高速线材生产中的质量控制

D0I:10.13374/j.issn1001053x.2006.05.037 第28卷第5期 北京科技大学学报 Vol.28 No.5 2006年5月 Journal of University of Science and Technology Beijing May 2006 高速线材生产中的质量控制 杨德斌1)孙元波1)阳建宏1)赵社平2) 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)宝山钢铁股份有限公司，上海201900 摘要针对线材生产的特点，采用基于统计过程控制的方法(SPC℃)，对线材生产过程中控制对 象、控制图的选择进行了分析，设计并实施了一个实际的SC分析系统，给出了实际使用时斋要注 意的问题，并以实例说明了SP℃在线材生产应用中的实际效果. 关键词高速线材；质量控制；统计过程控制；控制图；控制对象 分类号TH165;TP316 产品的质量控制与企业的经济效益密切相 特性选择与产品质量密切相关的参数进行监 关，对于重复性、连续性的流程生产目前主要采 控，方可真正发挥控制图的效果[5) 用基于统计过程控制(statistical process control, 从高线生产过程的特点来看，轧制过程中线 SPC)的方法进行质量控制)， 材的直径、椭圆度和温度3个参数可以作为是高 SPC的基本思想是利用统计分析方法，对生 线生产中较为理想的控制对象.首先，直径、椭圆 产过程中的相关参数进行实时监测，从而有效地 度和温度是反映和影响高线产品质量的主要特征 区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波 量，因此它们作为SP℃的控制对象将具有较强的 动，对生产过程的异常趋势给出预警，便于管理人 代表性.其次，直径与椭圆度这两个参数既是用 员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从 户衡量产品质址的重要指标，又是质检部门检验 而达到提高和控制质量的目的[24) 产品质量的关键参数；同时生产工程中轧件的温 线材作为钢铁生产中一个重要的产品，具有 度对线材直径和椭圆度有着直接的影响.再者， 重复性、连续性、时效性的特点，其质量的优劣直 高线生产过程是分批进行的，生产周期较长，因此 接关系到企业的经济效益，因此利用SP℃理论对 上述3个控制对象具有连续性和时效性.对于同 线材的生产质量进行监控具有重要的实际意义. 一批次产品，其生产是按卷进行的，因此直径、椭 1控制对象与控制图 圆度和温度这三个控制对象具有不断重复的特 点.目前的高线生产线很多都安装了测径仪，可 SPC技术的核心是控制图的选用，控制图的 以把线材的直径、椭圆度和温度等参数实时的传 选择原则要根据控制对象决定，因此科学地选择 送到计算机中，这为SP℃的实现提供了可靠的数 控制对象，并针对所控制对象选择恰当的控制图 据来源， 也是利用SPC技术实现质量控制的关键 为了对整个生产过程各个环节的监控，需要 1.1控制对象的选择 设立多个监测点，对三个控制对象的不同阶段分 控制对象的选择一般应该遵循如下原则： 别进行监控，这样将当出现异常波动时，更易于发 (1)控制对象应服从或近似服从一定的统计 现原因，从而更有效地发挥SPC“预防控制”的作 规律（如正态分布、二项分布等）. 用. (2)要求控制对象的数据间隔不能过大，否 1,2控制图的选择 则很难分析出异常波动的原因，严重影响SPC的 控制图的种类有多种，最常用的是常规控制 效果 图.常规控制图根据受控质量指标的情况和数据 (3)控制对象应该能够准确反映产品的质量 性质又分为计其值型和计数值型.具体控制图的 收稿日期：2005-12-22修回日期：200604-19 选择由控制对象的数据类型决定，不同的数据类 作者简介：杨德斌(1965一)，男，副研究员.博士 型对应的常规控制图类型如表1所示.计址值控

