
284
.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пензенский государственный университет
архитектуры и строительства» (ПГУАС)
СТАТИСТИЧЕСКОЕ УПРАВЛЕНИЕ КАЧЕСТВОМ ПРОДУКЦИИ
Методические указания по выполнению курсового проекта
Пенза 2015
1
УДК 658.562:311(075.8) ББК 65.290–80+60.6я73
С78
Рекомендовано Редсоветом университета
Рецензент – кандидат технических наук, доцент кафедры «Технологии строительных материалов и деревообработки» С.Н. Кислицына (ПГУАС)
Статистическое управление качеством продукции: методиС78 ческие указания по выполнению курсового проекта / В.И. Ло-
ганина. – Пенза: ПГУАС, 2015. – 24 с.
Содержат сведения о содержании и порядке выполнения курсового проекта.. Методические указания подготовлены на кафедре «Управление качеством и техно-
логия строительного производства» и предназначены для студентов, обучающихся по направлению подготовки 27.04.02 Управление качеством.
©Пензенский государственный университет архитектуры и строительства, 2015
©Логанина В.И., 2015
2
ВВЕДЕНИЕ
Область профессиональной деятельности выпускников, освоивших программу магистратуры по направлению 27.04.04 Управление качеством, включает разработку, исследование, внедрение и сопровождение в организациях всех видов деятельности и всех форм собственности систем управления качеством, охватывающих все процессы организации, вовлекающих в деятельность по непрерывному улучшению качества всех ее сотрудников и направленных на достижение долговременного успеха и стабильности функционирования организации.
Выпускник, освоивший программу магистратуры, в соответствии с видом (видами) профессиональной деятельности, на который (которые) ориентирована программа магистратуры, готов решать следующие профессиональные задачи.
научно-исследовательская деятельность:
–анализ, синтез и оптимизация процессов обеспечения качества испытаний, сертификации продукции с применением проблемно-ориентиро- ванных методов;
–разработка и исследование моделей систем управления качеством;
–анализ состояния и динамика показателей развития систем управления качеством продукции и услуг;
–анализ и разработка новых, более эффективных методов и средств контроля за технологическими процессами;
–разработка и анализ эффективных методов обеспечения качества;
–исследование и разработка моделей систем качества и обеспечение их эффективного функционирования;
–исследование,анализиразработкастатистическихметодовконтролякачества;
–исследование методов планирования качества;
–исследование и разработка принципов обеспечения и управления качеством продукции и услуг.
Врезультате изучения дисциплины «Статистические методы управления качеством» магистрант должен обладать следующими компетенциями:
– способностью собирать, обрабатывать и интерпретировать с использованием современных информационных технологий данные, необходимые для формирования суждений по соответствующим социальным, научным и этическим проблемам (ОК-5);
–способностью участвовать в проведении корректирующих и превентивных мероприятий, направленных на улучшение качества (ОПК-8);.
–способностью осуществлять постановку задачи исследования, формирование плана его реализации (ПК-6);
–способностью выбирать существующие или разрабатывать новые методы исследования (ПК-7);
–способностью разрабатывать рекомендации по практическому использованию полученных результатов исследований (ПК-8).
3
1.ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1.Цель курсового проектирования
Целью курсового проектирования по дисциплине «Статистические методы контроля и управления качеством» является закрепление теоретических знаний и приобретение навыков использования инструментов статистического управления качеством.
Курсовой проект является самостоятельной студенческой работой, направленной на решение актуальных производственных задач: всестороннее изучение статистических методов; возможность выбора методов в зависимости от поставленных задач при управлении качеством продукции (процесса); подготовка к статистическому контролю продукции (процесса); определение показателей качества продукции (процесса); анализ полученных данных и проведение последующих действий.
Курсовые проекты выполняются студентами на основе полученных теоретических знаний, результатов производственных практик, результатов научно-исследовательских работ (если студенты непосредственно участвовали в них).
Тема курсового проекта формулируется на основе материалов производственной практики студента. Тема, объем и содержание курсового проекта определяются заданием на курсовое проектирование, которое составляется студентом совместно с руководителем.
