SPC_MSA(12).ppt

统计过程控制(SPC)StatisticalProcessControl测量系统分析(MSA)MeasurementSystemsAnalysis,1,统计过程控制SPC,2,前言：统计技术基础知识1SPC的产生2SPC的作用3SPC常用术语解释4持续改进及统计过程控制概述5计量型数据控制图6计数型数据控制图,目录,3,统计技术统计技术是一项收集、整理、计算、分析和处理统计数据的技术。统计技术又称为数理统计。统计数据是事物进展过程中的写照，是事物的数量表现。应用统计技术的目的是研究统计数据内在数量的规律性，以揭示事物的本质，使人们对事物有科学的认识。可见，统计技术是人们科学认识客观事物的工具。统计技术是国际通用工程语言。,4,统计技术分为两类：1.描述性统计技术2.推断性统计技术,5,描述性统计技术：对统计数据进行整理和描述的技术，称为描述性统计技术。属于此类技术的常用方法有调查表、头脑风暴法、水平对比法、分层法、排例图、因果图、树图、关联图、直方图、散步图、矩阵图、流程图、系统图、过程决策程序图、柱状图、饼分图、环形图、雷达图、甘特图、折线图、砖图、对策表、SPC图过程解力分析等。,6,推断性统计技术：在统计数据描述的基础上进一步对其所反映的问题进行分析，解释和作出推断性结论的技术，称为推断性统计技术。属于此类技术的常用方法有抽样检验、假设检验、正交试验、可靠性分析、参数估计、回归分析、方差分析、时间序列分析、模拟等。,7,收集统计数据,数字资料,非数字资料,计量数据,计数数据,统计数据的来源,一是直接观察，测量或调查研究得到的数据，这种数据称为第一手数据,二是从别人那里得到的数据，这种数据称为第二手数据,统计数据分类,8,整理统计数据一般来说，收集到的数据不能直接使用，而要经过整理无才能使用，整理的目的是使数据系统化、条理化，使之符合统计分析的要求，如果数据多，应按分层法对数据进行分层。处理统计数据处理统计数据是根据研究对象和研究目的以及统计数据的特点，选用适宜的统计技术方法对统计数据进行计算和分析，并作出结论的过程。统计技术的功能是记录事物的过去状态，描述事物的现在状态，推断事物的未来状态。在处理统计数据中，无论是进行描述还是进行推断，其中最主要的工作是分析。,9,统计技术注意事项注意数据的来源和质量数据有第一手数据和第二手数据第一：有代表性，能代表事物总体的数据第二：及时性要好，要收集事物近期的数据，这样的数据信息新第三：可靠性高，每个数据必须可靠，严禁虚假的数据,10,注意统计的风险性有可能把正确的推断为错误的，也有可能把错误的推断为正确的注意正确选用统计技术方法用于数字资料的统计技术方法用于非数字资料的统计技术方法注意经济性,11,抽样检验对过程的结果（产品）的一个或多个特性进行的诸如测量、检查、试验或度量，并将结果与规定要求进行比较，以确定每项特性合格情况所进行的活动过程，称为检验，或者说，检验是通过观察和判断，适当的结合测量，试验所进行的符合性评价。,12,检验分为全数检验和抽样检验：全数检验是将一批产品中的全部产品逐个一一进行检验，一一判定为合格品或不合格品的活动过程，对合格产品收下，对不合格的产品拒收。抽样检验是利用所抽取的样本对产品或过程进行的检验，换言之，抽样检验是根据事先制订的抽样方案，从一批产品中随机抽取一部分作为样品，以这部分样品的检验的结果，对整批产品质量合格与否作出判定，合格则整批产品被接收，不合格则整批产品被拒收。抽样检验是推断性统计技术的具体应用。,13,N=N1+N2,N,全检,N1,N2,交验产品批,合格品,不合格品,全数检验示意图,14,合格,不合格,接收N,拒收N,N,样本N,抽样,全检,合格品数,不合格品数,与判定标准比较,交验产品批,抽样检验示意图,d,15,抽样检验的风险抽样检验是由样本的质量状况去推断总体的质量是要冒风险的生产方风险（PR）：对于给定的抽样方案，当皮产品或过程质量水平（如不合格品率）为某一指定的可接收值（如可接受质量水平）时的拒收的概率，即把质量好的批产品判为不合格，用表示使用方风险（CR）：对于给定的抽样方案，当批产品或过程质量水平为某一指定的不满意值（如极限质量水平）时的接收概率，即把质量差的批产品判为合格，使用方风险一般用表示,16,设计抽样方案注意事项设计抽样方案时，应慎重决定样本量、抽样频次、样本的选择、划分样本的根据以及抽样方法的各种其他方法样本要有代表性样本要有代表性，要代表总体，如果做不到这一点，将导致对总体特性作出不良估计样本也会产生误差即使样本代表总体，但从样本得到的信息也会产生一定程度的误差，这种误差的大小可通过增大样本量来减小但却不能消除,17,注意百分比抽样的不科学性抽样检验是标准抽样检验，而不是百分比抽样检验，百分比抽样检验是不科学的，应予废止。