第一篇 现场质量分析改进工具
第一章 质量管理工具
第一节 十大质量统计工具（上）
一、系统图及实施案例
（一）系统图的定义
系统图法又叫树图法，是将目的和手段相互联系起来逐级展开的图形表示法，利用它可系统分析问题的原因并确定解决问题的方法。
系统法可以系统地掌握问题，找到实现目的的最佳手段，广泛应用于质量管理，例如：质量管理因果图的分析、质量保证体系的建立、各种质量管理措施的开展等。
企业目标的实现通常是多途径的，如何从多种途径中选出一条达到目标的最佳路径呢？系统图法就是系统地分析、探求以达到目的的最理想的方法。
在质量管理中，为了达到某种目的，就需要选择和考虑某种手段；而为了采取这一手段又必须考虑它下一级的相应的手段。这样，上一级的手段就成为下一级手段的行动目的。
系统图法就是把达到目的所需的手段、方法按系统展开，通过制作出系统图，然后利用此系统图掌握问题的全貌，明确问题的重点，进而找出达到目的的手段。
利用系统图法的概念，把达到某一个目的所需要的手段层层展开成图形，就能对问题有一个全貌的认识，并且能找到问题的重点，从而找出实现预定目的的最理想方法。系统图法不仅对明确管理的重点、找出质量改进的方法和手段十分有效，还是企业管理人员不可缺少的“目的—手段”的思考方法。
系统图一般分为两类：一类是因素展开型系统图；另一类是措施展开型系统图。
在质量管理活动中，以下几个方面经常用到系统分析图法：
（1）在开发新产品过程中，将满足用户要求的设计质量进行系统地展开。
（2）在质量目标管理中，将目标层层分解和系统地展开，使之落实到各个单位。
（3）在建立质量保证体系中，可将各部门的质量职能展开，进一步开展质量保证活动。
（4）在处理量、本、利之间的关系及制定相应措施时，可用系统图法分析并找出重点措施。
（5）在减少不良品方面，有利于找出主要原因，采取有效措施。
（二）系统图制作步骤
具体地提出研究对象所要达到的最终目的和目标，尽可能用数据和简练的语言，醒目地记在卡片上，同时写明“为什么要达到此目的和目标”，对于实现目的和目标的条件和注意事项也要简要地注明，同时要根据更高一级的目的、目标来判定该目的、目标是否可行。
要召开“诸葛亮”会议，集思广益，提出实现目的的各种手段。
对找出的手段、措施是否得当进行评价，并进行取舍选择，决定下一步应保留和淘汰的东西。评价中可用一些符号来表示评价的结果，如×代表不可行、O表示可行等。
绘制系统图是最重要的一环。具体做法是：首先把程序“1”中确定的目的和目标置于图纸左端的中间，然后把为了达到的目的和目标与必要的手段和措施之间的关系联系起来。在联系的过程中要仔细考虑各因素之间的逻辑关系，一般要提出几个问题反问一下：为了达到确定的目的和目标首先采用什么手段？如果把这种手段和措施作为“目的”，那么为了达此“目的”还需进一步采用什么手段？实施这些手段或其中一部分，是否真正达到高一级的“手段”或“目的”？
根据对象制定实施计划，这时要使系统图中最低级的手段进一步具体化、精练化，并决定其实施内容、日程和承担的任务等事项。
在系统图使用过程中，应注意以下问题。
（1）系统图常被用于拟定对策阶段，但是在解决问题的步骤中，每个阶段都可以应用系统图法，灵活运用系统图法可以充分发掘问题的潜在原因。
（2）用系统图分析出的对策需要进行有效性评估，以保证对策的有效性。
（3）系统实施案例。
案例1：因素展开型系统图如图1-1所示。
图1-1 因素展开型系统
案例2：措施展开型系统图如图1-2所示。
图1-2 措施展开型系统
二、矩阵图及实施案例
（一）矩阵图法定义
矩阵图法就是从多维问题的事件中找出成对的因素，排列成矩阵图，然后根据矩阵图分析问题，确定关键点的方法。它是一种通过多因素综合思考、探索问题的好方法。
在复杂的质量问题中，往往存在许多成对的质量因素，将这些成对因素找出来，分别排列成行和列，其交点就是相互关联的程度。在此基础上再找出存在的问题及问题的形态，从而找到解决问题的思路。
