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检测试验室与统计过程控制 |
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作者：湖北三江航天万山特种车辆有限公司 张建峰 |
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传统的品质控制是依靠检验最终产品并筛选出不合格产品的质量控制，这种检验策略通常会造成严重浪费，而且常常无法有效控制产品品质。统计过程控制（SPC）作为一种以预防为主的品质控制手段，通过收集过程信息并加以分析，识别生产过程中的正常波动和异常波动，及时发现异常状况，以便采取措施加以消除和改善工序，通过持续改善不断优化过程控制，从而预防不合格品的产生，不断提升产品质量。
质量管理的重要性
企业要达到比较先进的质量管理水平，就必须首先在企业内部建立起以数据为基础的质量管理方式。数据是一切管理的基础，纵观当前的许多企业，虽然建立了ISO体系，甚至是已在推行6∑管理，但是在基础数据建设方面却比较落后，比如质量数据采集、质量数据分析，质量过程控制系统等都还处于原始状态，只有建立以数据为基础的质量管理体系，才能使企业的质量管理工作向世界一流水平迈进。
SPC质量控制
SPC质量控制的理论基础是数理统计，因此质量数据采集的准确性是进行SPC的关键。采集的质量数据存在的问题有哪些？如何保证数据的准确可靠？通过分析，我们认为数据质量存在的问题主要表现在以下几个方面：
□ 受利益影响，造成数据不真实；
□ 数据质量的统计信息滞后；
□ 统计数据和生产管理要求脱节；
□ 统计数据不完整。
检测能力指数即产品测量过程中的标准偏差S，受设备、精度等级、可靠性、测量方法等影响比较大，因此数据据质量的好坏很大程度上取决于测量系统，要获得高质量的数据，就必须对测量系统进行检测能力分析。只有这样，才能保证SPC分析所需数据的准确性。
检测实验室作为质量数据的基本单元，其应确保对从事特定工作的人员，根据相应的教育、培训、经验或可证明的技能进行资格确认，确保其在能力、公正性、判断力或运作诚实性等方面的可信度能力。
检测方法的选择，首先满足客户需求并适用于所进行的检测或校准的方法，包括抽样方法。当客户未指定所用方法时，检测实验室应从国际、区域或国家标准中发布的，或由知名的技术组织或有关科技书籍和期刊公布的，或由设备制造商指定的方法中选择合适的方法。实验室指定的或采用的方法如能满足预期的用途并经过确认，也可使用。
目前，企业所缺少的是质量数据的分析和质量的过程控制，因此无法识别生产过程中的正常波动和异常波动，也就无法在产品装配前控制装配质量，只能在产品装配完成后转入试验阶段，才发现产品存在严重的质量问题，这样即增加了试验成本又增加了生产成本。如果定期采用数理统计技术对结果进行审查，就很容易发现质量控制数据的变化趋势，在将要超出预先制定的合格判据时，可以采用适当的措施来纠正出现的问题，并防止报告错误的结果。
在产品检测过程中尽量采用先进的测试检测设备如三坐标测量设备、影像测量设备等，同时应采用适当的测量方法，充分利用计算机的逻辑、推理、判断功能，完成质量数据统计分析工作。
产品检测试验
某型号产品所用驱动桥在进行台架疲劳试验过程时，由于主动斜齿轮提前断齿失效，导致试验终止，试验结果严重偏离设计要求。由中国航空工业失效分析中心对该产品的失效分析结果可知，偏载是导致驱动桥过早疲劳损坏的主要原因。偏载可以造成齿轮啮合区域不正常，其一引起齿面接触痕迹面积减小到线接触，或到点接触，从而引起单位面积的上作用的载荷剧烈增加；其二是受力点的偏移，造成齿轮本身受力不均匀，而偏载的位置是受力集中的位置，往往首先断裂失效。造成偏载的主要因素有齿轮与轴承配置不合理，齿轮的制造和安装误差等。
结合近期该型号产品在空载台架试验中经常出现噪声过大（95分贝以上）、声音异常、在实际使用过程中存在温升过高、漏油等异常现象，大部分通过互换相应部件进行修复，未对其故障原因进行深入分析，而是根据技术人员的简单判断来决定该产品技术指标的修改，不提出任何具体的数据来支持这项决定，这就是问题出现的征兆，即该产品所用零部件经过100%检测合格。
这说明该产品的工作流程出现异常，即检测阶段和精加工阶段可能出现异常。通过以上分析我们改变了产品在三坐标测量机的测量方法，通过和设计标准0.03mm对比，发现测量结果：
□ 严重偏离技术指标；
□ 齿轮受力磨损状态分析情况和改进后测量结果完全吻合，如图1、图2所示，改进后的测试方法如图3所示。
图1 传动轴侧磕碰严重
图2 加载侧齿根部与倒圆表面均有裂纹（传动轴侧端面）
图3中A面为分动箱箱盖总成前端面；孔1为轴间分动箱箱体总成上输出孔；孔2为分动箱箱盖总成上输出孔；孔3为轴间分动箱箱体总成上输入孔；孔4为分动箱箱盖总成上输入孔。
造成以上产品件批量严重超差的原因主要在于：
□ 由于对测试设备认知程度的不同，造成部分管理者、操作者对先进测试设备（经检定合格）的测量结果表示怀疑或否定检测结果；
□ 对测试结果的反馈或质疑，相应管理者未能及时采取有效措施（如介绍设备工作原理、测试方法的选择、数据采集和处理过程等）进行处理，或信息反馈不及时造成生产和需求脱节；
□ 受人员能力限制或在某因素的影响下，选择了不正确的检测方法；
□ 对于当前工作流的任何改动都会被员工视为一种威胁，而管理者未及时解决该问题。
通过上述分析，我们可以理解进行SPC控制的基本原理可以使用一个方程式表示即：
Y=F（X）
式中Y代表产品；式中X代表影响产品输出的各种因素。进行SPC控制基本方法为MAIC，在MAIC中：
M是指测量，即应用各种分析工具如绘制流程图、测量设备检测能力指数分析、初步统计分析、流程能力分析等，对问题进行定位和量化；
A是指分析，即根据SPC方程式找出影响产品输出的各种因素，然后利用假设检验来验证或排除影响产品输出的因素或假设；
I是指改进，即利用回归分析和试验计等工具来确认影响产品输出的各种因素，并优化工作流程；
C是指控制，即利用SPC提供的控制工具对产品生产过程进行监控，并最终形成制度，确保问题已经永远排除，确保产品质量处于可控的波动范围之内。
因此要提早预防和保证产品质量处于可控范围，首先对作为产品流通关键环节之一的检测试验室进行资质和实验室检测能力指数的评审；其次是对人员能力进行确认，确保在检测试验室和主体之间无严利益关系的情况下，才能保证数据的准确可靠。只有对质量数据进行SPC分析，企业才能找出产品质量发生变异的原因，才能予以排除；只有将SPC纳入产品生产的各个环节，企业才能生产出产品质量特性分散小的一致性产品。(end)
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(5/5/2008) |
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