應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建SPC控制圖

陶冬梅++李毅++俞志強++嚴(yán)崇義

摘要：針對尚未創(chuàng)建、納入SPC管理的過程或工序，基于PI歷史實時數(shù)據(jù)庫，對采用PI/SQC（Statistical Quality Control，統(tǒng)計質(zhì)量控制）創(chuàng)建SPC圖的方法進行了研究與實踐。應(yīng)用表明，該方法無風(fēng)險、無需試驗成本、不干擾生產(chǎn)正常運行。對已擁有PI實時數(shù)據(jù)庫的企業(yè)，便捷地為PI點創(chuàng)建SPC控制圖具有實際參考價值。

關(guān)鍵詞：SPC SQC 歷史最佳運行時段

中圖分類號：F426.31 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1007-9416（2014）12-0058-02

自1983年國家頒布推行GB/T4091（常規(guī)控制圖）標(biāo)準(zhǔn)以來，經(jīng)歷了30余年的應(yīng)用與發(fā)展歷程后，應(yīng)用統(tǒng)計過程控制SPC圖的重要性和價值，已在流程制造業(yè)中得到高度廣泛的認(rèn)同。張公緒和孫靜[1]采用中質(zhì)協(xié)《全國質(zhì)量管理獎評審管理辦法》的5個評審要點來衡量我國質(zhì)量管理總體現(xiàn)狀與國際水平間的差距的研究顯示，中國企業(yè)的質(zhì)量管理與國際水平標(biāo)桿差距的瓶頸就是過程管理。

昆明某中美合資企業(yè)，自1993年建廠伊始就在其核心生產(chǎn)流程上全面應(yīng)用統(tǒng)計過程控制技術(shù)。但在其配套的公用工程區(qū)域，受限于設(shè)備條件、試驗代價或非緊迫性等多種原因，一直未普遍推行。近年來，隨著精細(xì)化生產(chǎn)管理的需求，以及節(jié)能降耗的壓力，企業(yè)需要在全廠范圍全面推行SPC。

2013年，企業(yè)引入了世界一流的PI在線實時數(shù)據(jù)平臺，其友好的人機界面、以工程師和生產(chǎn)人員為深度開發(fā)應(yīng)用主體的系統(tǒng)架構(gòu)，為企業(yè)整合流程專家經(jīng)驗與大數(shù)據(jù)時代的分析思維模式，從多年來沉淀的海量歷史數(shù)據(jù)中挖掘運用最佳運行模式，助推精細(xì)化管理提供了新引擎。筆者基于歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用PI/SQC，實現(xiàn)了零成本零風(fēng)險便捷創(chuàng)建SPC圖。

1 建立SPC圖簡介

1.1 建立SPC圖的常規(guī)思路

關(guān)于如何建立與應(yīng)用SPC圖，已有很多公開的報道。王會良，羅軍[2]對SPC在工序質(zhì)量控制中的應(yīng)用進行了研究，程學(xué)萍，喬喜旺[3]對統(tǒng)計過程控制技術(shù)應(yīng)用中的問題進行了分析和總結(jié)。GB/T4091-2001（常規(guī)控制圖）標(biāo)準(zhǔn)對建立與應(yīng)用SPC圖的目的、原理、步驟和案例均有具體的規(guī)范與要求。建立SPC圖的基本思路總結(jié)如圖1。

應(yīng)用常規(guī)方法建立SPC圖，除了建創(chuàng)人需要掌握相關(guān)的統(tǒng)計過程控制技術(shù)，企業(yè)還需投入必要的人力與物力成本，對一些特殊的流程其試驗與數(shù)據(jù)收集的過程還潛在著一定的質(zhì)量與安全風(fēng)險。因此，GB/T4091-2001第10.1章節(jié)關(guān)于質(zhì)量特性的選擇中強調(diào)，所選擇的質(zhì)量特性應(yīng)對產(chǎn)品或服務(wù)的質(zhì)量具有決定性的影響。

1.2 應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建SPC圖的價值與可行性

隨著質(zhì)量競爭的日益激烈，企業(yè)已不滿足于只對少數(shù)的具有決定性影響的關(guān)鍵工序?qū)嵤㏒PC，企業(yè)有全面實施精細(xì)化管理的內(nèi)在需求。而生產(chǎn)過程在線檢測能力的不斷提升以及PI數(shù)據(jù)庫面向全員的友好界面，使得廣大身處一線的非質(zhì)量專業(yè)的生產(chǎn)人員應(yīng)用PI/SQC自行構(gòu)建SPC圖成為可能。筆者的研究表明，只要所關(guān)注的質(zhì)量特性已納入PI實時數(shù)據(jù)庫，只要數(shù)據(jù)庫中已沉淀有一定量的歷史數(shù)據(jù)，只要是接受過SPC基本培訓(xùn)的流程人員，都能應(yīng)用PI/SQC迅捷創(chuàng)建SPC圖。

