鄔佳偉+潘雪濤+張美風(fēng)+蔡建文

摘 要：研究統(tǒng)計過程控制（SPC）技術(shù)在生產(chǎn)現(xiàn)場中的應(yīng)用方法。以統(tǒng)計技術(shù)的理論和方法為指導(dǎo)，提出SPC在木地板制造質(zhì)量管理中應(yīng)用的策劃要求，以實木復(fù)合地板制造過程中降低產(chǎn)品不良率為例，給出了具體的實施步驟和方法。研究結(jié)論對木地板生產(chǎn)制造企業(yè)采用新技術(shù)、新工藝、新材料和新方法提升產(chǎn)品質(zhì)量水平和降本增益的實踐有所幫助。

關(guān)鍵詞：統(tǒng)計過程控制；實木復(fù)合地板；過程能力；生產(chǎn)制造過程

中圖分類號：TB

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2016.08.097

1 引言

實施統(tǒng)計過程控制（SPC）可以幫助企業(yè)在質(zhì)量管理中真正做到事前預(yù)防和控制。統(tǒng)計過程控制可以對過程做出可靠的評估；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(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生。目前企業(yè)在實施SPC的過程中重視到了數(shù)據(jù)的收集和控制圖的繪制，但對統(tǒng)計過程控制的系統(tǒng)要求和關(guān)鍵工作的認(rèn)識不足，對工序能力的分析和改進(jìn)有待提高。本文的主要目的就是通過在實木復(fù)合地板制造過程中運(yùn)用統(tǒng)計過程控制（SPC）降低產(chǎn)品不良率的案例，分析研究質(zhì)量管理中統(tǒng)計過程控制的策劃要求與具體的實施方法。

2 統(tǒng)計過程控制的策劃

2.1 制定合理的工藝方案

依據(jù)指標(biāo)要求設(shè)計的產(chǎn)品需要經(jīng)過工藝性審查，并根據(jù)實現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計水平的需要制定工藝方案，以實木復(fù)合地板的質(zhì)量要求，分為三個部分：外觀要求，尺寸要求，以及理化性能要求。其中最為重要的就是外觀要求，本案例實木復(fù)合地板生產(chǎn)企業(yè)是國內(nèi)領(lǐng)先的實木復(fù)合地板專業(yè)制造商，擁有國際一流的生產(chǎn)流水線，先進(jìn)的加工設(shè)備、檢驗手段，生產(chǎn)工藝的策劃確保了生產(chǎn)的產(chǎn)品達(dá)到各項指標(biāo)要求。

2.2 工序系統(tǒng)設(shè)計

工序系統(tǒng)設(shè)計最重要的是要保證達(dá)到科學(xué)、合理、經(jīng)濟(jì)的質(zhì)量控制效果，集中力量抓關(guān)鍵和重點工序，控制工序中的支配因素，保證產(chǎn)品質(zhì)量符合設(shè)計要求；盡可能的減少人在工序及過程控制中的影響作用。

制定實木復(fù)合地板的工藝流程為：砂底、槽榫、縱向刻溝、分選、美工、邊漆、底漆、砂光、面漆、分選、熱縮膜密封。

確定木地板的關(guān)鍵工序：在實木地板的生產(chǎn)中主要工序在素板生產(chǎn)和油漆加工過程中，素板生產(chǎn)是將木板坯料加工成地板素板的過程，素板生產(chǎn)分為砂底，槽榫，縱向刻溝以及美工這幾個工序過程，縱向刻溝是關(guān)鍵工序，油漆是重要的工序之一，它直接影響地板的美觀和質(zhì)量。

2.3 加工工序單元設(shè)計

在任何產(chǎn)品的加工制造過程中，影響最終產(chǎn)品質(zhì)量特性的原因有很多，從客戶的投訴和產(chǎn)品不良報告中收集到的數(shù)據(jù)反映在：外觀不良、尺寸不足、理化性能不足及其它問題，應(yīng)用特性因果圖（魚骨圖）分析木地板產(chǎn)品的不良原因；并使用帕累托（Pareto）圖對不良產(chǎn)品進(jìn)行分析，結(jié)果表明外觀不良是產(chǎn)品不良的最主要原因。進(jìn)一步工序分析，再次采集外觀不良的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，運(yùn)用帕累托（Pareto）分析了造成外觀不良的原因。結(jié)果表明，拼接離縫是主要原因，如圖1所示。因此，拼接離縫被確認(rèn)為最能反映木地板產(chǎn)品質(zhì)量水平的質(zhì)量特性。