百分比抽样中，在相同的批的不合格品率的情况下，产品批量越大，则批的接收概率越小，产品批量越小，则批的接收概率越大，即“大；批量严，小批量宽”，不能正确鉴别批产品的质量水平，所以，这是一种不科学的抽样检验方法，工业发达国家早已淘汰。抽样检验实施中注意事项（见附表1）全数检验与抽样检验的比较（见附表2）,18,频率直方图步骤：1.收集和整理数据（50个）2.确定数据的极差（R）3.确定组数（K）4.确定组距（h=R/K）5.确定各组的界限值6.计算组中值7.编制频数分布表8.画直方图9.分析直方图,19,双峰型,孤岛型,平顶型,锯齿型,偏向型,正常型,20,与标准比较的几种直方图,21,工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。,SPC的产生,22,SPC的作用,1、确保制程持续稳定、可预测。2、提高产品质量、生产能力、降低成本。3、为制程分析提供依据。4、区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。,23,SPC常用术语解释,24,25,26,过程控制系统有反馈的过程控制系统模型,过程的呼声人设备材料方法环境输入过程/系统输出顾客的呼声,我们工作的方式/资源的融合,统计方法,顾客,识别不断变化的需求量和期望,产品或服务,27,变差的普通原因和特殊原因普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一稳系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只用特殊原因被查出且采取措施，否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。,28,局部措施和对系统采取措施,局部措施通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的人员实施通常可纠正大约15%的过程问题对系统采取措施通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措施，以便纠正大约可纠正85%的过程问题,29,过程控制受控（消除了特殊原因）时间范围不受控（存在特殊原因）,30,过程能力受控且有能力符合规范（普通原因造成的变差已减少）规范下限规范上限时间范围受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）,31,1、分析过程2、维护过程本过程应做什么？监控过程性能会出现什么错误？查找变差的特殊原因并本过程正在做什么？采取措施达到统计控制状态？确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施3、改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差,过程改进循环,32,控制图,上控制限中心限下控制限1、收集收集数据并画在图上2、控制根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施3、分析及改进确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施重复这三个阶段从而不断改进过程,33,控制图类型,34,使用控制图的准备,1、建立适合于实施的环境2、定义过程3、确定待控制的特性应考虑到：顾客的需求当前及潜在的问题区域特性间的相互关系4、确定测量系统5、使不必要的变差最小注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。,35,均值和极差图（x-R）,1、收集数据以样本容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。注：应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据。1-1选择子组大小，频率和数据1-1-1子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程流等。（注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等生产出来的零件，即一个单一的生产流）。1-1-2子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。,36,接上页,1-1-3子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用管制图选用35组数据，以便调整。