張祥兆，尚春芳，李軍

中國(guó)石化中原油田分公司 安全環(huán)保處（技術(shù)監(jiān)督處）（河南 濮陽(yáng) 457001）

0 引言

GB/T 19001—2016《質(zhì)量管理體系要求》開(kāi)篇提出，“本標(biāo)準(zhǔn)為下列組織規(guī)定了質(zhì)量管理體系要求：a）需要證實(shí)其具有穩(wěn)定滿(mǎn)足顧客要求及適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力”[1]。本條款明確了應(yīng)用本標(biāo)準(zhǔn)的目的，關(guān)鍵在于“穩(wěn)定”和“能力”，如何“證實(shí)”至關(guān)重要。

組織的產(chǎn)品或服務(wù)實(shí)現(xiàn)的過(guò)程“是否穩(wěn)定”“能力是否充足”，直接反映了過(guò)程水平，也體現(xiàn)了組織質(zhì)量管理體系的有效性。過(guò)程穩(wěn)定、能力不足，或過(guò)程不穩(wěn)定、能力充足，再或二者都不足，則說(shuō)明過(guò)程不能滿(mǎn)足要求，體系有效性不足。二者必須兼?zhèn)?，即過(guò)程穩(wěn)定且能力充足，方能說(shuō)體系有效，具有穩(wěn)定滿(mǎn)足顧客要求及適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力。

1 技術(shù)用于“證實(shí)”的必要性

“證實(shí)”是指證實(shí)組織具備穩(wěn)定提供滿(mǎn)足顧客要求和適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力，而不是證實(shí)組織提供的產(chǎn)品和服務(wù)[2]。

1.1 慣常的方法

通常通過(guò)建立、實(shí)施、保持和改進(jìn)管理體系，并結(jié)合過(guò)程的結(jié)果，如外銷(xiāo)原油、天然氣質(zhì)量等結(jié)果性質(zhì)量指標(biāo)，來(lái)證實(shí)其提供產(chǎn)品和服務(wù)的能力滿(mǎn)足顧客及適用的法律法規(guī)要求?！白C實(shí)”的方法可通過(guò)第三方認(rèn)證，也可以進(jìn)行自我評(píng)價(jià)。

1.2 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制，可以很好地分析兩個(gè)基本問(wèn)題：一是過(guò)程運(yùn)行是否穩(wěn)定；二是過(guò)程能力是否充足。前者可以利用控制圖進(jìn)行測(cè)定；后者可通過(guò)過(guò)程能力分析來(lái)實(shí)現(xiàn)。

1.2.1 控制圖[3]

控制圖是對(duì)過(guò)程加以測(cè)量、記錄并進(jìn)行控制管理的一種過(guò)程控制方法，是統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）的重要工具?？刂茍D通過(guò)中心線(xiàn)（CL）、上控制界限（UCL）、下控制界限（LCL）3條控制線(xiàn)來(lái)區(qū)分過(guò)程的正常波動(dòng)與異常波動(dòng)。如果控制圖中的數(shù)值點(diǎn)超出UCL或LCL，或排列不隨機(jī)，則表明過(guò)程中出現(xiàn)了異常，過(guò)程不穩(wěn)定。

根據(jù)使用目不同，控制圖可分為分析用控制圖與控制用控制圖兩類(lèi)。本文中的控制圖專(zhuān)指分析用控制圖，目的是判定過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。

1.2.2 過(guò)程能力分析[4]

過(guò)程能力指數(shù)（Cp/Cpk）：在過(guò)程受控后，可以穩(wěn)定地加工產(chǎn)品。此時(shí)需要確定過(guò)程是否可以生產(chǎn)出滿(mǎn)足規(guī)格限的“合格”產(chǎn)品，可以通過(guò)對(duì)比過(guò)程波動(dòng)的范圍與規(guī)格限寬度來(lái)衡量過(guò)程的能力，用Cp和Cpk表示。Cp小于1，則過(guò)程能力不足；Cp介于1～1.33，則過(guò)程能力充足；Cp大于1.67，則過(guò)程能力充分。

過(guò)程性能指數(shù)（Pp/Ppk）：過(guò)程在長(zhǎng)期運(yùn)行中表現(xiàn)出的波動(dòng)與規(guī)格限寬度的比較，可以反映出系統(tǒng)當(dāng)前的實(shí)際狀態(tài)，而不要求在穩(wěn)態(tài)的條件下進(jìn)行計(jì)算。

Z值或西格瑪水平是對(duì)過(guò)程績(jī)效的另一種度量，它將過(guò)程輸出測(cè)量值的均值、標(biāo)準(zhǔn)差與顧客要求的規(guī)范限聯(lián)系起來(lái)。可用于區(qū)分型、計(jì)數(shù)型和連續(xù)型測(cè)量值的計(jì)算。

