山东建筑大学工业工程质量管理实验报告

质量管理与可靠性

实验报告

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实验一过程控制图应用实验

一、实验目的

掌握过程控制图的基本原理，学会控制图的应用步骤。以生产实际中获取的质量管理数据为例，能够应用EXCEL软件绘制过程控制图，并能够对过程进行分析。

二、实验任务

分析给定的质量管理数据，在EXCEL软件中对数据进行处理，绘制均值—极差控制图和均值—标准差控制图，并根据控制图对生产过程进行分析。

三、实验原理

1、控制图概述

控制图是用来分析和判断生产过程是否处于稳定状态的一种图形工具，它通过监测生产过程中的质量波动情况，判断并发现生产过程中的异常因素，具有稳定生产、保证质量、预防废品产生的作用，它已成为大批量生产中工序质量控制的主要方法。

控制图的基本形式如下图所示。图中纵坐标表示需要控制的质量特性；横坐标表示按一定方法取样得到的编号，图中有三条平行于横轴的线段，它们分别是：CL为中心线，UCL 为控制上控制界限，LCL为下控制界限。

在生产过程中，对全部产品进行检验是很不经济的，也是不现实的，尤其是在产品批量很大时就根本不可能对产品实施全检。控制图的基本原理就在于，它利用从零件总体中抽取一定数量的样本进行检测，然后再利用样本的质量分布状况来推断总体的质量分布状况，进而判断工艺过程是否稳定。

常见的控制图判异准则有：

2、均值—极差控制图

是最常用、最重要的计量值控制图，适用于长度、重量、时间、强度、成分以及某些点参数的质量控制，是其他类型控制图的基础，由均值控制图（ ）和极差控制图（ ）构成。均值控制图用来控制平均值得变化；极差控制图用来控制加工误差的变化。

均值控制图和极差控制图中线和上下控制限的计算过程： 1）均值控制图，用一组样本点的均值替代M 而得到的控制图。 若μ、σ 已知：

n UCL X X /3σμ+=

μμ==X X CL

n LCL X X /3σμ-=

若μ、σ 未知：

X R

R A x n

d R

x n n UCL X 223/?3?/3+=+=+≈+=σμ

σμ x CL X =≈=μ

μ? R A x n

d R

x n n LCL X 223/?3?/3-=-=-≈-=σμ

σμ 其中：n

d A 223=

2）极差控制图，将控制图的中心线换成极差R 的均值。 若μR 、σR 已知：

R R R UCL σμ3+=

R R CL μ= R R R LCL σμ3-=

其中：min max i i i x x R -=，∑==m

i i R m R 1

1

若μR 、σR 未知：

R D UCL R 4= R CL R =

R D LCL R 3=

3）均值—极差控制图的绘制步骤： （1）确定统计量；

（2）准备数据，根据判断准则1，至少取25组数据； （3）计算均值和极差；

（4）计算均值平均值和极差平均值； （5）计算控制限； （6）作图。 3、均值—标准差控制图

在均值—极差控制图中，通常选取样本量为4~6之间，当样本量大于10时，通常用标准差S 替代极差R 。

均值—标准差控制图的计算过程：

X 图：

s A X UCL X X X 33+=+=σμ X CL X X ==μ

s A X LCL X X X 33-=-=σμ

S 图：

s B UCL S S S 43=+=σμ s CL S S ==μ

s B LCL S S S 33=-=σμ

四、实验仪器、设备等

计算机、Office系统五、实验内容和步骤（一）实验内容

1）钢球直径控制图：

2）钢球质量控制图

实验二质量改进方法应用实验

一、实验目的

1、通过散布图法的使用，使学生掌握分析研究某质量因素与质量特性之间相互关系及相关程度的方法。

2、通过排列图法分析，使学生用定量的方法找出影响产品质量的主要问题或因素。

3、通过直方图分析，使学生学会分析直方图的分布情况，从而判断工序是否处于正常状态。

二、实验任务

在EXCEL软件中，绘制给定的相关实例的散步图、直方图和排列图，并进行相关分析。

三、实验原理

1、排列图

排列图: 依据“关键的少数，次要的多数”规律，描绘出一条累计百分比曲线，以之寻找影响质量的关键少数问题，任何改进问题都可以用排列图指出工作的重点，并确定改进后的效果。

影响质量的因素通常可分为3类：

（1）A类因素：也称为主要因素，它数量不多，但却是影响质量的关键因素，在排列图中，它是累积频率在0～80%范围的因素。

（2）B类因素：或称为次要因素，它对质量的影响小于A类因素。在排列图中，它是累积频率在80%～90%范围内的因素。

（3）C类因素：或称为一般因素，它对质量的影响极小。在排列图中，它是累积频率在90%－100%范围的因素。

2、直方图

直方图是通过对数据的加工整理，分析和掌握质量数据的分布情况和估算过程不合格品率的一种方法。

直方图在质量管理中的应用

产品质量特性值的分布，一般都是服从正态分布或近似正态分布。当产品质量特性值的分布不具有正态性时，往往是生产过程不稳定，或生产工序的加工能力不足。因而，由产品质量特性值所作的直方图的形状，可以推测生产过程是否稳定，或工序能力是否充足，由此可对产品的质量状况作出初步判断。

3、散步图

散布图又称相关图或散点图。它是用来分析、判断两个对应变量之间是否存在相关关系的一种工具。

两个变量之间常见的关系有两种：

①函数关系；②非确定性的关系。

在质量管理活动中，常需要运用散布图来判断各种因素对产品质量特性有无影响及影响程度的大小。

散布图的绘图步骤：

（1）选定分析对象

（2）收集数据，填入数据表

（3）在坐标纸上建立直角坐标系

（4）描点

（5）当散布图上出现明显偏离其他数据点的异常点时，应查明原因，以便决定是否删除或校正。

四、实验仪器、设备等

计算机、Office软件、多媒体投影仪

五、实验内容和步骤

1）钢球质量直方图：

2）钢球直径直方图：