1-2建立控制图及记录原始数据（见下图）,37,38,1-3、计算每个子组的均值（X）和极差R对每个子组计算：X=（X1+X2+Xn）/nR=Xmax-Xmin式中：X1，X2为子组内的每个测量值。n表示子组的样本容量1-4、选择控制图的刻度4-1两个控制图的纵坐标分别用于X和R的测量值。4-2刻度选择：,39,接上页,对于X图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。注：一个有用的建议是将R图的刻度值设置为X图刻度值的2倍。（例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表0.02英寸）1-5、将均值和极差画到控制图上5-1X图和R图上的点描好后及时用直线联接，浏览各点是否合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确。5-2确保所画的X和R点在纵向是对应的。注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始研究”字样。,40,计算控制限首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限。2-1计算平均极差（R）及过程均值（X）R=（R1+R2+Rk）/k（K表示子组数量）X=（X1+X2+Xk）/k2-2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的。,41,注：其系数值见下表：,注：对于样本容量小于7的情况，LCLR可能技术上为一个负值。在这种情况下没有下控制限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个“同样的”测量结果是可能成立的。,接上页,42,2-3在控制图上作出均值和极差控制限的控制线,过程控制分析分析控制图的目的在于识别过程变化或过程均值不恒定的证据。（即其中之一或两者均不受控）进而采取适当的措施。注1：R图和X图应分别分析，但可进行比较，了解影响过程的特殊原因。注2：因为子组极差或子组均值的能力都取决于零件间的变差，因此，首先应分析R图。,43,3-1分析极差图上的数据点,3-1-1超出控制限的点a出现一个或多个点超出任何控制限是该点处于失控状态的主要证据，应分析。b超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种：b.1控制限计算错误或描点时描错b.2零件间的变化性或分布的宽度已增大（即变坏）b.3测量系统变化（如：不同的检验员或量具）c有一点位于控制限之下，说明存在下列情况的一种或多种：c.1控制限或描点时描错c.2分布的宽度变小（变好）c.3测量系统已改变（包括数据编辑或变换）,44,不受控制的过程的极差（有超过控制限的点）,UCL,LCL,UCL,LCL,R,R,受控制的过程的极差,不受控制的过程的极差（有超过控制限的点）,45,3-1-2链-有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势：连续7点在平均值一侧；连续7点连续上升或下降；a高于平均极差的链或上升链说明存在下列情况之一或全部：a-1输出值的分布宽度增加，原因可能是无规律的（例如：设备工作不正常或固定松动）或是由于过程中的某要素变化（如使用新的不一致的原材料），这些问题都是常见的问题，需要纠正。a-2测量系统的改变（如新的检验人或新的量具）。b低于平均极差的链或下降链说明存在下列情况之一或全部：b-1输出值的分布宽度减小，好状态。b-2测量系统的改好。,46,注1：当子组数（n）变得更小（5或更小）时，出现低于R的链的可能性增加，则8点或更多点组成的链才能表明过程变差减小。注2：标注这些使人们作出决定的点，并从该点做一条参考线延伸到链的开始点，分析时应考虑开始出现变化趋势或变化的时间。,47,UCL,LCL,R,UCL,R,LCL,不受控制的过程的极差（存在高于和低于极差均值的两种链）,不受控制的过程的极差（存在长的上升链）,48,3-1-3明显的非随机图形,a非随机图形例子：明显的趋势；周期性；数据点的分布在整个控制限内，或子组内数据间有规律的关系等。b一般情况，各点与R的距离：大约2/3的描点应落在控制限的中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域。C如果显著多余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于25子组，如果超过90%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查：c-1控制限或描点已计算错描错。