1、應用統計技術,完善現有化工產品質量水平評價方法安曉春1.摘要化工產品質量水平評價主要依據國家或行業標準進行檢驗、判定,并按標準將產品分為優等、一等、合格品,對外出售。當前化工產品整體的優等品率較高,大宗產品的優等品率幾乎都在90%以上。但是同樣的優等品率,在用戶端的表現卻不相同,甚至出現同樣的優等品在用戶端加工中性能相差甚遠的現象。企業最大的目標是要滿足用戶需求,目前除了用戶加工使用中的特殊要求外,當前化工產品的質量水平的評價方法也有不足之處。本文在某石油化工企業的產品質量特性數據進行深入分析研究后,進行了有益探索,提出應用統計技術/方法,完善現行的化工產品質量評價方法。增加的新評價指標更加科

2、學、合理地反映了產品質量水平,同時也充分利用了現有的產品檢測數據(信息資源。通過統計技術評價方法,還可以解讀出更多的有價值的質量信息,有利于企業在質量改進活動中快速響應,不斷提高產品的質量水平,實現贏得用戶滿意。2.現行化工產品質量水平評價方法:2.1 現行等級品率評價產品質量水平的方法100%全部檢驗批數批數符合合格品規格要求的合格品率(100% 全部檢驗批數批數符合一等品規格要求的一等品率( 100% 全部檢驗批數批數符合優等品規格要求的優等品率( 這種評價方式的優點是:計算方便、數據直觀,與企業內部目前的管理模式基本一致。2.2 現行質量水平評價方法的不足:對單個質量特性而言,質量特性的

3、定等范圍過寬,合格(優等產品的好壞程度不盡相同,導致。此外,對一個產品而言,現行的評價規則是把一項不合格與多項不合格等同起來,沒有任何區別。現行的質量水平評價方法在一定程度上難以反映產品質量的實際情況。3.應用統計技術,提出新的化工產品評價指標,解決現行質量水平評價方法不足問題3.1 建立新的化工產品評價指標新的質量評價指標主要有:機會不合格(缺陷率、過程能力指數、過程績效指數、信噪比等模塊。3.1.1機會不合格(缺陷率(defects per opportunity ,DPO 機會不合格(缺陷率DPO 表示的是不合格質量特性的數量(缺陷總數D 與總的質量特性項目數(總機會數O 之比: ODD

4、PO (產品批數產品的質量特性數不合格的質量特性數量=機會不合格(缺陷率DPO 反映了產品不合格的程度,當同一批產品同時有若干項目質量特性不合格時,DPO 比等級率更為真實的反映產品的質量水平,可以敏感地反映出某一時期的缺陷程度。3.1. 2 過程能力指數、過程績效指數A . 過程能力指數Cp 、Cpk 過程能力指數Cp66TLSL USL C P =-=過程能力公差 其中USL ,LSL 分別是質量特性的上、下規格限。公差T=USL-LSL 反映了顧客要求。一般情況下公差T 不會輕易改變,因此,越小,C P 值越大。C P 指數是描述過程能力的重要指標,但它最大缺點就是沒有反映過程輸出均值與

5、設計目標值M 之間的偏差。只是反映了過程的潛在能力,當我們設法把過程輸出均值逐漸移向目標M 時,這種潛力便會得到充分體現,所以在一般場合下,C P 指數被稱為潛在過程能力指數。 過程能力指數Cpk在現實中,絕大多數情況下過程輸出的均值不可能恰好與目標M 重合,因此,在過程能力分析和評價時應該考慮均值,過程能力指數Cpk 就解決這樣的問題。由于過程中心通常在規范限(LSL ,USL 之間,因此,用過程中心與兩個規范限最近的距離,minLSL USL -與3之比作為過程能力指數,記為C pk ,min( 3,min,pl pu pk C C LSL USL C =-=從C pk 的定義中可以看到:

6、當=M 時,C p =C pk 。在與M 有偏離的情況下,C p 已不能用來作為過程滿足設計要求能力的度量,而C pk 卻能做到這一點。C pk 值越大,質量特性滿足顧客需求的程度越高。當C p 值一定時,C pk 將隨著過程輸出中心與目標值M 偏離的減小而增大。過程能力指數Cp 、Cpk 在計算時都采用了樣本內的波動來估計標準差,如,用樣本極差或樣本S 來估計過程短期內的標準差,反映的是過程固有波動,又稱短期過程能力指數。B 、過程績效指數Pp 、Ppk過程績效指數是從過程總波動的角度考察過程輸出滿足顧客要求的能力。有時也將其稱為長期過程能力指數。在過程輸出的總波動中,既包含了過程固有波動,