2.4 過程控制設(shè)計

統(tǒng)計過程控制的關(guān)鍵技術(shù)就是找到工序質(zhì)量控制點（質(zhì)量監(jiān)測點）以及關(guān)鍵質(zhì)量特性，建立關(guān)鍵質(zhì)量特性指標(biāo)。過程控制設(shè)計就是通過編制工藝過程控制流程圖建立工序質(zhì)量控制點和確定關(guān)鍵質(zhì)量特性。

由上文Pareto圖分析：引起實木地板外觀不良的主要原因是拼接離縫，所以本案例在縱向刻溝和面漆兩道關(guān)鍵工序后建立質(zhì)量監(jiān)控點分別進(jìn)行分選，選擇拼接離縫為關(guān)鍵質(zhì)量特性，加以控制。

2.5 檢驗系統(tǒng)設(shè)計

產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗需要建立完整的質(zhì)量檢驗系統(tǒng)。

（1）制定檢驗計劃：本案例檢驗計劃要求拼接離縫控制標(biāo)準(zhǔn)為≤0.2mm，質(zhì)量指標(biāo)是橫縫和縱縫最大單個寬度（mm），優(yōu)等品為0.1；一等品為0.2。規(guī)定測量方法，每天4次抽樣，每次10片緊密拼裝放置在平整的水平實驗臺上用塞尺測量，選擇控制圖和R控制圖分析測量數(shù)據(jù)。

（2）測量系統(tǒng)分析：測量系統(tǒng)是否處于受控狀態(tài)是過程控制和質(zhì)量檢驗是否有效的前提，評價測量系統(tǒng)，證實其處于受控狀態(tài)。表1和表2是該案例關(guān)于拼接離縫檢驗計劃和質(zhì)量特性指標(biāo)。

拼接離縫的測量方法：將10塊地板按圖2所示緊密拼裝放置在平整的水平實驗臺上，用塞尺測量圖中所示的18個點的拼接離縫，精確至0.01mm。分別計算平均值，精確至0.01mm。

3 統(tǒng)計過程控制的實施

3.1 實施前的準(zhǔn)備

質(zhì)量數(shù)據(jù)是客觀質(zhì)量的放映，必須要求真實可靠。取樣的原則，一是隨機(jī)抽樣，采用系統(tǒng)抽樣法，按確定的時間間隔或確定的產(chǎn)品數(shù)量間隔進(jìn)行抽樣；二是保證合理的子組原則，即組內(nèi)差異只能由隨機(jī)因素造成，盡可能在短時間內(nèi)完成，組間差異期望能由異常因素造成，可以按生產(chǎn)班次抽?。蝗菢颖敬笮?yīng)保證控制圖具有適宜的檢出率。在實際的生產(chǎn)過程中，收集數(shù)據(jù)，以樣本容量恒定的子組形式報告，子組通常包括2-5件連續(xù)的產(chǎn)品，并周性期的抽取子組，包括子組大小和頻率，記錄原始數(shù)據(jù)。

3.2 對生產(chǎn)現(xiàn)狀的受控狀態(tài)分析及過程能力分析

工序在一定時間里，處于穩(wěn)定狀態(tài)（控制狀態(tài)）下的實際加工能力，用工序能力指數(shù)CP或CPK表示，它是工序固有的能力，也是工序滿足產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)是否達(dá)到設(shè)計的要求的能力。

根據(jù)控制圖判異準(zhǔn)則觀察判斷過程狀態(tài)，如果已經(jīng)確定一個工序過程已處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)），接下來要確定的是過程是否能滿足質(zhì)量要求，過程的能力達(dá)到多少。

本案例木地板的過程控制選用均值極差控制圖，數(shù)據(jù)采集方案制定為：采集20天的數(shù)據(jù)，每天在四個時間點抽檢測量地板的拼接離縫，數(shù)據(jù)采集見表3。

運(yùn)用Mintab繪出分析階段拼接離縫控制圖，如圖3。

觀察控制圖可知：控制圖點子出界，過程顯示異常狀態(tài)；工序能力不足，不能滿足要求。需要質(zhì)量改進(jìn)，改變生產(chǎn)條件，改進(jìn)工藝或技術(shù)改造。

3.3 消除異常質(zhì)量變異

統(tǒng)計過程控制就是要把過程中的正常波動限制在一個合理的范圍之內(nèi)，采取局部措施消除異常質(zhì)量波動的比率大約占總的解決質(zhì)量問題應(yīng)采取措施的15%。

