前言：熟悉SPC控制圖的朋友一般都知道，常規(guī)控制圖有8個(gè)判異準(zhǔn)則，在AIAG發(fā)布的《SPC參考手冊(cè)》第二版中（英文版P75)特別提到，除了準(zhǔn)則1（一個(gè)點(diǎn)，距離中心線超過3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差）必須使用外，其他準(zhǔn)則的應(yīng)用沒有優(yōu)先級(jí)，應(yīng)當(dāng)根據(jù)實(shí)際過程特性的特點(diǎn)來選用。用的判異準(zhǔn)則越多，那么犯第I類錯(cuò)誤的機(jī)會(huì)也越大，也就是說，會(huì)有更多的機(jī)會(huì)把實(shí)際上受控的過程，判斷為失控，即誤報(bào)警。為什么使用的準(zhǔn)則越多，誤報(bào)警的機(jī)會(huì)越多？這個(gè)概率有多大？我們到底應(yīng)當(dāng)依據(jù)什么來選擇判異準(zhǔn)則？那么，本文就來對(duì)這些疑問進(jìn)行探討。
下面是常規(guī)控制圖的8個(gè)判異準(zhǔn)則：
準(zhǔn)則1：1個(gè)點(diǎn)，距離中心線大于3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差
準(zhǔn)則2：連續(xù)9個(gè)點(diǎn)，在中心線同一側(cè)
準(zhǔn)則3：連續(xù)6個(gè)點(diǎn)，全部遞增或全部遞減
準(zhǔn)則4：連續(xù)14個(gè)點(diǎn)，上下交錯(cuò)
準(zhǔn)則5：3個(gè)點(diǎn)中有2個(gè)點(diǎn)，距離中心線（同側(cè)）大于2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差
準(zhǔn)則6：5個(gè)點(diǎn)中有4個(gè)點(diǎn)，距離中心線（同側(cè)）大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差
準(zhǔn)則7：連線15個(gè)點(diǎn)，距離中心線（任一側(cè)）1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差以內(nèi)
準(zhǔn)則8：連線8個(gè)點(diǎn)，距離中心線（任一側(cè)）大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差
在使用（On-going）控制圖進(jìn)行過程控制時(shí)，只要出現(xiàn)上述模式的點(diǎn)，就判斷為失控。
然而，我們還要明白：即使過程處于統(tǒng)計(jì)受控的狀態(tài)之中，仍然有機(jī)會(huì)出現(xiàn)上述情況，只不過每一種情況出現(xiàn)的概率很小，屬于“小概率事件”。
例如，準(zhǔn)則1：在過程受控時(shí)，均值圖中的點(diǎn)構(gòu)成正態(tài)分布，我們通常使用正態(tài)分布中離均值兩側(cè)3倍標(biāo)準(zhǔn)差的地方為控制限，如下圖所示，那么點(diǎn)子超出控制限一側(cè)的概率為0.135%，也就是說，即使過程統(tǒng)計(jì)受控，它也會(huì)有0.135%的誤報(bào)警概率！
我們?cè)倏礈?zhǔn)則2：在過程受控時(shí)，控制圖中連續(xù)9點(diǎn)位于中心線同一側(cè)的概率為2×(1/2)^(9)=0.00391，也就是說會(huì)有0.391%的誤報(bào)警概率。
假設(shè)我們?nèi)渴褂蒙鲜?條準(zhǔn)則，則即使過程穩(wěn)定受控，也會(huì)有2.373%的誤報(bào)警率！
誤報(bào)警，會(huì)給我們的正常生產(chǎn)帶來不必要的成本損失，而且停線了也找不到報(bào)警的原因，最后會(huì)使人們對(duì)SPC控制圖這個(gè)工具產(chǎn)生質(zhì)疑，甚至棄用！
因此，使用的判異準(zhǔn)則并不是越多越好，而是應(yīng)當(dāng)根據(jù)所控過程特性的特點(diǎn)來選擇使用。那么，我們應(yīng)當(dāng)依據(jù)什么來選擇控制圖的判異準(zhǔn)則呢？
我們需要事先對(duì)所要控制的過程和特性做一個(gè)深入的研究，而能夠幫助我們做出深入研究的工具，就是PFMEA!
