概述

质量是产品或服务满足客户需要的程度。质量专业人员的共同目的包括降低缺陷率、按规格制造产品和使交货时间标准化。

Minitab 提供了许多帮助您客观、定量地评估质量的方法。这些方法包括控制图、质量计划工具以及测量系统分析(量具R&R 研究)、过程能力和可靠性/生存分析。本章着重介绍控制图和过程能力。

您可以按以下方式自定义 Minitab 的控制图:
  • 在添加和更改数据之后自动更新控制图。
  • 选择如何估计参数和控制限。
  • 显示特殊原因和历史阶段的检验。
  • 自定义控制图,如添加参考线、更改比例并修改标题。

在您创建控制图时或之后,您可以自定义这些控制图。

通过 Minitab 能力分析,您可以执行以下操作:
  • 分析来自许多不同分布的数据,包括正态、指数、Weibull、伽玛、Poisson 和二项式分布。
  • 显示控制图以验证此过程是否受控以及数据是否遵循所选分布。

在前一章中进行的图形和统计分析表明,西部出货中心的交货速度最快。在本章中,您将确定西部出货中心的过程是否受控,是否能按规格运行。

评估过程稳定性

数据中的异常模式表明存在特殊原因变异,即,不属于过程的正常部分的变异。使用控制图可检测特殊原因变异,并评估随时间变化的过程稳定性。

Minitab 控制图可显示过程统计数据。过程统计数据包含子组均值、各个观测值、加权统计数据和缺陷数。Minitab 控制图也可显示中心线和控制限。中心线是您选择要评估的质量统计数据的平均值。如果过程处于受控状态,这些点将围绕中心线随机变化。控制限基于过程中的预期随机变异来计算。控制上限 (UCL) 是中心线上方的 3 个标准差。控制下限 (LCL) 是中心线下方的 3 个标准差。如果过程处于受控状态,则控制图上的所有点都介于控制上限和下限之间。

对于所有控制图,可以修改 Minitab 的默认图表规格。例如,可以定义对过程标准差的估计方法,指定特殊原因的检验,以及通过定义历史阶段来显示过程阶段。

创建 Xbar-S 控制图

创建 Xbar-S 控制图以评估过程的均值和可变性。此控制图可在同一图形上显示 Xbar 控制图和 S 控制图。在子组包含 9 个或更多观测值时,请使用 Xbar-S 控制图。

要确定交货过程在一段时间内是否稳定,西部出货中心的经理随机选择了 20 天内的 10 个样本。

  1. 打开样本数据,质量.MTW
  2. 选择统计 > 控制图 > 子组的变量控制图 > Xbar-S
  3. 选择图表的所有观测值均在一列中,然后输入天数
  4. 子组大小中,输入日期
    要创建控制图,只需完成主对话框即可。但是,可以单击任何按钮以选择用于自定义控制图的选项。
  5. 单击确定
Xbar-S 控制图
提示

将指针放在控制图或图形上方,以查看有关这些数据的信息。

解释 Xbar-S 控制图

控制图上的所有点都在控制限内。因此,过程平均值和过程标准差应该处于稳定状态。过程均值 () 为 2.985。平均标准差 () 为 0.631。

向控制图中添加阶段

您可以在控制图上使用阶段来显示过程在特定时间段内的变化情况。在每个阶段中,Minitab 都会重新计算中心线和控制限。

西部出货中心的经理在 3 月 15 日对过程进行了更改。您想要确定在此过程更改之前和之后,过程是否稳定。

  1. Ctrl+E 打开上一对话框,或选择统计 > 控制图 > 子组的变量控制图 > Xbar-S
    提示

    Minitab 会将您的对话框和您的项目一起保存。要重置对话框,请按 F3

  2. 单击Xbar-S 选项
  3. 阶段选项卡上的用此变量定义阶段(历史组)中,输入日期
  4. 何时开始新阶段下面,选择首次出现下列这些值并输入 2013-3-15
  5. 单击每个对话框中的确定
含有阶段的 Xbar-S 控制图

解释结果

在过程更改之前和之后,控制图上的所有点都在控制限内。对于第二个阶段,过程均值 () 为 2.935,平均标准差 () 为 0.627。

注意

默认情况下,对于大多数最新阶段,Minitab 会显示控制限和中心线标签。要显示所有阶段的标签,请单击Xbar-S 选项。在其他选项卡的显示下,选择对所有阶段显示控制限/中心线标签