c-2过程或取样方法被分层，每个子组系统化包含了从两个或多个具有完全不同的过程均值的过程流的测量值（如：从几组轴中，每组抽一根来测取数据）。c-3数据已经过编辑（极差和均值相差太远的几个子组更改删除）。,49,d如果显著少余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于25子组，如果有40%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查：d-1控制限或描点计算错或描错。d-2过程或取样方法造成连续的分组中包含了从两个或多个具有明显不同的变化性的过程流的测量值（如：输入材料批次混淆）。注：如果存在几个过程流，应分别识别和追踪。3-2识别并标注所有特殊原因（极差图）a对于极差数据内每一个特殊原因进行标注，作一个过程操作分析，从而确定该原因并改进，防止再发生。b应及时分析问题，例如：出现一个超出控制限的点就立即开始分析过程原因。,50,3-3重新计算控制限（极差图）,a在进行首次过程研究或重新评定过程能力时，失控的原因已被识别和消除或制度化，然后应重新计算控制限，以排除失控时期的影响，排除所有已被识别并解决或固定下来的特殊原因影响的子组，然后重新计算新的平均极差R和控制限，并画下来，使所有点均处于受控状态。b由于出现特殊原因而从R图中去掉的子组，也应从X图中去掉。修改后的R和X可用于重新计算均值的试验控制限，XA2R。注：排除代表不稳定条件的子组并不仅是“丢弃坏数据”。而是排除受已知的特殊原因影响的点。并且一定要改变过程，以使特殊原因不会作为过程的一部分重现。,51,3-4分析均值图上的数据点,3-4-1超出控制限的点：a一点超出任一控制限通常表明存在下列情况之一或更多：a-1控制限或描点时描错。a-2过程已更改，或是在当时的那一点（可能是一件独立的事件）或是一种趋势的一部分。a-3测量系统发生变化（例如：不同的量具或QC）,52,不受控制的过程的均值（有一点超过控制限）,受控制的过程的均值,UCL,LCL,X,LCL,UCL,X,53,3-4-2链-有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势：连续7点在平均值一侧或7点连续上升或下降a与过程均值有关的链通常表明出现下列情况之一或两者a-1过程均值已改变a-2测量系统已改变（漂移，偏差，灵敏度）注：标注这些使人们作出决定的点，并从该点做一条参考线延伸到链的开始点，分析时应考虑开始出现变化趋势或变化的时间。,54,不受控制的过程的均值（长的上升链）,不受控制的过程的均值（出现两条高于和低于均值的长链）,UCL,X,LCL,UCL,X,LCL,55,3-4-3明显的非随机图形,a非随机图形例子：明显的趋势；周期性；数据点的分布在整个控制限内，或子组内数据间有规律的关系等。b一般情况，各点与X的距离：大约2/3的描点应落在控制限的中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域；1/20的点应落在控制限较近之处（位于外1/3的区域）。c如果显著多余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于25子组，如果超过90%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查：c-1控制限或描点计算错描错c-2过程或取样方法被分层，每个子组系统化包含了从两个或多个具有完全不同的过程均值的过程流的测量值（如：从几组轴中，每组抽一根来测取数据）。,56,c-3数据已经过编辑（极差和均值相差太远的几个子组更改删除）d如果显著少余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于25子组，如果有40%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查：d-1控制限或描点计算错描错。d-2过程或取样方法造成连续的分组中包含了从两个或多个不同的过程流的测量值（这可能是由于对可调整的过程进行过度控制造成的，这里过程改变是对过程数据中随机波动的响应）。注：如果存在几个过程流，应分别识别和追踪。,57,3-5识别并标注所有特殊原因（均值图）,a对于均值数据内每一个显示处于失控状态的条件进行一次过程操作分析，从而确定产生特殊原因的理由，纠正该状态，防止再发生。b应及时分析问题，例如：出现一个超出控制限的点就立即开始分析过程原因。3-6重新计算控制限（均值图）在进行首次过程研究或重新评定过程能力时，要排除已发现并解决了的特殊原因的任何失控点，然后重新计算并描画过程均值X和控制限，使所有点均处于受控状态。