面向連續(xù)質(zhì)量改進(jìn)的過(guò)程能力分析與評(píng)價(jià)研究.pdf

1、對(duì)組織進(jìn)行過(guò)程連續(xù)改進(jìn)是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核心思想，過(guò)程能力分析和評(píng)價(jià)是連續(xù)改進(jìn)的重要一環(huán)。通過(guò)過(guò)程能力分析和評(píng)價(jià)可以了解過(guò)程運(yùn)行狀況、確定改進(jìn)方向和評(píng)價(jià)改進(jìn)成果，從而達(dá)到減小和抑制過(guò)程波動(dòng)的目的。本文在國(guó)家杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目“質(zhì)量管理”(70125004)國(guó)家自然科學(xué)基金委資助項(xiàng)目“從基本標(biāo)準(zhǔn)到先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)體系的實(shí)現(xiàn)理論和技術(shù)研究”(70072029)和“時(shí)變離散過(guò)程質(zhì)量控制實(shí)現(xiàn)技術(shù)及性能評(píng)價(jià)”(70572050)的框架內(nèi)，對(duì)過(guò)程能力分析和

2、評(píng)價(jià)的一些難點(diǎn)和熱點(diǎn)問(wèn)題進(jìn)行了深入研究。主要研究工作集中在以下幾方面： 1．過(guò)程能力指數(shù)的理論基礎(chǔ)和統(tǒng)計(jì)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(guò)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(guò)程能力指數(shù)的本質(zhì)反映了對(duì)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(duì)大量難于確定過(guò)程輸出分布形式的實(shí)際過(guò)程，研究了采用非參數(shù)的Bootstra

3、p方法估計(jì)過(guò)程能力指數(shù)的置信下限，使用MATLAB編寫(xiě)了過(guò)程能力指數(shù)的幾種Bootstrap置信下限計(jì)算程序。以C<,pk>為例，對(duì)不同分布類型、參數(shù)和樣本含量的組合進(jìn)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(jì)算方法。針對(duì)質(zhì)量控制人員最關(guān)心的過(guò)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(guò)程能力指數(shù)與合格率的關(guān)

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

5、量仿真，驗(yàn)證了對(duì)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(shí)也驗(yàn)證了基于該方法的過(guò)程能力分析和評(píng)價(jià)方法的準(zhǔn)確性。針對(duì)用于偏態(tài)過(guò)程的WV過(guò)程能力指數(shù)所存在的統(tǒng)計(jì)缺陷，本文結(jié)合SWV方法和Clement偏態(tài)過(guò)程能力分析的思想，提出了SWV偏態(tài)過(guò)程能力指數(shù)。通過(guò)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(guò)程能力指數(shù)優(yōu)于WV過(guò)程能力指數(shù)。 3．時(shí)變過(guò)程的過(guò)程能力分析 由于生產(chǎn)技術(shù)的多樣性和自動(dòng)化生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，越

6、來(lái)越多的過(guò)程輸出具有時(shí)變性，過(guò)程能力分析中的時(shí)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(shí)變特性的過(guò)程能力分析。以刀具磨損等情況為背景，針對(duì)不可消除的系統(tǒng)因素導(dǎo)致長(zhǎng)期過(guò)程輸出分布均值發(fā)生漂移的周期調(diào)整過(guò)程，分析了過(guò)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(guò)程性能計(jì)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(duì)自動(dòng)化生產(chǎn)導(dǎo)致的越來(lái)越多的自相關(guān)過(guò)程，基于時(shí)間序列理論中的穩(wěn)定

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

8、關(guān)系，并通過(guò)建立了線性和指數(shù)型(非線性)過(guò)程波動(dòng)傳遞模型研究了過(guò)程輸入對(duì)過(guò)程能力的影響。首次研究了非線性過(guò)程波動(dòng)傳遞模型下的過(guò)程輸入對(duì)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(huì)導(dǎo)致過(guò)程輸出不再服從正態(tài)分布，而是重尾的分布。通過(guò)仿真發(fā)現(xiàn)，對(duì)于給定的輸入方差，過(guò)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(guò)程能力分析時(shí)應(yīng)討論過(guò)程輸入與輸出的相關(guān)性。 5．過(guò)程能力評(píng)價(jià)向過(guò)程性能綜合評(píng)價(jià)