7、又包含了過程受到其他因素影響而產生的波動。程績效指數也有多種表達,它們分別與過程能力指數對應。潛在過程績效指數Pp :LTp LSLUSL P 6-=單側上限過程績效指數Ppu :LTpu USL P 3-=單側下限過程績效指數Ppl :LTpl LSLP 3-=實際過程績效指標Ppk :,minpl pu pk P P p = 3.1.3 信噪比S/N主要針對用戶對產品有目標要求,沒有規格限要求的質量指標進行評價。S/N 作為評價產品質量優劣的一種度量標準,主要反映產品質量特性的穩定性。本文不展開敘述。3.2 新的質量水平評價指標的應用3.2.1 應用Cp/Cpk 、Pp/Ppk 既能準確評

8、價產品質量水平,又能敏銳的發現改進機會 1 選擇產品及其質量特性,并進行測量系統分析,確認數據可靠我們根據產品的產量及市場占有率情況,選擇具有代表性的某牌號線性低密度聚乙烯為研究對象,選擇顧客高度關注的對后加工有影響的熔體流動速率這一質量特性開展研究。并對流動速率進行測量系統分析(MSA ,通過GageR&R 分析,確認“方差分量貢獻率”、“%研究變異(%SV”、“%公差(SV/Toler”、“可區分的類別數”等四項指標均滿足要求,說明流動速率的測量數據可靠。分析結果如圖1圖示: 本圖12過程能力分析我們從現場抽取了52批優等品產品,流動速率的質量規格限為2.0±0.4,按照

9、常規的質量評價方法,這52批全部是優等品,如果做趨勢圖,也就是一條水平直線,人們不會關注批次間的質量波動,也不會發現改進機會在哪里?如果進行過程能力分析,我們會有新的認識。 質量數據見表1,過程能力分析見圖2.線性低密度聚乙烯樹脂流動速率數據匯總 表1 圖2:過程能力分析(六合一圖3過程能力分析結果解讀:通過過程能力分析發現:Cpk 與Ppk 的差異大,說明過程的整體波動較大,意味著5M1E 一定發生的了較大變化,使過程固有的能力沒有有效發揮出來。 再進一步觀察圖2,我們發現左上角的控制圖中似乎有系統性變化,很有可能是是工藝或原料發生了明顯變化。我們針對過程能力指數分析中發現的這些跡象,進一步

10、應用統計技術進行深入分析,最終驗證了我們的初步判斷是正確的,見圖3、圖4。 圖3 流動速率分層直方圖 圖4 流動速率分層控制圖圖3、圖4分別是分層控制直方圖和分層控制圖,我們可以看到25號樣本之前與25號樣本之后的產品,不屬于一個母體,系統確實發生了變化。之后,技術質量部門到現場進行調查,發現全密度聚乙烯裝置于2009年1月20日上午9:25接指示將在用的干粉催化劑切到淤漿催化劑使用。由于兩種催化劑對氫氣的響應程度不一樣，造成 20 日以前反應生成的產品的熔體流動速率與 20 日以后反應生產產品的熔體流動速率完 全不同。 同樣的優等品， 但是流動速率還是有差異， 用戶使用時要嚴格區別。 經驗證

11、明， 在用戶反映的加工性能不好的問題中， 相當一部分原因屬于同樣的優等品， 但關鍵質量 特性不同批次之間有差異，導致加工性能不好，如果進行過程能力分析，就會及時發現 這些變異，及時進行改進。 3.2.2 應用 DPO 合理評價不合格品的缺陷程度： DPO = 不合格的質量特性數量 D (產品的質量特性數´ 產品批數O 我們在對兩批非優等品的產品進行跟蹤發現，第一批產品中有熔融指數、密度及外 觀等 3 項質量特性不符合優級品率標準，第二批產品僅有熔融指數 1 項指標不符合優級 品率標準，現有的等級率評價中，把它們等同看待，兩批均不是優等品。而用 DPO 計算 評價，這兩批的 DPO 相差 3 倍。DPO 能夠敏感地反映出某一時期的缺陷程度，為企業的質 量改進提供了依據。 4結論 結論 1： 選擇和應用合適的統計技術，充分利用現有的數據資