面向連續(xù)質(zhì)量改進的過程能力分析與評價研究.pdf

1、對組織進行過程連續(xù)改進是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核心思想，過程能力分析和評價是連續(xù)改進的重要一環(huán)。通過過程能力分析和評價可以了解過程運行狀況、確定改進方向和評價改進成果，從而達(dá)到減小和抑制過程波動的目的。本文在國家杰出青年科學(xué)基金項目“質(zhì)量管理”(70125004)國家自然科學(xué)基金委資助項目“從基本標(biāo)準(zhǔn)到先進標(biāo)準(zhǔn)體系的實現(xiàn)理論和技術(shù)研究”(70072029)和“時變離散過程質(zhì)量控制實現(xiàn)技術(shù)及性能評價”(70572050)的框架內(nèi)，對過程能力分析和

2、評價的一些難點和熱點問題進行了深入研究。主要研究工作集中在以下幾方面： 1．過程能力指數(shù)的理論基礎(chǔ)和統(tǒng)計特性 從新舊兩種質(zhì)量損失函數(shù)的角度研究了幾種基本過程能力指數(shù)的定義和理論基礎(chǔ)，分析比較了幾種指數(shù)的關(guān)系、區(qū)別以及與分布特性之間的關(guān)系。指出過程能力指數(shù)的本質(zhì)反映了對質(zhì)量損失理解和質(zhì)量目標(biāo)的不同，即合同要求或卓越質(zhì)量，并提出質(zhì)量損失指數(shù)的概念。針對大量難于確定過程輸出分布形式的實際過程，研究了采用非參數(shù)的Bootstra

3、p方法估計過程能力指數(shù)的置信下限，使用MATLAB編寫了過程能力指數(shù)的幾種Bootstrap置信下限計算程序。以C<,pk>為例，對不同分布類型、參數(shù)和樣本含量的組合進行了大量仿真，確定了不同樣本含量下最優(yōu)Bootstrap置信下限的計算方法。針對質(zhì)量控制人員最關(guān)心的過程能力指數(shù)的重要特性——與合格率的關(guān)系，在討論C<,p>及C<,pk>與合格率關(guān)系的基礎(chǔ)上，深入研究了C<,pm>及C<,pmk>等Taguchi過程能力指數(shù)與合格率的關(guān)

4、系，建立了對應(yīng)的函數(shù)，從而促進了其在連續(xù)過程改進中推廣。 2．偏態(tài)分布過程的能力分析與評價 傳統(tǒng)SPC和過程能力分析建立在過程輸出服從正態(tài)分布的假設(shè)上，當(dāng)過程輸出不服從正態(tài)分布時，如何準(zhǔn)確進行過程能力分析與評價一直是該領(lǐng)域的難點。本文在總結(jié)偏態(tài)過程能力分析方法的基礎(chǔ)上，從兩個方面進行了研究。針對化工、制藥等流程性行業(yè)中常見的具有非負(fù)零界特點的偏態(tài)過程，研究了基于Box-Cox冪轉(zhuǎn)換模型的過程能力分析的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化方法。通過大

5、量仿真，驗證了對于不同偏斜度和峰度的偏態(tài)數(shù)據(jù)具有較好的轉(zhuǎn)換效果，同時也驗證了基于該方法的過程能力分析和評價方法的準(zhǔn)確性。針對用于偏態(tài)過程的WV過程能力指數(shù)所存在的統(tǒng)計缺陷，本文結(jié)合SWV方法和Clement偏態(tài)過程能力分析的思想，提出了SWV偏態(tài)過程能力指數(shù)。通過4種偏態(tài)分布的29種參數(shù)組合的仿真結(jié)果顯示，SWV過程能力指數(shù)優(yōu)于WV過程能力指數(shù)。 3．時變過程的過程能力分析 由于生產(chǎn)技術(shù)的多樣性和自動化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，越

6、來越多的過程輸出具有時變性，過程能力分析中的時變性研究逐漸為學(xué)術(shù)界所重視。本文研究了兩類具有典型時變特性的過程能力分析。以刀具磨損等情況為背景，針對不可消除的系統(tǒng)因素導(dǎo)致長期過程輸出分布均值發(fā)生漂移的周期調(diào)整過程，分析了過程輸出的合成分布特征，并建立了以調(diào)整系數(shù)為變量的概率密度函數(shù)族及其標(biāo)準(zhǔn)形式。在此基礎(chǔ)上，提出過程性能計算公式，并分析比較了新的指數(shù)形式與傳統(tǒng)公式的差別。針對自動化生產(chǎn)導(dǎo)致的越來越多的自相關(guān)過程，基于時間序列理論中的穩(wěn)定

7、隨機過程模型，通過仿真方法研究了自相關(guān)過程的過程能力分析問題。通過研究抽樣和標(biāo)準(zhǔn)差的估計方法及樣本含量對自相關(guān)過程能力分析的較大影響，指出了過程能力分析時必須考慮過程輸出的自相關(guān)特性，提出了相應(yīng)的步驟和方法。 4．過程輸入對過程能力分析的影響 傳統(tǒng)的過程能力分析方法沒有考慮過程輸入對過程能力的影響。事實上，過程輸入的波動能夠以某種方式傳遞到過程輸出。本文將過程輸入的影響引入到過程能力分析中，分析了過程輸入與輸出可能存在的

8、關(guān)系，并通過建立了線性和指數(shù)型(非線性)過程波動傳遞模型研究了過程輸入對過程能力的影響。首次研究了非線性過程波動傳遞模型下的過程輸入對輸出影響的分布形式以及方差傳遞關(guān)系。研究表明，非線性的輸入輸出關(guān)系會導(dǎo)致過程輸出不再服從正態(tài)分布，而是重尾的分布。通過仿真發(fā)現(xiàn)，對于給定的輸入方差，過程輸入傳遞到輸出上的方差與指數(shù)傳遞模型的系數(shù)呈線性關(guān)系。最后指出，在過程能力分析時應(yīng)討論過程輸入與輸出的相關(guān)性。 5．過程能力評價向過程性能綜合評價