1、1課程設計的目的質量工程管理課程設計是在完成學習質量工程管理課程后進行的實踐性教學環節，其目的在于加深對質量工程管理課程基礎理論和基本知識的理解，培養學生的質量管理意識，使學生掌握質量工程管理的基本方法、掌握抽樣檢驗和質量過程控制的基本技術。同時課程設計應充分體現在教師的指導下，以學生為主體的教學思想，充分調動學生的積極性和能動性，重視培養學生自學能力和思維邏輯能力。2課程設計的任務本課程設計重在實用性和可操作性。模仿企業質量控制實際操作，從零件抽樣檢驗開始，直方圖分析，過程能力分析，到控制圖分析，完成整個質量控制過程分析，幫助學生熟悉企業質量控制具體思路和操作，理解質量工程管理理論的實際應用

2、。主要內容：1、 零件的抽樣檢驗。2、 繪制零件的直方圖。3、 對零件進行過程能力分析。4、 繪制和分析零件均值極差圖。5、 繪制和分析零件單值移動極差圖。6、 編寫課程設計報告。3零件的抽樣檢驗3.1測量數據收集 mm圖3.1 零件圖樣及標注3.2測量工具測量工具為游標卡尺。3.3原始數據表 經測量后得到的原始數據表如表3.1。 表3.1 零件原始數據表 樣本組號零件直徑零件長度零件直徑零件長度零件直徑零件長度127.7786.1228.0085.8027.8685.87227.8785.9327.4585.8727.9086.00327.9485.7927.9585.8627.8285.3

3、3427.8085.7127.9585.8627.9785.53527.8086.0126.9786.2927.9286.14628.0286.0128.0186.7528.0285.73727.7985.6827.9786.0927.8785.90827.9286.2928.1585.6927.9785.89927.8685.7228.1785.9927.9585.771028.0185.9427.7686.0927.9986.061127.9085.7128.0585.9927.7985.811227.9186.0228.1285.1628.0786.231327.4385.8128.01

4、86.0427.9086.251427.8585.7527.9186.3027.9086.751527.2385.8528.0386.1727.8986.001627.8785.8127.9985.9327.9086.331727.8886.1228.0385.9728.0386.011828.0385.2327.9585.9727.0985.891927.9987.5028.0185.9827.8785.972027.9786.2627.9786.4728.0085.942127.9685.7827.8885.7728.2083.302228.0085.9327.8785.9728.1085

5、.832328.0385.8327.9885.9827.9385.832428.0186.1528.0085.9927.9286.102528.1086.5727.9785.7127.4885.872627.8685.8727.2486.6927.9085.732728.0386.1327.5886.0327.9685.603.4 抽樣目前生產型企業主要采用抽樣檢驗。從整體（N）中抽取一個樣本（n），對樣本n實施全檢，然后根據樣本檢驗結果推斷總體的質量。所以他有一定的風險，但經過計算和調整，可以將風險降到可以接受的水平。一般來說，抽樣的常用方法有隨機抽樣、分層抽樣、整群抽樣和系統抽樣。然后確定

6、樣本量字碼，按批量和檢驗水平，確定“樣本量字碼”。根據樣本大小字碼、接收質量限AQL值、抽樣的類型以及寬嚴程度，在GB/T2828.1所提供抽樣檢查表檢索抽樣方案。抽取樣本，按照EXCEL的隨機數發生器產生隨機數列，抽取樣本。抽樣檢驗的基本思想是從一批產品中隨機抽取部分產品作為樣本，根據對樣本檢驗結果，按一定的判斷準則，推斷整批產品的質量水平。在計數抽樣中，判斷準則只利用計數檢驗的結果。批數據樣本抽樣 檢測判斷圖3.2 抽樣檢驗過程示意圖課程設計對零件1的抽樣檢驗是通過計數一次抽樣檢驗。其方法是從批量為N的產品中，隨機抽取n(N)個產品為樣本，同時規定一個接收數c，經檢驗樣本中有d個不合格品，

