统计过程控制（SPC）在铸造过程中的应用研究
发表时间：2015-01-04T10:06:51.200Z 来源：《工程管理前沿》2014年第12期供稿作者：王法禄沙羽赵永永潘金锟杨甲龙[导读] 控制图就是对生产过程的关键质量特性值进行测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法。
王法禄沙羽赵永永潘金锟杨甲龙
（中国重型汽车集团有限公司济南铸锻中心山东济南 250200）
摘要：文章介绍了统计过程控制（SPC）原理、控制图的原理、控制图的分类及选用，并简要探讨了统计过程控制（SPC）在铸造过程的研究应用。
关键词：统计过程控制（SPC）；控制图；铸造；
随着ISO9000：TS16949 质量管理体系标准在汽车行业的大力推广及应用，市场竞争也越来越激烈，对质量的要求也越来越高，作为TS 五大工具之一的统计过程控制（SPC）在汽车制造行业的应用也就势在必行。在铸造行业运用统计过程控制（SPC）对铸造过程进行数据化分析，科学判定过程中存在的异常点及异常波动，能够对铸造过程的过程趋势起到预警作用，防止过程异常波动而给企业带来损失。统计过程控制（SPC）作为质量控制的重要工具为企业提高产品质量，降低废品率，发挥着极其重要的作用。
1.统计过程控制（SPC）简介
二十世纪初期，由于市场经济的激烈竞争，传统管理方法已逐渐无法适应经济的发展，于是便产生了科学管理方法，统计过程控制理论开始成型。1942 年，为预防生产过程中不合格品的产生，美国贝尔电话实验室的休哈特应用数理统计方法提出了SPC （StatisticalProcess Control，统计过程控制）理论，二十世纪八十年代，日本经济迅猛发展，尤其是质量管理的进步，将统计过程控制的再一次的推入质量管理中，以美国为首的发达国家开始大力推行SPC，应用数理统计来预防不合格品的发生，将事后检验的观念转变为预防为主的预防观念。随着我国对SPC 研究的深入，SPC 开始在很多企业中得到应用。在国内外对SPC 的实践应用过程中证明，统计过程控制方法是保证产品质量，降低废品率的一种有效管理方法，它可运用各种控制图研究过程稳定性及工序能力，帮助我们分析影响产生质量问题的原因，将不合格品控制在一定限度内，使生产过程处于稳定状态，以预防为主的来提高产品质量，对指导生产有着极其重要的作用。
2.统计过程控制（SPC）基本原理
统计过程控制（Statistical Process Control，简称SPC）是指利用统计技术，对生产过程各个阶段进行监控，以达到改进与保证产品质量和服务质量，改善生产能力的重要方法。
2.1 过程控制系统
在生产过程中存在着影响过程稳定性的各种变差，而变差的来源可区分为普通原因和特殊原因，普通原因是那些始终作用于过程的多种变差来源，它最终产生一个稳定的且可重复的分布，使过程处于一个可预测的受控状态，特殊原因是引起的变差仅影响某些过程输出的因素，它是间歇发生的，不可预测的，最终会导致过程输出的不稳定；简单的统计过程控制技术能探测出影响过程的变差的特殊原因，通常由直接相关人员实施适当的局部措施就可解决变差的特殊原因，而解决变差的普通原因通常需要管理者从系统上采取纠正措施。整个过程在变差影响下需要过程控制系统来进行评估，它可以探测过程中出现变差的特殊原因，为过程提供统计信号，从而对特殊原因采取适当的措施来消除，使过程处于统计受控状态，这样我们便可以计算和预测其过程能力及过程性能。
2.2SPC 统计原理
统计过程控制（SPC）是以数理统计和概率论为理论基础，运用中心极限定理和3σ原则等原理；它们认为大量相互独立的随机变量近似服从正态分布，而产品的质量特性是由许多随机因素引起的，所以产品的质量特性服从正态分布；在正态分布重要结论中认为在μ士3σ(μ为分布数据的均值，σ为标准差)范围内包含质量数据的99．73%，如果能控制住这99．73%的质量数据，可以认为过程基本上是受控的、稳定的，统计过程控制技术主要工具控制图也是依据这一理论而提出的。它通过对质量特性的波动进行研究，建立控制图对过程的进行分析，判断过程质量是否存在异常波动，当过程质量状态不稳定和出现异常波动时，及时报警，以便我们查找原因，采取改进措施，从而达到持续改进和保证产品质量的目的。
2.2 控制图基本原理
控制图就是对生产过程的关键质量特性值进行测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法。基本控制图如图1 所示，
图中包括中心线（CL），上控制限（UCL），下控制限（LCL），并有按时间顺序抽取的样本统计量数据的描点序列，CL、UCL、LCL均为控制线。在分析控制图时，数据点出界即判断异常，这是判断异常的最基本的一条准则，若界内点排列不随机则判断为异常。一般在使用控制图时，判断异常的准则主要有：
（1）数据点落在控制界限外或恰在控制界限上；
（2）控制界限内的数据点排列不随机；
（3）链：连续链，连续9 点排列在中心线之下或之上；间断链，大多数点在一侧；（4）多数点屡屡靠近控制界限（在2 一3 倍的标准差区域内出现）；
（5）倾向性（连续不少于6 点有上升或下降的倾向）与周期性；