基于SPC的润滑油灌装生产线的分析

工程管理201209（12830204）蔡月飞

1      研究背景

1.1  前言

随着经济的发展，人民生活水平的提高，消费者对产品质量的要求就越来越高。“质量”^[1]在当今时代中占据着越来越重要的地位，任何企业间的竞争都离不开“产品质量”的竞争，没有过硬的产品质量，企业终将在市场经济的浪潮中消失。对质量的高度重视和普遍关注，千方百计不遗余力地追求和创造高质量，已成为当今世界的一个显著特点。质量问题不仅关系到广大消费者的权益，关系到企业的生存与发展，同时也是社会经济发展的重要战略因素。

目前，我国正处于建立社会主义市场经济体制的过程中。长期计划经济体制沉淀下来的各种弊病还没有能够完全消除^[2]。低层次的重复投资、重复生产的现象还十分突出。当今世界经济的发展正经历着由数量型增长向质量型增长的转变，市场竞争也由以价格为主转为以质量竞争为主。21世纪是质量的世纪，质量是人类社会发展的永恒主题。

产品质量管理^[3]，是随着现代化生产的发展而逐步形成和发展起来的，大致经历了质量检验、统计质量控制、全面质量管理三个发展阶段。质量检验阶段，是根据泰罗的“科学管理”方法，把质量检验从直接生产工序中独立出来，专门设立质量检验人员和机构，对产品按预定的标准进行测定或检验，剔除废品，保证出厂产品合格率。这一方法只局限于单纯的事后检验。统计质量控制阶段，主要采取统计控制图对生产过程中的产品质量事前加以控制。全面质量管理阶段，由企业的全体人员参加，运用现代化科学和管理技术，预先把整个生产过程中影响产品质量的各种因素加以控制，从而保证和提高产品质量，使用户得到最满意的产品。

统计过程控制（SPC）^[4]作为质量控制中的重要部分,是为了贯彻以全过程的预防为主的原则，应用有关的统计方法（如控制图等）在过程中的各个阶段捕捉异常的质量波动的先兆，并对其进行评估和监察，为质量管理提供信息和依据，采取科学的技术手段保证产品与服务质量要求的均匀性。

本文以某公司润滑油灌装生产线为对象，收集该公司生产线相应的数据，将SPC系统应用到整个生产全过程中，分析了工艺流程并加以优化，然后找出产品关键质量因素，利用控制图对过程能力进行分析，并找出引起质量问题的原因，最后对生产过程提出优化建议。

1.2 研究目的和意义

“质量”在当今生产服务中的地位越来越重要，任何企业间的竞争都离不开“产品质量”的竞争。为达到质量要求所采取的作业技术和活动称为质量控制。统计过程控制（SPC）作为质量控制中的重要部分,已越来越多的受到各种公司的青睐，本文介绍了SPC在实际生产中的应用。本文以某公司润滑油灌装生产线为对象，把SPC系统应用到整个生产全过程中：首先分析了工艺流程并加以优化；然后找出产品关键质量因素，利用控制图对过程能力进行分析，并找出引起质量问题的原因；最后对生产过程提出优化建议。

2      文献综述

2.1 SPC简介

统计过程控制（SPC）^{[5, 6]}是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。

控制图是SPC中最重要的工具。目前在实际中大量运用的是基于休哈特原理的传统控制图，但控制图不仅限于此。近年来又逐步发展了一些先进的控制工具，如对小波动进行监控的EWMA和CUSUM控制图，对小批量多品种生产过程进行控制的比例控制图和目标控制图；对多重质量特性进行控制的控制图。

(1) 国内外应用现状^[7]

熟悉SPC的人都知道是预防思想，不管在我们的工作还是在生活中，我们都会深有体会预防的重要性；我们考虑一下国内外企业的管理水平，把国外企业应用SPC方法的看作一位阅历丰富的中年人的话，那么国内企业应用SPC的现状也可以说是一个愣头小子了，看别人用自己也用，或者在大人的要求下应用；所以，在国内就听到了来自企业的这样的声音：“怀疑SPC是否有用的声音，怀疑SPC是在玩数字游戏，解决不了工厂目前的现状”；就国外企业应用SPC的成功就足以淹没这种怀疑的声音，另一方面，出现怀疑的声音也说明了实施SPC方法的难度和国内企业对SPC理论应用的浅显。

