X-R控制图操作指南.ppt

XR控制图操作及应用指南 培训教材 统计过程控制的来源和作用 n统计过程控制(SPC)，主要应用于对过程 变量的控制，它的基本控制原理为3原则, 即平均值 3作为过程控制的上下限,它是 由美国WALTERA博士在1924年提出。 3 -3 统计过程控制的来源和作用 n其作用为: n1、从数据到图形应用统计技术可以反馈生产或服务过程 性质变化的信息。 n2、帮助我们分析过程变化的原因 n3对于超出控制界限的点采取整改行动。 n4根据样本数据可以对过程性质作出评价 n5、评定生产/过程性质变化与原来过程状态进行比较。 数据数据 SPCSPC图形图形 你敢跑！你敢跑！ 措施措施 SPCSPC应用的好处应用的好处 n节约成本 n使标准趋于准确 n使过程更加稳定 n使控制规格更加真实 n减少检验频度 n减少问题出现的频度 n改善和提高客户的满意度 n可靠地测出实际过程能力 n改善测量结果的准确度 n改善产品品质 n减少出货周期时间 一、一、X-RX-R控制图定义及目的控制图定义及目的： n定义：用于长度、重量、时间、强度、 力值、成份等以计量值来管理工程的控 制图，利用统计手法，设定控制均值X 和极差R的界限，同时利用统计手法判 定导致工程质量变异是随机原因，还是 异常原因的图表。 光强度光强度 10001000CdCd，此此 应为计量值应为计量值 ！ 今天我今天我 打了打了1212 只野鸟只野鸟 ！我计！我计 数了！数了！ 一、一、X-RX-R控制图目的控制图目的： n目的：对公司生产现场制程的初始能力 进行分析和监控，对有规格变异的产品 质量特性或过程质量特性值进行动态控 制，以判定工程是否处于稳定状态，并 依据制定相应的措施纠正变异 。 控制点出界！控制点出界！ 问题在问题在 这！措这！措 施应是施应是 ！ X-R控制图示 X控制图 UCL LCL UCL X R 这就是这就是 X-RX-R控制控制 图！图！ 二、二、X-RX-R控制图操作程序控制图操作程序 n n 1 1、 X-RX-R控制图编号、规格、参数等控制图编号、规格、参数等 填写（填写规范如下）填写（填写规范如下） n（1）控制图编号：HN-QCTZ HN为华南公 司， QCT为控制图，Z为工程代号，表示总装、进货 检验为I，完车检验为W，机加工为J， 为流水 号 n（2）部门：工程责任部门或单位 n（3）工序：X-R控制图控制的工序 n（4）操作者：工序操作者 n（4）质量特性：说明控制何种计量特性，如工件长度 、安装扭矩、摩托车车速等 n（5）工程规范：产品质量特性值或过程特性值设计或 规范公差如长度尺寸20+0。2-0。1 知道了吗？知道了吗？ n（6）样本容量/频率：抽样测量数据的数量/ 抽样频次，如5次（件）/每小时，5次/每日等 n（7）产品型号：受控产品的型号 如FY125- 7摩托车 n（8）零件名称：受控产品零件的名称 如摩 托车发动机 n（9）测量工具：抽样测量质量或过程特性数 据的测量工具，如游标卡尺、深度尺、万能 表 n（11）机器编号：受控工序操作的机器编号 n（12）控制时段：控制图收集数据的时段， 如2002/8/22-2002/8/26 2 2、收集数据、收集数据 n合理的子组大小、频率和数据 n在控制时段内，按抽样容量/频率要求，收集产品工序 质量或过程特性数据125个或者100个，并按连续性将 数据分成25个子组，每个子组由45数据组成，每个 子组数据是在非常相似的生产条件下生产出来的，并 且相互之间不存在着系统的关系，因此，每组之间的 变差为普通原因造成的，对于所有的子组的样品应保 持恒定。 数据数据收集收集 2 2、收集数据、收集数据 n频率的选择 n频率：在过程的初期研究中通常是连续 进行分组或很短时间间隔进行分组，检 查时间间隔内有否不稳定的因素存在。 当证明过程处于稳定时，子组间的时间 间隔可以增加。 分组频率大快了，分组频率大快了， 慢些！慢些！ 3 3、 X-RX-R图的位置及结构图的位置及结构 n1） XR通常把数据栏位于X图和R 图的 上方，X图画在R图的上方，X和R的值为纵 坐标，按时间先后的子组为横坐标，数据值 以及极差和均值点纵向对齐，数据栏应记录 读数的和均值(X)、极差(R)以及日期时间 或其它识别子组代码的空间 X-RX-R图，进去，瞧一瞧！图，进去，瞧一瞧！ 