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提问： 有网友在“考凡咨询”公众账号中提问：在过程质量控制中，产品的检测频次是怎么确定的？为什么每班检测4件，或每60件检测一件，或每2小时检测一件？这个频次是怎么来的？依据什么来确定好呢？ 我首先得说，能提出这样问题的网友一定是比较专研的人，一定是不满足知其然也希望知其所以然的朋友。 晓霜老师也上网搜索了一下，发现类似的提问还真不少。可见这也是的大家所普遍关心的问题。有人回答说是根据GB2828的抽样原则来的，有人说是根据过程能力研究来的，也有人说是根据产品特性的重要性来的，有人说是根据经验和参考他人经验来的，等等。但是晓霜老师很遗憾地说，相当一部分的回答是错误的，即使有人部分回答正确但也相当地不完整。那么就让晓霜老师来探讨一下这个问题吧。 简单地说，生产过程中产品检测的频次的确定考虑两个方面： ——所检测的产品特性的重要性程度，也即PFMEA中的严重度； ——影响所检测的产品特性的过程变量的变化规律以及变化的速度。 （图片来自于网络搜索，与文字无关） 产品检测的目的 为了深入探讨过程检验频次的确定原则，首先我们需要讨论一下检测产品特性的目的。 大多数人认为检测产品特性的目的是为了判断被检测产品是否合格，或者有人认为是通过抽样检验某一个或几个产品来判断一定数量的产品是否合格。那么晓霜老师就要毫不客气地说了，“你们理解错了”。 请参考“考凡咨询”微信公众账号中的历史信息《过程质量控制基本原理》。我们检验产品的目的首先是判定过程的趋势，监控过程是否稳定，判断过程是否偏离了目标值，预见性地判断过程是否存在偏离目标值的趋势，如果有则进行预防性干预，调整对过程输入的管控。这是晓霜老师所倡导的以控制输入为主的基于闭环控制理论的预防性过程质量控制中产品检验的最主要的目的。过程检验的其次的目的才是判定产品是否合格。 那么产品检测就是总体考虑输入、输出、以及它们的影响关系，和对过程输入的控制相结合，以实现预防性管控为目标，来策划检测频次。 严重度如何影响检验频次？ 一般来说，产品特性越重要，对预防不合格发生的预防性要求也就越高。 对于安全特性，我们期望100%杜绝不合格的产生，至少在产生不合格后的第一时间就能及时发现，100%杜绝不合格品的流出。对于关键产品特性和重要产品特性，我们期望在发生不合格之前能够及时预见到不合格的发生，及时采取干预措施；对于一般产品特性我们期望在发生超差时能够及时发现，及时报废隔离不合格品及时调整过程。 对于安全产品特性，也即一旦发生不合格，其影响后果的严重度是9或10的产品特性，往往倾向于100%在线检验或100%防错检验。例如零件是否漏装、是否装配到位，总成件的功能性能等，均需要100%检验并精确追溯。个别情况下针对只能需要破坏性检测的产品特性，例如焊接强度、铆压强度等，需要100监控检测与强度直接相关的过程特性，例如焊接电流、铆压压力等，同时再结合对于强度有直接影响的产品特性的100%，例如焊接外观、焊缝堆高、热影响区大小，铆压高度、铆点直径等。 同样是焊接强度、铆压强度，但如果是关键、重要特性，就可以选择在100%监控过程输入的情况下，抽检焊接外观、焊缝堆高、热影响区大小、铆要高度、铆点直径了。 发生率是如何影响检验频次的？ 在生产过程中策划产品特性的检测频率，不能孤立地只看过程的结果，不能简单依赖统计学指标过程能力指数来确定产品特性的检测频次。而是要深入研究分析过程的整体特征，包括输入、输出、输入和输出的影响关系、输入特性的变化规律和变化速度、以及在输入特性变化规律的影响下产品特性的变化规律和变化速度。也就是要看影响产品特性的过程特性有哪些？这些过程特性都受到什么样的变差来源影响？所谓变差来源，就是过程特性在什么情况下会发生变化。过程特性的变化规律和变化速度是怎么样的？我们利用什么措施去控制这些过程特性的变化？ 例如在金属加工中，钻孔、铰孔的孔径，主要是受刀具直径的影响。而刀具直径的变差来源，一是换刀调刀后刀具直径发生变化，二是刀具在使用中磨损，三是加工过程中异常爆刀。那么根据PFMEA的思路，预防措施就要分别针对每个变差来源来策划对过程输入的管控。分别是刃磨刀具时或新刀到货时检测刀具直径，换刀时核对刀具型号和刀具直径；制定刀具耐用度，定期强制换刀；利用断刀检测防错工装进行断刀报警（针对关键重要产品特性时）。