第 券 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 理汀 。 。 高速线材生产 中的质量控制 杨 德斌‘ 不 、 元 波 ‘ 阳 建宏‘ 赵 社 平 北京科技大学机械工程学院 ， 北京 宝 山钢铁股份有限公司 ， 上 海 摘 要 针对线材生产的特点 ， 采用基 于统计过 程 控 制的方 法 ， 对线 材生 产 过 程 中控制对 象 、 控制图的选择进行 了分析 ， 设计并实施 了一个实际 的 分析 系统 ， 给出了实际 使用时需要 注 意的问题 ， 并 以实例说明了 在线材生产应用 中的实际效果 关扭词 高速线材 质量控制 统计过程控制 控制图 控制对象 分类号 产 品 的 质量 控 制 与 企 业 的经 济效 益 密切 相 关 对 于重复性 、 连 续性 的流程 生产 目前 主 要 采 用基 于 统 计过 程 控 制 。 ， 的方法进行质量控制〔 ’ 的基本思 想是利 用统计分析方 法 ， 对 生 产过 程 中的相关 参数进行 实时监 测 ， 从而 有 效 地 区分出生产过 程 中产品质量的随机波动与异常波 动 ， 对生产过 程 的异常趋势给 出预警 ， 便于管理 人 员及 时采取措施 ， 消除异常 ， 恢复过 程 的稳 定 ， 从 而达到提高和控制质量的 目的匡 〕 线材作为钢铁 生 产 中一 个重 要 的产 品 ， 具 有 重复性 、 连 续性 、 时效性的特点 ， 其质量 的优 劣直 接关 系到企业 的经济效 益 ， 因此 利 用 理 论 对 线材的生产 质量进行监控具有重要 的实际 意 义 控制对象与控制图 技术的核心 是 控制图的选 用 ， 控制 图的 选择原 则要根据控制 对象决 定 ， 因此 科学 地 选 择 控制对象 ， 并针对 所控制对象选择恰 当的控 制 图 也是利用 技术实现 质量控制的关键 控制对象的选择 控制对象的选 择一般应该遵 循 如下原则 控制对象应服从或近 似服从 一 定 的统计 规律 如正 态分布 、 二 项分布等 要 求控制对 象的数据 间 隔不 能过 大 ， 否 则很难分析 出异常波动 的原 因 ， 严 重 影 响 的 效果 控制对象应该能够准 确反 映 产 品 的质量 收稿 期 一 一 修回 期 一 一 作者简介 杨德斌 一 ， 男 ， 副研究 员 博士 特性 选 择 与产 品 质 量 密 切 相 关 的参 数 进 行监 控 ， 方可真正 发挥控制 图的效果 从高线生产过 程 的特点来看 ， 轧制过 程 中线 材的直径 、 椭圆度和 温 度 个 参数可 以 作 为是高 线生产 中较 为理 想的控制对象 首先 ， 直径 、 椭圆 度和温度是 反 映和 影响高线产 品质量 的主要特征 量 ， 因此 它 们作为 的控制对 象将具有较强 的 代表性 其 次 ， 直径 与椭 圆度这 两 个 参数既是 用 户衡量 产 品质量 的重 要 指标 ， 又 是 质检 部 门检验 产品质量 的关 键 参数 同时生 产 工 程 中轧 件的温 度对 线材直 径 和 椭 圆度有 着直接 的影 响 再 者 ， 高线生 产过 程 是分批进行的 ， 生产周期较长 ， 因此 上述 个控制对象具有连 续性和 时效性 对于 同 一批 次产品 ， 其生 产 是按 卷进 行的 ， 因此 直 径 、 椭 圆度和温 度 这 三 个 控 制 对 象 具 有 不 断 重 复 的特 点 目前的高 线生 产 线很 多都安 装 了测 径仪 ， 可 以把线材的直径 、 椭 圆度 和 温 度 等参数 实 时 的传 送 到计算机 中 ， 这 为 的实现 提 供 了可 靠的数 据来源 为了对 整个 生 