矩阵图的形式如图1-3所示，A为某一个因素群，A1、A2、A3、A4……是属于A这个因素群的具体因素，将它们排列成行；B为另一个因素群，B1、B2、B3、B4……为属于B这个因素群的具体因素，将它们排列成列；行和列的交点表示A和B各因素之间的关系，按照交点上行和列因素是否相关联及其关联程度的大小，可以探索问题的所在和问题的形态，也可以从中得到解决问题的启示等。
图1-3 矩阵图的形式
质量管理中所使用的矩阵图，其成对因素往往是要着重分析的质量问题的两个侧面，如生产过程中出现不合格时，需要着重分析不合格的现象和不合格的原因之间的关系。为此，需要把所有缺陷形式和造成这些缺陷的原因都罗列出来，逐一分析具体现象与具体原因之间的关系，这些具体现象和具体原因分别构成矩阵图中的行元素和列元素。
矩阵图的最大优点在于寻找对应元素的交点很方便，而且不会遗漏，显示对应元素的关系也很清楚。矩阵图法还具有以下几个特点：
（1）可用于分析成对的影响因素。
（2）因素之间的关系清晰明了，便于确定重点。
（3）便于与系统图结合使用。
矩阵图法的用途十分广泛，在质量管理中，常用矩阵图法解决以下问题：
（1）把系列产品的硬件功能和软件功能相对应，并从中找出研制新产品或改进老产品的切入点。
（2）明确应保证的产品质量特性及其与管理机构或保证部门的关系，使质量保证体制更可靠。
（3）明确产品的质量特性与试验测定项目、试验测定仪器之间的关系，力求强化质量评价体制或使之提高效率。
（4）当生产工序中存在多种不良现象，且它们具有若干个共同的原因时，希望弄清这些不良现象及其产生原因的相互关系，进而把这些不良现象一举消除。
（5）进行多变量分析、研究从何处入手及以什么方式收集数据。
制作矩阵图一般要遵循以下几个步骤：
（1）列出质量因素。
（2）把成对因素排列成行和列，表示其对应关系。
（3）选择合适的矩阵图类型。
（4）在成对因素交点处表示其关系程度，一般凭经验进行定性判断，可分为三种：关系密切、关系较密切、关系一般（或可能有关系），并用不同符号表示。
（5）根据关系程度确定必须控制的重点因素。
（6）针对重点因素做对策表。
（二）矩阵图法实施案例
矩阵图法实施案例如表1-1、表1-2所示。
表1-1 统计工具与企业各层人员的“L”型矩阵图
表1-2 员工岗位资格矩阵表
编制人/日期：审核人/日期：
填表说明：
（1）“△”表示为徒工或新上岗，不能独立工作，需要有人指导、培训。
（2）“□”表示为能够独立开展工作，本岗位操作能力不低于“□”级。
（3）“◇”表示为能够独立开展工作，能够发现、解决一般性操作问题。
（4）“☆”表示为能独立开展工作，可协助他人处理、解决一些业务问题，可带徒弟。
三、头脑风暴法及实施案例
（一）头脑风暴法的定义
头脑风暴法出自“头脑风暴”一词。所谓头脑风暴（Brain-storming）最早是精神病理学上的用语，指精神病患者的精神错乱状态，如今转而为无限制的自由联想和讨论，其目的在于产生新观念或激发创新设想。
在群体决策中，由于群体成员心理相互作用影响，易屈于权威或大多数人意见，形成所谓的群体思维。群体思维削弱了群体的批判精神和创造力，损害了决策的质量。为了保证群体决策的创造性，提高决策质量，管理上发展了一系列改善群体决策的方法，头脑风暴法是较为典型的一个。
采用头脑风暴法组织群体决策时，要集中有关人员召开专题会议，主持者以明确的方式向所有参与者阐明问题、说明会议的规则，尽力创造融洽轻松的会议气氛。主持者一般不发表意见，以免影响会议的自由气氛，由大家“自由”提出尽可能多的方案。
（二）头脑风暴法激发机理
头脑风暴何以能激发创新思维？根据A·F·奥斯本本人及其他研究者的看法，主要有以下几点：
（1）联想反应。
联想是产生新观念的基本过程。在集体讨论问题的过程中，每提出一个新的观念，都能引发他人的联想。相继产生一连串的新观念，产生连锁反应，形成新观念堆，为创造性地解决问题提供了更多的可能性。
（2）热情感染。
在不受任何限制的情况下，集体讨论问题能激发人的热情。人人自由发言、相互影响、相互感染，能形成热潮，突破固有观念的束缚，最大限度地发挥创造性的思维能力。