而探测措施是指在所分析的失效原因的影响下失效模式一旦发生就能够及时发现的措施，是针对过程要素在变差来源的影响下针对过程结果——产品特性的检测措施，因而策划对产品特性的检测也要针对变差来源。针对上述三种变差来源，探测措施分别为：换刀后首检孔径；在生产过程中抽检直径；在生产过程中抽检直径。 在上述例子中，针对刀具磨损，我们利用抽检来探测，针对异常爆刀，我们也是利用抽检来探测。这里面有什么差别吗？当然有。刀具在工作中的磨损，是一个比较缓慢的过程，是有规律的，肯定会发生的的过程。它的规律是变化一定是单方向的。那么针对刀具磨损所带来的孔径变小，只要不是在刀具寿命接近结束时的快速磨损期，我们只需要一个比较低的抽检频次就可以了。然后根据孔径的变化规律，在刀具的磨损程度快到引起产品超差之前就及时更换就可以了。异常爆刀，往往受到工件硬质点、异常振动等随机因素的影响，发生概率比较小，但其发生的随机性很大，不可预测。其变化的规律是，一旦发生爆刀，产品就会持续地不合格。如果没有断刀检测防错报警装置的话，策划产品的检测频率就需要在预防性检测投入和一旦发生风险后的损失之间寻找平衡点。一般来说，我们会考虑一旦发生爆刀异常，我们能够及时发现风险，并使出现不合格的产品的追溯范围在可控范围内。通常所说的可控范围，就是风险产品还在我们家里没有发送到外部客户那里去，或者还在本生产线内没有发送到内部客户处。针对爆刀异常，不合格品一般都会在上次检验合格的产品到本次检验发现不合格的产品之间。也就是说两次检测之间的产品数量控制在可以在内部能够方便追溯的范围内。 我们不妨再举一个例子来进说明。例如冲压件针对冲压起皱和冲压开裂的风险，其产生的机理主要是压边不足或压边过大补料不足。那么影响这两个失效模式的过程要素、过程变量主要有： ——压边模压力； ——压边筋高度，或压边模粗糙度； ——工件表面粗糙度；或工件涂油状态； 压边模的压力的变差来源有： ——换型、换模、模具调整时的压力参数调整； ——液压系统压力动态波动； 压边筋高度或模具压边模粗糙度的变差来源有： ——模具维修或更换； ——生产过程中逐渐磨损； 工件表面粗糙度的变差来源是： ——来料波动。 但一般相对来说工件的表面粗糙度，在批次间的波动不大，其所引起的压边模和工件间的表面摩擦力的变化，不足以引起补料长度波动到引起褶皱（摩擦力过小）或引起开裂（摩擦力过大）的程度，所以一般来说可以忽略工件表面粗糙度的变化； 工件涂油状态的变差来源： ——新员工上岗，培训不足； ——操作过程中个别件漏涂油； 除了新员工上岗培训上岗确认、换型换模换批次模具维修后的首次生产调整和首检之外，在正常的连续生产过程中，上述各过程变量及其变差来源的影响下，人工操作漏涂油是最不稳定的变差来源，随时可能会发生。而且这件发生了，下一件就又不发生了，所以其变化是没有规律的。因而针对漏涂油所造成的冲压件开裂的风险，应该100%检测工件是否开裂。无疑这样的检验频次是最高的。但我们可以考虑采取防错工装来监控漏涂油，或者利用比较容易探测的采取人工检测是否涂油来间接控制工件开裂的发生原因。这样就可以避开100%检测工件开裂了。特别是在出现微裂纹，比较隐蔽比较难以检查的情况下，检测时间较长可能会影响生产节拍，采取措施减少对100%检测的依赖是必要的。 针对压边模压边筋高度的磨损、压边模粗糙度变化所带来的摩擦力的变化，进而导致工件起皱或开裂，其预防措施是定期检测模具状态，探测措施是抽检检验工件开裂或起皱。因为模具的磨损是一个相对来说比较缓慢的过程，而且是一个单向变化的过程，因而针对此变差来源影响下的产品特性的检测，相应的抽检频次可以比较低，甚至每班或每天检测一次就够了。 而压边模压力的动态波动，可能会受到随机因素的影响，其变化规律是双向的波动都有可能，可能会变大也可能变小。但其变化的频率介于人工漏涂油和模具缓慢磨损之间，至少若干个连续加工的产品间压边模的压力是比较接近的。针对安全件，或者在要求比较严格企业针对关键件，作为预防措施，可以采取实时监控压边模液压系统的压力，超差自动报警。在要求相对较低的情况下，例如非关键重要的零部件，可以采取每班点检若干次压边模压力作为预防措施。而这种情况下的探测措施就可以是抽检产品是否开裂或起皱，其抽检频率掌握在一旦发生风险时可疑品的范围受控。也就是说根据平时所掌握的压边模压力波动的规律、生产线每班生产的数量、周转的数量、向内外部报交冲压件的频次等综合考虑每班次的检测数量。