产过 程 各个环 节 的监 控 ， 需 要 设立 多个监测 点 ， 对 三 个控 制对 象 的不 同 阶段 分 别进行监控 ， 这 样将 当出现 异常波 动时 ， 更易于发 现原 因 ， 从而 更有效地 发 挥 “ 预 防控 制 ” 的作 用 控制 图 的选择 控制 图的种类 有 多种 ， 最 常用 的是 常规 控制 图 常规控制图根据受控 质量指标的情况 和 数据 性质 又 分 为计量值型 和 计数值型 具体控 制图的 选择 由控制对 象 的数据类型 决 定 ， 不 同的数 据类 型对应 的常规 控制 图类型如 表 所 示 计量值控 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．2006．05．037

·482· 北京科技大学学报 2006年第5期 制图的数据为连续性数据，主要用于控制长度、尺 为了对X-R控制图所发现的异常进行精确判 寸、容量、温度和产量等；计数值控制图的数据为 定，进一步可以采用X一S控制图辅助判定.以 离散性数据，主要用于控制不合格率、合格率、缺 Ⅹ-R控制图为主，X-S控制图为辅的控制方 陷数等 式，将可以为整个生产过程的稳定性提供有效的 表1各种数据适用的控制图类型 参考依据. Table 1 Different kinds of control charts 1.3正确使用控制图 数据 分布状态 控制图 简记 如果控制图的使用分析不当，可能会造成对 均值一极差图 X-R 生产过程稳定性的误判.在实际生产中，正确合 均值-标准差图 X-S 理使用X-R控制图与X-S控制图特别需要 计量型 正态分布 中位值-极差图 X-S 注意以下几个方面： 单值-移动极差图 X-R (1)SPC实施初期，由控制图判定生产过程 不合格率图 P图 的稳定性需要慎重考虑.对于X-R控制图，其 二项分布 不合格品数图 Pn图 控制限计算如下： 计数型 单位缺陷数图 w图 极差上控制限：UcL,R=D4R; 泊松分布 缺陷数图 c图 极差下控制限：LcL,R=D3R; 均值上控制限：UcL,x=X+A2R; 在线材生产中选择直径、椭圆度和温度等计 量值型数据作为控制对象，控制图则相应地需要 均值下控制限：Lc,x=-A2R. 选择计量值控制图.由表1可以看到，计量值控 其中，D4,D3,A2与抽样的子组大小有关，而 制图主要有四种，其功能特点各不相同，分别如 R,又的计算分别为： 下： R=(R1+R2+R3+…+Rn)/n (1) (1)X-R控制图.这是最常用基本的控制 x=(1+X2+X3+…+Xn)/n(2) 图，主要用于观察分布的均值的变化和分布的分 其中，R:(0<i<n)为各抽样子组的极差（最大与 散情况或变异度的变化，通常用于样本容量不小 最小值之差)，X,(0<i<n)为各抽样子组的平均 于2且不大于10的场合 值，n为用于计算控制限的子组的个数6] (2)X-S控制图.功能与X-R图相似， 合理的控制限计算需要一段时间内数据的累 当样本容量较大时，应用极差估计总体标准差的 积.因此在使用初期，控制限是不能通过上述公 效率降低，这时需要用S图来代替R图，通常用 式计算出来的，通常可以根据经验先设定一个初 于样本容量大于10的场合等 始值，在数据累积一段时间后，再重新计算控制 (3)X-S控制图.功能与X-R图相似. 限.由于给定的初始值只是一个经验值，可能与 由于中位数的计算较均值简单，所以多用于现场 实际控制限有一定差距，因此在SPC实施的初 需要把测定数据直接记入控制图进行控制的场 期，根据控制图来判定过程的稳定性时，需要慎重 合 考虑.为了排除初期这种不利因素的影响，控制 (4)X一R,控制图.多用于下列场合：对每 限可以参考公差限来确定，这样可以适当减少控 一个产品都进行检验，采用自动化检查和测量的 制限不恰当带来的点出界等情况.