2. ОСНОВНЫЕ ТРЕБОВАНИЯ К СТРУКТУРЕ, ОФОРМЛЕНИЮ И СОДЕРЖАНИЮ КУРСОВОГО ПРОЕКТА
2.1. Структура курсового проекта
Курсовой проект должен иметь титульный лист и ведомость курсового проекта на бланках установленной формы.
Титульный лист курсового проекта, ведомость курсового проекта и задание на курсовое проектирование должны быть сброшюрованы с пояснительной запиской в указанном порядке.
Пояснительная записка выполняется на листах формата А4 (кроме приложений) и включает:
–титульный лист пояснительной записки – на бланке установленной формы;
–содержание – на листах с рамкой и основной надписью для текстовых документов;
–введение – на листах с рамкой;
4

–основная часть – на листах с рамкой;
–заключение – на листах с рамкой;
–список использованных источников – на листах с рамкой;
–приложения – на листах любого формата.
Пояснительная записка должна иметь сквозную нумерацию листов. Первым листом пояснительной записки при нумерации считается титульный лист пояснительной записки. Номера листов наносятся, начиная со второго листа (лист «содержание»).
Графическая часть курсового проекта должна включать иллюстративный материал на 2 – 3 листах формата А1 с рамкой и основной надписью.
2.2. Содержание курсового проекта
При составлении пояснительной записки рекомендуется придерживаться следующих положений.
Во введении необходимо дать краткие сведения о предприятии, номенклатуре выпускаемой продукции, рынках сбыта. Рекомендуемый объем введения – 1–2 листа.
Основная часть пояснительной записки может включать следующие разделы:
1)Статистические характеристики выборки.
2)Статистическое регулирование технологического процесса.
3)Разработка плана статистического приемочного контроля.
4)Заключение.
В разделе «Статистические характеристики выборки» приводятся сведения о показателях качества продукции. Необходимо провести данные всех измерений измерения показателей качества. Следует рассчитать статистические характеристики выборки: средняя арифметическая величина, размах, среднеквадратическое отклонение, коэффициент вариации.. Если в результате п измерений получены значения х1, х2, ..., хn, то средняя арифметическая величина
|
x 1 xi . |
(1) |
|
n |
|
Среднее квадратическое отклонение s вычисляют по формуле |
|
|
s |
1 (xi x)2 . |
(2) |
|
n |
|
Размах R, т.е. разность между наибольшим и наименьшим значениями |
||
ряданаблюдений, вычисляютпоформуле |
|
|
|
R = хmах – хmin. |
(3) |
5
Отношение среднего квадратического отклонения к средней арифметической, выраженное в процентах, называется коэффициентом вариации :
|
|
s |
100% . |
(4) |
||
|
|
|
||||
x |
||||||
|
|
|
|
Для наглядности при анализе результатов строят различные графики статистическогораспределения, вчастности, гистограмму.
Для построения гистограммы частот на оси абсцисс откладывают частичные интервалы, а над ними проводят отрезки, параллельные оси
абсцисс на расстоянии nhi .
Площадь i-гo частичного прямоугольника равна h nhi = ni – сумме
частот вариант i-гo интервала; следовательно, площадь гистограммы частот равна сумме всех частот, т.е. объему выборки.
Размер интервала определяют следующим образом. Результаты измерения располагают в порядке возрастания, т.е. составляют вариационный ряд. Первоначально определяют размах варьирования как разность
R xmax xmin , |
(5) |
где xmax и xmin – соответственно максимальное и минимальное значения вариационного ряда.
Размах варьирования делят на некоторое число равных интервалов. Число интервалов К обычно рекомендуется брать в пределах от 8 до 20.
Для его определения часто пользуются формулой |
|
||
K < 5 lgn. |
(6) |
||
Тогда ширина интервала |
|
||
h = |
R |
. |
(7) |
|
|||
|
K |
|
|
Границы интервала вычисляют путем последовательного прибавления |
|||
ширины интервала в нижней границе вариационного ряда по формуле |
|
||
xmin j h, |
(8) |
где j – номер интервала.
Значение нижней границы первого интервала (j = 0) из формулы (8), равное xmin , может быть скорректировано в соответствии с корректи-
ровкой ширины интервала.