,58,3-7为了继续进行控制延长控制限,a当首批数据都在试验控制限之内（即控制限确定后），延长控制限，将其作为将来的一段时期的控制限。b当子组容量变化时，（例如：减少样本容量，增加抽样频率）应调整中心限和控制限。方法如下：b-1估计过程的标准偏差（用表示），用现有的子组容量计算：=R/d2式中R为子组极差的均值（在极差受控期间），d2为随样本容量变化的常数，如下表：,59,b2按照新的子组容量查表得到系数d2、D3、D4和A2，计算新的极差和控制限：R新=d2UCLR=D4R新LCLR=D3R新UCLX=X+A2R新LCLX=XA2R新将这些控制限画在控制图上。,60,4过程能力分析,如果已经确定一个过程已处于统计控制状态，还存在过程是否有能力满足顾客需求的问题时；一般讲，控制状态稳定，说明不存在特殊原因引起的变差，而能力反映普通原因引起的变差，并且几乎总要对系统采取措施来提高能力，过程能力通过标准偏差来评价。,61,4-1计算过程的标准偏差,=R/d2R是子组极差的平均值，d2是随样本容量变化的常数注：只有过程的极差和均值两者都处于受控状态，则可用估计的过程标准偏差来评价过程能力。,62,4-2计算过程能力,过程能力是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用Z来表示。4-2-1对于单边容差，计算：Z=(USL-X)/或Z=(X-LSL)/（选择合适的确一个）注：式中的SL=规范界限，X=测量的过程均值，=估计的过程标准偏差。,63,4-2-2对于双向容差，计算：,Zusl=(USL-X)/Zlsl=(X-LSL)/Z=MinZusl；ZlslZmin也可以转化为能力指数Cpk：Cpk=Zmin/3=CPU(即)或CPL(即)的最小值。式中：UCL和LCL为工程规范上、下，为过程标准偏差注：Z值为负值时说明过程均值超过规范。,UCLX,3,XLCL,3,64,4-2-3估计超出规范的百分比：（PZ）a对于单边容差，直接使用Z值查标准正态分布表，换算成百分比。b对于双边容差，根据Zusl和Zlsl的值查标准正态分布表，分别算出Pzusl和Pzlsl的百分比，再将其相加。,65,4-3评价过程能力,当Cpk1说明制程能力差，不可接受。1Cpk1.33，说明制程能力可以，但需改善。1.33Cpk1.67，说明制程能力正常。,66,均值和标准差图（X-s图）,一般来讲，当出现下列一种或多种情况时用S图代替R图：a数据由计算机按设定时序记录和/或描图的，因s的计算程序容易集成化。b使用的子组样本容量较大，更有效的变差量度是合适的。c由于容量大，计算比较方便时。1-1数据的收集（基本同X-R图）1-1-1如果原始数据量大，常将他们记录于单独的数据表，计算出X和s1-1-2计算每一子组的标准差s=,(XiX),n1,67,式中：Xi，X；N分别代表单值、均值和样本容量。注：s图的刻度尺寸应与相应的X图的相同。1-2计算控制限1-2-1均值的上下限USLX=X+A3SLSLX=X-A3S1-2-2计算标准差的控制限LSLS=B4SLSLS=B3S注：式中S为各子组样本标准差的均值，B3、B4、A3为随样本容量变化的常数。见下表：,68,注：在样本容量低于6时，没有标准差的下控制限。1-3过程控制的分析（同X-R）1-4过程能力的分析（同X-R）估计过程标准差：=S/C4=S/C4,69,式中：S是样本标准差的均值（标准差受控时的），C4为随样本容量变化的常数。见下表：当需要计算过程能力时；将带入X-R图4-2的公式即可。1-5过程能力评价（同X-R图的4-3）,70,中位数极差图（X-R）,中位数图易于使用和计算，但统计结果不精确可用来对几个过程的输出或一个过程的不同阶段的输出进行比较数据的收集1-1一般情况，中位数图用于子组的样本容量小于或等于10的情况，当子组样本容量为偶数时，中位数是中间两个数的均值。1-2只要描一张图，刻度设置为下列的较大者：a产品规范容差加上允许的超出规范的读数。b测量值的最大值与最小值之差的1.5到2倍。c刻度应与量具一致。1-3将每个子组的单值描在图中一条垂直线上，圈上子组的中位数，并连接起来。1-4将每个子组的中位数和极差填入数据表。2控制限的计算,71,2-1计算子组中位数的均值，并在图上画上这条线作为中位线，将其记为X；2-2计算极差的平均值，记为R；2-3计算极差和中位数的上下控制限；,72,注：对于样本容量小于7时，没有极差的控制下限。过程控制分析（同X-R）3-1凡是超出控制限的点，连成链或形成某种趋势的都必须进行特殊原因的分析，采取适当的措施。3-2画一个窄的垂直框标注超过极差控制限的子组。过程能力的分析（同X-R）估计过程标准偏差：=R/d2注：只有中位数和极差处于受控状态，才可用的估计值来评价过程能力。