对于X-S控 场合；取样费时、昂贵的场合；多抽样也无太大意 制图，由于只是标准差的计算方式与极差不一样， 义的场合，由于它不像前三种控制图那样能取得 所以同样存在相同的情况. 较多的信息，所以它判断过程的灵敏度要差一些 (2)对于同一个控制对象，X-R(S)控制图 对于上述四种控制图，控制图的选择要根据 中X控制图与R(S)控制图是相辅相成的.控制 实际生产过程的需要、监控的条件以及控制图的 图判定生产过程中是否出现异常与控制限密切相 功能决定.线材生产中主要关注的是直径、椭圆 关，而X图控制限的计算与R(S)值有关，因此不 度和温度这三个控制对象的分布情况.直径、椭 能孤立地只分析X图或R(S)图，需要将二者结 圆度分布直接与轧机的控制参数有关，而温度的 合起来才能充分发挥其作用. 分布则能反映冷却设备的工作状况.因此线材生 (3)多个控制对象控制图要结合使用.对于 产中采用采用又-R控制图进行主要监控.同时 同一个控制对象，不同的控制图要结合使用：同

北 京 科 技 大 学 学 报 年第 期 制图的数据 为连续性数据 ， 主要 用于控制长度 、 尺 寸 、 容量 、 温 度和 产量等 计数值控制图的数据为 离散性 数据 ， 主要 用 于控制不合格率 、 合格率 、 缺 陷数等 农 各种教据适用的控制图类型 曲 晚代 址 门】 妇 数据 分布状 态 控制图 简记 均值 一 极差图 均值 一 标准差图 中位值 一 极差图 单值 一 移动极差图 一 计量型 正 态分布 一 不合格率图 二项分布 不合格品数图 单位缺陷数图 一 一 图 。 图 计数型 泊松分布 缺陷数图 图 图 在线材生 产 中选择直径 、 椭 圆度和 温 度等计 量值型 数据作 为控 制对 象 ， 控制 图则相应 地 需要 选择计 量值控制图 由表 可 以看到 ， 计量值控 制图主 要 有 四 种 ， 其 功 能特点 各不 相 同 ， 分别如 下 一 控制图 这 是 最 常用基本 的控制 图 ， 主要用于观 察分布的均值的变 化和 分布的分 散情况 或变异度的变 化 ， 通 常用于 样本容量不 小 于 且 不大于 的场合 一 控 制 图 功 能 与 一 图相似 ， 当样本容量较大 时 ， 应 用极 差 估计总体 标准差 的 效率 降低 ， 这 时需要 用 图来代替 图 ， 通 常用 于 样本容量大于 的场合等 一 控制 图 功 能 与 一 图相似 由于 中位数的计算较均值 简单 ， 所 以 多用于 现 场 需要把测 定数据直 接记 入 控 制 图进 行控 制 的场 口 。 一 ， 控 制图 多用 于 下列 场合 对 每 一个产 品都进 行检验 ， 采用 自动化检查和 测量 的 场合 取样 费时 、 昂贵的场合 多抽样也 无太 大意 义的场合 由于 它 不像前三 种控制图那样能取得 较多的信息 ， 所 以它判断过 程 的灵 敏度要差一些 对于上述 四 种控 制 图 ， 控 制 图 的选择要 根 据 实际 生产过 程 的需 要 、 监 控 的条 件以 及 控制图 的 功能决 定 线材生产 中主 要 关 注 的是 直径 、 椭 圆 度和 温 度这 三 个控 制对 象 的分 布情 况 直径 、 椭 圆度分 布直接与轧机 的控 制参数 有关 ， 而 温 度 的 分布则能反映冷却设备的工 作状况 因此 线材 生 产 中采用采用 一 控制 图进 行主要监控 同时 为了对 一 控制 图所发现 的异常进 行精确 判 定 ， 进一步可以采用 一 控制 图辅助 判 定 以 一 控制图为主 ， 一 控 制图为辅 的控制方 式 ， 将可以为整 个 生 产过 程 的稳 定性 提供有效 的 参考依据 正确使用控制图 如果控制图的使用分析不 当 ， 可能会造成对 生产过 程 稳 定性 的误 判 在实际 生产 中 ， 正 确 