（3）竞争意识。
在有竞争意识的情况下，人人争先恐后，竞相发言，不断开动思维机器，力求有独到见解、新奇观念。心理学的原理告诉我们，人类有争强好胜心理，在有竞争意识的情况下，人的心理活动效率可增加50%或更多。
（4）个人欲望。
在集体讨论解决问题的过程中，个人的欲望自由，不受任何干扰和控制，是非常重要的。头脑风暴法有一条原则，不得批评仓促的发言，甚至不许有任何怀疑的表情、动作、神色。这就能使每个人畅所欲言，提出大量的新观念。
（三）头脑风暴法实施的步骤
策划与设计的负责人应事先对所议问题进行一定的研究，弄清问题的实质，找到问题的关键，设定解决问题所要达到的目标。同时选定参加会议人员，一般以5～10人为宜，不宜太多。然后将会议的时间、地点、所要解决的问题、可供参考的资料和设想、需要达到的目标等事宜一并提前通知与会人员，让大家做好充分的准备。
这个阶段的目的是创造一种自由、宽松、祥和的氛围，使大家得以放松，进入无拘无束的状态。主持人宣布开会后，先说明会议的规则，然后随便谈点有趣的话题或问题，让大家的思维处于轻松和活跃的状态。如果所提问题与会议主题有着某种联系，人们便会轻松自如地导入会议议题，效果自然更好。明确问题，主持人扼要地介绍有待解决的问题。介绍时需简洁、明确，不可过分周全，否则过多的信息会限制人的思维，干扰思维创新的想象力。
经过讨论后，大家对问题已经有了较深程度的理解。这时，为了使大家对问题的表述具有新角度、新思维，主持人或书记员要记录大家的发言，并对发言记录进行整理。通过记录的整理和归纳，找出富有创意的见解，以及具有启发性的表述，供下一步畅谈时参考。
畅谈是头脑风暴法的创意阶段。为了使大家畅所欲言，需要制定的规则是：
第一，不要私下交谈，以免分散注意力。
第二，不妨碍他人发言，不去评论他人发言，每人只谈自己的想法。
第三，发表见解时要简单明了，一次发言只谈一种见解。主持人首先向大家宣布这些规则，随后引导大家自由发言、自由想象，相互启发、相互补充，真正做到畅所欲言，然后整理会议发言记录。
会议结束后的一两天内，主持人应向与会者了解大家会后的新想法和新思路，以此补充会议记录。然后将大家的想法整理成若干方案，再根据设计的一般标准，诸如可识别性、创新性、可实施性等标准进行筛选。经过多次反复比较和优中择优，最后确定1～3个最佳方案。这些最佳方案往往是多种创意的优势组合，是大家的集体智慧综合作用的结果。
头脑风暴法的正确运用可以有效地发挥集体的智慧，这比一个人的设想更富有创意。
（四）头脑风暴案例
有一年，美国北方格外严寒，大雪纷飞，电线上积满冰雪，大跨度的电线常被积雪压断，严重影响通信。过去，许多人试图解决这一问题，但都未能如愿以偿。后来，电信公司经理应用奥斯本发明的头脑风暴法，尝试解决这一难题。他召开了能让头脑卷起风暴的座谈会，参加会议的是不同专业的技术人员，要求他们必须遵守以下原则：
第一，自由思考。即要求与会者尽可能解放思想，无拘无束地思考问题并畅所欲言，不必顾虑自己的想法是否“离经叛道”或“荒唐可笑”。
第二，延迟评判。即要求与会者在会上不要对他人的设想评头论足，不要发表“这主意好极了”“这种想法太离谱了”之类的“捧杀句”或“扼杀句”，至于对设想的评判，留在会后组织专人考虑。
第三，以量求质。即鼓励与会者尽可能多而广地提出设想，以大量的设想来保证质量较高的设想的存在。
第四，结合改善。即鼓励与会者积极进行智力互补，在增加自己提出设想的同时，注意思考如何把两个或更多的设想结合成另一个更完善的设想。
按照这种会议规则，大家七嘴八舌地议论，有人提出设计一种专用的电线清雪机；有人想到用电热来化解冰雪；有人建议用振荡技术来清除积雪；有人提出能否带上几把大扫帚，乘直升机扫电线上的积雪。对于“坐飞机扫雪”的想法，大家心里尽管觉得滑稽可笑，但在会上也无人提出批评。相反，有一位工程师在百思不得其解时，听到用飞机扫雪的想法后，大脑突然受到冲击，一种简单可行且高效率的清雪方法冒了出来。他想，每当大雪过后，出动直升机沿积雪严重的电线飞行，依靠调整旋转的螺旋桨即可将电线上的积雪迅速扇落。他马上提出“用干扰机扇雪”的新设想，顿时引起其他与会者的联想，有关用飞机除雪的主意又多了七八条。不到一小时，与会的10名技术人员提出90多条新设想。