4 4 计算每个子组的均值（计算每个子组的均值（X X）和极差（和极差（R R） n X1X2Xn X = n R=X最大值X最小值 式中：X1、X2Xn为子组内的每个测量值 ，n为子组样本容量，一般取4-5个数据。 各小组的各小组的 均值及极差，均值及极差， 就这么计算！就这么计算！ 5 5 选择控制图的刻度选择控制图的刻度 n X图：坐标上的刻度值的最大与最小之差应至少 为子组均值X的最大与最小值差的2倍。 nR图；刻度值应从最低值0开始到最大值之间的差 值为初期阶段所遇到最大极差R的2倍。 nX图nR图 6 将均值和极差画到控制图上将均值和极差画到控制图上。 1） 计算控制限 n计算平均极差（R）及过程平均值（X）。 nR= R1R2Rk n k n nX= X1X2 Xk n K n式中：K为子组数量，R1和X1即为第1个子组 的极差和均值，R2和X2为第2个子组的极差 和均值，其余类推。一般取25子组数据。 n进去看一下！ （2 2） 计算控制限计算控制限 n2） 计算控制限 nUCLX XA2R 均值上限 nLCL X XA2R 均值下限 nUCLRD4R 极差上限 nLCLR D3R 极差下限 N34567 D42.572.282.112.001.98 D3*0.08 A21.020.730.580.480.42 （3 3） 在控制图上作出平均值和极在控制图上作出平均值和极 差控制限的控制线差控制限的控制线 n 将平均极差(R)和均值X画成水平线虚线，各控 制限UCLR、LCLR、UCLX、LXLX画成水平线, 把线标上记号。 nUCLX nLXLX nX n就这样 标注，懂 吗？ （3 3） 在控制图上作出平均值和极在控制图上作出平均值和极 差控制限的控制线差控制限的控制线 (4)(4)控制图描点链控制图描点链 将各子组计算出X、R值各作X图和R 图的纵坐 标值，以子组序号为横坐标值，描出X图和R 图中的相应的点，注意，在控制界内的点打 记，在控制图界外的作记，并连成点链。 X-R控制图示 X控制图 UCL LCL UCL X R R控制图 7 7 X-RX-R控制图分析控制图分析 n（1） 分析均值极差图上的数据点 nA） 点在控制界线外；一个或多个点超出控制限是该点 处于失控状态的主要证明依据。因为只存在普通原因引 起变差的情况下超出控制限的点会很少，我们便假设超 出的是由于特殊原因（如工装和设备异常突发变化等） 造成的，给任何超出控制限的点作上标识，以便根据特 殊原因实际开始的时间进行调查，采取纠正措施。（但 连续35点允许一点、连续100点有二点逸出控制界外， 可暂不采取纠正措施） UCL X LCL B）控制限之内的图形或趋势，当出现非随机有规律的图 形或趋势时，尽管所有极差都在控制限内，也表明出现 这种图形或趋势的时期内，过程质量异常或过程分布宽 度发生变化。 点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势 ： n n a. a. 连续连续7 7点位于平均值的一侧；点位于平均值的一侧； n n b. b. 连续连续7 7点上升点上升( (后点等于或大于前点后点等于或大于前点) )或下降；或下降； n n C C、中心点一侧出现众多点（中心点一侧出现众多点（1111点有点有1010点，点，1414点有点有1212 点，点，1717点有点有1414点，点，2020点有点有1616点）点） nl 高于平均极差的点链或上升链说明存高于平均极差的点链或上升链说明存 在下列情况之一或全部；在下列情况之一或全部； na. 输出值分布宽度增加，其原因可能是无规律 的（例如设备不正常或固定松动），或是由于 过程 中的某个要素变化(例如使用新的或不是很 统一的原材料) b. 测量系统的改变（新的测试员或量具的变化） 。 UCLR R nl 低于平均极差的链，或下降链表明下低于平均极差的链，或下降链表明下 列存在的情况如下之一或全部；列存在的情况如下之一或全部； n a . 输出值分布宽度减小，这常常是好的 状态，应研究以便推广应用和改进过程。 nb. 测量系统改变，这样会遮掩过程真实 性能的变化。 UCLR R nC） 明显的非随机有规律变化图形：除 了会出现超过控制界的点或长链之外， 数据中还可能出现其他的易分辨的由于 特殊原因造面的图形，属工序质量异常 。 