合 理使用 一 控制 图与 一 控制 图特别需 要 注意 以下几个方 面 实施 初期 ， 由控 制图判定 生 产 过 程 的稳定性需要慎重考虑 对 于 一 控制 图 ， 其 控制限计算如下 极差上控制限 ， ， 极差下控制限 二 均值上控制限 ， 、 贾十 面 均值下控制限 ， 、 一 贾 一 面 其 中 ， ， ， 与抽样的子组大小有关 ， 而 面 ， 贾 的计算分别为 … ， … ， 其中 ， ， 为各抽样子 组 的极 差 最大 与 最小值之差 ， ， 为各抽样子组 的平均 值 ， ， 为用于计算控制限的子组 的个数 合理 的控制限计算需 要 一段 时间内数据的累 积 因此 在使用 初期 ， 控制限是不 能通 过 上 述 公 式计算出来的 ， 通 常可 以根据经 验先设 定一 个 初 始值 ， 在 数据 累积 一 段 时 间后 ， 再 重 新计算控制 限 由于 给 定的初 始值只是 一 个经 验值 ， 可能与 实际控 制 限 有 一 定 差 距 ， 因 此 在 实 施 的 初 期 ， 根据控制图来判定过 程的稳定性 时 ， 需要慎重 考虑 为了排除初 期这 种不利 因素的影 响 ， 控制 限可以参考公差 限来确定 ， 这 样可以适 当减少 控 制限不恰 当带来的点出界等情况 对于 一 控 制图 ， 由于 只是标准差的计算方式与极差不一样 ， 所 以 同样存在相 同的情况 对 于 同一个控制对象 ， 一 控制图 中 控制图与 控制 图是相辅相成的 控制 图判定生产过 程 中是 否出现 异常与控制限密切相 关 ， 而 图控制限的计算与 值有关 ， 因此 不 能孤立地 只分析 图或 图 ， 需 要 将二 者结 合起来才能 充分发挥其作 用 多个控制对 象控 制图要 结合使用 对 于 同一 个 控 制对象 ， 不 同的控 制 图要 结 合使 用 同

Vol.28 No.5 杨德嗽等：高速线材生产中的质量控制 ·483· 样，不同的控制对象的控制图结合使用也有利于 的规则中，A,B,C区的划分是将中心线与控制 快速判定生产过程中的异常因素，例如，线材生 限间的区域等分而成，最外层为A区.图2即为 产中，直径的控制图出现异常，同时温度的控制图 第5种异常的控制图的示例. 也出现异常，那么导致生产出现异常的因素很可 能出现在生产线温度的控制上， A (4)控制图是质量监控工具，而不是质量检 测工具，不能将公差限与控制限混滑.首先，常规 翰 控制图的控制限通常是3。方式，即将生产过程 的质量特性测量值直接打点在控制图上.理论 上，当足够多的点投影到Y轴上时，如果能形成 如图1的正态分布曲线，则证明过程是随机和稳 定受控的；反之，则说明过程是非随机、不稳定的， 时间或样本号 存在其他的原因.其次，控制图的重点不是某一 图2第5种异常情况示意图 个点，而是多点的分布情况，对于单一点的判定， Flg.2 No.5 abnormal condition chart 控制图并不一定具有实质的意义.再次，从均值 将SPC应用到线材的质量控制中，就是将生 的计算来看，均值描述的是抽样子组的平均值，它 产过程中获取到的直径、温度、椭圆度等的数据， 与子组内的点是否符合公差限没有必然的关系， 按照控制图中控制量的计算方法计算出相应的控 因此若将公差限描述在控制图上，也没有任何实 制量数值，然后根据上述判定规则判别当前生产 质的意义，总之，控制限不能等同于公差限，将公 过程是否出现异常的过程.通常情况下，为了能 差限描述在X-R(S)控制图上没有实际意义. 够更有效地发挥SPC的功效，除了监控控制图以 外，还要监控控制量的分布图以及计算控制量的 过程能力指数C值等，一般情况下过程被接受 的评判标准为Ck≥1.33.