会后，公司组织专家对设想进行分类论证。专家们认为设计专用清雪机，采用电热或电磁振荡等方法清除电线上的积雪，在技术上虽然可行，但研制费用高、周期长，一时难以见效。因“坐飞机扫雪”激发出来的几种设想是一种大胆的新方案，如果可行，将是一种既简单又高效的好办法。经过现场试验，发现用直升机扇雪真能奏效，一个久悬未决的难题终于在头脑风暴会中得到了巧妙的解决。随着创造活动的复杂化和课题涉及技术的多元化，单枪匹马式的冥思苦想将变得软弱无力，而“群起而攻之”的发明创造战术则显示出攻无不克的威力。
四、检查表及实施案例
检查表是QC七大手法中最简单也是使用最多的手法。因为其简单而不受重视，所以检查表使用的过程中存在不少问题。下面我们将对检查表的正确使用及注意事项等内容进行介绍。
（一）什么是检查表
检查表又叫调查表、核对表或统计分析表，是用以收集和整理信息资料的事先设计好的一类表格。例如：会议签到表、月度考勤表、顾客满意度调查表等，如表1-3所示。
表1-3 电器手柄检查表
（二）使用检查表的目的
系统地收集资料、积累信息、确认事实并对数据进行粗略的整理和分析，也就是确认有没有或者该做的是否完成（检查是否有遗漏）。
（三）检查表的用途
（1）有效解决问题→依据事实→收集资料。
（2）避免观察与分析同时进行。
（3）以记录代替记忆使观察深入。
（4）收集资料时，避免渗入情绪文字叙述等不具体明确因素。
（四）检查表的类型
（1）主要功用在于根据收集的数据调查不良项目、不良原因、工序分布、缺陷位置等情形。
（2）通常将数据分类成数个项目，以符号、数字记录并作为分析问题、掌握事实及改善用的根据。
（1）主要功用是要确认作业实施、机械整备的实施情况，或预防发生不良或事故、确保安全时使用。
（2）这种点检表可以防止遗落（防止不小心的失误）、检查作业基准、机械操作、机械的部位……把非做不可、非检查不可的工作或项目按点检顺序列出，逐一点检并记录之（只能做到检查是否确实实施的效果）。
（五）检查表适用范围
（1）选择小团队活动课题。
（2）小团队活动现状调查。
（3）为应用排列、直方图、控制图、散布图等工具、方法做前提性的工作。
（4）为寻找解决问题的原因、对策，广泛征求意见。
（5）为检查质量活动的效果或总结改善的结果收集信息资料。
（六）检查表应用方法
（1）明确收集资料的目的和所需收集的资料。
（2）确定负责人和对资料的分析方法。
（3）决定所要设计的表格形式。
（4）决定记录的形式：选择[〇][×][㊣][□][△]等记号记入。
（5）决定收集的方法：由谁收集、收集的周期、检查时间、检查方法、检查数……均应决定。
（6）记入记号并整理成次数分配表：能直观看出全体的形态，并能兼有收集情报与解析的功能。
（七）注意事项
（1）应尽量取得分层的信息。
（2）应尽量简便地取得数据。
（3）应立即与措施结合。
（4）应事先规定对什么样的数据发出警告，停止生产或向上级报告。
（5）检查项目如果是很久以前制定现已不适用的，必须重新研究和修订。
（八）检查表应用实例
例1：空压机运行检查表如表1-4所示。
表1-4 空压机运行检查表
例2：设备点检确认表如表1-5所示。
表1-5 设备点检确认表
五、特性要因图及实施案例
（一）因果分析图概念
因果分析图（Causeandeffectdiagram）又叫石川馨图（由日本专家石川馨首先提出）、特色要因图、树枝图、鱼刺图等。因果分析图是以结果为特性，以原因作为因素，在它们之间用箭头联系起来，表示因果关系的图形，因果分析图能简明、准确表示事物的因果关系，进而识别和发现问题的原因和改进方法。
（二）因果分析图法说明
因果分析图法是从产生问题的结果出发，首先找出影响质量问题的原因，然后再找影响大原因质量的中原因，并进一步找影响中原因质量的小原因……依次类推，步步深入，一直到直接采取措施为止。这种处理问题的方法是一种系统分析方法。
