第一篇：生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)過程控制

一、統(tǒng)計(jì)過程控制的目的1、為產(chǎn)品的品質(zhì)提供保證

應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法通過對(duì)生產(chǎn)過程中的各階段進(jìn)行監(jiān)控，達(dá)到保證與改進(jìn)質(zhì)量的目的。

2、縮短質(zhì)量問題的反饋時(shí)間

“可靠的產(chǎn)品來(lái)自可靠的過程”，穩(wěn)定狀態(tài)是生產(chǎn)過程控制的目標(biāo)。當(dāng)生產(chǎn)過程發(fā)生異常時(shí)，運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法可以及時(shí)地發(fā)出預(yù)警信號(hào)，由于對(duì)整個(gè)過程進(jìn)行了實(shí)時(shí)控制，預(yù)防了不合格的產(chǎn)生，也縮短了質(zhì)量問題的反饋時(shí)間。

3、降低成本

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)過程進(jìn)行控制下的生產(chǎn)是最經(jīng)濟(jì)的。產(chǎn)品成本包括生產(chǎn)成本和質(zhì)量成本，相對(duì)來(lái)說(shuō)生產(chǎn)成本較為固定，當(dāng)?shù)竭_(dá)最低限時(shí)，只有通過有效地控制質(zhì)量成本達(dá)到降低產(chǎn)品成本的目的。

4、易于操作，可靠性強(qiáng)

在各個(gè)關(guān)鍵控制點(diǎn)和各道工序，經(jīng)過基礎(chǔ)培訓(xùn)的操作員可以根據(jù)直觀的圖表評(píng)估生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。

二、統(tǒng)計(jì)過程控制的實(shí)施

1、質(zhì)量策劃

質(zhì)量策劃的過程有繁有簡(jiǎn)，對(duì)于塑膠玩具類產(chǎn)品可以是由以下幾個(gè)步驟完成：

確定產(chǎn)品要求—確定關(guān)鍵過程/變量—確定關(guān)鍵過程控制方法—確定測(cè)量指標(biāo)—人員培訓(xùn)質(zhì)量策劃的輸入是客戶要求和產(chǎn)品安全標(biāo)準(zhǔn)，輸出是生產(chǎn)流程圖、作業(yè)指導(dǎo)書（包括生產(chǎn)指引和檢測(cè)指引）、合格的操作和檢測(cè)人員。在質(zhì)量策劃過程中最重要的工作是確定關(guān)鍵過程/變量和確定相應(yīng)的控制方法，關(guān)鍵過程是對(duì)產(chǎn)品的品質(zhì)具有決定性的影響。而控制方法又決定了對(duì)過程控制的有效性。通常，對(duì)下列場(chǎng)合考慮確定有關(guān)鍵過程/變量：

（a）產(chǎn)品的主要質(zhì)量特性

（b）對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量有重大影響的關(guān)鍵工序

（c）屢屢發(fā)生質(zhì)量問題的場(chǎng)合在塑膠玩具中，注塑過程會(huì)被定義為關(guān)鍵過程，注塑過程中的溫度、壓力和周期定義為關(guān)鍵變量并進(jìn)行監(jiān)控。

2、實(shí)時(shí)的生產(chǎn)評(píng)估

在生產(chǎn)過程中，通過以下的步驟完成：

（a）過程數(shù)據(jù)收集

由指定的操作人員按照作業(yè)指導(dǎo)書的要求，在規(guī)定的時(shí)間記錄各個(gè)控制點(diǎn)的工作參數(shù)，并在相應(yīng)表格或圖表中做出標(biāo)示。

（b）實(shí)時(shí)的統(tǒng)計(jì)過程監(jiān)控

主要應(yīng)用控制圖對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)控。保證各關(guān)鍵變量滿足各項(xiàng)質(zhì)量規(guī)定，并可根據(jù)工序輸出的結(jié)果有效地評(píng)估過程能力。

（c）產(chǎn)品確認(rèn)

通過對(duì)產(chǎn)品的各方面質(zhì)量性能的檢測(cè)，進(jìn)一步對(duì)過程能力的加以確認(rèn)。

3、過程改進(jìn)

一般在兩種情況下，應(yīng)對(duì)過程進(jìn)行及時(shí)改進(jìn)：

（a）在現(xiàn)場(chǎng)中，控制圖上超出控制界限顯示異常的情況增多

（b）在產(chǎn)品確認(rèn)中，發(fā)現(xiàn)有不合格品的出現(xiàn)

在這個(gè)階段由品質(zhì)管理人員召集相關(guān)生產(chǎn)部門組成問題解決小組，查找異常發(fā)生的根源，并制定及時(shí)的糾正措施和后續(xù)的預(yù)預(yù)措施。改進(jìn)措施應(yīng)做到“查出異因，采取措施，保證銷除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)”。

三、統(tǒng)計(jì)過程控制為企業(yè)帶來(lái)的效益

通過利用統(tǒng)計(jì)過程控制，為企業(yè)降低成本、提高質(zhì)量，創(chuàng)造競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)：

1、改進(jìn)工序能力，通過實(shí)時(shí)的控制，盡量減少各工序的變異，從而生產(chǎn)出質(zhì)量穩(wěn)定的產(chǎn)品。生管物控論壇

2、降低成本，通過優(yōu)化工序的設(shè)計(jì)，使得工序能力滿足生產(chǎn)要求，而不只是一味地要求工序能力過高。

3、減少事后發(fā)生的損失，當(dāng)一旦發(fā)現(xiàn)過程出現(xiàn)不受控狀態(tài)，可以隔離相應(yīng)的產(chǎn)品、減少壞品損失。

第二篇：鑄造生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)過程控制

鑄造生產(chǎn)的統(tǒng)計(jì)過程控制

摘要：本文討論統(tǒng)計(jì)過程控制和數(shù)據(jù)收集帶來(lái)的好處，它們能夠提高各種鑄件的質(zhì)量和降低成本。許多人錯(cuò)誤地認(rèn)為SPC實(shí)施困難，既費(fèi)時(shí)、費(fèi)力和費(fèi)錢又回報(bào)得益不多。實(shí)際情況并非如此，SPC和數(shù)據(jù)收集的實(shí)施很容易，而且回報(bào)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過投資。本文將提供經(jīng)驗(yàn)判斷對(duì)質(zhì)量的影響，并與采用統(tǒng)計(jì)方法作比較。本文將回顧SPC的歷史和基本原理，數(shù)據(jù)收集的必要性，以及如何確定最適合每個(gè)工序運(yùn)作的方法。本文還探索可用的簡(jiǎn)單有效的實(shí)施方法，以及提高數(shù)據(jù)收集過程自動(dòng)化和效率的基本途徑。

關(guān)鍵詞：SPC，過程控制，質(zhì)量，數(shù)據(jù)收集，鑄造生產(chǎn)前言

面對(duì)今天競(jìng)爭(zhēng)激烈的市場(chǎng)，質(zhì)量既是確定的又是有差異的。說(shuō)它是確定的，因?yàn)槿魏稳瞬荒転榭蛻籼峁┵|(zhì)量好的產(chǎn)品將很快從業(yè)界消失。但是，質(zhì)量同樣能夠讓你從競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手區(qū)分開。結(jié)構(gòu)良好和實(shí)施質(zhì)量管理系統(tǒng)可降低返修量和廢品，達(dá)到節(jié)約成本和得到更低報(bào)價(jià)。對(duì)鑄造企業(yè)來(lái)說(shuō)，這就需要重新考慮現(xiàn)行的質(zhì)量和實(shí)現(xiàn)質(zhì)量的最佳方法。

2舊的質(zhì)量控制方法與新的質(zhì)量控制方法

2.1舊的質(zhì)量控制方法

對(duì)許多鑄造企業(yè)來(lái)說(shuō)，質(zhì)量可簡(jiǎn)單地用以下方式表示（以熔化為例）:

