Control Plan Summary: Instructions: As acting quality engineer, you have been asked to prepare a control plan for a customer that requires the following s

Control Plan Summary:

Instructions: As acting quality engineer, you have been asked to prepare a control plan for a customer that requires the following specifications:

A.     Inside diameter          1.673 +/- 0.001 inches

B.     Outside diameter       3.562 +/- 0.005 inches

C.     Thickness                    0.875 +/- 0.0005 inches 

Characteristic A is considered to be of major importance, meaning that if not held to the specification tolerance there is some risk that product failure will occur.

Characteristic B is also of major importance.

Characteristic C is considered to be a critical characteristic, meaning that if not help to specified tolerance there will definitely be failure.

You have examined the capability of the process and can conclude the following:

Characteristic A has a Cpk of 1.21

Characteristic B has a Cpk of 1.93

Characteristic C has a Cpk of 1.93

In a single Word document, minimum 3 full pages (not including cover page, citations, and appendices), using appropriate APA,

Describe your control plan and the logic for how you developed your ideas. 
Additionally, detail how this plan should be communicated to the organization. 
Discuss how an improvement team could be utilized and where they should start by formulating a clear statement of the problem, decide who should collect the data, determine an appropriate sampling method, and what additional quantitative methods can be used to benchmark current process and measure improvement after implementing continuous improvement actions. The Certified Quality
Engineer Handbook

Fourth Edition

Sarah E. Burke and Rachel T. Silvestrini

ASQ Quality Press
Milwaukee, Wisconsin

H1518_Burke.indd 3 6/29/17 11:47 AM

American Society for Quality, Quality Press, Milwaukee 53203
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Printed in the United States of America
22 21 20 19 18 17 5 4 3 2 1

Library of Congress Cataloging-in-Publication Data
Names: Burke, Sarah E. (Sarah Ellen), 1989– editor. | Silvestrini, Rachel T.,

editor.
Title: The certified quality engineer handbook / Sarah E. Burke and Rachel T.

Silvestrini, editors.
Description: Fourth edition. | Milwaukee, Wisconsin : ASQ Quality Press,

[2017] | Includes bibliographical references and index.
Identifiers: LCCN 2017018957 | ISBN 9780873899444 (hardcover : alk. paper)
Subjects: LCSH: Production management—Quality control—Handbooks, manuals,

etc. | Reliability (Engineering)—Handbooks, manuals, etc.
Classification: LCC TS156 .C423 2017 | DDC 658.4/013—dc23
LC record available at https://lccn.loc.gov/2017018957

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We dedicate this handbook to Connie Borror. Connie was a
Foundation Professor at the School of Mathematical and Natural

Sciences at the west campus of Arizona State University. She was also
the first female recipient of the Shewhart Medal in 2016 which speaks
to her leadership within and contributions to the field of quality and
applied statistics. She was an animal lover, Bette Davis aficionado,
and all-around great friend. We know it was important to her to see
this new edition of The Certified Quality Engineer Handbook

published. Connie, we miss you tremendously every day.

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vii

Table of Contents

List of Figures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xiii
List of Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xix
Preface to the Fourth Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxiii
Preface to the Third Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxv
Preface to the Second Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxvii
Preface to the First Edition . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxviii
How to Use this Book . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxi
Acknowledgments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxiii
List of Acronyms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxiv
Certified Quality Engineer (CQE) Body of Knowledge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxxviii

Chapter 1 Management and Leadership . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
A. Quality Philosophies and Foundations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

A.1. What Is Quality? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
A.2. History of Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
A.3. Continuous Improvement Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

B. The Quality Management System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
B.1. Strategic Planning . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
B.2. Deployment Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
B.3. Quality Information System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

C. ASQ Code of Ethics for Professional Conduct . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
C.1. Code of Ethics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
C.2. Ethical Dilemmas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

D. Leadership Principles and Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
D.1. Developing, Building, and Organizing Teams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44
D.2. Leading Quality Initiatives . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

E. Facilitation Principles and Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
E.1. Facilitator Roles and Responsibilities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
E.2. Facilitation Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52

F. Communication Skills . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
G. Customer Relations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58

G.1. Customer Needs and Wants . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
G.2. Quality Function Deployment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59
G.3. Customer- Driven Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