7、按以下規則決定是否接受改批產品：如果dc，則接受該批產品 如果dc，則拒收該批產品步驟：1確定抽樣方案：計數一次抽樣檢驗；2確定質量標準： mm；3確定批量N：在零件1檢查批中，N=81； 4確定AQL值：AQL=6.5；5規定檢驗水平：在對零件檢查，按一般水平； 6根據樣本量字碼表確定樣本量：按批量和檢驗水平確定的用于表示樣本量的字母叫“樣本量字碼”，如表3.2。表3.2 樣本量字碼表批量N特殊檢驗水平一般檢驗水平S1S2S3S428AAAAAAB915AAAAABC1625AABBBCD2650ABBCCDE5190BBCCCEF91150BBCDDFG151280BCDEEGH28150

8、0BCDEFHJ5011200CCEFGJK由圖可知：按N=81，一般水平，得到樣本量字碼為E。在查正常檢驗一次抽樣方案表得到E相對應的樣本量為n=13.7作出批產品是否合格的判斷： 查正常檢驗一次抽樣方案表相對應的E，AQL6.5得到：表3.3 檢查過程表檢查批大小樣本大小接收質量限（AQL）6.5接收數拒收數811323根據表3.2零件原始數據表可變換成外圓直徑和零件長度數據表如表3.4。 表3.4 外圓直徑和零件長度數據表序號外圓直徑長度序號外圓直徑長度序號外圓直徑長度127.7786.122828.0085.805527.8685.87227.8785.932927.4585.8756

9、27.9086.00327.9485.793027.9585.865727.8285.33427.8085.713127.9585.865827.9785.53527.8086.013226.9786.295927.9286.14628.0286.013328.0186.756028.0285.73727.7985.683427.9786.096127.8785.90827.9286.293528.1585.696227.9785.89927.8685.723628.1785.996327.9585.771028.0185.943727.7686.096427.9986.061127.9085

10、.713828.0585.996527.7985.811227.9186.023928.1285.166628.0786.231327.4385.814028.0186.046727.9086.251427.8585.754127.9186.306827.9086.751527.2385.854228.0386.176927.8986.001627.8785.814327.9985.937027.9086.331727.8886.124428.0385.977128.0386.011828.0385.234527.9585.977227.0985.891927.9987.504628.0185

11、.987327.8785.972027.9786.264727.9786.477428.0085.942127.9685.784827.8885.777528.2083.302228.0085.934927.8785.977628.1085.832328.0385.835027.9885.987727.9385.832428.0186.155128.0085.997827.9286.102528.1086.575227.9785.717927.4885.872627.8685.875327.2486.698027.9085.732728.0386.135427.5886.038127.9685

12、.60隨機產生小于81的隨機數：Mod（rand()*1000,81），取前13個隨機數為樣本量，從而得到外圓直徑和零件長度樣本檢驗表，如表3.5。表3.5 外圓直徑和零件長度樣本檢驗表隨機數相應序號的外圓直徑（mm）相應序號的外圓長度（mm）是否合格7327.8785.97合格2627.8685.87合格6628.0786.23不合格5427.5886.03不合格2027.9786.26不合格4228.0386.17不合格5327.2486.69不合格2627.8685.87合格2428.0186.15不合格6028.0285.73不合格3727.7686.09不合格4527.9585.97

13、合格4127.9186.30不合格4727.9786.47不合格3.5結果分析由表3.5得樣本中合格品7個，不合格品為6個，按照Ac=2,Rc=3,根據 ：如果dc，則接受該批產品如果dc，則拒收該批產品 所以拒收該批產品。這批零件不合格。因該將不合格的7個零件更換合格零件，再將進行抽樣檢驗，直到接受。如果企業的聲譽不怎么好，再次進行抽樣時因加嚴處理。如果企業聲譽向來良好，可適當放寬處理。4 直方圖4.1目的直方圖法是從總體中隨機抽取樣本，將從樣本中獲得的數據進行整理，從而找出數據變化的規律性。1.直觀地看出產品質量特性值的分布狀態（平均值和分散情況），便于掌握產品質量分布情況。2.顯示質量波

14、動狀態，判斷工序是否穩定。3.確定改進方向。通過直方圖研究分析質量數據波動狀況之后，就可確定怎樣進行質量改進。4.用以調查工序能力和設備能力。在直方圖商標出公差線或標準值，可以定量的調查工序能力和設備能力。4.2步驟 1.收集數據：表1.4外圓直徑和零件長度數據表2.確定外圓直徑的極差R ：Max= 28.20 Min= 26.97 R= Max - Min =1.23；確定零件長度的極差R ：Max= 87.50 Min= 83.30 R= Max - Min =4.20；3.確定外圓直徑分組的組數和組距 ：組數：k= 1+3.3*lgN N=81 得： k7 ；組距： h= R/K =1.