PFMEA，可以幫助我們?nèi)嬲J(rèn)識(shí)所控過程的失效模式及其失效起因，我們就會(huì)提前知道當(dāng)某種失效起因存在時(shí)，它所導(dǎo)致的失效模式，或者失效起因，在控制圖上會(huì)以一種什么方式顯現(xiàn)，這樣就可以選擇與其對(duì)應(yīng)的那條判異準(zhǔn)則。下面我們通過幾個(gè)示例來說明一下。
在此還需要說明一下：如果在PFMEA的優(yōu)化措施之后，失效起因?qū)?yīng)的發(fā)生頻度O很小，則可以不用考慮對(duì)應(yīng)的判異準(zhǔn)則。
請(qǐng)注意：為了使內(nèi)容顯得緊湊、重點(diǎn)突出，下面的系列示例中，特使用《FMEA參考手冊(cè)》第四版的表格格式，只寫出部分失效模式，且只寫到失效起因，其余信息在此略去。
示例1：“變速箱輸出軸加工\冷車削”的PFMEA分析的部分內(nèi)容
在本示例中，我們可以使用2個(gè)控制圖監(jiān)控2個(gè)產(chǎn)品特性：“密封面外徑”和“圓柱外徑”，除了使用準(zhǔn)則1外，我們還可以根據(jù)它們的失效起因來選擇其他準(zhǔn)則。
對(duì)于密封面外徑大這個(gè)失效模式，它有2個(gè)潛在失效起因，起因1—進(jìn)給量設(shè)置過小，它導(dǎo)致失效時(shí)對(duì)應(yīng)的判異準(zhǔn)則應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)則2，且可能是出現(xiàn)在均值圖上，即連續(xù)9個(gè)點(diǎn)（以上）位置中心線的上側(cè)。
起因2—刀具硬度過低，磨損嚴(yán)重，它導(dǎo)致失效時(shí)所對(duì)應(yīng)的判異準(zhǔn)則，應(yīng)當(dāng)是準(zhǔn)則3，且可能是出現(xiàn)在均值圖上，即連續(xù)6個(gè)點(diǎn)（以上）上升，這是因?yàn)榈毒吣p是一個(gè)逐漸惡化的過程，越磨，刀具磨損的就越多，則軸密封面的外徑就越大。同時(shí)，它還可能導(dǎo)致極差圖上有點(diǎn)超過上控制限。
對(duì)于密封面外徑過小這個(gè)失效模式，它有1個(gè)潛在失效起因，就是進(jìn)給量設(shè)置過大，它導(dǎo)致的失效模式對(duì)應(yīng)的異準(zhǔn)則，是準(zhǔn)則2。
圓柱外徑的失效模式，分析內(nèi)容同密封面外徑的失效模式，在此略。
示例2：“氣體保護(hù)焊”的PFMEA分析的部分內(nèi)容
我們可以對(duì)過程特性“氣體流量”來使用控制圖進(jìn)行監(jiān)控，不過，由于從流量計(jì)讀出的流量數(shù)據(jù)隨時(shí)間的變化不敏感，因此，它適用于單值-移動(dòng)極差控制圖，而這種控制圖的失控判斷準(zhǔn)則，只有準(zhǔn)則1適用（該結(jié)論來源于《SPC參考手冊(cè)》第二版英文版P87)。不過，從理論來講，如果單值數(shù)據(jù)符合正態(tài)分布，則可以適用于其他準(zhǔn)則。
如果是由于輸氣管泄漏或者氣瓶/氣站壓力不足而引起的流量不足，也會(huì)呈現(xiàn)出單值圖上連續(xù)6點(diǎn)或以上下降的模式。
示例3：“電阻點(diǎn)焊”的PFMEA分析的部分內(nèi)容
如果對(duì)焊點(diǎn)離板邊距離做控制圖，建議只使用偏離最嚴(yán)重的那個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，可以使用均值-極差控制圖。
如果是由于“定位基準(zhǔn)偏移”造成了焊點(diǎn)位置偏離板邊距離過大，那么，除了準(zhǔn)則1外，在均值圖上將會(huì)出現(xiàn)與準(zhǔn)則2對(duì)應(yīng)的模式，即連續(xù)9點(diǎn)在中心線一側(cè)。
