面向連續(xù)質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)改進是現代質量管理的核心思想，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，從而達到減小和抑制過程波動的目的。本文在國家杰出青年科學基金項目“質量管理”(70125004)國家自然科學基金委資助項目“從基本標準到先進標準體系的實現理論和技術研究”(70072029)和“時變離散過程質量控制實現技術及性能評價”(70572050)的框架內，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．過程能力指數的理論基礎和統(tǒng)計特性 從新舊兩種質量損失函數的角度研究了幾種基本過程能力指數的定義和理論基礎，分析比較了幾種指數的關系、區(qū)別以及與分布特性之間的關系。指出過程能力指數的本質反映了對質量損失理解和質量目標的不同，即合同要求或卓越質量，并提出質量損失指數的概念。針對大量難于確定過程輸出分布形式的實際過程，研究了采用非參數的Bootstra

3、p方法估計過程能力指數的置信下限，使用MATLAB編寫了過程能力指數的幾種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。針對質量控制人員最關心的過程能力指數的重要特性——與合格率的關系，在討論C<,p>及C<,pk>與合格率關系的基礎上，深入研究了C<,pm>及C<,pmk>等Taguchi過程能力指數與合格率的關

4、系，建立了對應的函數，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)分布的假設上，當過程輸出不服從正態(tài)分布時，如何準確進行過程能力分析與評價一直是該領域的難點。本文在總結偏態(tài)過程能力分析方法的基礎上，從兩個方面進行了研究。針對化工、制藥等流程性行業(yè)中常見的具有非負零界特點的偏態(tài)過程，研究了基于Box-Cox冪轉換模型的過程能力分析的數據轉化方法。通過大

5、量仿真，驗證了對于不同偏斜度和峰度的偏態(tài)數據具有較好的轉換效果，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確性。針對用于偏態(tài)過程的WV過程能力指數所存在的統(tǒng)計缺陷，本文結合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。通過4種偏態(tài)分布的29種參數組合的仿真結果顯示，SWV過程能力指數優(yōu)于WV過程能力指數。 3．時變過程的過程能力分析 由于生產技術的多樣性和自動化生產技術的發(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術界所重視。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)因素導致長期過程輸出分布均值發(fā)生漂移的周期調整過程，分析了過程輸出的合成分布特征，并建立了以調整系數為變量的概率密度函數族及其標準形式。在此基礎上，提出過程性能計算公式，并分析比較了新的指數形式與傳統(tǒng)公式的差別。針對自動化生產導致的越來越多的自相關過程，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過程的過程能力分析問題。通過研究抽樣和標準差的估計方法及樣本含量對自相關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特性，提出了相應的步驟和方法。 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、關系，并通過建立了線性和指數型(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系。研究表明，非線性的輸入輸出關系會導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，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傳遞模型的系數呈線性關系。最后指出，在過程能力分析時應討論過程輸入與輸出的相關性。 5．過程能力評價向過程性能綜合評價