质量管理常用的工具与方法
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通过学习本课程，你将能够：
?掌握因果图和排列图的使用方法；
?掌握关联图的特点、分类和绘制方法；
?熟悉系统图的应用范围和绘制方法；
? 了解PDPC发的特点、份额里和应用范围;
质量管理的常用工具与手法
一、因果图和排列图
1. 因果图
因果图又名“鱼刺图”，由日本著名的质量管理专家石川兴发明。因果图是用来思考和显示已知结果及潜在原因之间关系的图，通过对因果关系进行分析和表达，便于解决问题。
r因果图的程序
一般而言，因果图的程序主要有五个：
第一，简明扼要地规定结果。
第二，规定可能原因的主要类别。
第三，在右边方框理画出结果，在左边画出主要类别，作为结果框的输入。
第四，寻找所有下层次的原因，并画在相应的主枝上，然后继续寻找。
第五，从最高层次原因中选取和识别少量的、看起来对结果影响最大的原因，并对它们开展进一步的研究。
r因果图的应用
图1所示的是因果分析图。
因果分析案例图
从图i 可见，首先要画一个粗箭头，把问题放到右边，作为结果框的输出。如电灯不亮, 需要从灯泡问题、电源问题、电线问题、开关问题等方面进行分析。然后再逐一细查原因， 步步深化。灯泡原因分析完后，再用同样的办法从电源上、电线上、开关上分析原因。这种 分析的思路就是因果图的思路。
2. 排列图
排列图又名排队图，是为了对最主要到最次要的项目进行排列而作出的简单图示。 F 排列图的作用
一般而言，排列图主要有三个用途：
第一，按重要性顺序显示出每个项目对整个问题的作用。 第二，提出识别改进的机会。 第三，用最小的努力获得最大的成功。
r 排列图的应用
【案例】
快速热水器的排列图
2000年，台州某热水器厂商开发出了一种快速热水器产品， 这种热水器打开 5
秒钟后，就能完成将水加热，而且可以持续
24小时源源不断地供应热水。但在试
验过程中，出现了一个问题，即关键发热零件有时会突然烧掉。
要查出上述问题的原因，可以用排列图表进行分析。
表1 排列图分析表
超座没 没境电劈 灯泡嵯坏
*^泡了 了灯洵不會迈
F
~~注插入电澹
F \\
7F ，牛垃断了 ■初险丝平合
扩\
\齣疫的 祓人破环了
开羌挤了 /开关没了 /没斐上 —\.厲蚀了
电线/电缆
最可籬的 根本原倒
电濂供应
电源断了
黑现雨 廈电机故隍
电路撓断了
灯遍坏
名称频数累计频数累计频率
拉弧25125176.9%
功率不合格3728888.3%
掉膜1630493.3%
端面不平1031496.3%
其他12326
从表1可见，首先，统计最近发生的所有问题，统计出各种制品中的共326
个残缺品；其次，再逐项进行分类，例如拉弧一项就占了251个，功率不合格的占
了37个，发热膜脱落的有16个，端面不平有10个，还有12个是由于其他原因。再次，做一个累计评定，将各项累计频数和累计频率计算出来。
图2所示的是数据计算出来后，排列图就基本完成。
图2 数据排列图
排列图的目的，在于抓住关键的少数。从图2可以看出，80 %左右的区域是
A区，80%-90%是B区，90%- 100%是C区。因拉弧不合格占生产总数的10.3%,占
缺陷总数的比率为76.9%，是诸多质量问题中的首要问题，属于A区，应该首先加
以解决。
3. 两图一表的应用步骤
因果图、排列图和排列表的联合应用，通常能够解决很多问题。
表2 “两图一表”的联合应用
W16
[Oil
从表2可见，联用两图一表时，常用的步骤有四个：
首先，调查现状，用排列图找出主要原因；
其次，用因果图进行原因分析；
再次，用排列图确认原因；
最后，针对主要原因，使用对策表制定措施计划。