,73,中位数图的替代方法在已确定了中位数图的控制限后，可以利用以下方法将中位数图的制作过程简化：5-1确定图样使用一个其刻度值的增量与所使用的量具的刻度值一样的图（在产品规范值内至少有20个刻度值），并划上中位数的中心线和控制限。5-2制作极差的控制图片在一张透明的胶片标上极差的控制限。5-3描点操作者将每个单值的点标在中位数图上。5-4找出超过极差控制限的点操作者与每个子组的最大标记点和最小标记点进行比较，用窄垂直框圈上超出胶片控制限的子组。5-5标中位数,74,操作者将每个子组的中位数圈出，并标注任何一个超出控制限的中位数。5-6改善操作者对超出控制限的极差或中位数采取适当的措施进行改善，或通知管理人员。,75,单值和移动极差图（XMR）,1、用途测量费用很大时，（例如破坏性实验）或是当任何时刻点的输出性质比较一致时（例如：化学溶液的PH值）。1-1移动图的三中用法：a单值b移动组c固定子组2、数据收集（基本同X-R）2-1在数据图上，从左到右记录单值的读数。2-2计算单值间的移动极差（MR），通常是记录每对连续读数间的差值。2-3单值图（X）图的刻度按下列最大者选取：a产品规范容差加上允许的超出规范的读数。b单值的最大值与最小值之差的1.5到2倍。2-4移动极差图（MR）的刻度间隔与X图一致。,76,3计算控制限USLMR=D4RLSLMR=D3RUSLX=X+E2RLSLX=X-E2R,77,注：式中R为移动极差，X是过程均值，D4、D3、E2是随样本容量变化的常数。见下表：过程控制解释（同其他计量型管制图）5过程能力解释=R/d2=R/d2,78,式中：R为移动极差的均值，d2是随样本容量变化的常数。见下表：注：只有过程受控，才可直接用的估计值来评价过程能力。,79,8计数型数据控制图,8-1P管制图P图是用来测量在一批检验项目中不合格品（缺陷）项目的百分数。8-1-1收集数据8-1-1-1选择子组的容量、频率和数量子组容量：子组容量足够大（最好能恒定），并包括几个不合格品。分组频率：根据实际情况，兼大容量和信息反馈快的要求。子组数量：收集的时间足够长，使得可以找到所有可能影响过程的变差源。一般为25组。8-1-1-2计算每个子组内的不合格品率（P）P=np/n,80,n为每组检验的产品的数量；np为每组发现的不良品的数量。选择控制图的坐标刻度8-1-1-3选择控制图的坐标刻度一般不良品率为纵坐标，子组别（小时/天）作为横坐标，纵坐标的刻度应从0到初步研究数据读读数中最大的不合格率值的1.5到2倍。8-1-1-4将不合格品率描绘在控制图上a描点，连成线来发现异常图形和趋势。b在控制图的“备注”部分记录过程的变化和可能影响过程的异常情况。8-1-2计算控制限8-1-2-1计算过程平均不合格品率（P）P=（n1p1+n2p2+nkpk）/（n1+n2+nk）,81,式中：n1p1；nkpk分别为每个子组内的不合格的数目n1；nk为每个子组的检验总数8-1-2-2计算上下控制限（USL；LSL）USLp=P+3P(1P)/nLSLp=P3P(1P)/nP为平均不良率；n为恒定的样本容量注：1、从上述公式看出，凡是各组容量不一样，控制限随之变化。2、在实际运用中，当各组容量不超过其平均容量25%时，,82,可用平均样本容量n代替n来计算控制限USL；LSL。方法如下：A、确定可能超出其平均值25%的样本容量范围。B、分别找出样本容量超出该范围的所有子组和没有超出该范围的子组。C、按上式分别计算样本容量为n和n时的点的控制限.UCL,LCL=P3P(1P)/n=P3p(1p)/n8-1-2-3画线并标注过程平均（P）为水平实线，控制限（USL；LSL）为虚线。（初始研究时，这些被认为是试验控制限。）,83,8-1-3过程控制用控制图解释：8-1-3-1分析数据点，找出不稳定的证据（一个受控的P管制图中，落在均值两侧的点的数量将几乎相等）。8-1-3-1-1超出控制限的点a超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种：1、控制限计算错误或描点时描错。2、测量系统变化（如：不同的检验员或量具）。3、过程恶化。b低于控制限之下的点，说明存在下列情况的一种或多种：1、控制限或描点时描错。2、测量系统已改变或过程性能已改进。8-1-3-1-2链a出现高于均值的长链或上升链（7点），通常表明存在下列情况之一或两者。,84,1、测量系统的改变（如新的检验人或新的量具）2、过程性能已恶化b低于均值的链或下降链说明存在下列情况之一或全部：1、过程性能已改进2、测量系统的改好注：当np很小时（5以下），出现低于P的链的可能性增加，因此有必要用长度为8点或更多的点的长链作为不合格品率降低的标志。