应用SPC是一个由浅到深，由表到内的逐步的过程，不是做几张控制图、对几种重要产品进行监控就可以说做SPC了，以后的产品不良就会大幅下降，批量报废就会减少，质量成本就会降低了...但如果通过SPC软件操作，大家对SPC理论有了很深入的认识，把SPC能充分的应用于生产中，那么不降低产品不良，不减少批量报废，不降低质量成本都很难呀！

(2) SPC应用目的及意义^[8]

不论是客户要求、行业标准强制还是企业自身改进的动力使然，SPC软件工具在未来的中国制造企业中，都是一件“必需品”。对生产制造企业而言，不论企业是哪种类型、哪种规模，正确的SPC软件都可帮助企业实现以下4点目标：①监控、分析和管理所有人、机、料、法、环等关联性因素；②帮助企业符合客户及行业的合规管理要求；③让企业的生产工艺和质量部门拥有统一的沟通平台；④帮助生产员工更好地驾驭本职工作。

通过SPC系统对不同车间、工序、指标、参数正在监控的过程数据进行动态的分析、汇总，对异常点、过程能力指数、合格率等指标利用数据表的形式展示，方便管理者从整个生产过程的角度量化评价过程的质量动态。SPC通过统计原理，实施在线趋势控制，实现质量的定量管理，逐因素分析找到末端原因，为解决深层次问题提供现代化的科学方法，提高润滑油灌装生产线精细化制造水平。

2.2  控制图法简介

控制图法^{[9, 10]}是休哈特于1924年提出的，是反映生产工序随时间变化的质量变动的状态图形，控制图又称管理图，是描述生产过程中产品质量波动状态的图形。质量波动的两种情况中，由偶然性原因导致的质量波动是随机的、正常的，由系统性原因的质量波动是有规律的、异常的。控制图就是通过观察质量数据波动的特征，查找异常波动，排除异常因素，使生产过程处于正常的受控状态。

(1) 控制图的设计原理

①正态性假设：控制图假定质量特性值在生产过程中的波动服从正态分布。

②准则：若质量特性值服从正态分布，根据正态分布概率性质有：

③小概率原理：小概率原理是指小概率的事件一般不会发生。由准则可知，数据点落在控制界限以外的概率只有0.27％。因此，生产过程正常情况下，质量特性值是不会超过控制界限的，如果超出，则认为生产过程发生异常变化。

(2) 控制图的基本种类

①计量值控制图：用于产品质量特性为计量值情形，如长度、重量、时间、强度等

连续变量。常用的计量值控制图有：均值——极差控制图(图)，中位数——极差

控制图(图)，单值——移动极差控制图(图)，均值——标准差控制图(图)。

②计数值控制图：用于产品质量特性为不合格品数、不合格品率、缺陷数等离散变

量。常用的计数值控制图有：不合格品率控制图(图)，不合格品数控制图(图)，

单位缺陷数控制图(图)，缺陷数控制图(图)。

(3) 判断规则

用控制图识别生产过程的状态主要是根据样本数据形成的样本点位置以及变化趋势进行分析和判断．失控状态主要表现为以下两种情况：①样本点超出控制界限；②样本点在控制界限内但排列异常当数据点超越管理界限时一般认为生产过程存在异常现象，此时就应该追究原因并采取对策排列异常主要指出现以下几种情况：

l  连续七个以上的点全部偏离中心线上方或下方这时应查看生产条件是否出现了变化

l  连续三个点中的两个点进入管理界限的附近区域(指从中心线开始到管理界限的三分之二以上的区域)这时应注意生产的波动度是否过大

l  点相继出现向上或向下的趋势表明工序特性在向上或向下发生着变化

l  点的排列状态呈周期性变化这时可对作业时间进行层次处理重新制作控制图以便找出问题的原因

控制图对异常现象的揭示能力将根据数据分组时各组数据的多少、样本的收集方法、层别的划分不同而不同不应仅仅满足于对一份控制图的使用而应变换各种各样的数据收取方法和使用方法制作出各种类型的图表这样才能收到更好的效果。

