{品质管理质量控制}毕业论文马钢烧结厂烧结矿质量控制设计.docx

马钢烧结厂烧结矿质量控制设计1.绪论1.1 引言美国著名质量管理专家朱兰(]. M. Juran)1994 年在美国质量管理学会年会上说过，20 世纪将以“生产力的世纪”载入史册， 21 世纪是“质量的世纪他的预言正在逐步地现实刚刚跨入21 世纪，人们就感受到自身己置于一种浓厚的竞争氛围中，竞争无处不在国家间的竞争正逐渐被市场的竞争、产品的竞争所代替，而市场的竞争又从企业间的竞争发展为供应链间的竞争在这场无国界的竞争中，质量扮演着极为重要的角色随着社会生产力不断发展，新技术不断涌现，面对日趋激烈的国际、国内市场的竞争，能否提供高质量的产品和服务不仅仅是企业在竞争中能否取得优势的问题，说严重点，它直接关系到企业的生存问题 每个企业、每种产品和服务，要想在国际市场上占有一席之地，都要面对“超严格的质量要求”，要努力使自己达到世界级的质量水平1.2 质量控制研究的背景及意义在我国加入WTO 既成事实的情况下，面对日趋激烈的国际、国内市场的竞争，企业能否提供高质量的产品和服务不仅仅是企业在竞争中能否取得优势的问题，说严重点，它直接关系到企业的生存问题因此，我国企业要想在未来的竞争中占有一席之地，必须对产品质量提出更高的要求，且这种高要求应不以高投入为条件。

因此，作为国际上通行的行之有效的质量管理技术 SPC，正在受到越来越多国内企业的重视，并被视为企业降低废品率、提高产品质量、增加企业效益，全面推行 IS09000 和 QS9000 质量管理体系的重要工具要提高产品质量，必须对生产、制造各环节进行质量控制，必须大力提倡对质量科学的应用，如对生产线推行和实施各种质量科学技术，用以保证实现生产过程控制中的预防原则这方面SPC(Statistical Process Control)即统计过程控制及其系列技术如SPD(Statistical Process Diagnosis)即统计过程诊断和 DOE(Design of Experiments)等扮演了重要角色SPC(Statistical Process Control)即统计过程控制，是20 世纪20 年代由美国休哈特首创的SPC 主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的SPC 可以判断过程的异常，及时报警，但早期的SPC 不能告知其异常是什么因素引起的，发生于何处，即不能进行诊断，而在现场迫切需要解决诊断问题。

现代SPC 不但具有SPC 及时报警的控制功能，而且具有SPC 所没有的诊断功能，上升为SPD(Statistical Process Diagnosis)统计过程诊断SPD 就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到缩短诊断异常的时间、以便迅速采取纠正措施、减少损失、降低成本，保证产品质量的目的SPD 是现代SPC理论的发展与重要组成部分而实验设计(Design of Experiments, 缩写为DOE)是研究如何制定适当的实验方案以便对实验数据进行有效的统计分析的数学理论与方法它是分析处理影响产品质量的不同因素在不同水平下实验所得的到的数据从而找出影响产品质量的不同因素的最佳水平组合，目的在于寻求实验因素恰当的水平组合，实现系统的相对优化在这种背景下，马钢第一炼铁总厂烧结分厂充分认识到形势的严峻性，提出充分利用SPC，SPD 及DOE 理论与技术来进行烧结矿质量控制方法设计，不断改进、完善生产线的现场管理及生产过程，提高产品质量，以提高企业的竞争力1.3 国内外发展状况1.3．1国外发展状况由于国外许多工业发达国家具有较长的工业发展历史，它们对过程控制的研究也较早。

在20 世纪20 年代，贝尔实验室就成立了以休哈特为学术领导人的过程控制研究组，以及由道奇为学术领导人的产品控制研究组经过科学家的悉心研究和不断实践，井在总结他人研究成果的基础上，休哈特创建了著名的过程控制理论:《制造产品质量的经济控制》(Economic Control of QualityManufactured Products)，休哈特这本著作的出版，标志着统计过程控制与诊断时代的开始休哈特的过程控制理论的最大应用成果就是控制图在生产、服务行业的广泛应用，极大地促进了产品质量的提高但随着对SPC 应用的深入，人们逐步发现了SPC 控制图的缺点:只利用了过程当前数据的信息，而没有充分利用整个样本数据的信息，所以对过程的小变化不够灵敏，所以在休哈特之后，许多学者经过多年研究和实践提出了许多种弥补休哈特控制图不足的控制图，主要有:佩奇 (E. S. Page)在 1954 最早应用序贯分析原理，提出了累积和控制图(Cumulative Sum Control Chart，CUSUM)，它可以将一系列点的微弱信息累积起来，对过程的小变动灵敏度很高，随后，许多学者对此也做出了一些重要的研究。

针对休哈特控制图对小变动不灵敏的缺点，罗伯茨(S. W. Roberts)在1959年提出了指数加权平均控制图(Exponentially Weighted Moving Average Control Chart, EWMA)，这是一种适用于检出过程小波动的控制图，其特性几乎与累积和控制图相同，但由于EWMA 是所有过去及当前观测值的加权平均，所以它对正态假设很不敏感，从而它与个别观测值联合使用是很理想的生产规模的不断扩大，带动了柔性生产系统的快速崛起，小批量生产日益普及，对小批量生产的质量控制也越来越重要，小批量生产控制图(Control Charts For Low Volume Manufacturing)也得到了发展，主要有以下几类:①无先验信息小批量生产的控制图1969 年希利尔(F. S. Hulier )与新加坡杨中浩提出了小样本控制图，1991-1995 年久森伯瑞 (C. P. Qusenrerry)提出了Q 控制图，但统计摸拟试验证实这类控制图检出异常的能力要远远低于参数已知条件下的控制图②将相似工序同类分布的产品质量数据，通过某种数学变换成同一分布，从而可以累积起来成为大样本，于是可以应用大样本方法，常见的方法有通用图法、相对公差法、美军固定样本容量法等。

