面向中小批量生产的一种两阶段质量控制方法研究及应用

中小批量生产的质量控制问题一直以来都是生产制造领域的研究热点。随着制造业从大批量生产向中小批量、按订单生产的转变，传统的质量控制方法，如休哈特控制图，在新的生产模式下面临着无法有效实施的困境。原因主要包括难以获取大量样本、连续抽样导致样本相关性、以及传统控制图对微小变化的检出率低等问题。为了解决这些难题，林芳芳、刘飞等人提出了一种适用于中小批量生产的两阶段质量控制方法。 该方法的提出基于对现有质量控制方法的局限性进行深入分析，首先对中小批量生产过程中样本数据量不足、连续抽样样本具有相关性、生产自动化程度高且过程质量参数长时间稳定等问题进行了明确，进而指出了传统的休哈特控制图在中小批量生产中可能失效的问题。 为了解决上述问题，本文提出了一种两阶段的质量控制方法。该方法将中小批量生产的质量控制过程分为两个阶段：新产品生产初期和生产技术成熟期。在新产品生产初期，为了确保产品质量得到及时控制，采用短时间间隔抽样检查，并应用预控图进行生产监控。预控图的构建基于对过程质量特性值的正态分布假设，通过在规格界限与中心线之间增加预控线，将控制图划分为三个区域，从而实现对生产质量的及时跟踪。 当产品生产技术逐渐成熟，生产过程趋于稳定后，进入第二阶段，此时可以适当减少抽样频次，降低质量管理成本，同时保证生产过程的正常运行。在这一阶段，建议使用更为敏感的X-X-R控制图，这种方法不仅考虑了样本的独立同分布特性，而且对于生产过程参数的微小变化有较高的检出率。 预控图方法的核心在于假设生产过程中质量特性值服从正态分布，并将过程能力指数设定为1，即过程能力恰好等于规格范围。通过增加预控线，实现对过程稳定性的诊断，从而保证在样本数据量少的情况下能够有效跟踪生产过程的质量波动情况。 此外，文章还指出，为了解决中小批量生产中的质量控制问题，学术界和工业界已经提出了一些其他方法。例如，利用成组技术对相似工序进行控制、基于贝叶斯理论的统计过程控制方法结合历史数据和当前小样本数据进行质量评估，以及使用更敏感的控制图如CUSUM图或EWMA图等。调整控制图的控制界限也是一种常见的解决方式。不过，这些方法各有其适用范围和局限性。 该两阶段质量控制方法的核心优势在于其简便易用、针对性强，能够有效应对中小批量生产过程中样本数据量少、连续抽样样本相关性强以及先进制造技术带来的生产过程稳定性提高等问题。在实际应用中，该方法已在某制动阀车间生产过程的质量控制中取得了较好的应用效果。 本文的研究得到了国家863重点项目的资助，说明其在理论与实践应用方面都得到了国家层面的认可和支持。该两阶段质量控制方法为中小批量生产提供了新的质量控制思路和工具，对推动我国制造业质量管理水平的提升具有重要的理论和实践意义。