塞耋苎兰递备簋! ! 鲞z2 Q 竖炭素生产中监视和测量结果数据的分析方法与应用王延军郑建华( 开封炭素有限责任公司4 7 5 0 0 2 )1 前言目前，越来越多的炭素生产企业采用质量管理体系标准作为企业质量管理的准则。进行质量管理体系认证的初衷及管理目的，概括起来不外有以下几种情况，一是由于市场环境及客户的压力或为了宣传而进行认证的，实际工作与标准形成两层皮的现象是其表征特征；二是企业迫切希望通过引进先进的质量管理方法来提高自己的企业管理水平，运行过程中虽然使标准与实际工作融为一体，但产品的质量随时间没有太大的变化并缺乏持续改进的机会；再者是在最高管理者的工作不断推动下，逐步发展为自我更新，持续改进的成功组织。产品与服务已经从满足顾客演变为超越其期望，持续改进所要实现的愿望和日标就是使顾客对产品的要求由满意上升为忠诚。要实现质量的持续改进，关键在于贯标不仅要作到形似，还要作到神似。标准的实质可以概括为：对于质量，领导应树立满足顾客要求并争取超越顾客期望的理念，为了实现这一理念，强调全员参与，将活动和相关的资源作为过程进行策划，把相互关联的过程作为系统加以识别、理解和管理，以完成把具体的工作内窑转化为数字信息，在对数据和信息分析的基础上进行有效的决策，最终达到组织的永恒目标特续改进，同时把这种理念传达给供方并寻求与其共同成长。按照设计标准的基础理论，其中一条“基于事实的决策依据”是打开通向持续改进之门的钥匙。事实便是大量的基础数据，通过合适及科学的方法对数据的有效分析，不仅可以给工艺技术改进提供基础资料和判断工作方向，而且还可以保证产品质量在上台阶的过程中，使其波动处于受控状态。积累基础数据，并对其不断的进行分析，决定了通过认证的活动不是结束，而是刚刚开始的性质，只有经过长期的系统的积累，改进的动力才会迸发出来。目前不断得到拓展应用的E R P 软件以其强大的功能模块，完全可以实现数据分析的功能，但在炭索行业，这一管理信息集成系统还没有进行普及，由于其需要大量的历史基础数据来支持，即使今后得到推广应用，但它的适应性与完善尚需一个循序渐进的发展过程。因此，在计算机辅助下使用质量管理的一些工具进行炭素生产中监视和测量结果数据的分析，也可以取得相当好的质量和技术管理工作效果。2 体系要求1 在质量管理体系标准数据分析条款规定了组织应确定、收集和分析适当的数据，以证实质量管理体系的适宜性和有效性，并评价在何处持续改进质量管理体系的有效性，当然这也包括来自监视和测量的结果以及其它有关来源的数据。2数据分析应提供以下4 个有关方面的信息。A 顾客满意。B 与产品要求的符合性。C 过程和产品的特性及趋势。D 供方。3 标准明确要求应对上述4 个方面来源的信息进行分析，组织可以根据自身的实际情况或长期的实践证明，决定使用什么统计工具更为有效。3 数据分析的作用和方法l 数据分析这一基础性工作，既可以验证决策的正确性，还可以使决策更加切合实际，制定出现实而富有挑战性的目标，既可以了解过程和体系的业绩，还可以促进改进，防止出现问题等。正确应用数据分析这一条款，充分收集和分析相关数据，利用相关信息，组织业绩和工作潜能必将得到充分的开发。2 收集的数据都需要分析吗? 回答应是肯定的。数据分析是收集的目的，不需要分析的数据就不应该收集，收集了不分析是一种浪费，组织既然确定了产品实现过程所需的检验活动，就应该保持，收集并分析这些检验的结果。如果组织认为某些保持并收集的检验结果价值不大，不需要分析，就说明这些检验活动是多余的，没有必要的可以取消。3 数据分析既可采用统计工具进行分析，也可采用非统计法分析。当数据的来源为对产品监视和测量的结果时，这些数据不仅是评定与产品要求符合性的必要数据，而且必然可以发现不合格品。对于不台格品，不仅要作出适当处置，更要通过适当改进减少其产生。从工作方法上讲，只有收集并分析了不合格品数据，才能找到不合格的趋势，即主要的、重点的不合格要素和状态，随后即进行分析原因和重点整改。实践证明若利用一些适当的统计分析工具，可以取得一些简单、清晰、有效的结果。4 统计工具的应用1 采用统计分析工具对产品监视和测量数据结果的分析。例如石墨电极机械加工完成之后，通过三用量规的测量可以从整体上反映电极加工质量的石墨电极圆锥内螺纹指标。这一指标F h - - - 组数据构成：小径圆度、小径轴线与电极端面垂直度、小径轴线于电极轴线同轴度。见表l 。序号l234567891 0同轴度O 1 30 1 50 1 20 1 50 1 60 1 30 1 5O 1 90 1 40 1 3园度0 0 40 0 20 0 20 0 30 0 4O 0 l0 0 30 0 20 0 50 0 3垂直度0 0 80 0 2O ，0 60 0 30 0 6O 0 6o 0 5O 0 70 0 40 0 81 l1 21 31 41 51 61 71 81 92 02 1O 1 70 1 00 1 l0 1 50 1 70 1 4O 1 80 1 8O 1 70 2 00 1 80 0 40 0 30 0 20 0 50 0 30 0 20 0 40 0 3O 0 30 0 20 | 0 1O 0 20 0 50 0 20 0 60 0 20 0 30 0 80 0 40 0 4O 0 6o 0 72 对这些数据可以采用三种分析方法：即直方图、过程能力指数CP 值、控制图。A 直方图是对定量数据分布情况的一种图形表示，由一系列矩形组成。