1）按工序制造過程產(chǎn)品（配料、熔化鐵水）；

2）檢查產(chǎn)品缺陷（化驗(yàn)）；

3）需要時(shí)返工（一次成分不合格，調(diào)整）；

4）檢驗(yàn)返工產(chǎn)品（重復(fù)化驗(yàn)）；

5）進(jìn)入下一工序（澆注）；

6）回到第一步，重復(fù)操作第1到第5步。

這種方式可認(rèn)為是質(zhì)量控制的“檢驗(yàn)法”。對(duì)于利用這種最基本的質(zhì)量控制系統(tǒng)的企業(yè)來(lái)說(shuō)，它們以昂貴的費(fèi)用：“檢驗(yàn)”產(chǎn)品質(zhì)量，但無(wú)助于改正引起產(chǎn)品缺陷的根本原因。我們經(jīng)常做的事情，就是采用收集基本缺陷數(shù)據(jù)的方式，這是一種主要將缺陷的產(chǎn)生推回到操作人員的做法。這種錯(cuò)誤概念來(lái)自認(rèn)為操作人員通常是產(chǎn)生質(zhì)量問題的起因。它不能找到產(chǎn)生缺陷的真正原因，而只在缺陷已經(jīng)產(chǎn)生之后才檢驗(yàn)出質(zhì)量不好的產(chǎn)品，即事后把關(guān)。

這種方式同樣非常依賴于本身就缺少一致性和準(zhǔn)確性的經(jīng)驗(yàn)判斷。經(jīng)驗(yàn)判斷經(jīng)常會(huì)讓漏檢的缺陷進(jìn)入下一道工序，如果在組芯中或下芯時(shí)發(fā)現(xiàn)砂芯缺陷，則返工成本更可觀，此時(shí)組合砂芯可能要額外的拆卸更換有缺陷的砂芯。更糟糕的是不合格的鑄件產(chǎn)品可能引起汽車零部件使用壽命縮短，并失去良好的客戶信譽(yù)。無(wú)論在哪里檢驗(yàn)出缺陷，返修和報(bào)廢的材料都增加了產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。

2.2 新的質(zhì)量控制方法

更好的方法是采用統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）法實(shí)時(shí)監(jiān)控在鑄造生產(chǎn)過程中最容易產(chǎn)生鑄件缺陷的關(guān)鍵工序。這里含有用于預(yù)防代替檢驗(yàn)的概念，并且減少對(duì)經(jīng)驗(yàn)判斷的依賴。經(jīng)驗(yàn)仍然在總體質(zhì)量方法中起作用，有助于在FEMA分析中由現(xiàn)有過程導(dǎo)致的一貫性缺陷。這使得過程控制首先注意到最能夠?qū)嵤胺婪赣谖慈弧钡膮^(qū)域，最終檢驗(yàn)員不再是查找缺陷的“警察”，而變?yōu)閹椭ぷ魅藛T防止缺陷發(fā)生的同事。

這種方法同樣考慮到生產(chǎn)過程的各個(gè)方面，包括人、機(jī)、料、法和環(huán)境，并且清楚地認(rèn)識(shí)到人只是過程中眾多資源之一。這個(gè)方法把防止不良質(zhì)量放在首位，以便減少?gòu)U品和浪費(fèi)，最終達(dá)到生產(chǎn)率和收益的增加。

3工業(yè)與質(zhì)量歷史回顧

19世紀(jì)初期，美國(guó)工業(yè)正在尋找提高生產(chǎn)率的方法來(lái)降低成本和增加收益，但沒有想到質(zhì)量對(duì)這種關(guān)系的沖擊力。此時(shí)最廣泛采用的是1911年泰勒（Fredrick Taylor）在他的著作《科學(xué)管理的原理》中提及的技巧。作為一名工業(yè)工程師和顧問，他以顧問身份服務(wù)于早期的工業(yè)家，如亨利?福特等人。他不斷尋求提高機(jī)器和工人工作效率的方法，他使用的基本假定是大部分工人又笨又懶，金錢是他們主要的動(dòng)力來(lái)源，因而在工人與管理之間應(yīng)有嚴(yán)格的區(qū)分。他觀察到工人會(huì)放慢他們的作業(yè)，害怕工作太有效而變成失業(yè)。他相信可以利用工人以金錢作為工作的動(dòng)力來(lái)克服他們的懼怕和提高生產(chǎn)率。基于這種信念，他創(chuàng)立了“計(jì)件”工資制，對(duì)工人支付定量生產(chǎn)件數(shù)的基本工資，對(duì)超過定量的生產(chǎn)件數(shù)付給額外獎(jiǎng)金?，F(xiàn)今還有一部分行業(yè)使用這種體制。工人被當(dāng)作機(jī)器，他們很快變得疏遠(yuǎn)和不滿足。產(chǎn)品的生產(chǎn)主要根據(jù)數(shù)據(jù)量而不是質(zhì)量，管理采用“胡蘿卜加大棒”的辦法來(lái)降低成本和增加利潤(rùn)。到19世紀(jì)20年代，得益于休哈特（Walter Schewart）博士的工作和努力，質(zhì)量變成公司降低成本的整體計(jì)劃的組成部分。他作為西方電氣公司工程部的著名科學(xué)家，被譽(yù)為統(tǒng)計(jì)過程控制之父。在1924年他計(jì)劃了一種抽樣圖表，“設(shè)計(jì)用來(lái)指示在給定類型的缺陷部件中觀察到的變化百分比，這是很有意義的，亦即指出對(duì)產(chǎn)品是否滿意”。他認(rèn)為產(chǎn)生缺陷的原因可分為“偶然原因”（生產(chǎn)過程中固有的可預(yù)測(cè)的變化，現(xiàn)在經(jīng)常稱為“普遍原因”）和“異常原因”（由特殊的不可預(yù)測(cè)的原因或事件引起的變化，現(xiàn)在經(jīng)常稱為“特殊原因”）。據(jù)此應(yīng)該著重研究和消除異常原因，以便改進(jìn)質(zhì)量，但不必浪費(fèi)資源去解決對(duì)整個(gè)過程和生產(chǎn)質(zhì)量影響不大的偶然原因。這種方法亦可用來(lái)確定某一工序的固有能力，此時(shí)“控制界限”可作為一個(gè)工序的合格率的控制線。

當(dāng)貝爾實(shí)驗(yàn)室科學(xué)家將休哈特的概念付諸實(shí)施時(shí)，他的方法使幾項(xiàng)廢品降低了50％，和節(jié)省西方電氣公司幾百萬(wàn)美元的開銷和材料。利用他的統(tǒng)計(jì)技術(shù)證明通過質(zhì)量改進(jìn)能夠節(jié)約成本和增加利潤(rùn)，并且引起許多大型工業(yè)公司的注意。管理部門開始認(rèn)識(shí)到人不能生產(chǎn)出工序所允許的更多的產(chǎn)品和更好的質(zhì)量。在他1931年的著作《控制產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)檢驗(yàn)》中全文述他的統(tǒng)計(jì)抽樣方法的研究結(jié)果，并且這個(gè)結(jié)果仍然是現(xiàn)代統(tǒng)計(jì)過程控制的基礎(chǔ)。一位西方電氣公司的同事戴明（Edware Deming）在參加美國(guó)作戰(zhàn)部和后來(lái)在日本講授質(zhì)量基本原理時(shí)，將休哈特的成果加以擴(kuò)展。戴明在他的“管理的14項(xiàng)職責(zé)”中將統(tǒng)計(jì)過程控制和質(zhì)量論述為管理哲學(xué)，并把它作為一種工具使工人參與搞好機(jī)構(gòu)的活動(dòng)。他采用這種統(tǒng)計(jì)工具和管理哲學(xué)去鼓勵(lì)工人負(fù)責(zé)在他們控制下的工序的質(zhì)量。休哈特的實(shí)踐和戴明的哲學(xué)相結(jié)合至今還在不斷提高美國(guó)工業(yè)的質(zhì)量和生產(chǎn)率。SPC的基礎(chǔ)——各種控制圖

過程控制圖可分為兩大類別：用于測(cè)量變量的圖表和用于測(cè)量屬性的圖表。根據(jù)監(jiān)控的過程和收集數(shù)據(jù)的來(lái)源，它們的用途各不相同。

變量圖的實(shí)例：監(jiān)控型砂緊實(shí)率。兩碾砂之間通常會(huì)出現(xiàn)緊實(shí)率的少量變化。比照控制允許值來(lái)跟蹤這種變化可以確定工序是否在合格范圍之內(nèi)，或者在不合格緊實(shí)率的型砂出現(xiàn)能迅速指出那些需要檢查或改正的，因“特殊原因”而產(chǎn)生的事件。