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viii Table of Contents

H. Supplier Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
H.1. Techniques . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
H.2. Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
H.3. Risk . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

I. Barriers to Quality Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

Chapter 2 The Quality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
A. Elements of the Quality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

A.1. Basic Elements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
A.2. Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

B. Documentation of the Quality System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
B.1. Document Components . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
B.2. Document Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81

C. Quality Standards and Other Guidelines . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
C.1. The ISO 9000 Family . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
C.2. Other Quality Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
C.3. Malcolm Baldrige National Quality Award . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87

D. Quality Audits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
D.1. Types of Audits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
D.2. Roles and Responsibilities in Audits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
D.3. Audit Planning and Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
D.4. Audit Reporting and Follow- Up . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91

E. Cost of Quality (COQ) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
E.1. The Economics of Quality . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 92
E.2. Goal of a Quality Cost System . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
E.3. Management of Quality Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
E.4. Quality Cost Categories . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
E.5. Quality Cost Implementation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
E.6. Quality Cost Collection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
E.7. Quality Cost Summary and Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99
E.8. Quality Cost Reporting . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
E.9. Using Quality Costs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100
E.10. Quality Cost Principles and Lessons . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 101

F. Quality Training . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102

Chapter 3 Product, Process, and Service Design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
A. Classification of Quality Characteristics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
B. Design Inputs and Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108

B.1. Inputs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
B.2. Review . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

C. Technical Drawings and Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
C.1. Geometric Dimensioning and Tolerancing (GD&T) . . . . . . . . . . . . . . . 112
C.2. Positional Tolerances . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114

D. Verification and Validation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
E. Reliability and Maintainability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117

E.1. Predictive and Preventive Maintenance Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 118
E.2. Reliability Systems and Measures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 124
E.3. Reliability Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 131
E.4. Reliability, Safety, and Hazard Assessment Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . 135

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Table of Contents ix

Chapter 4 Product and Process Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
A. Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 137
B. Material Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 142

B.1. Material Identification, Status, and Traceability . . . . . . . . . . . . . . . . . . 143
B.2. Material Segregation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
B.3. Material Classification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
B.4. Material Review Board . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147

C. Acceptance Sampling . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 148
C.1. Sampling Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 150
C.2. Sampling Standards and Plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 158
C.3. Sample Integrity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176

D. Measurement and Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 178
D.1. Measurement Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 179
D.2. Destructive and Nondestructive Tests . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 191

E. Metrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
E.1. Standards of Measurement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 193
E.2. Uncertainty in Metrology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
E.3. Traceability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200
E.4. Calibration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 200

F. Measurement System Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
F.1. Terms and Definitions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202
F.2. Gage Repeatability and Reproducibility . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 204
F.3. Additional Considerations for Measurement Systems . . . . . . . . . . . . 216

Chapter 5 Continuous Improvement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
A. Quality Control Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 217

A.1. Flowcharts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 218
A.2. Cause- and-Effect Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 219
A.3. Check Sheets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 221
A.4. Histograms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 223
A.5. Pareto Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 224
A.6. Run Charts and Control Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 225
A.7. Scatter Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 227

B. Quality Management and Planning Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 229
B.1. Affinity Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
B.2. Force Field Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 232
B.3. Matrix Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
B.4. Interrelationship Digraphs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 234
B.5. Tree Diagrams and Prioritization Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 237
B.6. Process Decision Program Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
B.7. Activity Network Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 244
B.8. Process Maps and SIPOC Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 248
B.9. Process Value Chain Diagrams . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
B.10. Benchmarking . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 252

C. Continuous Improvement Methodologies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 255
C.1. Total Quality Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
C.2. Kaizen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 256
C.3. Plan- Do-Study-Act (PDSA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 257

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x Table of Contents

C.4. Theory of Constraints . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 258
C.5. Six Sigma . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 259

D. Lean . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
D.1. Continuous Flow Manufacturing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 271
D.2. Non- Value-Added Activities . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 272
D.3. Lean Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 276
D.4. Cycle Time . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 284

E. Corrective Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 286
E.1. Problem Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 288
E.2. Failure and Root Cause Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 289
E.3. Problem Correction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
E.4. Recurrence Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 293
E.5. Verification of Effectiveness . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294