15、23/70.18；確定零件長度分組的組數和組距 ：組數：k= 1+3.3*lgN N=81 得： k7 ；組距： h= R/K =4.2/70.6；4.確定外圓直徑數據各組上、下限：首先確定第一組的下限值，第一組的下限值必須要小于最小值，才能使得測量的數據不落在上、下限上，即帶上最小測量單位的1/2尾數。第一組的下限值= Min 數據最小測量單位的1/2=26.97-0.005=26.965；第一組的上限值=第一組的下限值+ h=26.965+0.18=27.141；然后依次累加組距直到七組；同理可確定零件長度數據的各組上下限。5.作零件外圓直徑頻數分布表如表4.1和零件長度頻數分布表如表4.

16、2。表4.1 零件外圓直徑頻數分布表組序下限值上限值組中值頻數累計頻數累計頻率126.96527.14127.053222.47%227.14127.31627.229244.94%327.31627.49227.404378.64%427.49227.66827.580189.88%527.66827.84427.75671518.52%627.84428.01927.931506580.25%728.01928.19528.1071681100.00%表4.2 零件長度頻數分布表組序下限值上限值組中值頻數累計頻數累計頻率183.29583.89583.595111.23%283.89584

17、.49584.195011.23%384.49585.09584.795011.23%485.09585.69585.395789.88%585.69586.29585.995647288.89%686.29586.89586.59588098.77%786.89587.49587.195181100.00%6求外圓直徑平均值和標準差27.890.227求外圓直徑平均值和標準差85.950.448. 畫外圓直徑直方圖，如圖4.1所示。圖4.1 零件外圓直徑頻數直方圖畫零件長度直方圖，如圖4.2所示。 圖4.2 零件長度頻數直方圖4.3結果分析觀察直方圖的形狀判斷總體（生產過程）的正常或異常，進

18、而尋找異常的原因。并與零件標準（公差）比較，判定生產過程中的質量情況。兩個直方圖數據分布跨度大且兩邊邊都有孤立的長方形。排除測量有誤的因素，有可能是因為零件并非由熟練工人加工制造，所以在生產過程中出現了異常因素，如刀具磨損、工人不熟練等。直方圖的分布已經超過公差范圍。已經出現不合格品，這說明加工精度不夠，應提高加工精度，縮小標準差，也可以從公差標準制定的適當放寬來考慮。5 過程能力分析5.1計算、和5.1.1計算外圓直徑、和根據外圓直徑mm得到規范限（27.85，28.00）。規范限的寬度T=TU-TL=0.15，稱公差，表示規范的寬嚴程度，點M=(TL+TU)2=27.93成為規范中心（也稱

19、公差中心）。由于M=27.93 = 27.95，規范中心M與受控中心u（均值）不重合，則發生偏移，所以為有偏移情況的過程能力指數。上單側過程能力指數：=(28.00-27.88)3×0.240.16 (TU)下單測過程能力指數： =(27.88-27.85）3×0.240.05(TL)有偏移情況的過程能力指數CPK為0.16。5.1.2計算零件長度、和根據零件長度 mm得到規范限（85.75，86.10）。規范限的寬度T=TU-TL=0.35，稱公差，表示規范的寬嚴程度，點M=(TL+TU)2=85.93成為規范中心（也稱公差中心）。由于M=85.93 = 86.09，規范

20、中心M與受控中心u（均值）不重合，則發生偏移，所以為有偏移情況的過程能力指數。上單側過程能力指數：=(86.10-85.95)3×0.440.12 (TU)下單測過程能力指數： =(85.95-85.75）3×0.440.15(TL)有偏移情況的過程能力指數CPK為0.15。5.2結果分析因為：且0K1,所以CPKCP并且隨著偏移度的減少而增加。CPK值越大，就表示受控中心u越接近據規范中心M,即兩者的偏移越小。CP值越大，過程的合格品率越高，質量特性限越銳, CP越小，不合格品率越大。CPK=0.12，CPK值不大，且遠小于1。說明受控中心u與規范中心M兩者的偏移比較大，