屬性圖的實(shí)例：在制芯操作中跟蹤有缺陷的砂芯數(shù)目，計(jì)算在一個(gè)班次砂芯成品率。跟蹤與控制范圍有關(guān)的數(shù)據(jù)可以保證前面各工序的總體質(zhì)量，或者在下一個(gè)缺陷砂芯產(chǎn)生之前指出需要檢查和改正芯盒或制芯工藝參數(shù)設(shè)置。

變量控制圖：

最常用的變量控制圖表是X控制圖和R控制圖，它們經(jīng)常一起使用。X控制圖用來(lái)監(jiān)控工序的位置或者工序的計(jì)量值，而R控制圖用來(lái)監(jiān)控工序的范圍或者分布。在正常運(yùn)用中，獲取一個(gè)樣本的多個(gè)讀數(shù)，然后相加及求平均值后產(chǎn)生繪在圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)。任何落在上控制限（UCL）或下控制限（LCL）之外的數(shù)據(jù)點(diǎn)表示由于特殊原因引起的不合格的工序變化，在進(jìn)行下一步生產(chǎn)之前需要檢查和改正。

除了數(shù)據(jù)點(diǎn)超出UCL或LCL表示有特殊原因之外，還有其他規(guī)律可指出在沒有超出UCL或LCL時(shí)存在的特殊原因。這些規(guī)律的依據(jù)是變量的統(tǒng)計(jì)概率，并可以對(duì)很快失控的工藝過程作出預(yù)先提示。這樣就能夠在生產(chǎn)出有缺陷產(chǎn)品之前進(jìn)行檢查和改正。一些常用的實(shí)例包括：

●2個(gè)以上接近UCL或LCL的連接續(xù)點(diǎn)

● 6個(gè)增加或降低的連續(xù)點(diǎn)

●8個(gè)在中間值一邊的連續(xù)點(diǎn)

● 14中間值兩邊交替出現(xiàn)的連續(xù)點(diǎn)

還有其他限制更多的規(guī)律，由控制圖的特殊區(qū)域來(lái)決定，而且對(duì)于剛開始SPC計(jì)劃的鑄造廠來(lái)說(shuō)還不需要這些規(guī)律。這些規(guī)律隨工序的不同而有差別。應(yīng)該記住，過多規(guī)律可能產(chǎn)生大量的“偽報(bào)警”，但規(guī)律太少又可能在生產(chǎn)過程中漏檢有關(guān)的問題。

當(dāng)?shù)谝淮谓⒁粋€(gè)生產(chǎn)工序的X控制圖或R控制圖時(shí)，UCL、LCL和中值數(shù)控線必須確定下來(lái)而不是隨意規(guī)定。這就需要實(shí)時(shí)運(yùn)行和測(cè)量，然后采用測(cè)量值計(jì)算出UCL、LCL和中間值。為確保計(jì)算值為有效性，工序的生產(chǎn)過程必須是穩(wěn)定的和可重復(fù)的，否則所提數(shù)據(jù)有偏移，在以后可能對(duì)生產(chǎn)過程產(chǎn)生錯(cuò)誤的反饋。采用著名的平方律可從讀數(shù)值來(lái)驗(yàn)證生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，具有“鐘形曲線”的正態(tài)分布即表明生產(chǎn)過程是穩(wěn)定的。用于生產(chǎn)過程控制的步聚和計(jì)算在本文提及的參考書中有許多介紹，當(dāng)首次建立圖表時(shí)必須遵守這些文獻(xiàn)。屬性控制圖：

屬性圖用于不可計(jì)量的特性的控制。這些特性通常用“好”或“不好”等來(lái)表達(dá)，正如在化妝品檢驗(yàn)或測(cè)試運(yùn)行中所遇到的情況那樣。這種特性稱為屬性，用簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)來(lái)制表。屬性圖表有三種主要類型：

●P圖，測(cè)量某批產(chǎn)品中缺陷部件的百分比

●np圖，測(cè)量某批產(chǎn)品中缺陷部件的數(shù)目

●C圖，監(jiān)控某批產(chǎn)品中缺陷部件的總數(shù)

對(duì)于X直方圖和R曲線圖的控制界限要建立在對(duì)穩(wěn)定運(yùn)行的工藝過程的初始計(jì)算上。這是一個(gè)連續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)品的過程，所有的缺陷來(lái)自工藝過程內(nèi)部的固有的普遍原因，而不是由需要

檢查和改正的特殊原因所引起來(lái)。在某些例子中，例如鐵素體球鐵Mn的含量，可以規(guī)定一個(gè)控制上限，當(dāng)材質(zhì)缺陷達(dá)到不可接受的水平生產(chǎn)時(shí)過程必須中斷。

其他數(shù)據(jù)收集方法：

雖然統(tǒng)計(jì)過程管理可用來(lái)減少，甚至可能取消中間經(jīng)驗(yàn)判斷的操作，但是所有實(shí)施的經(jīng)驗(yàn)判斷應(yīng)盡量收集和編制最有意義的數(shù)據(jù)。如前所述，當(dāng)需要建立工序控制點(diǎn)時(shí)，這些數(shù)據(jù)對(duì)首先應(yīng)在何處加強(qiáng)控制提供了巨大的幫助。同時(shí)它也提供了與SPC圖表、數(shù)據(jù)相關(guān)的反饋，使管理層確信SPC計(jì)劃正在改進(jìn)質(zhì)量和降低成本。

缺陷記錄可用來(lái)收集目視檢查的數(shù)據(jù)，還可以提供與SPC實(shí)施無(wú)關(guān)的有用數(shù)據(jù)。合理使用缺陷記錄，并配合對(duì)過程的周密計(jì)劃，則缺陷記錄可以指明改進(jìn)過程的方向。記錄應(yīng)設(shè)計(jì)成易于單個(gè)產(chǎn)品缺陷輸入，以便減少對(duì)總體工作流程的影響，但又能涵蓋過程中所能出現(xiàn)的各個(gè)缺陷。

缺陷記錄中的數(shù)據(jù)可以一個(gè)生產(chǎn)班次為單位計(jì)算，將結(jié)果制成排列圖（Pareto圖）格式制成圖表。在排列圖中缺陷記錄按照出現(xiàn)頻次從高向低排列，以保證重點(diǎn)改進(jìn)項(xiàng)目得以優(yōu)先解決。同樣可以直觀地反映出那些有效產(chǎn)品缺陷的嘗試。使用EXCEL電子表格很容易繪制排列圖。

5如何實(shí)施SPC

5.1我廠應(yīng)用SPC的歷史和現(xiàn)狀

我廠從80年代就開始引進(jìn)和實(shí)施全面質(zhì)量管理，對(duì)過程中影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵工序建立工序質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)，對(duì)關(guān)鍵的過程指標(biāo)采用控制圖等SPC的應(yīng)用，但長(zhǎng)期以來(lái)，一直存在一些認(rèn)識(shí)上的誤區(qū)。以為收集一些的質(zhì)量數(shù)據(jù)，做幾個(gè)控制圖，掛在墻上展示一下，計(jì)算一下Cpk，就算使用了SPC，這樣其實(shí)只能應(yīng)付公司質(zhì)量部門的審核，很少有人不覺得這樣做是個(gè)負(fù)擔(dān)。98年通過QS9000質(zhì)量體系認(rèn)證后，我們的客戶和體系的要求，必須在過程控制中有效使用SPC，控制計(jì)劃和作業(yè)指導(dǎo)書保留原有的工序質(zhì)量控制點(diǎn)的應(yīng)用，為了減少數(shù)據(jù)收集和統(tǒng)計(jì)的“麻煩”，將原有的SPC控制圖表人為減少，以利于審核的通過，這些認(rèn)識(shí)都是很初級(jí)的，完全沒有理解SPC動(dòng)態(tài)過程控制的核心，根本不能達(dá)到對(duì)過程質(zhì)量動(dòng)態(tài)、連續(xù)監(jiān)控的目的。