通过层层递进的方式，十分有助于问题的解决。对于拥有大量现场数据的企业，尤其可以采用这种方法。由于简单实用，这种方法得到广大企业的认可和使用。
4. 新QC手法
新QC的七大手法，是指1977年诞生于日本的七种新型工具，主要指：亲和图（又叫“ KJ 法”）、关联图、系统图、过程决定计划图（又叫“PDPC法”）、矩阵图、矩阵数据解析
法、箭线图。
r新QC手法的特点
七种新工具的特点，使它能够在处理计划阶段的问题上，十分形象地把各种混乱思维整
理清楚。由于它具有反映事物本来面目和简化的技巧，因此很快得到了推广。
F以数据说话的原则
在使用新QC手法的时候，为了方针目标的展开，一定要坚持“以数据说话”的原则，让目标值尽可能定量化。其具体内容一般包括品种、质量、生产能力、科研技改、企业管理、技术经济指标、安全环保、文明生产、思想交流工作、职工福利等。
、关联图
1. 关联图的定义
在质量管理中，出现许多问题相互纠缠的情况，管理者要想理清其中的关系，并找到适当的解决措施，可以采用关联图的办法。
所谓关联图，就是对原因与结果、目的与手段等关系复杂而相互纠缠的问题，用箭头把各要素之间的因果关系连接起来，从而找出主要因素和项目的方法。
2. 关联图的特点和分类
T关联图的特点
一般而言，关联图具有以下特点：
第一，适用于分析整理各种复杂因素交织在一起的问题；
第二，经多次修改和绘制，能够明确解决问题的关键，准确抓住重点;
第三，关联图的应用，有助于小组成员取得一致意见；
第四，简明扼要，一目了然，容易理解；
第五，易于补充和修改。
厂关联图的分类
按照应用形式进行区分，关联图可分为多目的型和单一目的型两种；按照结构进行区分，可分为中央集中型、单向汇集型和应用型三种。
按照结构进行区分关联图的类型是:
①中央集中型；
②单向汇集型；
③应用型。
3. 关联图的绘制
关联图的绘制有三种常用的方法：多目的型关联图、单一目的型关联图、
中央集中型关
联图。
图3所示的是各种类型关联图的绘制方法。
[Q
图E申夬套中犁光联图
图3 关联图的绘制示意图
在图3中，箭头只进不出的代表存在的问题；
第一，箭头只出不进的代表主因，又叫“末端因素”，是解决问题的关键；
第二，箭头有出有进的代表中间因素，出多于进的中间因素又被称为“关键中间因素” 在某些情况下也可作为主因对待。
4. 关联图的应用
【案例】
自行车QC小组结构图的绘制
某商厦自行车部QC小组，在分析自行车零件丢损严重的原因时，列举了几个因素：
包装方式落后、易散失、易碰坏、运输丢失；管理松、交接手续不清、无法索赔、私自送人；责任心不强、装坏拆坏、缺培训、新工人多。对此可以绘制关联图, 指出要因，从而入手开展下一步的工作。
首先，写出造成自行车零件丢失严重的直接结果， 例如易碰坏、运输丢失、装
坏拆坏等；
其次，分别对结果进行原因分析， 得出结论，例如易碰坏是与包装落后有关系， 装坏拆坏是工人责任心差；
最后，在原因分析的基础上，画出互相联系的复杂结构图，标出主因。 一张清
晰关联图就绘制成功了。
三、系统图
系统图分类法是系统寻求目的实现最佳手段的方法。 为了达到目的，需要选择手段，而
上一级的手段，就是下一级手段的行动目的，
具体来说，就是把为了达到目的、目标所需要
的手段和方法，进行系统地展开，并绘制成图，据此一览问题全貌，明确问题重点，寻求最 佳手段和措施的方法，就是系统图法。
1. 系统图的绘制
系统图的核心，在于对任何事情都要进行逐步分解， 然后提出总目标，再围绕总目标制 定各种手段和措施， 并逐层不断进行细化。一级一级地向下展开， 形成一个完整的体系，从 而保证整个总目标的实现。
图4 系统图的绘制示意图
2. 系统图的应用