По форме распределения необходимо рассмотреть, какие меры следует принимать в различных случаях.
В разделе «Статистическое регулирование технологического процесса» должны быть установлены показатели стабильности и воспроизводимости процесса.
6
Комбинацию индексов возможностей процессов выбирают в зависимости от результата оценки стабильности процесса.Если целевое значение параметра не указано, то значения Cр , Сpk , Рр и Рpk следует рассчитывать по формулам:
Ср ВГД НГД |
|
|
|
; |
|
|
(9) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
6 I |
|
|
|
|
|
|
|
|
6 I |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
НГД |
|
|
||||||||||
ВГД |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
х |
|
|
x |
|
|
|||||||||||||
Сpk min |
|
|
|
|
|
|
; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
; |
(10) |
|
3 |
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
|
|||||||
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
P |
ВГД НГД |
|
|
|
|
|
(11) |
|||||||||||
|
|
|
|
|
||||||||||||||
p |
|
|
|
6 T |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
где ВГД и НГД – соответственно наибольшее и наименьшее предельные значения показателя качества (пределы поля допуска).
|
|
|
|
|
|
|
НГД |
|
||
|
ВГД |
|
|
|
|
|
|
|||
P |
х |
|
|
|
x |
|
||||
min |
|
|
|
; |
|
|
|
|
(12) |
|
3 |
|
|
|
3 |
||||||
pk |
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
T |
|
|
|
|
T |
|
|
В ряде случаев может быть установлен только один предел поля допуска: либо наибольшее предельное значение ВГД, либо наименьшее
предельное значение показателя |
качества НГД. |
Тогда |
для |
оценки |
возможностей процесса применяют |
только индексы |
Сpk и |
Ppk , |
которые |
рассчитывают по следующим формулам:
– для стабильного процесса в состоянии А, если задано наибольшее предельное значение показателя качества ВГД , то
Ср |
ВГД |
х |
|
, |
(13) |
|
|
|
|||
|
3 I |
|
если задано наименьшее предельное значение показателя качества НГД, то
Ср |
|
х |
НГД |
; |
(14) |
|
|
|
|||
|
|
|
3 I |
|
– для нестабильного процесса в состояниях Б и В, если задано наибольшее предельное значение показателя качества ВГД , то
P |
ВГД |
х |
|
, |
(15) |
p 3 T
если задано наименьшее предельное значение показателя качества НГД , то
7
Рр |
|
х |
НГД |
(16) |
|
|
3 Т |
||
|
|
|
|
Таблица 1 устанавливает связь индексов возможностей и стабильных процессов с ожидаемым уровнем несоответствий продукции на выходе технологического процесса при предположении нормального распределения.
По значению из табл.1 определяют максимально возможное значение ожидаемого уровня несоответствий, по значению – минимально возможное.
Таблица 1 Связь индексов воспроизводимости и стабильных процессов
с ожидаемым уровнем несоответствий продукции
|
Уровень несоответствий продукции в |
|
|
% несоответствующих |
числе несоответст- |
Значение Cp или Сpk |
единиц продукции |
вующих единиц |
|
на миллион единиц |
|
|
|
продукции |
0,33 |
32,2 |
322000 |
0,37 |
26,7 |
267000 |
0,55 |
9,9 |
99000 |
0,62 |
6,3 |
63000 |
0,69 |
3,8 |
38000 |
0,75 |
2,4 |
24000 |
0,81 |
1,5 |
15000 |
0,86 |
0,99 |
9900 |
0,91 |
0,64 |
6400 |
0,96 |
0,40 |
4000 |
1,00 |
0,27 |
2700 |
1,06 |
0,15 |
1500 |
1,10 |
0,097 |
970 |
1,14 |
0,063 |
630 |
1,18 |
0,040 |
400 |
1,22 |
0,025 |
250 |
1,26 |
0,016 |
160 |
1,30 |
0,0096 |
96 |
1,33 |
0,0066 |
66 |
Принято воспроизводимость технологического процесса оценивать, исходя из следующих критериев:
8

Ср >1,33 – воспроизводимый;
Ср = 1,33-1,00 – воспроизводимый, но требует внимательного наблю-
дения; Ср <1,00 – невоспроизводимый.