UCL LCL X n下面介绍一种验证数据点的总体分布是否异常 的准则：各点与R的距离：一般地，大约2/3的 描点应落在控制限的中间三分之一的区域内， 大约1/3的点落在其外的三分之二的区域。如数 据点虽在控制界限内，如连续3点中有2点落在 其外的三分之二的区域，应属工序质量异常（ 见3图的说明） 3点中有2点落在其外的三分之二的区域，属异常 n3 n-3 n n- 8、控制图报警程序和管理控制图报警程序和管理 n当控制图出现警告信号时，由责任人员填写X-R控制 图异常报警表，交工艺人员作出分析并制定纠正措 施，质管部QA负责跟踪和考核。必要时，对超出控 制限的点确定为特殊原因引起的，必须对该点加以 删除，重新修订控制图，重新计算控制限。当控制 限变得越来越好时，应对此时的工艺参数形成文件 加以介定，以优化管理。 n出界了！ n快报警！ 好！我 马上搞定！ 1 1、控制图操作的说明、控制图操作的说明 n1、X-R图的控制限为控制图初始工序能力分析后，工 序稳定（即CPK1.33时）时控制限，因此开始作一份 SPC控制图的第一个点时，控制限已经生成，并不是 25组数据取完后计算的控制限。 初始分析就决定 了上下界线了！ 1 1、控制图操作的说明、控制图操作的说明 n2、 一份X-R图时必须计算该图的控制限和CPK，当 CPK1.33且计算的控制限范围相对事先设定的控制限 范围缩窄时，下一份图的控制限以该图计算出的控制 限为事先设定的控制限。 CPK1.33，控制图 控制生效！ CPKCPK 算死我了算死我了！ 用EXCEL 自编软件算！ 自动生成！ 四、工序能力计算和分析四、工序能力计算和分析 n1、工序能力客观地描述工序过程中存在着分 散的状况，统计学有CP来评介工程能力的大 小（分散程度），其计算公式为CP=（UCL- LCL）/6，工程能力CP的评价基准为： n CP值值 工序能力等级级 工序能力说说明 CP1.67 特级级 工序能力过过剩，作业业可简简化 1.33CP 1.67 一级级 工序能力充分,可以考核作业业 简简化 1.33CP1 二级级 工序能力尚可，可接受，但 不充分 1CP 三级级 工序能力不足，需对对作业业改 进进提高 n当工程规范（公差）为两侧规格时（如 34+0.2-0.1)，工序能力Cpk，其计算为： nCpk=（1-K）（ USL+LSL ）/6 = （T-2）/6 n其中：= (USL+LSL)/2-X n 说明： USL、LSL为 工程规程上限和下限 T为工程规范公差值 为标准差 为工程数据中心与 公差中心的偏差 天书！ 我算不了！ 用用excelexcel软件算软件算 用STDEV计算！ n当工程规范（公差）为单向公差界限时，Cpk 的计算为： nCpK=（USL-X）/3（规定公差上限时） CpK =（X-LSL）/3（规定公差下限时） n以上的计算也可用近似代替，以下为估计过 程的标准偏差（用表示）公式 n = R/d2 式中：R为子组极差的均值(在 极 差受控时期) nd2随样品容量变化的常数，见下表 N2345678910 d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08 n n 四、有关四、有关“ “控制控制” ”的最后概念的最后概念用于进一用于进一 步的考虑步的考虑. . n 在一个生产过程中永远无法达到完美的控制状态， 过程控制图的目的不是完美的，而是合理、经济的控制 状态，如果某工序控制图上从来不出现失控点，Cpk一 直为1.33以上，则需查询该工序是否应画控制图，可 考虑用其它通用的工艺控制方式保证产品质量。 n采这么好果 子大容易了！ 树又不高，不 必用梯子！ n n 五、有关五、有关3 3 控制图的说明：控制图的说明： n3控制图：以样本平均值X为中心，以X3为 范围，作成控制图时，如质量特性值呈现正态 分布时（左、右对称），则测量的数据，就有 99.97%机率落在X3范围内，我们可以判定为 随机原因的变异，为安定值。当数据落在界线 外侧时，就判定不异常原因时（也限控制点出 界时），需要调查。 -3 3 T T/2 XM 偏 移 上 限 产 生 的 次 品 率 n按上述原则判别定，可能会出现两个误判； （1）即冒失者之误：落入控制图的机率为99.97%，也就 是说1000个数据，有3个数据可能逸出控制界外，这是随 机原因，不是异常原因造成的变异。属正常，但误判为异 常，此现象为冒失者之误。用表示。如=0.