过程能力指数的计算 公式如下： Us-X X-LsL Cpk=min3,3o (3) 3 30 图1控制限的确定方式 其中Us为公差上限值，LsL为公差下限值，灭的 Flg.1 Determining method of control limits 计算见式(2)，。的计算式如下： R 0= (4) 2控制原理 d2 其中，F的计算见式(1)，d2取值与子组容址n 国标GB6381通用控制图的X-R(S)控制 有关，见表2 图的异常判定有基本的8种规则，它们分别是： 表2d2取值表 (1)有1个点落在A区以外； Table 2 d2 values (2)连续9点落在中心区同一侧； (3)连续6点递增或者递减； 3 45678910 (4)连续14点中相邻点交替上下； d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08 (5)连续3点中有2点落在中心线同一侧的 分布图能够直观地观察生产过程的随机性和 B区以外： 稳定性，而过程能力指数则可以反映工业现场对 (6)连续5点中有4点落在中心线同一侧的 生产过程的控制能力情况 C区以外； (7)连续15点落在中心线两侧的C区以内； 3应用实例 (8)连续8点落在中心线两侧且无一在C区 依据上述方法，以宝钢高线为应用背景，成功 内 设计了一个线材质量监控与评估系统.该系统自 符合上述情况的均为异常，在这些判定异常 运行以来，对线材的产品质址控制发挥了非常重

。 杨德斌等 高速线材生产 中的质 控制 · 样 ， 不 同的控制对象 的控制图结合使 用也有利于 快速 判 定生产过 程 中的异 常因 素 例 如 ， 线材 生 产 中 ， 直径 的控制图出现 异常 ， 同时温度 的控制图 也 出现 异常 ， 那么 导 致 生 产 出现 异 常的因 素很 可 能 出现 在生产线温度的控制上 控 制 图是 质量监 控工 具 ， 而 不 是 质量检 测工具 ， 不能将公差 限与控制限混 淆 首先 ， 常规 控制图的控制 限通 常是 。 方 式 ， 即将 生 产 过 程 的质量 特性 测 量值 直接打 点 在 控 制 图上 理 论 上 ， 当足够 多的点投 影 到 轴上 时 ， 如果 能形 成 如图 的正 态分布 曲线 ， 则证 明过 程 是 随 机 和 稳 定受控的 反 之 ， 则说 明过 程是非随机 、 不稳定的 ， 存在 其他 的原 因 其 次 ， 控制 图 的重 点 不是 某一 个 点 ， 而 是 多点 的分布情况 ， 对 于 单一 点的判定 ， 控制 图并不 一 定具 有实质的意 义 再次 ， 从 均值 的计算来看 ， 均值描述的是抽样子组的平均值 ， 它 与子组 内的点是否 符合公差 限没 有必 然 的关 系 ， 因此若将公差 限描述 在控制 图上 ， 也没 有任何实 质的意 义 总之 ， 控制限不能等同于公差限 ， 将公 差 限描述在 一 控制 图上 没有实际意 义 的规 则 中 ， ， ， 区 的划 分是 将 中心 线与控制 限间的区域等分而成 ， 最 外层 为 区 图 即 为 第 种异常的控制 图的示 例 拓卞祷耸划酬 时间或样本号 图 第 种异常情况示意田 · 仙 将 应 用到 线材的质量控制 中 ， 就 是将生 产过 程 中获取到 的直径 、 温 度 、 椭 圆度等的数据 ， 按照 控制图中控制量的计算方法计算出相应 的控 制量数值 ， 然后 根 据上 述 判定规 则 判别 当前生 产 过 程 是 否 出现 异常的过 程 通 常情况 下 ， 为 了能 够更有效地发挥 的功效 ， 除 了监控 控 制图 以 外 ， 还要监控控制量的分布图 以及 计算控制量的 过程能力指 数 值 等 ， 一 般情况 下过 程 被接 受 的评判标准为 》 过 程 能 力指 数 的计 算 公式如下 一 口 一一一一一叫 一 一 口 · 隆 图 控制限 比 的 团 确定方式一回 一 叮 其中 为公差上 限值 ， 为公 差 下 限值 ， 又 的 计算见式 ， 。 