Оценка точности технологических процессов. После того как были выяснены форма и широта распределения на основании сопоставления с допуском, исследуют, возможно ли по данному технологическому процессу производить качественные изделия. С этой целью можно использовать следующую формулу:
|
|
KТ |
6S |
, |
(17) |
|
|
|
|||
|
|
|
T |
|
|
где |
KТ – |
коэффициент точности технологического процесса; |
|
||
Т =ТВ –ТН – |
допуск изделия; |
|
|||
|
S = – |
среднее квадратическое отклонение. |
|
Точность технологического процесса оценивают исходя из следующих критериев:
KT 0,76 – технологический процесс точный, удовлетворительный; KT 0,76 0,98 – требует внимательного наблюдения;
KT 0,98 – неудовлетворительный. В этом случае необходимо немед-
ленно выяснить причину появления дефектных изделий и принять меры управляющего воздействия.
Стабильность процессов оценивают на основе выборок с использованием контрольных карт Шухарта по ГОСТ Р 50779.4.
Результатом оценки стабильности (в том числе после действий, направленных на устранение влияния особых причин) должно быть одно из следующих состояний процесса:
–стабилен и по разбросу и по положению среднего арифметического (состояние А);
–стабилен по разбросу, но нестабилен по положению;
–нестабилен по разбросу (состояние В).
Состояние А характеризуется отсутствием признаков особых причин как на MR-, R- или S-карте, так и на Х- или х – карте соответственно.
Состояние Б характеризуется отсутствием признаков особых причин соответственно на MR-, R- или S-карте, но и наличием таких признаков на Х- или х -карте.
Состояние В характеризуется наличием признаков особых причин соответственно на MR-, R- или S-карте.
Оценка собственной и полной изменчивости процесса. Собствен-
ную и полную изменчивость (вариабельность) процесса следует оценивать
9
по данным, которые были использованы для построения контрольных карт Шухарта.
Собственная изменчивость процесса зависит от влияния только обычных (общих) причин вариаций. Собственную изменчивость процесса следует определять для стабильных по разбросу процессов в состояниях А и Б и оценивать по выборочным стандартным отклонением I , по одному
из следующих способов в зависимости от вида контрольной карты Шухарта по ГОСТ Р50779.42:
– при использовании Х- и MR-карт Шухарта
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
R |
|
|
|
(18) |
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
d2 |
|||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
|
|
|
|
– |
среднее значение скользящих размахов; |
|
||||||||||||||
R |
|
||||||||||||||||||||
|
d2 – |
коэффициент, значения которого зависят от числа точек, исполь- |
|||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
зованных для расчета скользящих размахов в MR-карте; |
||||||||||||||
– при использовании |
|
– и R-карт Шухарта |
|
||||||||||||||||||
x |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
R |
(19) |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
d2 |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
где |
|
|
– |
среднее значение размахов отдельных выборок; |
|
||||||||||||||||
R |
|
||||||||||||||||||||
|
d2 – коэффициент, значения которого зависят от объема отдельных |
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
выборок в R-карте; |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
– при использовании |
|
– и S-карт Шухарта |
|
||||||||||||||||||
x |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
(20) |
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
S |
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
I |
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
|
|
|
|||
где |
|
– |
среднее значение стандартных отклонений отдельных выборок; |
||||||||||||||||||
S |
|||||||||||||||||||||
c |
коэффициент, |
значения которого зависят от объема отдельных |
|||||||||||||||||||
|
4 – |
выборок в S-карте. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
Значения коэффициентов d2 и c4 приведены в табл. 2. |
|
||||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 2 |
|
|
|
|
|
|
|
Значения коэффициентов для расчета оценок |
||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
стандартного отклонения |
|
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
n |
|
|
|
d2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
c4 |
|
|
|
|
|
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
3 |
||
|
|
|
|
|
|
|
2 |
|
1,128 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,7979 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
3 |
|
1,693 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,8862 |
|||
|
|
|
|
|
|
|
4 |
|
2,059 |
|
|
|
|
|
|
|
|
0,9213 |
10