無(wú)線(xiàn)傳感器網(wǎng)絡(luò)課程是已項(xiàng)目、實(shí)例為主線(xiàn)的教學(xué)方式，基本理論知識(shí)的講解學(xué)習(xí)均以視頻、課件的形式通過(guò)線(xiàn)下學(xué)習(xí)獲得，每個(gè)基礎(chǔ)理論知識(shí)的學(xué)習(xí)均圍繞項(xiàng)目、實(shí)例需求來(lái)組織開(kāi)展，課堂上以小組討論、答疑解惑解決實(shí)際的工程問(wèn)題或是根據(jù)課前的理論知識(shí)測(cè)試反饋，有針對(duì)性的講解相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。如圖2所示，無(wú)線(xiàn)傳感器課程翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式研究主要由課前視頻、課堂教學(xué)組織和綜合評(píng)價(jià)三個(gè)方面構(gòu)成。

1.3 運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

通過(guò)第三方認(rèn)證或自我評(píng)價(jià)的方法基于體系審核，過(guò)多依賴(lài)審核員個(gè)人能力和水平，屬于定性的評(píng)價(jià)，且時(shí)間間隔較長(zhǎng)，忽略了較多的質(zhì)量信息，會(huì)出現(xiàn)失準(zhǔn)的狀態(tài)。

運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)屬定量的評(píng)價(jià)，基于大數(shù)據(jù)的深入分析，準(zhǔn)確性和可靠性更高。運(yùn)用控制圖可對(duì)過(guò)程穩(wěn)定狀態(tài)或統(tǒng)計(jì)失控狀態(tài)進(jìn)行判斷和分析，對(duì)過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，一旦出現(xiàn)失控狀態(tài)便及時(shí)采取措施，從而起到預(yù)防作用。運(yùn)用質(zhì)量能力分析計(jì)算，可直觀、定量反映過(guò)程能力水平。Z值或西格瑪水平將流程的波動(dòng)與產(chǎn)生缺陷的可能性聯(lián)系起來(lái)?？梢詾檫^(guò)程控制的改善，持續(xù)提升體系有效性指明方向?？梢赃M(jìn)行不同組織的能力比對(duì)，結(jié)合開(kāi)展“比學(xué)趕幫超”，促進(jìn)質(zhì)量能力提升。

2 統(tǒng)計(jì)技術(shù)用于“證實(shí)”的方法和步驟

采油廠(chǎng)是油田企業(yè)的主要組成單位，外輸（銷(xiāo)）原油有機(jī)氯含量對(duì)下游煉油化工企業(yè)的“安穩(wěn)長(zhǎng)滿(mǎn)優(yōu)”運(yùn)行構(gòu)成重大影響，是顧客要求的主要指標(biāo)，也是整個(gè)采油廠(chǎng)質(zhì)量管理體系運(yùn)行的結(jié)果。下面以2個(gè)采油廠(chǎng)外輸（銷(xiāo)）原油有機(jī)氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為例，分析過(guò)程的穩(wěn)定性和過(guò)程能力，評(píng)價(jià)體系有效性。

2.1 收集過(guò)程數(shù)據(jù)

制定數(shù)據(jù)收集計(jì)劃，收集采油廠(chǎng)外輸（銷(xiāo)）原油有機(jī)氯含量檢驗(yàn)數(shù)據(jù)。需要注意的是，為避免測(cè)量系統(tǒng)誤差帶來(lái)影響，應(yīng)進(jìn)行必要的測(cè)量系統(tǒng)分析，保證數(shù)據(jù)的真實(shí)、準(zhǔn)確。并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，非正態(tài)時(shí)還需要做Box-Cox或Johnson轉(zhuǎn)換。表1為2個(gè)采油廠(chǎng)的數(shù)據(jù)收集（部分）。

2.2 Minitab系列軟件可為控制圖、過(guò)程能力分析等統(tǒng)計(jì)技術(shù)的運(yùn)用提供強(qiáng)大的支持

運(yùn)用Minitab軟件操作步驟不作詳細(xì)介紹，僅闡述分析的結(jié)論。

表1 數(shù)據(jù)收集

2.3 Minitab軟件給出的圖形和檢驗(yàn)結(jié)果

Minitab軟件Capability Sixpack把控制圖、正態(tài)性檢驗(yàn)和能力直方圖、能力值等內(nèi)容組合在一起，操作更為簡(jiǎn)便。2個(gè)采油廠(chǎng)的分析均直接選用該命令給出分析圖形和檢驗(yàn)結(jié)果。