有些人員在接觸了SPC后，試圖寄望它不只能發(fā)現(xiàn)過程的異常波動(dòng)，更應(yīng)該給出導(dǎo)致異常的過程要素和原因。如異常情況是由設(shè)備、原料或操作上的什么問題引起的？其實(shí)這些想法是不切實(shí)際的，也是沒有理論依據(jù)的。SPC工具是用統(tǒng)計(jì)學(xué)方法對(duì)過程質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理、使工序質(zhì)量狀態(tài)可視化。而可視化的控制圖只反映當(dāng)前過程的運(yùn)行狀態(tài)或者未來(lái)趨勢(shì)，并不能反映導(dǎo)致這種狀態(tài)出現(xiàn)的內(nèi)在原因。異常原因還要由人去查找，究竟哪道工序是導(dǎo)致異常的根源這樣的特殊情況。所以，理想化的期望必將影響質(zhì)管人員對(duì)SPC的信心，也將阻礙工廠實(shí)施SPC的進(jìn)程。

5.2SPC計(jì)劃

著手開展SPC和數(shù)據(jù)收集計(jì)劃時(shí)，要留意打好基礎(chǔ)以減少執(zhí)行中出現(xiàn)的問題。采用一次涉及太多問題的“獵槍”法會(huì)遇到要求高級(jí)支援的困難，占用質(zhì)量和工程小組的日常生產(chǎn)支持時(shí)間，雖然大公司有錢請(qǐng)專人執(zhí)行和支持SPC和數(shù)據(jù)收集，較小的公司常會(huì)增加現(xiàn)有雇員的任務(wù)。最好的方法是全面推廣前，先在便于管理的小范圍內(nèi)運(yùn)行和獲得成功的執(zhí)行經(jīng)驗(yàn)。

實(shí)施SPC前，先開始檢查現(xiàn)有的數(shù)據(jù)，尋找產(chǎn)生鑄件主要缺陷的關(guān)鍵過程。如果沒有過硬的數(shù)據(jù)，也可非正式評(píng)估某一個(gè)正在花費(fèi)技術(shù)人員許多時(shí)間去解決問題的過程。它通常會(huì)是某一方面如砂芯質(zhì)量的問題，并隨著設(shè)備、原材料、方法、人力和工作環(huán)境本身的變化而變化。一旦選擇某一過程作為重點(diǎn)，即入下一個(gè)步驟。

根據(jù)所監(jiān)控的過程來(lái)決定你要收集變量數(shù)據(jù)還是屬性數(shù)據(jù)。這些作為運(yùn)作選擇適當(dāng)?shù)目刂茍D表。如果收集變量數(shù)據(jù)，通常使用X直方圖和R曲線圖。如果收集屬性數(shù)據(jù)，往往選擇P或NP圖，在這兩大類圖中還有各種不同式的樣圖，技術(shù)人員和質(zhì)量工程師在開發(fā)和需要進(jìn)一步深入時(shí)會(huì)再使用這些圖。

在開展SPC工作初期，可用人工計(jì)算數(shù)據(jù)和作圖，而不要用電子數(shù)據(jù)表格的圖表或自動(dòng)軟件包。人工作圖讓操作人員對(duì)數(shù)據(jù)收集過程有實(shí)際的感受。并且最終獲得主宰過程和參與數(shù)據(jù)收集的感受，經(jīng)過一段時(shí)間之后，系統(tǒng)可停止對(duì)操作人員的數(shù)據(jù)收集任務(wù)和理順整個(gè)SPC過程。

必須對(duì)操作人員提供為什么和怎樣實(shí)施SPC和數(shù)據(jù)收集的充分訓(xùn)練。以小組活動(dòng)的形式解釋清楚他們承擔(dān)的特定過程的變化對(duì)最終產(chǎn)品總質(zhì)量的影響。然后，對(duì)統(tǒng)計(jì)過程管理作審查，使用簡(jiǎn)單的練習(xí)來(lái)說(shuō)明過程內(nèi)的變化，以及如何監(jiān)控讓他們制作測(cè)試圖圖表和跟蹤過程數(shù)據(jù)。直至他們懂得數(shù)據(jù)收集的重要性和他們過程的作用。如果培訓(xùn)獲得成功，負(fù)責(zé)該計(jì)劃的質(zhì)量和工程小組在真正實(shí)施和執(zhí)行時(shí)就比較容易了。

5.3 SPC和數(shù)據(jù)收集的方法

只要提供可用于改善現(xiàn)行過程有意義的數(shù)據(jù)，任何統(tǒng)計(jì)過程管理和數(shù)據(jù)收集方法都可以使用。

開始起動(dòng)一個(gè)計(jì)劃時(shí)，特別當(dāng)員工沒有SPC經(jīng)驗(yàn)時(shí)，最好使用人工方法進(jìn)行運(yùn)作，與經(jīng)費(fèi)多少或易于使用無(wú)關(guān)，人工方法為在機(jī)構(gòu)內(nèi)執(zhí)行統(tǒng)計(jì)過程管理和觀念提供堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。有一種錯(cuò)誤概念認(rèn)為，SPC需要高級(jí)數(shù)學(xué)技巧，實(shí)際上對(duì)于任何會(huì)用小型計(jì)算器的人員來(lái)說(shuō)，所用大部分計(jì)算都是很簡(jiǎn)單的。

對(duì)于我廠現(xiàn)階段的實(shí)際情況來(lái)說(shuō)，人工方法就足夠了，雖然利用基于電子表格EXCEL的控制圖可提高效率。電子數(shù)據(jù)表格本身可做大量數(shù)字的數(shù)據(jù)收集工作，也可生成控制圖，而無(wú)需對(duì)數(shù)據(jù)點(diǎn)作連線的例行事務(wù)。最后，它還是提供數(shù)據(jù)可在局域網(wǎng)內(nèi)實(shí)時(shí)存取的方法，便于信息的查閱。

5.4SPC實(shí)施步驟流程

6網(wǎng)絡(luò)化SPC是過程質(zhì)量系統(tǒng)的必然選擇

鑄件的質(zhì)量是每個(gè)工序產(chǎn)品質(zhì)量的累積，有時(shí)微量元素較小的變化也能影響整個(gè)產(chǎn)品的使用性能。要全面提升企業(yè)的過程質(zhì)量控制能力，必須從每一個(gè)操作、每一道工序的處理做起，形成自始至終的過程控制閉環(huán)，實(shí)現(xiàn)全面過程質(zhì)量控制，達(dá)到休哈特理論中的全穩(wěn)生產(chǎn)線。只有形成這樣的控制局面，才能保證企業(yè)范圍生產(chǎn)過程的可控態(tài)。有了穩(wěn)定的工序狀態(tài)，才會(huì)有穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量。

過程質(zhì)量控制不但要處處有，還要人人參與。它不只是現(xiàn)場(chǎng)操作工的事情，企業(yè)各層的質(zhì)量管理人員都應(yīng)積極參與到這一工作中去，從而形成互相分工、互相關(guān)聯(lián)、互相監(jiān)督的全員化

網(wǎng)絡(luò)型過程質(zhì)量保證體系。SPC只有在企業(yè)的真正需求的前提下，把網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)與SPC科學(xué)結(jié)合了起來(lái)，才能為企業(yè)提供了一個(gè)全面的過程質(zhì)量解決方案。

基于大型數(shù)據(jù)庫(kù)的網(wǎng)絡(luò)化SPC系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)企業(yè)全面過程質(zhì)量控制的優(yōu)選方案。它以企業(yè)局域網(wǎng)設(shè)施為基礎(chǔ)，以大型數(shù)據(jù)庫(kù)為平臺(tái)，以質(zhì)量數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、SPC現(xiàn)場(chǎng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控系統(tǒng)、質(zhì)管員監(jiān)督分析系統(tǒng)、管理層質(zhì)量查閱系統(tǒng)等為應(yīng)用框架，構(gòu)成了功能完整、運(yùn)行有效的企業(yè)網(wǎng)絡(luò)化SPC過程質(zhì)量控制系統(tǒng)。針對(duì)企業(yè)生產(chǎn)過程質(zhì)量參數(shù)多（包括產(chǎn)品和工藝參數(shù)，計(jì)量和計(jì)數(shù)參數(shù)等），數(shù)據(jù)采集連續(xù)性、高頻度的情況，只有大型數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)能夠承擔(dān)數(shù)據(jù)的管理工作。網(wǎng)絡(luò)化的系統(tǒng)框架，可以把質(zhì)量監(jiān)控點(diǎn)布置到從辦公室到生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的任何角落，是全面過程質(zhì)量系統(tǒng)的思想基礎(chǔ)。