F. Preventive Action . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 294
G. Continuous Improvement Case Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 296

Chapter 6 Quantitative Methods and Tools . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
A. Collecting and Summarizing Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299

A.1. Types of Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
A.2. Measurement Scales . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 299
A.3. Data Collection Methods . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 300
A.4. Data Accuracy and Integrity . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 301
A.5. Graphical Methods for Depicting Relationships . . . . . . . . . . . . . . . . . 303
A.6. Descriptive Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 304

B. Quantitative Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
B.1. Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 311
B.2. Drawing Statistical Conclusions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
B.3. Probability Terms and Concepts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 313

C. Probability Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
C.1. Theoretical Probability Functions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 321
C.2. General Form of Expected Value and Variance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
C.3. Common Continuous Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 324
C.4. Common Discrete Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 333
C.5. Central Limit Theorem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 339
C.6. Sampling Distributions . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 341
C.7. Probability Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 344

D. Statistical Decision Making . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
D.1. Point Estimates and Confidence Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 347
D.2. Confidence Intervals . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 348
D.3. Hypothesis Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 359
D.4. The p-Value Approach to Hypothesis Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 380
D.5. Analysis of Variance (ANOVA) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 383
D.6. Hypothesis Tests for Discrete Data . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 392

E. Relationships between Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
E.1. Simple Linear Correlation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 398
E.2. Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 401
E.3. Multiple Linear Regression . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 410
E.4. Time Series Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 412

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Table of Contents xi

F. Statistical Process Control (SPC) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
F.1. Objectives and Benefits . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
F.2. Common and Special Causes of Variation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 414
F.3. Selection of Variable . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
F.4. Rational Subgrouping . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 415
F.5. Control Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 416
F.6. Control Chart Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 443
F.7. Pre- Control Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 445
F.8. Short- Run Statistical Process Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 448

G. Process and Performance Capability . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 449
G.1. Process Capability Studies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 450
G.2. Process Performance versus Specifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 451
G.3. Process Capability Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 453
G.4. Process Performance Indices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 456

H. Design and Analysis of Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
H.1. Terminology . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 457
H.2. The Process of Designing and Analyzing an Experiment . . . . . . . . . . 461
H.3. Design Principles . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 463
H.4. One- Factor Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 464
H.5. Factorial Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470
H.6. Two- Level Fractional Factorial Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 487
H.7. Designed Experiments and Statistical Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 491

Chapter 7 Risk Management . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 493
A. Risk Oversight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494

A.1. Risk Management Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 494
A.2. Planning and Oversight . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 495

B. Risk Assessment . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
B.1. Identification . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 496
B.2. Analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517
B.3. Evaluation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 520

C. Risk Control . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
C.1. Mitigation Strategies . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
C.2. Risk Control and Documentation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 522
C.3. Auditing and Testing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 523

Appendix A Control Limit Formulas . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 525

Appendix B Constants for Control Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526

Appendix C Statistical Tolerance Factors for at Least 99% of the
Population . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 527

Appendix D Standard Normal Distribution for Selected Z-Values . . . . . . . . . 528

Appendix E Areas under Standard Normal Distribution to the
Left of Z-Values . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 530

Appendix F F Distribution F0.10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 533

Appendix G F Distribution F0.05 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 537

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xii Table of Contents

Appendix H F Distribution F0.01 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 541

Appendix I Binomial Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545

Appendix J Chi-Square Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547

Appendix K Exponential Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549

Appendix L Poisson Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 551

Appendix M Median Ranks . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553

Appendix N Normal Scores . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 555

Appendix O Values of t Distribution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 557

Appendix P Selected National and International Quality System
Standards . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 559

Glossary . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 563
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 587
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 599

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xiii

List of Figures

Figure 1.1 Deming’s 14 points . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Figure 1.2 Ten effectiveness tests for strategic quality plans . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 13

Figure 1.3 XYZ corporation dashboard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

Figure 1.4 Decision tree for production machine . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

Figure 1.5 Work breakdown structure (partial) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

Figure 1.6 Gantt chart example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29

Figure 1.7 CPM chart example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Figure 1.8 Action plan format example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

Figure 1.9 Action plan implementation schedule example . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

Figure 1.10 Information systems strategy matrix . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36

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