休哈特的控制图只能对单一质量特性进行控制，但通常情况下工序都包含许多质量指标，当然可以用休哈特控制图分别对每个指针进行控制，但是这样没有考虑指标间的相关性，将会导致错误的结论，针对休哈特图的这一不足，1947年霍特林((H. Hotelling)提出了多元T2 控制图，揭开了多元控制的新时代在一元正态分布情况下，均值与方差这两个参数是互相独立的，故控制正态分布就需要对于均值与方差分别应用相应的控制图进行控制，类似地，在多元正态分布的条件下，均值向量与多元协方差矩阵这两个参数也是相互独立的，故控制多元正态分布时也需要分别应用相应的多元控制图对均值向量与多元协方差矩阵进行控制如同一元控制图在方差受控的前提下讨论均值的控制问题才有意义一样，多元T2 控制图也是在假定协方差矩阵保持受控的前提下讨论均值向量的控制才有意义在1985 年，阿尔特 ((F. B. ALT)提出了基于似然比检验的多元协方差控制图其它多元协方差控制图还有样本广义方差{S}图、W 图、 L 图等，但以上这些多元协方差控制图的缺点是要求多元协方差阵为已知这在现场不易作到在20 世纪80-90 年代，多元CUSUM 控制图得到了发展，应用多元CUSUM 控制图对多元过程进行控制，也应分别控制过程的均值向量与多元协方差矩阵。

从应用的角度看，均值向量的控制更重要些伍德尔 (W. H. Woodal l, 1985 )，恩冠勃 (M. M. Ncube, 1985)及霍金斯 (D. M. Hawkinw, 1991)等人对此作出了贡献1992 年劳瑞((C. A. Lowry)与伍德尔将一元的EWMA 控制图推广到多元，当然，它也是控制均值向量这些多元控制理论的发展极大的弥补了休哈特图在工序控制上的缺点，因而在国外得到了广泛的应用，也取得了可喜的成绩1.3．2国内发展状况国内由于历史的原因，新中国成立时，我国的企业质量管理水平远远落后于世界，普遍处于单纯检验为主的阶段，从1978 年开始，我国才开始宣传、推行全面质量管理，经过二十年的努力，我国企业的质量管理工作发生了巨大的变化，质量管理机构从无到有，形成了全国推行全面质量管理的组织体制质量观念和质量管理思想发生了根本的转变，企业的质量管理也由质量检验为主发展为质量控制，由把关型向预防型和提高型转变SPC 在很多企业中得到了充分的应用，这与大批投身于质量管理的技术人员的努力分不开的，尤其是北京科技大学的张公绪教授，他在多年研究国外SPC理论的基础上，取其精华并结合中国的实际情况，在1982 年提出了两种质量诊断理论，开辟了统计诊断理论的新方向，从此SPC 理论上升到一个新的高度。

陈志强博士在1996 年提出了基于模糊信息的模糊控制图，如贴近度控制图基于模糊集代表值的控制图，基于加权合成值的控制图等，可以应用于感官性指标的质量控制问题它还提出了模糊不合格品率控制图，较之传统的不合格品率控制图更为灵敏，他根据 “过程异常”这一模糊现象，进一步提出了基于模糊判异的控制图，他还提出了模糊选控值，模糊选控图和模糊EWMA 控制图以及两种质量模糊诊断理论，为工序质量诊断理论的模糊化作出了贡献朴祥民博士研究了历史信息小批量生产的控制图的问题，应用贝叶斯(Bayes)分析方法，充分利用已知信息，弥补了小批量生产样本少的缺陷，求出参数的优良估计，从而仍然可以应用大样本方法，朴祥民的工作为两种质量诊断理论的小批量化作出了贡献，也为小批量生产的质量控制与诊断开辟了一条新的途径上面所说的控制图，包括休哈特图、CUSUM 图、EWMA 图等在内的现有控制图都是全控图所谓全控图是对所有异因都加以控制的控制图1980 年张公绪提出了选控图系列，可以用来选择部分异因加以控制，从而缩小了查找异因的范围，提高了效率选控图是利用数学变换来实现选控的，在统计过程诊断理论中具有重要的作用，选控图与全控图是一一对应，例如，可以相应地构造出选控休哈特图、选控CUSUM 图、选控EWMA 图、选控多元T2 图等等。

对多元控制图，我国的学者也进行了专门的研究，1997 年刘艳永博士提出了多元协方差阵未知时的样本广义方差多元协方差控制图，以及最大、最小特征根据多元协方差控制图在1993 年，张公绪提出了具有多个非控异因的多元选控图1998 年张公绪提出相关单因素多元诊断理论，根据两种质量诊断理论，他还提出了两种工序能力指数的诊断理论，为寻找生产线质量薄弱环节提供了极其简明的方法另外孙静博士对于接近零不合格品过程的SPC 问题进行了深入的研究，提出了接近零不合格品过程的判稳准则，判异准则，优于国外的两阶段控制图法近年来，我国有关学者还提出了多元逐步诊断理论，两种质量多指针诊断法，模糊质量控制，小批量生产的质量控制，多元协方差控制图，接近零不合格品过程的质量控制等理论和方法，丰富与发展了SPC 理论及应用范围1.3．3发展现状随着新世纪的到来，中国的经济已与世界经济溶为一体，国内企业要在世界。