建立網(wǎng)絡(luò)化SPC軟件，使數(shù)據(jù)更便于輸入，用基于電子數(shù)據(jù)表格的數(shù)據(jù)輸入圖表，能自動(dòng)求出過程運(yùn)行中的讀數(shù)之和并且計(jì)算上下控制界限。它可24小時(shí)收集數(shù)據(jù)和自動(dòng)作出圖表，包括X直方圖和R曲線圖。系統(tǒng)駐留在屏幕打印機(jī)旁邊的專用計(jì)算機(jī)內(nèi)，并且可通過局域網(wǎng)獲得可視的數(shù)據(jù)。SPC系統(tǒng)有多種型式和大小，從互聯(lián)網(wǎng)獲得的免費(fèi)軟件和共享軟件到200～1000美元的軟件包，提供所需要的各種圖表和輸出方式。軟件包具有許多用戶配置選項(xiàng)和作圖規(guī)則，并考慮到多道工序或多條生產(chǎn)線的監(jiān)控。最高級(jí)的和數(shù)據(jù)收集是全部硬件/軟件結(jié)合的集成，它把設(shè)備直接連接到軟件和網(wǎng)絡(luò)。這些軟件可預(yù)設(shè)告警界限和用戶實(shí)施的規(guī)則，以及當(dāng)某一過程超出控制范圍時(shí)自動(dòng)告知適當(dāng)?shù)娜藛T。這種解決方案的價(jià)格較高。

7總結(jié)

仍然使用質(zhì)量控制的“檢測(cè)”方法的鑄造企業(yè)不但浪費(fèi)時(shí)間和金錢，而且面對(duì)我們的對(duì)手失去競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。統(tǒng)計(jì)控制過程和數(shù)據(jù)收集對(duì)我廠在改進(jìn)質(zhì)量和降低成本方面都有很大幫助。如果從結(jié)構(gòu)和邏輯性方面著手的話，實(shí)施人工SPC和數(shù)據(jù)收集計(jì)劃是較簡(jiǎn)單和有效的。在此基礎(chǔ)上計(jì)劃可以升級(jí)，通過基于自已編制的電子數(shù)據(jù)表、便宜的現(xiàn)成軟件包來(lái)實(shí)現(xiàn)。不管怎樣，統(tǒng)計(jì)過程控制和數(shù)據(jù)收集對(duì)任何過程和產(chǎn)品都有用處，這時(shí)毫無(wú)疑問的事情。

參考文件：

〔1〕公司內(nèi)部QCD教育手冊(cè)：質(zhì)量管理

〔2〕愛肯錫公司培訓(xùn)講義：統(tǒng)計(jì)過程控制

第三篇：統(tǒng)計(jì)過程控制SPC學(xué)習(xí)與總結(jié)

SPC統(tǒng)計(jì)過程控制總結(jié)

1、均值極差圖無(wú)論是數(shù)據(jù)采集時(shí)還是日常監(jiān)控，每個(gè)子組數(shù)據(jù)都應(yīng)是連續(xù)采集的；

2、對(duì)于R圖（包括S圖、MR圖）判異準(zhǔn)則通常只有超出控制限這一條，換句話說(shuō)就是所要監(jiān)控的是子組數(shù)據(jù)是否符合要求；

3、對(duì)于均值圖的判異（包括單值圖）不應(yīng)過于教條于判異準(zhǔn)則，要結(jié)合過程實(shí)際情況（如周期性波動(dòng)），思考均值圖波動(dòng)的原因以及過程可能會(huì)出現(xiàn)的情況；

4、控制圖只關(guān)注于過程是否受控，不與產(chǎn)品特性是否符合規(guī)范要求相聯(lián)系；

5、在計(jì)算控制圖控制限時(shí)要視實(shí)際情況而定，要判斷控制圖異常數(shù)據(jù)產(chǎn)生的原因，僅踢走由特殊原因產(chǎn)生之?dāng)?shù)據(jù)，如果異常原因不可避免應(yīng)視其為普通原因予以考量（見12）；

6、Cpk的前提是過程穩(wěn)定受控，即需先以控制圖監(jiān)控其過程之狀態(tài)，并排除特殊原因繼而達(dá)到過程穩(wěn)定受控，且可計(jì)算Cpk；

7、判異準(zhǔn)則通常不可僅用超出控制限點(diǎn)此一條，至少還應(yīng)有鏈，即七點(diǎn)連續(xù)上升或下降及中心線一側(cè)，若僅有超出控制限點(diǎn)，不可稱其為控制圖；

8、過度調(diào)整即不正常干預(yù)，對(duì)實(shí)際處于統(tǒng)計(jì)受控的過程采取措施，將一個(gè)變差或錯(cuò)誤視為一種特殊原因，但事實(shí)上此原因?qū)傧到y(tǒng)性即為普通原因；

9、七點(diǎn)連續(xù)上升或下降，通常在5、6點(diǎn)時(shí)就應(yīng)采取措施，已達(dá)到對(duì)過程的及時(shí)控制；

10、控制限通常不必做定期調(diào)整，但當(dāng)過程有重大變化之情況，且導(dǎo)致控制限發(fā)生永久性變化，則需進(jìn)行控制限調(diào)整；

11、單值-移動(dòng)極差圖在日常使用中，每張控制圖的第一點(diǎn)應(yīng)與上張圖的最后點(diǎn)相減；

12、同5，控制限計(jì)算時(shí)不一定要把所有的超差（特殊原因）踢出，如果超差是知其原因，且不可避免并可預(yù)測(cè)，則不應(yīng)踢出；

13、控制圖特性的選擇應(yīng)結(jié)合關(guān)鍵特性，分析潛在失效原因，且參數(shù)有足夠代表性，即過程的絕大變差能通過此特性反映出來(lái)；

14、驗(yàn)收設(shè)備所做的Cmk，對(duì)具體操作人員沒有要求；

15、分析異常原因應(yīng)從“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)”進(jìn)行分析，“機(jī)”通?？勺钕扰懦?，而原因是“測(cè)”的因素可能最多；

16、控制圖只是一種預(yù)測(cè)的工具，置信區(qū)間以猜大之原則；

17、對(duì)于非正態(tài)分布的過程，可采取中心極限定理之方法，擴(kuò)大子組n值(均值極差圖)；

第四篇：過程控制實(shí)驗(yàn)報(bào)告

電子科技大學(xué)自動(dòng)化學(xué)院

標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告

（實(shí)驗(yàn)）課程名稱：過程控制系統(tǒng)

學(xué)生姓名：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師：莊朝基

實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)：清水河主樓 C2-110

實(shí)驗(yàn)時(shí)間：2011年11月

實(shí)驗(yàn)報(bào)告

一、實(shí)驗(yàn)室名稱：智能控制實(shí)驗(yàn)室

二、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目名稱：

三、實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)：

四、實(shí)驗(yàn)原理：

五、實(shí)驗(yàn)?zāi)康模?/p>

六、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

七、實(shí)驗(yàn)器材（設(shè)備、元器件）：

八、實(shí)驗(yàn)步驟：

九、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析：

十、實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

十一、總結(jié)及心得體會(huì)：

十二、對(duì)本實(shí)驗(yàn)過程及方法、手段的改進(jìn)建議：

第五篇：過程控制知識(shí)點(diǎn)總結(jié)

緒論 氣動(dòng)控制：儀表信號(hào)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：0.02-0.1Mpa 電動(dòng)控制：DDZ-2信號(hào)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：0-10mADC

DDZ-3信號(hào)的傳輸標(biāo)準(zhǔn)：4-20mADC 計(jì)算機(jī)控制:DCS、PLC（模擬量4-20mA、1-5V）

FCS（標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議）穩(wěn)定性指標(biāo)：衰減比（衰減率）