2.3.1 甲采油廠(chǎng)分析圖形及檢驗(yàn)結(jié)果

原油輸送過(guò)程中，每天隨機(jī)抽樣一次，即樣本子組大小為1，故軟件自動(dòng)識(shí)別采用單值移動(dòng)極差控制圖。且原油輸送屬“液體流程式”工藝過(guò)程，也需要選擇單值移動(dòng)極差控制圖，分析圖形如圖1。

圖1 甲采油廠(chǎng)有機(jī)氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Process Capability Sixpack報(bào)告（使用Box-Cox變換，λ=4）

1）過(guò)程穩(wěn)定性。直觀來(lái)講，軟件給出的“移動(dòng)極差控制圖”紅點(diǎn)較多，過(guò)程不穩(wěn)定。檢驗(yàn)結(jié)果表明：第42、91等8個(gè)點(diǎn)超出控制限，說(shuō)明上述8個(gè)點(diǎn)分別與前點(diǎn)之間有較大的變化；第159至第179點(diǎn)，連續(xù)20個(gè)點(diǎn)在中心線(xiàn)同一側(cè)，說(shuō)明該時(shí)間段長(zhǎng)期受異常因素影響。78、79點(diǎn)不合格，判定準(zhǔn)則是連續(xù)14點(diǎn)上下交錯(cuò)。

軟件給出的“單值控制圖”紅點(diǎn)也較多，檢驗(yàn)結(jié)果表明：12個(gè)點(diǎn)超控制線(xiàn)；52個(gè)點(diǎn)被“連續(xù)9點(diǎn)在中心線(xiàn)同一側(cè)”標(biāo)準(zhǔn)檢出；20個(gè)點(diǎn)被“距離中心線(xiàn)超過(guò)2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差”判異；64個(gè)點(diǎn)被“距離中心線(xiàn)超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（在中心線(xiàn)的同一側(cè)）”標(biāo)準(zhǔn)檢出判異；35個(gè)點(diǎn)被“連續(xù)8點(diǎn)距離中心線(xiàn)超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（中心線(xiàn)的上方和下方）”標(biāo)準(zhǔn)檢出，判不合格。

綜上，可以判斷，該過(guò)程極不穩(wěn)定，需要結(jié)合警報(bào)類(lèi)型查找異常影響因素，以減小波動(dòng)。

2）過(guò)程能力分析。正態(tài)概率圖顯示，經(jīng)正態(tài)轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)分布仍呈現(xiàn)非正態(tài)，且過(guò)程不穩(wěn)定。從統(tǒng)計(jì)技術(shù)角度講，組內(nèi)Z值（短期）、Cpk失去意義，僅能夠反映過(guò)程實(shí)際能力的整體Z值（長(zhǎng)期）、Ppk。甲采油廠(chǎng)整體Z值（長(zhǎng)期）為2.25，Ppk為0.75，百萬(wàn)機(jī)會(huì)缺陷數(shù)為12 210，過(guò)程能力不足，應(yīng)采取緊急措施和全面檢查。

采油廠(chǎng)外輸原油有機(jī)氯含量有“望小”特性，即“含量越低越好”。查看單值控制圖，第112～126點(diǎn)，連續(xù)15個(gè)點(diǎn)波動(dòng)較小且均值較低。從技術(shù)及實(shí)踐角度可以推斷該廠(chǎng)有降低原油有機(jī)氯含量，并穩(wěn)定運(yùn)行的潛在能力。其能力大小，可參考組內(nèi)Z值（短期）3.85，Cpk為1.28，即潛在過(guò)程能力充足。

根據(jù)控制與技術(shù)象限圖原理，短期Z值與長(zhǎng)期Z值之差為1.6，說(shuō)明技術(shù)尚可，但管理跟不上，需要改進(jìn)控制。

3）綜合評(píng)價(jià)?，F(xiàn)階段該過(guò)程穩(wěn)定性、能力均不足。從統(tǒng)計(jì)技術(shù)角度，不能證明甲采油廠(chǎng)具有穩(wěn)定滿(mǎn)足顧客要求及適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力，該廠(chǎng)質(zhì)量管理體系有效性不足。且需要采取緊急措施，并加強(qiáng)檢驗(yàn)。

2.3.2 乙采油廠(chǎng)分析圖形及檢驗(yàn)結(jié)果

軟件自動(dòng)識(shí)別采用單值移動(dòng)極差控制圖，分析圖形如圖2所示。

1）過(guò)程穩(wěn)定性。軟件給出的“移動(dòng)極差控制圖”紅點(diǎn)較少，檢驗(yàn)結(jié)果表明：只有第153點(diǎn)超出控制限，說(shuō)明與第152點(diǎn)之間有較大的變化；第86、87、88點(diǎn)在中心線(xiàn)同一側(cè)，說(shuō)明生產(chǎn)狀況發(fā)生一定變化。