2 應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建SPC圖

2.1 應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建SPC圖的基本思路

應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建統(tǒng)計控制圖的詳細(xì)功能描述，可查閱OSI Software公司的PI SQC User Guide（PI SQC用戶指南）。陶冬梅等[4]對其基本功能與特點，及其創(chuàng)建與編輯的過程進行了總結(jié)。應(yīng)用PI/SQC創(chuàng)建SPC圖的基本思路見圖2。

2.2 通過繪制歷史趨勢圖篩選繪圖數(shù)據(jù)

應(yīng)用PI/PB繪制歷史趨勢圖的具體操作（略），可查閱OSI Software 公司的PI-ProcessBook使用說明書。由于PI/PB趨勢圖靈活便捷的時段與時長切換功能，加上其完善的數(shù)據(jù)定量性能、如應(yīng)用其“視圖”菜單中的“詳細(xì)信息”工具可展示、導(dǎo)出整個趨勢圖的詳細(xì)數(shù)據(jù)及其均值、極值和標(biāo)準(zhǔn)差等統(tǒng)計結(jié)果，因此，適用于從海量歷史數(shù)據(jù)中迅速定量篩選歷史最佳運行時段（過程置中度高、標(biāo)準(zhǔn)偏差?。?。

關(guān)于繪制分析用控制圖預(yù)備數(shù)據(jù)的收集，GB/T4091-2001第11章的要求是，宜從連續(xù)運作的呈現(xiàn)出一種穩(wěn)態(tài)的生產(chǎn)過程中進行收集。由于PI在線實時數(shù)據(jù)庫存儲了采樣頻度可達(dá)毫秒級的檢測數(shù)據(jù)，因此無論是子組的大小，還是采樣的頻數(shù)，與傳統(tǒng)的離線數(shù)據(jù)收集方式相比，都已不再是瓶頸問題。值得注意的是，對于一個實際的生產(chǎn)過程，總是客觀存在著各種異常干擾。但是通過繪制歷史趨勢圖篩選的在特定運行模式下連續(xù)穩(wěn)定運行的最佳時段已將異常干擾屏蔽至最低，其影響程度可被視為“偶因”。這是筆者直接選用歷史最佳運行時段數(shù)據(jù)替代采用傳統(tǒng)方法專門去收集數(shù)據(jù)以繪制SPC圖的前提性條件。

2.3 應(yīng)用PI/SQC繪制SPC控制圖

2.3.1 SQC圖的六個定義界面

在PI/PB模式下選擇創(chuàng)建SQC圖，進入編輯狀態(tài)，完成對“常規(guī)”、“樣本”、“控制參數(shù)”、“數(shù)據(jù)過濾器”、“報警”及“格式”共計6個定義界面的編輯，即可完成一張控制圖的創(chuàng)建[4]，PI/SQC的定義界面參見圖3。

2.3.2 SQC圖六個定義界面中的編輯內(nèi)容

由于PI/SQC遵循美國ANSI/ASQC標(biāo)準(zhǔn) AI-1987，除了其7項判異原則與GB/T4091-2001（常規(guī)控制圖）的8項原則有差別外，兩個標(biāo)準(zhǔn)的原理與原則是一致的。因此，六個定義界面的編輯可參照GB/T4091規(guī)則進行，內(nèi)容參見圖4。

3 應(yīng)用案例：創(chuàng)建鍋爐蒸汽壓力控制圖

3.1 過程特性參數(shù)及控制要求簡介

該特性參數(shù)屬于24小時全年不間斷連續(xù)運行的過程，可靠性與穩(wěn)定性的要求比較高。由于燃煤鏈條爐固有的煤質(zhì)差異、熱惰性以及用戶端存在周期性的汽耗波動，雖然已配置了比較全面和高端的在線檢測儀表，但鍋爐的蒸汽壓力一直未能投入自控。隨著企業(yè)提質(zhì)降耗要求的不斷提升，迫切需要建立SPC圖指導(dǎo)運行操作。