（三）因果分析图应用范围
（1）分析因果关系。
（2）表达因果关系。
（3）通过识别症状、分析原因、寻找措施，促进问题的解决。
（四）因果分析图类型
其特点是沿着“为什么会发生这种结果”这一主题，进行层层解剖。这种方法的优点是对问题进行原因追究，可以系统地掌握纵向之间的因果关系；其缺点是容易忽视某些平行问题或横向之间的关系。
工序分类型的做法是：首先按工艺流程把各工序作为影响产品质量的平行的主次原因找出来，然后把各工序中影响工序加工质量的原因查出来，再填写在相应的工序中。其法优点是简单易行；其缺点是相同的因素会出现在不同的工序中，而且也难于表现数个原因交织在一起的情况，反映不了因素间的交互作用。
这种方法是允许参与分析的人员无限制地发现意见，把所有意见一一罗列出来，然后再系统地整理出它们之间的关系，最后绘出一致的因果分析图。这种方法的优点是经过多方面的思考和讨论，不会把重要原因漏掉，在整理各因素之间关系时，能客观地对各因素进行深入分析；其缺点是工作量很大，这种方法仅适用于“攻关”分析。
（五）因果分析图的作图步骤
（1）主干线的箭头要指向右。
（2）特性要尽量做到定量表示。
（3）特性（结果）要明确、响亮，引人注目。
（4）特性要符合本企业工厂方针或问题点。
（1）大原因的确定，通常按5M1E（人员、设备、材料、方法、环境和测量）分类，也可视具体情况而定。
（2）大原因分支线与主干线之间夹角以60～75度为好。
（1）原因之间的关系必须是因与果的关系。
（2）分析、寻找原因，直到可采取措施为止。
（3）分叉线与分支线之间的夹角以60～75度为好。
用圆圈“O”或方框框起来，作为制定改进措施的重点考虑对象。这些“要因”经论证后，都将列入对策表。
（六）因果分析图实施案例
表面缺陷产生的原因分析：
（1）将表面缺陷产生的原因从人、机、料、法、环、测六个方面分析，将分析的结果写在相应的Minitab工作表内，如表1-6所示。
表1-6 人、机、料、法、环、测原因分析
（2）从“统计—质量工具—因果”入口，如图1-4所示。
图1-4 从“统计—质量工具—因果”入口
（3）在“原因”选择适应列，在“效应”输入“表面缺陷产生的原因”，在“标题”输入“表面缺陷因果分析图”，有子项目原因细化，点击“子分支”，然后点击“确定”，如图1-5、图1-6所示。
图1-5 因果分析图操作
图1-6 表面缺陷因果分析图
（七）画因果分析图的注意事项
（1）因果图只能用于单一目的研究分析，一个主要质量问题只能画一张因果图。
（2）课题的分析要集思广益，一般以召开各种质量分析会形式共同分析，整理出因果分析图。
（3）讨论时，一般采用提问形式为好，易于启发大家深入讨论。
（4）要充分发扬民主，广开言路，畅所欲言。
（5）因果关系的层次要分明，最末层次的原因应寻求至可以直接采取具体措施为止。
（6）“要因”一定要确定在末端因素上，而不应确定在中间过程上。
（7）要对末端因素特别是“要因”进行论证，论证合格的“要因”一定要在对策表上反映出来。
（8）在某种情况下，列出一个过程的主要步骤作为主要原因可能是有益的。当将某过程流程作为改进的结果时，常利用流程图来规定这些步骤。
（9）对关键要因采取措施后，再用排列图等方法来检查其效果。
（八）因果分析图法在应用中常见的问题
（1）没有按系统图法对原因进行分析，主要表现在分析的每一个层次不是“果与因”的关系。有的分析层次不准，由小原因中找出大原因，本末倒置。
（2）不是对分析到最终的原因（即末梢）采取措施，而是在分析到中间就采取措施，往往难以见效。
（3）在应用“两图一表”（排列图、因果分析图、对策表）时，确认的要因和对策表中的原因不对应，确定的质量特性与排列图的主要项目不对应。
（4）在工序质量分析表中把不同的影响因素的质量特性放在一起分析。
（5）对分析出来的原因没有进行确认和验证，就采取措施。
（6）画因果分析图时，不发动员工，不集中员工的智慧，而是凭个人想象闭门造车。
（7）画法不规范，如箭头的方向不对，经确认的要因没有标志、标注不齐全等。