準(zhǔn)確性指標(biāo)：殘余偏差，最大動(dòng)態(tài)偏差，超調(diào)量 快速性指標(biāo)：調(diào)節(jié)時(shí)間（振蕩頻率）

第一章

1、被控對(duì)象：即被控制的生產(chǎn)設(shè)備或裝置 被控變量－被控對(duì)象需控制的變量

2、執(zhí)行器：直接用于控制操縱變量變化。執(zhí)行器接收到控制器的輸出信號(hào)，通過改變執(zhí)行器節(jié)流件的流通面積來(lái)改變操縱變量。常用的是控制閥。

3、控制器（調(diào)節(jié)器）：按一定控制規(guī)律進(jìn)行運(yùn)算，將結(jié)果輸出至執(zhí)行器。

4、測(cè)量變送器：用于檢測(cè)被控量，并將檢測(cè)到的信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出。

穩(wěn)態(tài)：系統(tǒng)不受外來(lái)干擾，同時(shí)設(shè)定值保持不變，因而被調(diào)量也不會(huì)隨時(shí)間變化，整個(gè)系統(tǒng)處于穩(wěn)定平衡的工況

動(dòng)態(tài)：系統(tǒng)受外來(lái)干擾或設(shè)定值改變后，被控量隨時(shí)間變化，系統(tǒng)處于未平衡狀態(tài)。過度過程：從一個(gè)穩(wěn)態(tài)到達(dá)另一個(gè)穩(wěn)態(tài)的過程。

過渡過程的形式：非周期過程（單調(diào)發(fā)散和單調(diào)衰減）；振蕩過程（發(fā)散、等幅振蕩、衰減振蕩）評(píng)價(jià)控制系統(tǒng)的性能指標(biāo)：穩(wěn)定性、準(zhǔn)確性、快速性

穩(wěn)定性：穩(wěn)定性是指系統(tǒng)受到外來(lái)作用后，其動(dòng)態(tài)過程的振蕩傾向和系統(tǒng)恢復(fù)平衡的能力。

準(zhǔn)確性：理想情況下，當(dāng)過渡過程結(jié)束后，被控變量達(dá)到的穩(wěn)態(tài)值（即平衡狀態(tài)）應(yīng)與設(shè)定值一致。

快速性：快速性是通過動(dòng)態(tài)過程持續(xù)時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)表征的。

多數(shù)工業(yè)過程的特性可分為下列四種類型：自衡的非振蕩過程； 無(wú)自衡的非振蕩過程；有自衡的振蕩過程 具有反向特性的過程

放大系數(shù)K對(duì)系統(tǒng)的影響：控制通道（放大系數(shù)越大，控制作用對(duì)擾動(dòng)的補(bǔ)償能力強(qiáng)，有利于克服擾動(dòng)的影響，余差就越?。_動(dòng)通道（當(dāng)擾動(dòng)頻繁出現(xiàn)且幅度較大時(shí)，放大系數(shù)大，被控變量的波動(dòng)就會(huì)很大，使得最大偏差增大；）

滯后時(shí)間τ對(duì)系統(tǒng)的影響：控制通道（滯后時(shí)間越大，控制質(zhì)量越差）擾動(dòng)通道（擾動(dòng)通道中存在容量滯后，可使階躍擾動(dòng)的影響趨于緩和，對(duì)控制系統(tǒng)是有利的）工業(yè)過程動(dòng)態(tài)特性的特點(diǎn)

（1）對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性是不振蕩的

（2）對(duì)象動(dòng)態(tài)特性有遲延。遲延包括容積遲延、傳輸遲延。（3）被控對(duì)象本身是穩(wěn)定的或中性穩(wěn)定的（4）被控對(duì)象往往具有非線性特性

第二章

控制規(guī)律：控制器的輸出信號(hào)隨偏差信號(hào)的變化而變化的規(guī)律。

正作用控制器：y↑，u↑，故Kc為負(fù)；反作用控制器：y↑，u↓，故Kc為正 氣開閥的增益為正，氣關(guān)閥的增益為負(fù)

比例調(diào)節(jié)（P調(diào)節(jié)）動(dòng)作規(guī)律：反應(yīng)及時(shí)，超調(diào)量小，有差調(diào)節(jié)

比例度δ的物理意義：如果輸出u直接代表調(diào)節(jié)閥開度的變化量,那么δ就代表使調(diào)節(jié)閥開度改變100%，即從全關(guān)到全開時(shí)所需的被調(diào)量的變化范圍

δ越大：過渡過程越平穩(wěn)，殘差大，穩(wěn)定性↑，調(diào)節(jié)時(shí)間↑。δ減?。赫袷幖觿?，穩(wěn)定性↓，殘差小。δ減到某一數(shù)值時(shí)，出現(xiàn)等幅振蕩，此時(shí)稱為臨界比例度 積分調(diào)節(jié)（I調(diào)節(jié)）的特點(diǎn)：滯后性、無(wú)差調(diào)節(jié)、穩(wěn)定性差。

增大積分速度將會(huì)降低控制系統(tǒng)的穩(wěn)定程度，直到最后出現(xiàn)發(fā)散的振蕩過程．Ti愈小，積分部分所占比重愈大。

比例積分調(diào)節(jié)的動(dòng)作規(guī)律：利用P調(diào)節(jié)快速抵消干擾，同時(shí)利用I調(diào)節(jié)消除殘差

積分飽和現(xiàn)象：如果調(diào)節(jié)器能夠隨著輸出的變化而變化，那么偏差e也就會(huì)逐漸變化，最后為0,但是如果由于某種原因(如閥門關(guān)閉，泵故障)被調(diào)量偏差無(wú)法消除，而調(diào)節(jié)器還是試圖要校正這個(gè)偏差，因此積分項(xiàng)不停增大(絕對(duì)值增大)，經(jīng)過一段時(shí)間后，調(diào)節(jié)器輸出將進(jìn)入深度飽和狀態(tài)，這種現(xiàn)象稱為積分飽和現(xiàn)象 微分調(diào)節(jié)總是力圖抑制被調(diào)量的振蕩，它有提高控制系統(tǒng)穩(wěn)定性的作用．適度引入微分動(dòng)作可以允許稍微減小比例帶，同時(shí)保持衰減率不變．微分調(diào)節(jié)具有超前作用。使用微分作用時(shí)，要注意以下幾點(diǎn)：

（1）微分作用的強(qiáng)弱要適當(dāng)：TD太小，調(diào)節(jié)作用不明顯，控制質(zhì)量必改善不大。TD太大，調(diào)節(jié)作用過強(qiáng)，引起被調(diào)量大幅度振蕩，穩(wěn)定性下降。（2）微分調(diào)節(jié)動(dòng)作對(duì)于純遲延過程是無(wú)效的。

（3）PD調(diào)節(jié)器的抗干擾能力很差，這只能應(yīng)用于被調(diào)量的變化非常平穩(wěn)的過程，一般不用于流量和液位控制系統(tǒng)。δ越?。↘C越大），比例作用越強(qiáng)；TI越小，積分作用越強(qiáng)；TD越大，微分作用越強(qiáng)；TD＝0，則為PI控制；TI＝∞，則為PD控制；

τ/T<0.2：選擇比例或比例積分動(dòng)作。0.2<τ/T≤1.0：選擇比例微分或比例積分微分動(dòng)作。τ/T>1.0：采用簡(jiǎn)單控制系統(tǒng)不能滿足控制要求，應(yīng)選用復(fù)雜控制系統(tǒng)，如串級(jí)，前饋控制等．

第三章

控制系統(tǒng)的控制質(zhì)量的決定因素:被控對(duì)象的動(dòng)態(tài)特性 整定的實(shí)質(zhì): 通過選擇控制器參數(shù)，使其特性和過程特性相匹配，以改善系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)最佳的控制效果

整定的前提條件：設(shè)計(jì)方案合理，儀表選擇得當(dāng)，安裝正確

IE（誤差積分）簡(jiǎn)單，也稱為線性積分準(zhǔn)則，但是不能抑制響應(yīng)等幅波動(dòng) IAE（絕對(duì)誤差積分）：抑制響應(yīng)等幅波動(dòng)