的计算式如下 控制原理 国标 通 用控制 图的 一 控制 图的异常判定有基本的 种规 则 ， 它 们分别是 有 个点落在 区以外 连续 点落在 中心 区同一侧 连 续 点递增或者递 减 连续 点 中相邻点交替上 下 连续 点 中有 点落在中心 线 同一 侧的 区 以外 连续 点 中有 点 落在中心 线同一侧的 区以 外 连 续 巧 点落在中心线两侧的 区 以 内 连续 点落在 中心线两侧且 无一 在 区 内 符合上述情况 的均 为异常 在这 些 判定异常 “ 砚 其中 ， 的计算 见 式 ， 取 值与子 组 容量 ， 有关 ， 见表 表 取值表 分布 图能够直观地观察生产过 程 的随机性 和 稳定性 ， 而 过 程 能 力指数 则可 以 反 映 工 业 现 场 对 生产过程 的控制能力情况 应用实例 依据上述方法 ， 以宝钢高线 为应 用背景 ， 成功 设计 了一 个线材质量监控 与评估 系统 该 系统 自 运行 以来 ， 对 线材 的 产 品 质量 控制 发挥 了非常重

·484· 北京科技大学半报 2006年第5期 要的作用 从系统运行以来所收集的数据中随机查询了 12 一段数据，其下-R控制图如图3所示，分布图 如图4所示.从X-R控制图的情况来看，控制 图上点的分布合理，没有出现前面的8种异常情 况，说明该生产过程对于直径的控制是稳定的. 另外，从对直径进行的5个多月的数据所统计出 的分布图（图4）来看，直径分布情况基本符合正 态分布，而且分布的对称线的位置为5.55.由于 所测得的直径值为尚未冷却的线材的直径值，所 5.5035.5235.5365.548556055725589 以分布图的对称中线较理想值5.50有0.05的偏 直径mm 差是正常的.通过对分布图的分析，进一步证明 图4直径均值正态分布围 Fig.4 Normal distribution chart of mean diameter 了规格为5.5的线材的生产过程是稳定的.通过 系统对该段数据的过程能力指数C进行计算， 4结语 发现采用工业现场工程规范的A级精度，Ck= 3.586;采用工程规范的B级精度，Ck=2.143; 开发针对线材生产管理的自动化SPC系统， 采用工程规范最高的C级精度，Cpk=1.421.从 对于提高产品质量，监控线材的生产过程，预防可 Ck的值来看，对于直径规格为5.5的线材的直径 能发生的异常，提高生产效率具有十分重要的实 具有很强的过程控制能力 际意义和广泛的应用前景， 5.5861r A 参考文献 5.5746 B [1】林小春，陈向东.在宝钢炼翻现场使用SP心C(统计过程控 目5,563o 1 制)的探讨.治金标准化与质量，2001,39(5)：29 [2]李晓霞，孙芳，S℃在济钢二炼钢厂生产过程中的有效应 5.5399 B 用.中国质量，2003(3)：46 5.5284 [3】陆兵.浅论SPC的应用.世界标准化与质量管理，2001(5)： A 53804031584214075842150158421507584215013 19 钢卷号 [4)徐继超，生产过程控制的基本概念.航空标准化与质量， 1998(1):33 图3直径的X-R控制图 [5】刘磊，张宇明，钱积新，等.统计过程控制在连续过程中的 Flg.3 X-R control chart of diameter 应用.化工自动化及仪表，2001(4)：10 [6】周峻峰.SP℃技术应用简介.