軟件給出的“單值控制圖”紅點(diǎn)較少，檢驗(yàn)結(jié)果表明：第24、34、114點(diǎn)被“距離中心線(xiàn)超過(guò)2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差”判異；第24、115、117點(diǎn)被“距離中心線(xiàn)超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（在中心線(xiàn)的同一側(cè)）”標(biāo)準(zhǔn)檢出判異。

綜上，可以判斷，乙采油廠(chǎng)過(guò)程不穩(wěn)定因素相對(duì)甲采油廠(chǎng)影響因素較少，過(guò)程相對(duì)穩(wěn)定。

2）過(guò)程能力分析。甲采油廠(chǎng)整體Z值（長(zhǎng)期）7.45，Ppk為2.48，百萬(wàn)機(jī)會(huì)缺陷數(shù)為0，過(guò)程能力充分；組內(nèi)Z值（短期）8.14，Cpk為2.71，過(guò)程能力充分。短期Z值與長(zhǎng)期Z值之差為0.69，說(shuō)明過(guò)程控制好，技術(shù)好。

3）綜合評(píng)價(jià)。該過(guò)程穩(wěn)定、能力充足。從統(tǒng)計(jì)技術(shù)角度，能夠證明乙采油廠(chǎng)具有穩(wěn)定滿(mǎn)足顧客要求及適用法律法規(guī)要求的產(chǎn)品和服務(wù)的能力，質(zhì)量管理體系有效性較為充分。現(xiàn)場(chǎng)管理實(shí)踐中，可以適當(dāng)放寬檢驗(yàn)。

圖2 乙采油廠(chǎng)有機(jī)氯質(zhì)量分?jǐn)?shù)的Process Capability Sixpack報(bào)告（使用Box-Cox變換，λ=2）

3 結(jié)論及建議

1）文中兩個(gè)采油廠(chǎng)質(zhì)量管理體系第三方審核結(jié)果均為“能夠滿(mǎn)足ISO 9001標(biāo)準(zhǔn)要求”，與上述統(tǒng)計(jì)方法給出的結(jié)論有一定的差別。比較發(fā)現(xiàn)，統(tǒng)計(jì)方法可以彌補(bǔ)體系審核的一定不足。

2）提升質(zhì)量管理體系有效性關(guān)鍵在于匹配科學(xué)有效的評(píng)價(jià)體系。Minitab軟件使統(tǒng)計(jì)技術(shù)的學(xué)習(xí)應(yīng)用不再遙遠(yuǎn)和困難。應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)可以很好的量化評(píng)價(jià)質(zhì)量管理體系的有效性，操作簡(jiǎn)單方便。且可以根據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)論，引導(dǎo)審核員有目的的開(kāi)展體系審核，提升體系審核效率和審核本身的有效性。

3）體系的有效性還體現(xiàn)在持續(xù)改進(jìn)方面，統(tǒng)計(jì)技術(shù)為過(guò)程改進(jìn)提供了兩個(gè)不同方向：一是過(guò)程異常（不受控），需要根據(jù)失控或異常信號(hào)，識(shí)別異常因素，完善過(guò)程控制，從而消除異常。二是過(guò)程能力不足（受控），需要系統(tǒng)性地識(shí)別固有波動(dòng)因素對(duì)過(guò)程的影響，往往需要在技術(shù)、工程、供應(yīng)、人員技藝，以及它們的綜合影響等方向，進(jìn)行系統(tǒng)性的改進(jìn)。將統(tǒng)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)結(jié)果與體系審核結(jié)合起來(lái)，可以很好地指引體系的持續(xù)改進(jìn)。

4）本文僅是舉例說(shuō)明運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)評(píng)價(jià)體系有效性的方法，實(shí)際工作中需要結(jié)合被評(píng)價(jià)單位核心業(yè)務(wù)過(guò)程，從“質(zhì)量、效益、效率”等多方面對(duì)過(guò)程、體系綜合評(píng)價(jià)。另外，為保證控制圖的正確運(yùn)用，也需要根據(jù)工藝特點(diǎn)和經(jīng)驗(yàn)摸索出自己的判異準(zhǔn)則。

5）將統(tǒng)計(jì)技術(shù)與質(zhì)量管理體系有效性評(píng)價(jià)相結(jié)合，關(guān)鍵是質(zhì)量人才的培養(yǎng)。需要各企業(yè)加大力度培養(yǎng)一批懂體系、懂統(tǒng)計(jì)技術(shù)的雙料人才，從而支撐二者的有效融合應(yīng)用。