添加更多数据并更新控制图

在数据发生更改时,您可以更新任何控制图或图形(茎叶图除外),不必重新创建此图形。

在创建 Xbar-S 控制图之后,西部出货中心经理将为您提供更多在 2013 年 3 月 24 日收集的数据。将这些数据添加到工作表,然后更新该控制图。

向工作表中添加更多数据

需要向 C1 中添加日期/时间数据并向 C2 中添加数值数据。

  1. 单击工作表,使其成为活动工作表。
  2. 单击 C1 中的任何单元格,然后按 End 键转到工作表的底部。
  3. 要将日期 2013-3-24 添加到第 201 行至第 210 行中,请执行以下操作:
    1. 在 C1 的第 201 行中输入 2013-3-24
    2. 选择包含2013-3-24 的单元格,指向单元格右下角的“自动填充”手柄。在指针变成十字符号 (+) 时,按 Ctrl 并将指针拖到第210 行,以使用重复的日期值填充这些单元格。在您按住 Ctrl 时,上标十字会出现在自动填充十字符号( ++) 的上方。上标十字指示重复值(而不是顺序值)将添加到这些单元格中。
  4. 将以下数据添加到 C2 中,从第 201 行开始:

    3.60 2.40 2.80 3.21 2.40 2.75 2.79 3.40 2.58 2.50

    在输入数据时,按 Enter 向下移动到下一单元格。如果数据输入方向箭头指向右侧,请单击该箭头使其指向下。
  5. 验证输入的数据是否正确。

更新控制图

  1. 右键单击 Xbar-S 控制图,然后选择立即更新图形
显示新子组的已更新 Xbar-S 控制图

Xbar-S 控制图现在包括新子组。均值 ( = 2.926) 和标准差 ( = 0.607) 略有变化,但过程似乎仍受控。

注意

要自动更新所有图形和控制图,请选择工具 > 选项。展开制图,然后选择其他制图选项。选择创建时,设置当数据更改时图形自动更新

将 x 轴标签更改为日期

默认情况下,Xbar-S 控制图上的子组按连续数字顺序加上标签。您可以改为编辑 x 轴以显示日期。

  1. 双击 Xbar 控制图(顶部控制图)上的 x 轴。
  2. 时间尺度选项卡的时间下,选择标记。在标记列(1-3,首先为最内层)中,输入日期
  3. 单击确定
  4. 对 S 控制图上的 x 轴重复上述步骤。
具有已编辑 x 轴的 Xbar-S 控制图

解释结果

现在,每个控制图的 x 轴都显示日期,而不是子组数。

评估过程能力

在您确定某个过程受统计控制之后,您要知道该过程是否有能力。某个过程符合规范并产生良好部件或结果,则说明该过程有能力。您可以通过将过程变异的范围与规格限制的宽度相比较来评估过程能力。

重要信息

请勿评估不在控制范围内的能力,因为这种过程能力的估计可能不正确。

能力指数(即统计量)是评估过程能力的简单方法。由于能力指数将过程信息减少到单个数字,因此过程与过程的比较很简单。

执行能力分析

由于了解到交货过程是受控的,因此执行能力分析以确定交货过程是否在规格限之内,是否产生可接受的交货时间。规格上限 (USL) 为 6 天,因为西部交付中心经理认为订单超过 6 天后交付即为订单逾期。经理未确定规格下限 (LSL)。分布近似于正态,因此可以使用正态能力分析。

  1. 选择统计 > 质量工具 > 能力分析 > 正态
  2. 数据排列为下,选择单列。输入天数
  3. 子组大小中,输入日期
  4. 规格上限中,输入 6
  5. 单击确定
交货过程的能力分析

解释结果

Cpk 是潜在过程能力的度量。Ppk 是总体过程能力的度量。Cpk 和 Ppk 都大于 1.33(此值通常是可接受的最小值)。这些统计数据表明,西部出货中心的过程具有对应的能力,并且此出货中心可在可接受的时间范围内交付订单。

保存项目

将所有工作保存在 Minitab 项目中。

  1. 选择文件 > 将项目另存为
  2. 浏览至要用于保存您的文件的文件夹。
  3. 文件名中,输入 MyQuality
  4. 单击保存

在下一章中

质量分析表明,西部出货中心的过程受控,且能够符合规格限要求。在下一章中,将设计试验并分析结果,以研究进一步改进西部出货中心的交货过程的方法。

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