计算机系统应用.1996(3)：38 Quality control in the production of high speed wire YANG Debin,SUN Yuanbo,YANG Jianhong,ZHAO Sheping2) 1)Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083.China 2)Baoshan Iron and Steel Co.Ltd.,Shanghai 201900,China ABSTRACT Aiming at the characteristics of the production of wire rods,how to choose control!objects and control charts in the production process was discussed based on the method of statistics process control (SPC).A practical SPC analysis system was designed and carried into execution.Some concerned problems were given in practical use and the factual effect of SPC theory applied in the production of wire rods was demonstrated KEY WORDS high speed wire;quality control;statistical process control;control chart;control object

北 京 科 技 大 学 学 报 ‘ 年第 期 要 的作用 从系统运 行以来所收集的数据中随机查询了 一段数据 ， 其 一 控制 图如 图 所 示 ， 分布 图 如图 所示 从 一 控制 图的情况 来看 ， 控制 图上 点的分布合理 ， 没 有 出现 前面 的 种异常情 况 ， 说 明该 生 产过 程 对 于 直径 的控制 是 稳 定 的 另外 ， 从 对直径进行 的 个 多月 的数据所统 计 出 的分布图 图 来看 ， 直径 分布情况 基 本符合正 态分布 ， 而 且分布的对 称线的位置 为 由于 所测得 的直径值为 尚未冷却的线材 的直径值 ， 所 以分布图的对称中线较理 想值 有 的偏 差是正 常的 通 过 对 分布图 的分析 ， 进 一 步 证 明 了规格为 的线材的生产过 程是稳定的 通过 系统对该段 数据的过 程 能 力指数 进 行计算 ， 发现 采用工 业 现 场 工 程 规 范 的 级 精度 ， 深用 工 程 规 范 的 级 精 度 ， 采用工程规范最 高的 级精度 ， 从 的值来看 ， 对于直径规格 为 的线材的直径 具有很强 的过 程控制能力 图 径均位正态分布图 日团日 倾 州 结语 开发针对线材生产管理 的 自动 化 系统 ， 对于提高产 品质量 ， 监控线材的生产过 程 ， 预防可 能发生的异常 ， 提 高生 产效率具 有十分重 要 的实 际意 义和广泛 的应 用前景 ‘ 二 … 囚 口 … ， ， 二 …二 ， 山 六 八 言 夕 叭…八习味 ，入 入尸 州 ‘ “ 广尸 训卜 犷 基 ’ … 今 ， … 乙 侧即、日 一 一 一 一 一 钢卷号 图 径的 又 一 控制圈 一 咖 侧 比 今 考 文 献 【 林小春 陈 向东 在宝 钢炼钢现 场使 用 统 计过 程控 制 的探讨 冶金标准化与质 ， 【 李晓妓 孙芳 在济钢二 炼钢 厂生 产过 程 中的有效应 用 中国质 ， 【 陆兵 浅论 的应 用 世界标准化与质 理 ， 〔 〕 徐继超 生产 过 程控制的基 本概念 航空标 准化与 质 【 〕 刘磊 ， 张宇明 ， 钱积 新 ， 等 统计过 程控制在连续过 程 中的 应用 化工 自动化及仪衰 ， 【 周峻峰 技术应用简介 计算机系统应用 以 肠吞 ， 加 ， 以 入 ， 月 助吵 吃 段 ， ， 二 ， ， 。 阮 。