一般说来是把两次检测质量的产品数量控制在本生产线之内。 简单概括一下，产品特性的检测频次是取决于影响产品特性的过程特性的变化特点及变化的快慢来考虑的。 一般来说，发生率越高检验频次越高。但检验频次不完全依赖于发生率，下文还会进一步地补充。 可以用过程能力研究来确定检验频次吗？ 我们都知道过程能力研究能判断过程的稳定性程度，能评价过程发生不合格品的概率的大小。过程能力指数越大，过程越稳定。那么是不是说过程能力指数越大，检验产品特性的频率就可以越低呢？换句话说是不是发生率越高，检验频次也就越高呢？ 晓霜老师的回答是，“不一定的”。 因为在同样的Cpk情况下，可能会有两种情况：一种是组内变差比较小，组间变差比较大；另一种是组间变差比较小，组内变差比较大。或者换一个角度说，第一种情况是产品特性的均值会随着时间的变化波动比较大；第二中情况下，是瞬时抽检多件产品时会离散比较大，但其均值随着时间的变化波动不大，或说比较稳定。 针对第一种情况，我们抽检的频次要比较大些，频繁一些；针对第二种情况，我们抽检的时间间隔可以大些，抽检频次小一些，但每次出样的单组抽样数量需要适当增多。 每班检测四次是怎么来的？ 有些网友很奇怪，为什么很多企业喜欢用每班检测4次？ 这是因为我们要求操作者每20件检测一件，最好能有个计数装置，或者要求操作者每半小时检测一件最好能有个计时装置。也就说我们需要一个闹表功能。然而实际上在很多企业无论是计时器还是计数器实现起来都不太方便，那么很自然地茶歇、午休等就被作为闹表功能来用了。很多企业上午下午各一次茶歇，在加上午饭前和下班前，这就是每班检测四件的由来。 当然每班检测四件，是在符合我们上述的原则时，才是合理的。 为什么不能用GB2828来确定过程检验频次？ 国家标准GB2828是基于至少50年前的质量管理思路了，是质量管理体系标准出台以前的管理思路。 一般在外购件产品的入库检验中采取GB2828来策划抽样检验的原则，其管控质量的思路，忽略了对供应商过程能力和体系能力的要求，简单地从产品的抽样统计的置信度的角度考虑是接受和拒绝样品。 而我们现在的管控供应商质量的思路，是要求供应商具备稳定的过程能力。一些管理比较好的整车制造企业早就已经取消了入库检验。 此外，按照抽样统计来确认接收或拒绝批次产品的思路早已经不再适用了。针对某些缺陷，哪怕在批量使用过程中，在生产线上或者在最终顾客处，只要发生一例质量问题，顾客都有可能要求供应商批量退货，或者100%挑选使用，或者返工返修，并提交整改报告。 一些企业因为供应商质量现状，暂时还不能放弃入库检验，那么根据晓霜老师的理解，可以把入库检验看成第二方的产品审核，通过产品审核发现过程的风险。或者看成是高速公路上的摄像头，起到对供应商的威慑作用。我们更提倡利用SQE出差到供应商家里，去管控供应商的过程和体系。 如果把GB2828用在过程检验中，就更加地大错特错了。因为GB2828的抽样理论，忽略了过程的时间模型。忽略了过程的输出是在过程输入及其变差来源的影响下是可以把握其变化规律的。我们是可以预见过程超差风险的，可以并且须要进行预防性的过程管控。这是基于GB2828原则和基于预防性过程质量控制原则下对过程检测的目的的理解的最大差异。 产品审核或精密测量的检验频次如何界定的？ 产品审核一般和在线检测是相互结合的，下图是在线产品检测和产品审核相互间的逻辑关系。可参考文章《过程质量控制基本原理》。 以金属加工测量孔径为例。在线检测的检测频率相对来说比较高，往往选择比较易于操作的千分尺（关键、重要的产品特性，有过程能力要求）或者止通规（一般产品特性，无过程能力要求），一般每班数次。而在精密测量间利用三坐标检测孔径，其检测精度较高，检测时间较长，因而检测频次可以比较低，一般每周一次或数次。利用精密测量室的高精度检测设备，以较低的频次抽样做产品审核，目的是在在线测量设备（千分尺或者止通规）发生失效的情况下，通过产品审核能够及时发现。 因为在线量检具发生失效的频率比较低，所以精密测量间的产品审核性质的产品检测的频次可以大大低于在线检测。 如果在线检测无法检测的项目，只能通过试验室检测，那么试验室检测的性质就等同于在线检测了。其检测频率的策划原则，与前面几节所讨论的在线检测频率的策划原则是相同的。 |
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