以監控。

控制圖是對過程質量加以測量、記錄并進行控制管理的一種用統計方法設計的圖。 圖上有中心線CL、上控制界限UCL和下控制界限LCL，并有按時間順序抽取的樣本統計量數值的描點序列，UCL、CL與LCL統稱為控制線。若控制圖中的描點落在UCL與LCL之外或描點在UCL與LCL之間的排列不隨機，則表示出現了異常。而若是控制圖中的描點在規定的范圍之內隨即排列，則就表示狀態正常無需進行檢測，需要繼續予以監督觀察。

控制圖分類及選擇：常規控制圖的種類很多，一般按數據性質分成計量控制圖和計數控制圖兩大類。選擇控制圖主要是根據所控制質量指標的數據性質來進行選擇，如數據為計量的，應選擇計量控制圖，數據為計件或計點的，應選擇計數控制圖。

控制圖分析：通過控制圖可以準確的掌握生產過程的實時狀態，并就其中是否出現異常狀態予以判斷，從而有效排除生產過程中的故障，實質達到穩定的狀態。通過控制圖中點的分布來判斷過程是否處于穩定受控狀態還是出現異常。控制圖判斷穩定的準則有:（1）連續25 個點沒有1個點在控制界限外； （2）連續35 個點中最多只有1個點在控制界限外；（3） 連續100個點中最多只有2個點在控制界限外。

結語

質量改進工具中SPC具有較為實用的價值，在制造以及服務等過程性領域中具有重要的應用實施意義。在進行過程質量改進的初期，SPC可以有效捕捉并確定改進機會，幫助改進階段工作的順利進行。在改進階段完成后，改進的效果也可以通過SPC進行評價，并進一步對結果予以維持。從而使得生產過程更加穩定嚴謹。通過監控質量特性參數，能夠有效的分析過程，對產品質量進行預先把控，并在生產過程中予以改進，從而進一步提高工藝過程的質量控制能力。

[1]統計過程控制（SPC）參考手冊[Z].

[2]王會良， 等.SPC 在工序質量控制中的應用[Z].