ISE（平方誤差積分）抑制響應(yīng)等幅波動(dòng)和大誤差，但是不能反映微小誤差對(duì)系統(tǒng)的影響 ITAE（時(shí)間與絕對(duì)誤差乘積積分）：著重懲罰過度時(shí)間過長(zhǎng)

常用的工程整定法有以下幾種：動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法；穩(wěn)定邊界法；衰減曲線法；經(jīng)驗(yàn)法 動(dòng)態(tài)特性參數(shù)法（響應(yīng)曲線法）整定步驟：

（1）在手動(dòng)狀態(tài)下，改變控制器輸出（通常采用階躍變化），記錄下測(cè)量變送環(huán)節(jié)Gm（s）的輸出響應(yīng)曲線y（t）。

（2）由開環(huán)響應(yīng)曲線獲得單位階躍響應(yīng)曲線，并求取 “廣義對(duì)象”的近似模型與模型參數(shù)；（3）根據(jù)控制器類型與對(duì)象模型，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式選擇PID參數(shù)并投入閉環(huán)運(yùn)行。在運(yùn)行過程中，可對(duì)增益作調(diào)整

穩(wěn)定邊界法（臨界比例度法）整定步驟：

1)使調(diào)節(jié)器僅為比例控制，比例帶δ設(shè)為較大值，TI=∞,TD=0,讓系統(tǒng)投入閉環(huán)運(yùn)行.2)待系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定后，逐漸減小比例帶，直到系統(tǒng)出現(xiàn)等幅振蕩，即臨界振蕩過程．此時(shí)的比例帶為δcr，振蕩周期為Tcr 3)利用δcr和Tcr值，按穩(wěn)定邊界法參數(shù)整定計(jì)算公式表，求調(diào)節(jié)器各整定參數(shù)δ,TI, TD 衰減曲線法整定步驟：

1)使調(diào)節(jié)器僅為比例控制,比例帶δ設(shè)為較大值,TI=∞,TD=0,讓系統(tǒng)投入運(yùn)行.2)待系統(tǒng)穩(wěn)定后，作設(shè)定值階躍擾動(dòng)，并觀察系統(tǒng)的響應(yīng)．若系統(tǒng)響應(yīng)衰減太快，則減小比例帶；反之，若系統(tǒng)響應(yīng)衰減過慢，應(yīng)增大比例帶.如此反復(fù), 直到系統(tǒng)出現(xiàn)4:1衰減振蕩過程或者如圖b所示的衰減比為10：1的振蕩過程時(shí).記錄下此時(shí)的δ值（設(shè)為δs），以及Ts值（如圖a中所示），或者Tr值（如圖b中所示）。

經(jīng)驗(yàn)法： 簡(jiǎn)單可靠，能夠應(yīng)用于各種控制系統(tǒng)，特別適合擾動(dòng)頻繁、記錄曲線不太規(guī)則的控制系統(tǒng)；缺點(diǎn)是需反復(fù)湊試，花費(fèi)時(shí)間長(zhǎng)。

臨界比例度法：簡(jiǎn)便而易于判斷，整定質(zhì)量較好，適用于一般的溫度、壓力、流量和液位控制系統(tǒng)；但對(duì)于臨界比例度很小

衰減曲線法：優(yōu)點(diǎn)是較為準(zhǔn)確可靠，而且安全，整定質(zhì)量較高

第四章

1、啟動(dòng)調(diào)節(jié)閥的執(zhí)行機(jī)構(gòu)的正反作用形式是3 如何定義的？在結(jié)構(gòu)上有何不同？

正作用:信號(hào)壓力增加時(shí)，推桿向下移動(dòng)(ZMA)；反作用:信號(hào)壓力增大時(shí)，推桿向上移動(dòng)(ZMB)。正作用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)：控制器輸出增加，閥桿下移。反作用執(zhí)行機(jī)構(gòu)：控制器輸出增加，閥桿上移。

2、調(diào)節(jié)閥的流量系數(shù)C是什么含義？如何根據(jù)C選擇調(diào)節(jié)閥的口徑？

流量系數(shù)C:在給定行程下, 閥兩端壓差為0.1Mpa, 水密度為1g/cm3時(shí), 流經(jīng)調(diào)節(jié)閥的水的流量, 以m3/h表示(體積流量)。流量系數(shù)是表示調(diào)節(jié)閥通流能力的參數(shù)。它根據(jù)流量、閥兩端的差壓和流體的密度等確定。是選擇閥門口徑的參數(shù)。調(diào)節(jié)閥口徑選定的具體步驟：確定主要計(jì)算數(shù)據(jù)：正常流量Qn，正常閥壓降△pn，正常閥阻比Sn，運(yùn)行中可能出現(xiàn)的最大穩(wěn)定流量Qmax

3、什么事調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性、理想流量特性和工作流量特性？如何選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性？

調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)特性：閥芯與閥座間節(jié)流面積與閥門開度之間的關(guān)系。理想流量特性：在調(diào)節(jié)閥前后壓差固定(△p=常數(shù))情況下得到的流量特性。工作流量特性：調(diào)節(jié)閥在實(shí)際使用條件下，其流量q與開度l之間的關(guān)系．此時(shí)閥壓降不是常數(shù).選擇調(diào)節(jié)閥的流量特性是：1.從改善控制系統(tǒng)控制質(zhì)量考慮。2.從配管狀況(S100)考慮。

調(diào)節(jié)閥的作用:接受調(diào)節(jié)器送來(lái)的控制信號(hào),調(diào)節(jié)管道中介質(zhì)的流量(即改變調(diào)節(jié)量),從而實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程的自動(dòng)化．

調(diào)節(jié)閥的分類：氣動(dòng), 電動(dòng)和 液動(dòng)三類．

氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)有薄膜式和活塞式兩種．常見的氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)均為薄膜式 閥(或稱閥體組件)它由閥體、上閥蓋組件、下閥蓋組件和閥內(nèi)件組成 氣開閥：信號(hào)壓力增加，流量增加；氣關(guān)閥：信號(hào)壓力增加，流量減小

閥門定位器的功能：定位功能；改善閥的動(dòng)態(tài)特性；改變閥的流量特性；改變氣壓作用范圍，滿足分程控制要求；用于閥門的反向動(dòng)作 閥芯形狀有快開（靈敏度最差，很少使用），直線，拋物線（特性與等百分比接近）和等百分比四種。主要使用直線和等百分比兩種。

直線結(jié)構(gòu)特性的特點(diǎn)：①斜率在全行程范圍內(nèi)是常數(shù)。②閥芯位移變化量相同時(shí),節(jié)流面積變化量也相同。③直線特性的調(diào)節(jié)閥在開度變化相同的情況下：當(dāng)流量小時(shí)，流量的變化值相對(duì)較大，調(diào)節(jié)作用較強(qiáng)，易產(chǎn)生超調(diào)和引起振蕩；流量大時(shí)，流量變化值相對(duì)較小，調(diào)節(jié)作用進(jìn)行緩慢，不夠靈敏。

等百分比結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：①曲線的放大系數(shù)是隨開度的增大而遞增的.。②在同樣的開度變化值下：流量小時(shí)（小開度時(shí)）流量的變化也?。ㄕ{(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)小），調(diào)節(jié)平穩(wěn)緩和.。流量大時(shí)（大開度時(shí)）流量的變化也大（調(diào)節(jié)閥的放大系數(shù)大），調(diào)節(jié)靈敏有效。③無(wú)論是小開度還是大開度，相對(duì)流量的變化率都是相等的，流量變化的百分比是相同的.流過調(diào)節(jié)閥的流量的決定因素有:① 閥的開度。② 閥前后的壓差。③ 所在的整個(gè)管路系統(tǒng)的工作情況。

調(diào)節(jié)閥在選型時(shí)應(yīng)該注意以下幾點(diǎn)：(1)選擇調(diào)節(jié)閥的結(jié)構(gòu)形式和材質(zhì)。(2)選擇流量特性。(3)選擇閥門口徑