21、CP很小，,過程的合格品率低，過程能力不足，不能滿足要求，表示質量能力較弱，因考慮放寬條件。5.3求出不合格率外圓直徑不合格品率計算：; CP=0.10 P=1-(3 CPK)+ (-3 CP(1+K)=1-(0.49)+ (-0.1436)76零件長度不合格品率計算：; CP=0.13 P=1-(3 CPK)+ (-3 CP(1+K)=1-(0.45)+ (-0.35)696 均值極差圖6.1 做均值極差圖步驟：1、 確定統計量；2、準備數據，根據判穩準則1，至少取25個數據；3、 計算 與R；4、 計算 與；5、 計算 R圖與圖的控制線；6、 作圖；6.2計算過程由原始數據表表3.1得到外

22、圓直徑數據計算表如表6.1。表6.1 外圓直徑數據計算表樣本組號零件直徑零件直徑零件直徑均值極差127.7728.0027.8627.880.23227.8727.4527.9027.740.45327.9427.9527.8227.900.13427.8027.9527.9727.910.16527.8026.9727.9227.560.95628.0228.0128.0228.020.02727.7927.9727.8727.880.17827.9228.1527.9728.010.24927.8628.1727.9527.990.311028.0127.7627.9927.920.241

23、127.9028.0527.7927.910.261227.9128.1228.0728.030.211327.4328.0127.9027.780.571427.8527.9127.9027.890.071527.2328.0327.8927.720.811627.8727.9927.9027.920.121727.8828.0328.0327.980.151828.0327.9527.0927.690.931927.9928.0127.8727.960.132027.9727.9728.0027.980.032127.9627.8828.2028.010.322228.0027.8728.

24、1027.990.242328.0327.9827.9327.980.102428.0128.0027.9227.980.092528.1027.9727.4827.850.622627.8627.2427.9027.670.662728.0327.5827.9627.860.45均值27.890.32根據公式：=由于樣本量n=3,查控制圖系數表得：2.574 0； 計算得到： 0.83 0.32 0由表6.1數據和上面計算所得的數據可以繪制出外圓直徑極差控制圖如圖6.1。 圖6.1 外圓直徑極差控制圖查表得1.023 ；計算得到： 28.22 27.89 27.56由表6.2數據和上面計算所

25、得的數據可以繪制出外圓直徑均值控制圖如圖6.2。 圖6.2 外圓直徑均值控制圖由原始數據表表3.1得到長度數據計算表如表6.2。表6.2 零件長度數據計算表樣本組號零件長度零件長度零件長度均值極差186.1285.8085.8785.930.32285.9385.8786.0085.940.13385.7985.8685.3385.660.53485.7185.8685.5385.700.33586.0186.2986.1486.150.29686.0186.7585.7386.161.02785.6886.0985.9085.890.41886.2985.6985.8985.960.6198

26、5.7285.9985.7785.820.271085.9486.0986.0686.030.151185.7185.9985.8185.840.271286.0285.1686.2385.801.071385.8186.0486.2586.040.441485.7586.3086.7586.271.011585.8586.1786.0086.010.321685.8185.9386.3386.020.521786.1285.9786.0186.040.151885.2385.9785.8985.700.751987.5085.9885.9786.481.532086.2686.4785.94

27、86.220.532185.7885.7783.3084.952.482285.9385.9785.8385.910.132385.8385.9885.8385.880.152486.1585.9986.1086.080.162586.5785.7185.8786.050.852685.8786.6985.7386.100.962786.1386.0385.6085.920.53均值85.950.59由于樣本量n=3,查控制圖系數表得： 2.574 0； 計算得到： 1.52 0.59 0由表6.2數據和上面計算所得的數據可以繪制出零件長度極差控制圖如圖6.3。 圖6.3 零件長度極差控制圖

28、查表得1.023 ；計算得到：86.55 85.95 85.34。 由表6.1數據和上面所得的數據可以繪出零件長度均值控制圖如圖6.4。圖6.4 零件長度均值控制圖6.3修正均值極差圖根據判異準則：點出界以及在界內不是隨機排列； 表6.3 判異準則表判 異 準 則顯著性水平1點出界0.00272連續9點在中心線同一側0.00383連續6點遞增或遞減 0.002734連續14點中相鄰兩點上下交替接近0.00275連續3點中有2點位于中心線同一側的B區以外接近0.00276連續5點中有4點位于中心線同一側的C區以外接近0.00277連續15點位于中心線上下0.003268連續8點中有4點位于中心線