一般而言，系统图的应用范围有五个方面： 第一，新产品开发中进行质量设计时；
第二，进行质量保证活动、方针目标、工序质量管理时； 第三，解决企业内质量、成本、产量等各种问题时；
第四，明确部门职能和管理职能，寻求提高效率的措施，减少不良品损失时; 第五，和矩阵图配合使用。
【案例】
热水器的系统图
某技术专家设计了一种新型热水器， 这种热水器体积很小，但能在打开5秒钟 后持续烧出热
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虫
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水。该专家在产品设计过程中，采用了系统图的方法，首要目的是进行电热膜配方的优化。
技术专家先自制了一套设备用于生产，再进行产品的设计和原材料的购置，然后在电器上实行一系列的控制，接着在外观造型上进行设计。所有这些，构成了一
项项展开的性能，最后再把所有的任务落实到每个人头上，这就产生了一个新产品
的开发计划。
3. 系统图的形式
系统图的形式可以分为“决策树”和“故障树”两种形式。
F“决策树”
决策树一般都是自上而下生成的。每个决策或事件都可能引出两个或多个事件，导致不同的结果。由于分支画成的图形很像树的枝干，故称“决策树”。
F “故障树”
故障树由输入符号或关系符号组成，用以分析系统的安全问题或运行功能问题。故障树分析是对既定的生产系统、作业中可能出现的事故条件及可能导致的灾害后果，按照工艺流程、先后次序和因果关系绘成程序方框图，表示导致灾害、伤害事故的各种因素间的逻辑关
系。为判明灾害、伤害的发生途径及事故因素之间的关系，提供了最形象、最简洁的表达形式。
四、PDPC法
1.PDPC法的概述
PDPC法，又名“过程决策程序图法”，是英文原名Process Decision Program Chart
的缩写。在制定计划阶段或进行系统设计时，事先预测可能发生的障碍，从而设计出一系列
对策措施，以最大的可能引向最终目标。该方法可用于防止重大事故的发生，因此也称为“重
大事故预测图法”。
r PDPC法的特点
PDPC法便于从整体上掌握系统的动态，因此可以通过它来判断全局。它不仅具有动态管理的特点，还具有可追踪性。由于能预测出小概率的重大事故，所以在设计阶段就预先考
虑好应对措施。
r PDPC法的分类
一般而言，PDPC法可以分为顺向思维法和逆向思维法两种类型。
顺向思维法。如图5所示，将从状态A 0到理想的状态Z所有可能的进展过程，展开成PDPC图。在这一过程中，通常存在多种方案。若采用方案A,有可能在进行到A2步骤时发
生问题时，就需要换用B方案；当方案进行到B2时，又发现B方案也行不通，就必须退回来采用其它方案。总而言之，最后必须在预测出所有问题的前提下，选择一个完全可行的方
案作为最佳方案。
逆向思维法。逆向思维法与顺向思维法正好相反，从需要达到的目标出发，倒推出一个可行的方案。
2.PDPC法的应用范围
PDPC的适用范围主要包括：制定目标管理中的实施计划，制定科研项目的实施计划，对整个系统的重大事故进行预测，制定工序控制的措施，选择处理纠纷的方案。
【案例】
不可倒置的PDPC法设计
某公司要向一个发展中国家运送货物，这个发展中国家经济落后，信息封闭，不熟悉国际规则。因此，该公司召集工程师开展一个不可倒置的PDPC法设计，以
保证当这批易碎货物运到他国仓库后，货物不被倒置。
从图6可见，在设计“不可倒置”的PDPC示意图时，采取了以下几个步骤：
第一步，考虑到使用英语标示的方法，如果发运员不懂英语，此标示将毫无作
用。
第二步，考虑使用图画标识的方式，在箱子四面画上国际通用的不可倒放的易碎物品标志一一玻璃杯。但由于信息闭塞，发运员仍然看不懂。