由于拼裝離縫越小，實木復(fù)合地板的質(zhì)量越高，所以重點關(guān)注的是ULC以上的異常點。由現(xiàn)有生產(chǎn)的

控制圖發(fā)現(xiàn)，第4，第8，第13，和第18點處于UCL以上的位置，這些點都屬于異常點。對這些異常點運(yùn)用魚刺圖查出導(dǎo)致不合格的原因包括：油漆沾邊，四面刨調(diào)校不準(zhǔn)，新員工操作不熟以及四面刨刀具損壞；由現(xiàn)有生產(chǎn)的R控制圖發(fā)現(xiàn)，第13，第18點位于UCL以上，這些點同樣屬于異常點。對這些異常點查出導(dǎo)致不合格的原因包括：刀具損壞和新員工操作不熟。

為了使生產(chǎn)過程受控，必須采取改進(jìn)措施排除異常因素。通過調(diào)校油漆機(jī)械，調(diào)校四面刨，培訓(xùn)新員工以及更換四面刨刀具，排除這些不良的異常因素后，過程狀態(tài)會有明顯的改善。

在實施上述的改進(jìn)措施消除了異常質(zhì)量波動之后，用同樣的數(shù)據(jù)采集方法繼續(xù)數(shù)據(jù)的采集和分析。由改進(jìn)后的樣本統(tǒng)計數(shù)據(jù)制作改進(jìn)后的-R控制圖，由圖可以看出生產(chǎn)過程得到控制，已處于穩(wěn)定狀態(tài)。過程能力指數(shù)和合格率為有了明顯提高，標(biāo)準(zhǔn)差σ=0.02865，過程能力指數(shù)CpU=1.01，合格率θ=99.874%。

3.4 減少正常質(zhì)量變異

質(zhì)量特性的正常質(zhì)量變異是過程所固有的，即使是減少其波動幅度也是非常困難的，必須對過程中影響質(zhì)量的人、機(jī)、料、法、測、環(huán)的因素采取系統(tǒng)的技術(shù)改造。采取系統(tǒng)措施解決質(zhì)量問題的比率大約占總的解決質(zhì)量問題應(yīng)采取措施的85%。通過減少正常質(zhì)量波動提升工序加工能力?？梢詮膬蓚€方面提升工序能力：調(diào)整工序加工的分布中心減少偏移量；提高工序能力減少分散度。

對一般產(chǎn)品，當(dāng)1.00≤Cp<1.33時，通常過程能力能夠得到滿足，但要防止發(fā)生大的波動，在Cp接近于1.00時，出不合格品的可能性增大；而當(dāng)1.33≤Cp<1.67時過程能力比較理想。

實木地板生產(chǎn)過程消除了異常因素后，工序過程能力指數(shù)僅為1.01，說明標(biāo)準(zhǔn)差還比較大，生產(chǎn)質(zhì)量還有待提高，需要進(jìn)一步減小工序分散度。觀察消除了異常質(zhì)量變異后的-R控制圖可以發(fā)現(xiàn)引起正常質(zhì)量波動的原因；進(jìn)一步從材料和設(shè)備方面采取改進(jìn)措施。工序過程能力分析改進(jìn)見表4。

通過減少正常質(zhì)量變異的第二次改進(jìn)，工序過程能力得到進(jìn)一步提升后，繼續(xù)采集數(shù)據(jù)，對工序能力進(jìn)行確認(rèn)。觀察采集了又一組80個樣本。由樣本統(tǒng)計數(shù)據(jù)制作進(jìn)一步改進(jìn)后的控制圖，如圖4所示。

由此得到的標(biāo)準(zhǔn)差σ=0.02506，過程能力指數(shù)CpU=1.34，合格率θ=99.997%。實木地板生產(chǎn)制造經(jīng)過三個階段的統(tǒng)計過程控制分析和改進(jìn)，工序能力和產(chǎn)品合格率都達(dá)到了滿意的水平。

3.5 結(jié)束語

在統(tǒng)計過程控制的實施過程中，要求：

（1）正確繪制控制圖。

（2）正確應(yīng)用控制圖對過程異常的判斷準(zhǔn)則。

（3）對控制圖中出現(xiàn)的任何異常都應(yīng)及時采取有效處理措施。

（4）當(dāng)生產(chǎn)條件發(fā)生變化時，如原材料、加工方法改變、使用新的機(jī)器、工序改變等，需對控制圖進(jìn)行重新制定。

由此可知，在實木復(fù)合地板制造過程中，應(yīng)運(yùn)用統(tǒng)計過程控制（SPC）降低產(chǎn)品不良率。

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