第五章

1、試分析串級(jí)控制系統(tǒng)的特點(diǎn)，及其應(yīng)用場(chǎng)合。

（1）副回路（內(nèi)環(huán)）具有快速調(diào)節(jié)作用，它能有效地克服二次擾動(dòng)的影響；（2）由于內(nèi)環(huán)起了改善對(duì)象動(dòng)態(tài)特性的作用，因此可以加大主調(diào)節(jié)器的增益，提高系統(tǒng)的工作頻率。（3）對(duì)負(fù)荷或操作條件的變化具有一定的自適應(yīng)能力。串級(jí)控制系統(tǒng)主要應(yīng)用于：對(duì)象的滯后和時(shí)間常數(shù)很大、干擾作用強(qiáng)而頻繁、負(fù)荷變化4 大、對(duì)控制質(zhì)量要求較高的場(chǎng)合。

串級(jí)控制系統(tǒng)：就是采用兩個(gè)控制器串聯(lián)工作，主控制器的輸出作為副控制器的設(shè)定值，由副控制器的輸出去操縱控制閥，從而對(duì)主被控變量具有更好的控制效果。通用串級(jí)控制系統(tǒng)的方框圖：見教材P107圖5.11 串級(jí)控制系統(tǒng)具有較好的控制性的原因：1)在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)上, 它是由兩個(gè)串接工作的控制器構(gòu)成的雙閉環(huán)控制系統(tǒng).其中主回路是定值控制，副回路是隨動(dòng)控制。2)副回路的引入，大大克服了二次擾動(dòng)對(duì)系統(tǒng)被調(diào)量的影響。3)副回路的引入, 提高了整個(gè)系統(tǒng)的響應(yīng)速度,使其快速性得到了提高。4)串級(jí)控制系統(tǒng)對(duì)負(fù)荷或操作條件的變化有一定的自適應(yīng)能力． 副回路的設(shè)計(jì)主要是如何選擇副參數(shù)．其設(shè)計(jì)原則為：副參數(shù)的選擇應(yīng)使副對(duì)象的時(shí)間常數(shù)比主對(duì)象的時(shí)間常數(shù)小，調(diào)節(jié)通道短，反應(yīng)靈敏；副回路應(yīng)包含被控對(duì)象所受到的主要干擾；盡可能將帶有非線性或時(shí)變特性的環(huán)節(jié)包含于副回路中。主回路的主要任務(wù)是：滿足主參數(shù)的定值控制要求。

副回路的主要任務(wù)是：要快速動(dòng)作以迅速抵消落在副環(huán)內(nèi)的二次干擾。共振現(xiàn)象：如果主回路的工作頻率接近副回路的諧振頻率，則副回路將呈現(xiàn)出很高的增益和較大的相位滯后，這時(shí)反過來(lái)將嚴(yán)重影響主回路的穩(wěn)定性，從而使主副參數(shù)長(zhǎng)時(shí)間地大幅度地波動(dòng)的現(xiàn)象。

為避免共振現(xiàn)象，一般：Wd2>3Wd1；Td1>3Td2;一般選?。篧d2=（3~10）Wd1； Td1=（3~10）Td2 串級(jí)控制系統(tǒng)常采用的整定方法：逐步逼近法和兩部整定法。常見的比值系統(tǒng)：?jiǎn)伍]環(huán)比值控制系統(tǒng)和雙閉環(huán)比值控制系統(tǒng)

比值控制系統(tǒng)：用來(lái)實(shí)現(xiàn)兩個(gè)或以上物料之間保持一定比值關(guān)系的過程控制系統(tǒng) 教材P120公式（5-27）和（5-30）

第六章

1、前饋控制和反饋控制各有什么特點(diǎn)？為什么采用前饋控制-反饋復(fù)合系統(tǒng)能較大地改善系統(tǒng)的控制品質(zhì)？

反饋控制的特點(diǎn) ：基于偏差來(lái)消除偏差； “不及時(shí)”的控制 ；存在穩(wěn)定性問題；對(duì)各種擾動(dòng)均有校正作用；控制規(guī)律通常是P、PI、PD或PID等典型規(guī)律。

前饋控制的特點(diǎn)：(1)前饋控制是按干擾作用的大小進(jìn)行控制的，如果控制作用恰倒好處,一般比反饋控制及時(shí)。(2)前饋控制屬于開環(huán)控制系統(tǒng)。(3)前饋控制使用的是依對(duì)象特性而定的專用控制器。(4)一種前饋控制作用只能克服一種干擾

前饋－反饋控制的優(yōu)點(diǎn)：1)增加了反饋回路，簡(jiǎn)化了前饋控制系統(tǒng)，只需要對(duì)主要的干擾進(jìn)行前饋補(bǔ)償，其他干擾可由反饋控制予以校正。2)反饋回路的存在,降低了前饋控制模型的精度要求。3)負(fù)荷或工況變化時(shí),對(duì)象特性也要變化,可由反饋控制加以補(bǔ)償,具有一定的自適應(yīng)能力

反饋控制系統(tǒng)的不足:在被控對(duì)象呈現(xiàn)大遲延,多干擾等難以控制的特性,而又希望得到較好的過程響應(yīng)時(shí),反饋控制難以得到好的效果．(穩(wěn)定性,準(zhǔn)確性,快速性)前饋控制系統(tǒng)的不足之處: 1)靜態(tài)準(zhǔn)確性難保證 要達(dá)到高度的靜態(tài)準(zhǔn)確性, 需要有準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型, 精確的測(cè)量 儀表和計(jì)算裝置, 而且, 模型中的系數(shù)也可能隨運(yùn)行條件而變化．

2)前饋控制是針對(duì)具體的擾動(dòng)進(jìn)行補(bǔ)償?shù)?一種前饋控制作用只能克服一種干擾.3)屬于開環(huán)控制，對(duì)被調(diào)量無(wú)檢驗(yàn)

反饋控制的優(yōu)點(diǎn)(PID控制)：①原理簡(jiǎn)單, 使用方便,不需知道對(duì)象的確切模型。②適應(yīng)性強(qiáng)。③魯棒性強(qiáng), 控制品質(zhì)對(duì)被控對(duì)象特性的變化不敏感

前饋控制與常規(guī)PID空制的比較：① 前饋控制比PID空制及時(shí)，能更早地校正偏差。② 前饋控制超調(diào)量小。③ 前饋控制作用時(shí)間短。靜態(tài)前饋空制除了有較高的控制精度外，還具有固有的穩(wěn)定性和很強(qiáng)的自身平衡傾向．如料液沒流量后，蒸汽也會(huì)自動(dòng)關(guān)斷．

靜態(tài)前饋控制缺點(diǎn)：① 負(fù)荷變化時(shí)都有一段動(dòng)態(tài)不平衡過程，表現(xiàn)為瞬時(shí)溫度誤差。② 如果負(fù)荷情況與當(dāng)初調(diào)整系統(tǒng)時(shí)的情況不同,就有可能出現(xiàn)殘差.可以采用前饋控制的過程的特點(diǎn)：① 擾動(dòng)通道和調(diào)節(jié)通道的傳遞函數(shù)性質(zhì)相近② 如果有純遲延，在數(shù)值上比較接近 第七章 相對(duì)增益的定義：令某一通道uj→ yi 在其它系統(tǒng)為開環(huán)時(shí)的放大系數(shù)與該通道在其它系統(tǒng)均為閉環(huán)時(shí)的放大系數(shù)之比，用λij表示。

第一放大系數(shù) pij：在其它控制量 ur(r≠j)均不變的前提下，uj 對(duì)yi 的開環(huán)增益 第二放大系數(shù) pij：在利用控制回路使其它被控量yr(r≠i)均不變的前提下，uj 對(duì)yi 的開環(huán)增益

相對(duì)增益與耦合程度：當(dāng)通道的相對(duì)增益接近于1，例如0.8< λij <1.2，則表明其它通道對(duì)該通道的關(guān)聯(lián)作用很小;無(wú)需進(jìn)行解耦系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 當(dāng)相對(duì)增益小于零或接近于零時(shí)，說(shuō)明使用本通道調(diào)節(jié)器不能得到良好的控制效果?；蛘哒f(shuō)，這個(gè)通道的變量選配不適當(dāng)，應(yīng)重新選擇；當(dāng)相對(duì)增益0.3＜λ＜0.7或λ＞1.5時(shí)，則表明系統(tǒng)中存在著非常嚴(yán)重的耦合。需要考慮進(jìn)行解耦設(shè)計(jì)或采用多變量控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)方法。