如果是由于“定位基準(zhǔn)松動(dòng)”的原因，那么，在極差圖上會(huì)有準(zhǔn)則1的模式。
示例4：“熔化焊過程”的PFMEA分析的部分內(nèi)容
我們可以針對(duì)焊喉尺寸a和焊縫凹凸值c，如上圖所示，分別做控制圖進(jìn)行監(jiān)控。由于a和z均可通過專用焊縫測(cè)量尺進(jìn)行無損測(cè)量，如下圖所示，可以方便地獲得大量樣本，過程穩(wěn)定受控時(shí)，a值和z值各自符合正態(tài)分布，c值是通過減法運(yùn)算得到的，故c值也符合正態(tài)分布，因此，可以使用均值-極差控制圖。
對(duì)于焊喉尺寸a，影響a值的焊接電流、焊接速度的變化，屬于偏移，而不屬于波動(dòng)，因?yàn)樗矔r(shí)的波動(dòng)通常會(huì)引起未焊透或熔深的波動(dòng)，而不會(huì)引起焊縫尺寸上的變化，而偏移一段時(shí)間，則會(huì)得到過大或過小的焊縫尺寸值，故所對(duì)應(yīng)的控制圖的失控判異準(zhǔn)則，除了準(zhǔn)則1外，還應(yīng)選擇準(zhǔn)則2，即連續(xù)9點(diǎn)在中心線一側(cè)。
對(duì)于焊縫凹凸值c，影響c值的焊接電流、導(dǎo)電嘴-工件距的變化，屬于偏移，而不屬于波動(dòng)，與a的情況相同，因此，除準(zhǔn)則1外，也可以選擇準(zhǔn)則9。
示例5：“靜電噴涂”過程的PFMEA分析的部分內(nèi)容
我們對(duì)“涂層厚度”做控制圖進(jìn)行監(jiān)控，使用測(cè)厚儀進(jìn)行測(cè)量，可以使用均值-極差控制圖。
對(duì)于涂層厚度過小的影響因素—噴槍移動(dòng)速度，則會(huì)存在速度總體偏快的情況，那么對(duì)應(yīng)的控制圖判異準(zhǔn)則除了1外，對(duì)于均值圖，可使用準(zhǔn)則2；如果是手工噴涂，則還存在速度時(shí)快時(shí)慢的問題，反映到極差圖上，則會(huì)有過高的極差點(diǎn)，故應(yīng)使用準(zhǔn)則1。
對(duì)于泵管堵塞這個(gè)失效起因，堵塞會(huì)越堵越厲害，它會(huì)引起涂料的在管內(nèi)的滯留和堆積，使得流速越來低，導(dǎo)致涂層厚度越來越小，那么對(duì)應(yīng)的判異準(zhǔn)則，除1外，還有3，即連續(xù)6點(diǎn)下降。
對(duì)于涂料粉末過粗，流動(dòng)性過低，則會(huì)使涂層厚度整體減小， 即對(duì)應(yīng)準(zhǔn)則2（除使用準(zhǔn)則1外）。
示例6：“掃描儀組裝”的PFMEA分析的部分內(nèi)容
我們對(duì)無塵室離子濃度使用控制圖進(jìn)行監(jiān)控，但是離子濃度的測(cè)量值不適合使用均值-極差圖，而適用于單值-移動(dòng)極差圖，因此，根據(jù)SPC參考手冊(cè)的要求，一般只用準(zhǔn)則1。
但是，如果我們驗(yàn)證測(cè)量值確實(shí)符合正態(tài)分布，那么也可以使用其他準(zhǔn)則。如果是無塵室有泄漏，則室內(nèi)的離子濃度會(huì)越來越高，因此會(huì)在單值圖上呈現(xiàn)出準(zhǔn)則3的模式；如果是無塵室的吸塵器功能減弱，則在單值圖上會(huì)呈現(xiàn)出準(zhǔn)則2所描述的模式。
以上是通過6個(gè)示例，從不同的應(yīng)用領(lǐng)域和行業(yè)，說明了如何借助于PFMEA來選擇控制圖以及控制圖的判異準(zhǔn)則，也由此可以看出，工具是相互聯(lián)系的，我們應(yīng)當(dāng)做到將不同的工具進(jìn)行聯(lián)合應(yīng)用，這樣才能真正切合工作實(shí)際，真正解決實(shí)際問題！
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