如图1 、图2 、l园度频率I。-lIo 0 22l。39l。0 44I其他6同轴度频率o 1 0l0 1 320 1 57O 1 76其他6垂直度频率0 0 2l0 0 350 0 550 0 76其他4直方图常见的形状有：图3 。圈1圈21 7 1图31 ) 标准型( 对称型) 。平均值附近的数据最多，频数在中间值向两边缓慢下降，左右对称。2 ) 锯齿型。分组过多，测量方法有问题，读错数据时会出现这种形状。3 ) 偏峰型。下限或( I - 限) 受到公差等因数限制时，由于心理因素，会出现此形状。4 ) 陡壁型。产品经过全数检查，或过程存在自动反馈调整时，常出现这种形状。5 ) 平顶型。几种均值不同的分布混在一起，或过程中某种要素缓慢劣化时，会出现此形状。6 ) 双峰型。当有两种不同的平均值相差大的分布混在起时，常出现这种形状。7 ) 孤岛型。工序异常、测量错误或混有另一分布的少量数据，常出现这种形状。直方图与公差的比较1 ) 符合公差时分为；不需要调整。当不充分时，应考虑减小波动。2 ) 不符合公差要求时：使平均值接近规格的中间值或减小波动，或同时采取两种措施。BC p 值即过程能力指数是指过程加工质量方面的能力，它是衡量过程加工内在一致性的，是稳态下的最小波动。对于双侧公差情况，过程能力指数c P 的定义如下一r 一一瓦印石2 等式中，T 为技术公差的幅度，T u 、T 1 分别为上、下公差限，a 为质量特性值分布的总体标准差。当。未知时，可用R 地或s ，c 4 估计，其中R 为样本极差，尺为其平均值，S为样本标准偏差，S 为其平均值，d 2 、0 4 为修偏系数，可阻通过查表得出。估计必须在稳态下进行。在过程能力指数计算公式中，T 反映对产品的技术要求，a 反映过程加工的一致性所以在过程能力指数c P 中将曲与T 比较，就反映了过程加工质量满足产品技术要求的程度。对于单侧公差情况C p u = 堕型( u T u ) j 口倘若分别规定园度、垂直度、同轴度的公差要求分别为；O 1 ，O 1 、0 3 r a m 则可以分别计算c p 值，其值为：园度C pd o 1 - 0 0 2 9 ) ( 3 + 0 0 1 3 3 _ ) = 1 7 8垂直度C p 邓1 0 0 4 s ) ( 3 + 0 0 2 6 ) = 0 6 7同轴度C p 邓3 - 0 1 5 3 ) ( 3 + 0 0 2 3 ) = 2 1 3值的范围级别过程能力的评价参考C p 1 6 7I过程能力过高( 应视具体情况而定)1 3 3 c p 1 6 7过程能力充分，表示技术管理能力己很好，应继续维持。1 0 0 C p I 3 3H I过程能力尚可，但技术管理能力较勉强，应设法提高为级O 6 7 C p 1 0 0过程能力不足，技术管理能力已很差，应采取措施立即改善。C p O 6 7V严重不足，应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿。同轴度的c I p 值过高，可以采取缩小公差的办法以使其处于合理的范围，以便在以后的浸4 量中及时发现变异。垂直度的C p 值过低，此时不能轻易扩大公差，而应从其他方面进行调整。C 过程性能指数：当。未知时，采用实际情况下的样本标准差s 为估计值时，就形成了过程性能指数P P 值。在c p 值中。的估计值是一种在稳态下短期的估计值屯，而在P P 值中。的估计值是一种在实际状态下长期的估计值屯，通常后者屯大于前者屯，通过比较这两种估计值的偏差，就能判断过程偏离稳态的程度。过程相对稳定系数的定义是如= 乌过程相对稳定系数的范围评价d 坩 1 0 接近稳定1 0 d r a 2 0 不太稳定2 0 d r o 5 0 不稳定d r a 5 0 很不稳定D 控制图。控制图的两种解释分别为：1 ) 控制图是假设检验的一种图上作业，在控制图上每描一个点就是作一次假设检验。即小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，若发生即判断异常。2 ) 控制图上的控制界限就是区分偶然波动与异常波动的科学界限。同轴度单值移动极差控制图妣5眈0：叭s虎O 1 00 D 5o o o0 1 6垂o , 1 2直度0 0 80 0 4o o o13579儿1 51 51 71 92 1序号垂直度单值- 移动极差控制田13579儿1 31 51 71 92 1序号0 0 8o 0 6 圃度0 m0 0 2o o o圆度单值一移动极差控制图八入入NV 。、儿1 31 51 71 9序号5 结论炭素产品生产流程般都很长，特别是石墨电极的生产更具有典型的多工序和长流程特征。炭素制品特性与指标不是在一个过程中所形成的，而是经过几个过程逐渐形成 的，其大小由多个因素所决定，所以整个生产过程中诸如混捏、压型、焙烧、浸渍、石墨化及加工各工序产品监视和测量数据分类汇集很多。所以采用统计分析工具对产品监 视和测量数据进行分析，通过直方图、过程能力指数CP 值、控制图比较来发现产品质量的变化和异动，实施技术整改来稳定控制工序制品质量效果，这些方法的应用实现了炭素制品生产质量的定量管理和宏观控制目标，在保证产品质量均匀性控制方面实现了 预防和治理的有机结合，使产品技术研发、工艺改进和质量管理工作得到辨证统一，降低了质量成本，提高了工作效率及效益。