29、兩側，但無一在C區中0.0002以外圓直徑數據為例：由圖6.1外圓直徑極差控制圖可以看出點5和點18異常，點出界需要去除，再反復去除異常點，共去除如下表：表6.4 去除異常點表樣本組號零件直徑零件直徑零件直徑均值極差5.0027.8026.9727.9227.560.9518.0028.0327.9527.0927.690.93經過反復刪減后得到修正后的控制圖：表6.5 修正后的控制圖數據計算表樣本組號零件直徑零件直徑零件直徑均值極差127.7728.0027.8627.880.23227.8727.4527.9027.740.45327.9427.9527.8227.900.13427.80

30、27.9527.9727.910.16628.0228.0128.0228.020.02727.7927.9727.8727.880.17827.9228.1527.9728.010.24927.8628.1727.9527.990.311028.0127.7627.9927.920.241127.9028.0527.7927.910.261227.9128.1228.0728.030.211327.4328.0127.9027.780.571427.8527.9127.9027.890.071527.2328.0327.8927.720.811627.8727.9927.9027.920.1

31、21727.8828.0328.0327.980.151927.9928.0127.8727.960.132027.9727.9728.0027.980.032127.9627.8828.2028.010.322228.0027.8728.1027.990.242328.0327.9827.9327.980.102428.0128.0027.9227.980.092528.1027.9727.4827.850.622627.8627.2427.9027.670.662728.0327.5827.9627.860.45均值27.910.27得到： 0.7 0.27 0 由表6.5數據和上面所得的

32、數據可以繪出修正后的外圓直徑極差控制圖如圖6.5。圖6.5 修正后的外圓直徑極差控制圖得到：28.19 27.91 27.63由表6.5數據和上面所得的數據可以繪出修正后的外圓直徑均值控制圖如圖6.6。圖6.6 修正后的外圓直徑均值控制圖以零件長度數據為例：由圖6.3零件長度極差控制圖可以看出點19和點21異常，點出界需要去除，再反復去除異常點，共去除如下表：表6.6去除異常點表樣本組號零件直徑零件直徑零件直徑均值極差1987.5085.9885.9786.481.532185.7885.7783.3084.952.48經過反復刪減后得到修正后的控制圖：表6.7 修正后的控制圖數據計算表樣本組

33、號零件長度零件長度零件長度均值極差186.1285.8085.8785.930.32285.9385.8786.0085.940.13385.7985.8685.3385.660.53485.7185.8685.5385.700.33586.0186.2986.1486.150.29686.0186.7585.7386.161.02785.6886.0985.9085.890.41886.2985.6985.8985.960.61985.7285.9985.7785.820.271085.9486.0986.0686.030.151185.7185.9985.8185.840.271286.0

34、285.1686.2385.801.071385.8186.0486.2586.040.441485.7586.3086.7586.271.011585.8586.1786.0086.010.321685.8185.9386.3386.020.521786.1285.9786.0186.040.151885.2385.9785.8985.700.752086.2686.4785.9486.220.532285.9385.9785.8385.910.132385.8385.9885.8385.880.152486.1585.9986.1086.080.162586.5785.7185.8786.

35、050.852685.8786.6985.7386.100.962786.1386.0385.6085.920.53均值85.960.48得到： 1.22 0.48 0由表6.7數據和上面所得的數據可以繪出修正后的外圓直徑極差控制圖，如圖6.7。圖6.7 修正后的長度極差控制圖得到：86.45 85.96 85.48由表6.7數據和上面所得的數據可以繪出修正后的外圓直徑均值控制圖，如圖6.8。圖6.8 修正后的長度均值控制圖6.4 結論及分析控制圖反映質量隨時間變化而波動的動態特性，主要對過程質量特性值進行測定、記錄、評估分析過去和現在的質量狀況，判別工序過程是否處于受控狀態。如果數據落在上、

36、下控制界限線外，或數據點雖然在控制界限線內，但數據點的排列呈現某種規則，這表明存在系統性誤差，據此可以判斷生產過程中出現偏差。使用控制圖的最終目的是提高質量、降低成本、減少損失。 由圖6.1外圓直徑極差控制圖、圖6.2外圓直徑均值控制圖可以看出均有兩個點不在控制范圍，需要去除，圖6.3零件長度極差控制圖和6.4圖6.4 零件長度均值控制圖可以看出均有三個點不在控制范圍，需要去除不斷修正，直至所有點都在控制線范圍隨機排列。如圖6.5，圖6.6，圖6.7和圖6.8。修正后控制圖可作判穩使用，判定生產過程是否處于受控狀態。7單值移動極差圖7.1數據由表3.1零件原始數據表得表7.1和表7.2。表7.

