Lecture @ 2026-4-8
质量控制
质量控制 (Quality Control, QC) 是一个或者一系列过程，确保制造的产品或者提供的服务符合既定的质量标准，或者满足客户要求的程序或流程。
这个概念和质量保证 (Quality Assurance, QA) 并不完全相同。质量控制的目标是在产品开发完成后、发布之前识别任何缺陷。
- 质量保证 (Quality Assurance, QA) 是一主动过程，通过逐步完善制造流程、政策和程序，专注于缺陷预防。
- 质量控制 (Quality Control, QC) 是一个被动过程，专注于在成品发货前有效识别其中的缺陷。
要达到 QC 的目的，可以使用的方法有 七种质量控制工具 (Seven Quality Control Tools, 7QC)，它们是：
- 流程图 (Flowchart)
- 检查表 (Check Sheet)
- 帕累托图 (Pareto Chart)
- 因果图 (Cause-and-Effect Diagram)
- 控制图 (Control Chart)
- 直方图 (Histogram)
- 散点图 (Scatter Diagram)
流程图
流程图是一种用于展示一个过程的顺序步骤以及使该过程运作所需的决策的图表。在流程图中，每个步骤都用一个形状来表示，不同的形状之间通过线条或者箭头连接，以显示过程的移动和方向。
它适用于
- 用于研究流程并进行改进
- 用于记录流程
- 在规划项目时
检查表
检查表是一种用于收集和分析数据的结构化、预制的表格。这是一种通用的数据收集和分析工具，可以使用于多种用途。
它适用于
- 当数据可以通过相似位置和人员收集和观察时
- 当从生产过程中收集数据时
- 当收集事件、问题或缺陷的模式数据时
因果图
因果图是一种可视化工具，用于通过图形化的方式按照细节递增的顺序组织特定问题或者效应的可能原因，从而揭示理论之间的因果关系。它也被称为鱼骨图 (fishbone diagram) 或者石川图 (ishikawa diagram) ，以其发明者石川馨的名字命名。
它适用于
- 用于研究流程以进行改进
- 用于记录流程
- 在规划项目时
帕累托图
帕累托图是一种条形图，从左到右按照频率从高到低降序排列。高度反映了问题的频率或者影响程度。基于 帕累托原则 (或者叫 80/20 原则)，也就是 的结果由 的原因引起的，帕累托图可以帮助我们识别最重要的问题或者原因。
适用于
- 当分析流程中关于频率或者原因的数据时
- 当存在多个问题或原因，并希望聚焦于重要的一项时
- 通过观察具体部分来分析广泛原因时
控制图
控制图 (Control Chart) ，又称为休哈特图 (Shewhart Chart) ，是一种用于研究过程随着时间变化的图表。其中数据按照时间顺序绘制。
控制图用于判断工业过程是否处于受控状态，并能熟练满足客户指定的细节限制。
适用于
- 在持续过程中发现或纠正问题
- 当预测过程结果的特定范围时
- 当确定过程是否稳定时
控制图中包含一个代表着平均值的中心线，一条表示上控制限 (Upper Control Limit, UCL) 的线和一条表示下控制限 (Lower Control Limit, LCL) 的线。这些线是根据历史数据决定的。
假设已经有了 N 个历史样本点，则有
这里的控制规则使用了正态分布的假设。当 时，如果数据遵循正态分布，则有 的数据点会落在控制限内；当 时，有 的数据点会落在控制限内；当 时，有 的数据点会落在控制限内。
当数据点位于控制限内，且无显著的趋势或者模式，则说明这个过程是稳定且可预测的。此时的变异是由过程固有因素引起的随机波动，叫做 受控变异 (controlled variation)。
相反，如果有几个数据点超出了控制限，并且样本随着时间呈现显著的下降趋势，则说明这个过程是不稳定的。此时的变异是由特殊原因引起的，叫做 不受控变异 (uncontrolled variation)。
在出现不稳定的控制图后，应该采取对策
- 识别原因：寻找超出控制限的模式或者点，以了解导致不稳定的原因
- 调查问题：检查可能的因素，如机器问题、材料缺陷、人为错误
- 实施纠正措施：解决问题，如修复设备，改进培训，更换材料
- 监控过程：持续使用控制图来跟踪过程是否改善并重新变得稳定
- 验证稳定性：确保数据点在一段时间内保持在控制限内，表明过程已稳定。
直方图
直方图是一种特殊的条形图，用来快速了解过程中存在的变异。它会产生一个块状分布曲线，可以用来帮助识别和消除过程变异的原因。
适用于
- 分析一个过程是否能满足客户要求时
- 分析数值数据时
- 确定两个或多个过程的数据是否不同时
散点图
散点图将成对的数据绘制在图表上，每一个变量对应一个坐标轴，用于观察它们之间的关系。如果变量相关，则他们在散点图上沿一条直线或者曲线分布。相关性越强，则点越紧密地贴合这条线。
适用于
- 用成对的数值数据
- 构建控制图之前测试自相关性
- 试图识别问题的根本原因时
质量成本
阿曼德 (Armand V. Feigenbaum) 在 1956 年首次描述了劣质成本的概念
质量成本 (Cost of Quality, COQ) 指的是确保获得高质量交付物而产生的成本。它包括处理工作中任何缺陷的成本。
1999 年，Juran 绘制了以下的质量成本曲线的图示。这个图表显示了质量成本与质量水平之间的关系。质量水平越高，质量成本越低；质量水平越低，质量成本越高。而最终目标是达到一个质量水平，使得质量成本最小化。
COQ 对于公司理解如何降低其整体质量成本至关重要，通过帮助他们改变业务流程和运营，达成更好的盈利能力。
质量成本可以分为四类
- 预防成本 (Prevention Cost)
- 鉴定成本 (Appraisal Cost)
- 内部失效成本 (Internal Failure Cost)
- 外部失效成本 (External Failure Cost)
预防成本
预防成本指的是为了防止产品出现质量问题而专门设计的活动所产生的成本。比如
- 质量规划
- 教育与培训
- 进行设计评审
- 供应商评审与选择
- 工艺规划与控制
- 产品修改
- 设备升级
鉴定成本
鉴定成本指的是为了评估产品是否符合质量标准而进行的活动所产生的成本。比如
- 测试与检验
- 接受材料
- 过程
- 最终结果
- 供应商质量检测
- 过程审核
- 校准
内部失效成本
内部失效成本指的是在客户收到产品或服务之前发现缺陷所产生的成本。比如
- 过程中的废料与返工
- 故障排除与修复
- 设计变更
- 为支持低良率和拒收批次所需的库存
- 返工项目的重新检验/重新测试
外部失效成本
外部失效成本指的是在客户收到产品或服务之后发现缺陷所产生的成本。比如
- 销售退回与折让
- 更换缺陷产品
- 服务水平协议罚金
- 服务劳动力和因保修义务产生的成本
- 产品召回/法律索赔
- 客户流失与机会损失
- 产品降级
- 客户投诉处理
NOTE
需要注意的是，需要考虑的同时有可见和不可见的质量成本。可见的是那些直接与质量相关的成本，比如返工、废料、客户投诉等；不可见的则是那些间接与质量相关的成本，比如客户流失、机会损失、品牌声誉受损等。根据冰山理论，质量成本的可见部分只是冰山的一角，而不可见的部分则是更大的一部分。
这四种劣质成本类型中，最糟糕的是外部失效成本。组织应该尽最大努力降低外部失效成本。在预防和鉴定成本上投入更多，通常会降低内部和外部失效成本。