2.3因果图法

质量管理的目的在于减少不合格品，保证和提高产品质量，降低成本和提高效率，控制产品质量和工作质量的波动以提高经济效益。但是在实际设计、生产和各项工作中，常常出现质量问题。为了解决这些问题，就需要查找原因，考察对策，采取措施，解决问题。影响产品质量的原因，有时是多种多样、错综复杂的，概括起来，有两种互为依存的关系，即平行关系和因果关系。如能找到质量问题的主要原因，便可针对这种原因采取措施，使质量问题迅速得到解决。假如这些问题能用排列图定量地加以分析，这当然很好。但是有时存在困难，例如很难把引起质量问题的各种原因的单独影响区分开来，因为它们的作用往往是交织在一起的。因果图是用来分析影响产品质量各种原因的一种有效的定性分析方法。

因果图^{[11, 12]}是以结果为特性，以原因作为因素，在它们之间用箭头联系起来，表示因果关系的图形。又叫特性要因图，或形象地称为树枝图或鱼刺图，是由日本质量管理学者石川馨在1943年提出的，所以也称为石川图。

因果图是利用头脑风暴法^[13]的原理，集思广益，寻找影响质量、时间、成本等问题的潜在因素，是从产生问题的结果出发，首先找出产生问题的大原因，然后再通过大原因找出中原因，再进一步找出小原因，依此类推下去，步步深入，一直找到能够采取措施为止。

3论文框架

3.1  课题主要内容

3.1.1  引言

(1) 研究背景和意义

(2) 研究的框架

(3) 研究方法

3.1.2  文献综述

(1) SPC简介：①SPC的概念；②SPC的应用

(2) 控制图法简介：①控制图法的概念；②控制图法的原理；③控制图法的判别准

(3) 因果图法：①因果图的概念；②因果图的应用

3.1.3  某公司润滑油灌装生产线的分析

(1)  生产流程分析

(2)  统计过程分析

(3)  均值-极差控制图

(4)  计算过程能力指数（技术稳态）

3.1.4  生产过程的优化建议

(1)  影响设备进行灌装过程能力的因素分析

(2)  优化建议

3.1.5  结束语

(1) 结论总结

(2) 研究的局限性和未来方向

3.2  课题的重点和难点

本文的重点是运用SPC的原理，利用控制图法分析润滑油灌装生产线的生产的产品质量，对其进行控制，然后计算该生产过程的工序能力指数，接着利用因果图法分析过程能力指数的影响因素，发现问题，并提出相应的优化措施。为公司在今后在该生产线上的质量控制提供了一些宝贵的建议。

总之，本文研究的主旨在于为润滑油生产公司，在灌装生产线上的质量控制提供一些优化措施与建议，为润滑油的质量管理提供一定的科学依据，从而能够更加有效的提供高质量的产品。

3.3  研究思路和方法

通过对目前国内外的研究成果进行总结和思考，在了解概念的基础上并且结合之前学者研究的经验，本文以某公司润滑油灌装生产线为对象，把SPC系统应用到整个生产全过程中：首先分析了工艺流程并加以优化；然后找出产品关键质量因素，利用控制图对过程能力进行分析，并找出引起质量问题的原因；最后对生产过程提出优化建议。

4进度安排

(1) 申请论文（2014.6.3-2014.6.10）；

(2) 论文申请结果发布（2014.6.25）

(3) 下达任务书（2014.7.1- 2014.7.10）

(4) 开题报告（2014.7.25-2014.8.25）

(5) 初稿（2014.9.9 - 2014.9.18）

(6) 定稿（2014.9.25 -2014.10.10）

(7) 终稿（2014.10.28- 2013.11.4）

5 参考文献

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第二篇：我的开题报告

毕业设计开题报告

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