37、1 零件外圓直徑數據計算表樣本編號外圓直徑（mm）移動極差外圓直徑（mm）移動極差外圓直徑（mm）移動極差127.7728.000.0327.860.28227.870.1027.450.5527.900.04327.940.0727.950.5027.820.08427.800.1427.950.0127.970.15527.800.0126.970.9727.920.05628.020.2328.011.0328.020.10727.790.2327.970.0427.870.15827.920.1228.150.1927.970.11927.860.0628.170.0127.950.0

38、31028.010.1527.760.4027.990.051127.900.1128.050.2927.790.201227.910.0228.120.0728.070.271327.430.4828.010.1127.900.171427.850.4127.910.0927.900.001527.230.6228.030.1227.890.011627.870.6427.990.0427.900.011727.880.0128.030.0428.030.131828.030.1427.950.0827.090.941927.990.0428.010.0527.870.782027.970.

39、0127.970.0328.000.132127.960.0227.880.0928.200.202228.000.0527.870.0228.100.102328.030.0327.980.1227.930.172428.010.0228.000.0227.920.012528.100.0927.970.0327.480.442627.860.2427.240.7327.900.422728.030.1727.580.3427.960.07均值27.890.19表7.2 零件長度數據計算表樣本編號長度（mm）移動極差長度（mm）移動極差長度（mm）移動極差186.1285.800.3385.

40、870.17285.930.1985.870.0786.000.13385.790.1485.860.0185.330.67485.710.0985.860.0085.530.20586.010.3086.290.4386.140.61686.010.0086.750.4585.730.41785.680.3386.090.6585.900.17886.290.6185.690.4185.890.01985.720.5785.990.3085.770.131085.940.2286.090.1086.060.291185.710.2385.990.1085.810.251286.020.318

41、5.160.8386.230.421385.810.2186.040.8886.250.021485.750.0786.300.2686.750.501585.850.1186.170.1386.000.751685.810.0585.930.2486.330.331786.120.3185.970.0486.010.311885.230.8985.970.0085.890.131987.502.2785.980.0185.970.082086.261.2486.470.4985.940.032185.780.4885.770.7083.302.642285.930.1585.970.2085

42、.832.532385.830.1185.980.0185.830.002486.150.3385.990.0186.100.272586.570.4185.710.2885.870.232685.870.7086.690.9885.730.132786.130.2686.030.6685.600.13均值85.950.387.2做單值移動極差圖根據公式：得到： 0.62 0.19 028.40 27.89 27.38 1.25 0.38 086.97 85.95 84.93由以上數據可作出圖7.1,7.2,7.3和7.4。圖7.1 外圓直徑移動極差控制圖圖7.2 外圓直徑單值控制圖圖7.3

43、長度移動極差控制圖圖7.4 長度單值控制圖 7.2.1修正單值控制圖分析圖7.1、圖7.2剔除異常點，如表7.3。 表7.3 需要刪除的點序號外圓直徑長度序號外圓直徑長度1527.230.624628.010.051627.870.644727.970.033226.970.974827.880.093328.011.034927.870.023928.120.075027.980.124028.010.115128.000.024127.910.095227.970.034228.030.125327.240.734327.990.047227.090.944428.030.047327.870.78得到修正后的控制圖數據如表7.4控制圖數據計算表。表7.4 控制圖數據計算表 樣本編號外圓直徑（mm）移動極差樣本編號外圓直徑（mm）移動極差樣本編號外圓直徑（mm）移動極差127.772328.030.036028.020.10227.870.102428.010.026127.870.15327.940.072528.100.096227.970.11427.800.142627.860.246327.950.03527.800.012728.030.176427.990.05628.020.232828.000.036527.790.20727.