第三步，在箱子上放一个吊环。在通常情况下，这种方法足以保证万无一失，如果不幸遇到莽撞的发运员，既看不懂标志，又搬不动货物，于是就采用翻滚搬运
法，仍会损坏货物。
最后达成一个方案，即将箱子顶部做成尖状，四面标上提示语言和图案，下面
做成一个大底盘。这样，就能有效保证货物的安全了
【小故事】
孔明锦囊妙计中的PDPC法
《三国演义》中，孙权受命于鲁肃，向刘备讨还荆州，但恰逢刘备夫人的丧礼，于是讨荆州未遂。后来孙权把妹妹嫁给刘备，欲用美人计将刘备扣留于东吴。而诸葛亮早已识破孙权的计谋，便将三个锦囊妙计授予随行的护卫赵子龙，最后将周瑜、
孙权的阴谋各个击破。
图7所示的就是这段故事的经过和程序。
图7 孔明三个锦囊妙计中的PDPC
事实上，诸葛亮早已事先把各种问题考虑周详，除了三个锦囊妙计之外，还有
三招对策：
第一招：看破孙权想把刘备骗去并意图将其囚禁的阴谋后，诸葛亮一边吩咐五
百兵丁，到东吴后便大吹大擂、披红挂花，一边让刘备厚礼去拜会乔国老和吴国太，吴国太知道事情
真相后大骂孙权，于是孙权秘密囚禁刘备的计策就破产了。
第二招：用来应对刘备相亲时遇到的危险。诸葛亮特意安排胆大心细的赵云随行，必能保护刘备。
第三招：用来应对刘备和新夫人如胶似漆之时，把国家大事置于脑后。诸葛亮用锦囊妙计造谣，说曹操率兵50万杀奔荆州，天下危急，而且告诉赵云每天都要将谣言向刘备禀告3次，使得刘备在东吴坐立不安。诸葛亮又考虑到逃跑时的危险关头，必须要有孙夫人的支持，因此在第三个锦囊中告诉赵云要将事情真相告知孙夫人，使孙夫人坚决站到刘备一边，借口江边扫墓而保护刘备逃脱。当东吴兵追到
江边，刘备和夫人前无去路，后无退路时，诸葛亮亲自到江边迎接刘备，又用关羽、黄忠、魏延三路伏兵将周瑜打退。
整个计谋环环相扣，所以诸葛亮才能运筹于帷幄之中，决胜于千里之外。
3.PDPC对重大事故的预防
企业的设备如果突然出现故障，就会对正常生产造成极大影响。如果企业能够提前预测到可能发生的事故，就能沉着应对，将损失降到最低。
当设备出现故障的时候，应及时组织人员抢修。若机电人员不到位，就应安排其他设备临时生产。然后,
图8所示的是保证均衡生产的逐步分析推进。
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图8 保证均衡生产的PDPC法示意图
从图8可见，如果生产人员事先考虑到所有可能出现的问题，就能有效地保证均衡生产。
图9是某机车生产厂家，在柴油机攻关过程中绘制的PDPC法图。这张图曾经在工厂攻克柴油机烧瓦难题中发挥了重要作用。
图9的目的就是将铁锈进入主油道的所有渠道全部截断。柴油机在检修过程中要保持高度清洁，若清洁度不够，金属粉末就有可能掉到主油道中，这将对机器造成很大的损害。
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提高柴油机清洁度的PDPC法
五、优选法
优选法是我国著名数学家华罗庚生前在国内大力推广的一个先进办法，以较少的试验次数，迅速地找到生产和科学实验最优方案的方法。
1. 优选法的适用范围
一般而言，优选法适用范围主要包括合成配方、高效操作，仪器调试等方面。
第一，选取合适的配方和的制作过程，使产品质量最好。
第二，在质量标准下，使产量最高，成本最低，生产过程最快。
第三，将现有仪器的性能调试到最佳状态。
除了广泛应用在工业领域，优选法还在农业、交通运输、基本建设、医疗卫生等方面得
到推广使用。
2. 优选法的标准
搭配组合方法有很多种，但按0.618的比例组合，通常会取得最美的效果，这也是优选法所能达到的效果。
r 0.618法的效果
例如，埃及的金字塔，其高度和底长的比例正好是0.618，因此无论从哪个角度看，埃
及的金字塔都甚为雄伟。不仅建筑物是如此，如果人从脚底到肚脐的高度，与整个身长的高度之比正好是0.618，或者下肢的长度和全身之比是0.618，这个人的身材就是最美的。例
如，雕塑维纳斯，正因为其断壁高度和身材的各种比例都是0.618，才能让人从各个角度都
能发现她的美。
r 0.618法的要点
0.618法在平面几何学上被称为“黄金分割法”，因此优选法也称为“黄金分割法”。在1953年，美国数学家丁?基弗首先提出这种方法，1970年以后在中国推广，并取得了很
好的效果。
0.618法的要点主要涉及以下几个方面：
第一，先取试验范围的0.618处作第一试验点，其对称点作第二试验点；
第二，比较两点的试验结果，去掉“坏”点以外的部分；
第三，在留下的部分中继续取已试点的对称点进行试验、比较和取舍，逐步缩小试验范
围。
3. 优选法的分类
总的来说，优选法可分为折叠纸条法、降维法、陡度法、分数法四种类型。
r折叠纸条法
折叠纸条法又称“单因素优选法”，它是应用最广泛的一种优选方法。
以炼钢为例，要通过实验测出钢强度最好时的含钛量标准。若用常规方法测量，工作量
非常大；而采用折叠纸条法，将大大降低实验次数。假若钢材含钛量1000?2000克是一张
刻度从1000?2000克的纸条，首先要在纸条的0.618处做一个记号，作为第一优选点；其次再把这张纸对折，出现一个重合印记，这是第二个优选点。假如第二个点比第一个点的效果好，就可以把剩下的部分撕掉，在余下的部分继续使用前述办法进行对折实验，快速得出最好的方案。
在使用折叠纸条法中，需要牢记一个基本公式：
第一优选点的位置=（大—小）X 0.618+小
以此类推，以后各点的公式为：
其余优选点的位置=大+小一中
F降维法
对于涉及两个因素的实验，降维法是更好的选择。
例如炼钢时，需要同时计算含钛量和温度。同样将问题用一张纸来表示，如图10所示。
5(W0V
1000丸克克
图10 双因素降维法
从图10可见，首先将纸对折，在5500摄氏度的地方做实验，折叠几次后就可以找出一个最佳的点。其次再从另外一个方向将纸对折，即在1500克的地方对折，在这条线上做各
种温度实验。通过对比，找出效果最好的点，然后把另一半纸撕掉。通过这样反复的方法，就可以将实验范围缩小。
降维法的好处在于，能够避免由预测选取范围过小而造成的预测结果不够准确的问题。
r陡度法
根据经验，山坡越陡就越不好爬；而科学实验却正好相反，地方越陡，实验结果得出的
速度就越快。
图11所示的是在一个“十字画”的平面内做实验。
从图11可见，在横线上做了两个实验①② 后，立刻转到竖线上再做两个实验③④，
结果发现④点效果很好，②点效果特差。这种时候，如果将②点、④点连起来，从中择取⑤ 点做实验，效果往往会更好。
通过测量三条线的坡度，发现坡度越陡，实验结果越好。
F分数法
在分数法中存在一组渐近的分数，这些分数的构成规律是由1、1、2、3、5、8、13、
21、34、55、89、144…… 得来，而这个数列的规律是：1+ 1 = 2, 1+ 2= 3, 2 + 3= 5, 3
+ 5 = 8, 5+ 8= 13 , 8+ 13 = 21, 13 + 21 = 34,……这种分数称为“最佳渐近分数”。
1234 ⑤ 67 ⑧ 9 ? 11 12
6 7 国9 ? 11 12
9?】】12
9?
图12 分数法
从图12可见，C6140车床转速分12档，现在固定刀具、工件、吃刀深度和走刀量，想找出一个合适的转速，可用8/13。第一次在第8档做，第2次在对称的第5档做，若第8
档好，就去掉5档以下各档，再在第10档做。