8-1-3-1-3明显的非随机图形a非随机图形例子：明显的趋势；周期性；子组内数据间有规律的关系等。,85,b一般情况，各点与均值的距离：大约2/3的描点应落在控制限的中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域。c如果显著多余2/3以上的描点落在离均值很近之处（对于25子组，如果超过90%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查：1、控制限或描点计算错描错2、过程或取样方法被分层，每个子组包含了从两个或多个不同平均性能的过程流的测量值（如：两条平行的生产线的混合的输出）。3、数据已经过编辑（明显偏离均值的值已被调换或删除）d如果显著少余2/3以上的描点落在离均值很近之处（对于25子组，如果只有40%的点落在控制限的1/3区域）则应对下列情况的一种或更多进行调查：1、控制限或描点计算错描错,86,2、过程或取样方法造成连续的分组中包含了从两个或多个不同平均性能的过程流的测量8-1-3-2寻找并纠正特殊原因当有任何变差时，应立即进行分析，以便识别条件并防止再发生，由于控图发现的变差一般是由特殊原因引起的，希望操作者和检验员有能力发现变差原因并纠正。并在备注栏中详细记录。8-1-3-3重新计算控制限初次研究，应排除有变差的子组，重新计算控制限。,87,8-1-4过程能力解释计数型数据控制图上的每一点直接表明不符合顾客要求的不合格品的百分数和比值，这就是对能力的定义。,88,8-2不合格品数的np图8-2-1采用时机8-2-1-1不合格品的实际数量比不合格品率更有意义或更容易报告。8-2-1-2各阶段子组的样本容量相同。8-2-2数据的收集（基本和p图相同）8-2-2-1受检验的样本的容量必须相同，样本容量足够大使每个子组内都有几个不良品并在。8-2-2-2记录表上记录样本的容量。8-2-3计算控制限8-2-3-1计算过程不合格数的均值（np）np=（np1+np2+npk）/k,89,式中的np1,np2,为K个子组中每个子组的不合格数。8-2-3-1计算上下控制限USLnp=np+3np(1-p)LSLnp=np-3np(1-p)p为过程不良品率，n为子组的样本容量。,90,8-3不合格（缺陷）数的c图8-3-1采用时机C图用来测量一个检验批内的不合格（的缺陷）的数量，C图要求样本的容量恒定或受检验材料的数量恒定，主要用于以下两类检验：8-3-1-1不合格分布在连续的产品流上（如：每条尼龙上的瑕疵，玻璃上的气泡或电线上绝缘层薄的点），以及可以用不合格的平均比率表示的地方（如100平方米上的缺陷）。8-3-1-2在单个的产品检验中可能发现不同原因造成的不合格。8-3-2数据的收据8-3-2-1检验样本的容量（零件的数量，织物的面积，电线的长度等）要求相同，这样描绘的C值将反映质量性能的变化而不是外观的变化，在数据表上记录样本容量。,91,8-3-2-2记录并描绘每个子组内的不合格数（C）。8-3-3计算控制限8-3-3-1计算过程不合格数均值（C）：C=（C1+C2+Ck）/K式中：C1,C2,Ck为每个子组内的缺陷数8-3-3-1计算控制限U/LSLc=C3C8-3-4过程控制解释（同P管制图）8-3-5过程能力解释固定样本容量为n的过程能力为其不合格数的平均值c。,92,8-4单位不合格（缺陷）数的u图8-4-1使用的时机u图用来测量具有不同的样本（受检材料的量不同）的子组内每检验单位产品之内的不合格数量（可以用不良率表示）。8-4-2数据的收集8-4-2-1各子组样本容量彼此不必都相同，尽量使它的容量在其平均值的正负担过重25%以内，可以简化控制限的计算。8-4-2-2记录并描绘每个子组内的单位产品不合格数（u）。u=c/n式中：C为发现的不合格数量，n为子组中样本的容量。C和n都应记录在数据表中。8-4-3计算控制限,93,8-4-3-1计算每单位产品过程不合格数的平均值u=(C1+C2+Ck)/(n1+n2+nk)式中：C1，C2及n1，n2等为K个子组内每个子组的不合格数及样本容量。8-4-3-1计算控制限U/LSLu=u3u/n式中：n为平均样本容量。注：如果某些子组的样本容量与平均样本容量的差超过正负25%，按下式重新计算其准确的控制限：,94,U/LSLu=u3u/n8-4-4过程控制解释（同P管制图）8-4-5过程能力解释过程能力为u,95,測量系統分析(MSA),96,目的,现在普遍依据测量数据来决定是否调整制造过程，因此应用以数据为基础的方法的收益，很大程度上决定于所用测量数据的质量。测量数据质量是由在稳定条件下运行的某一测量系统得到的多次测量结果的统计特性确定。例如：假定用在稳定条件下运行的某测量系统，得到某一特性的多次测量数据。如果这些测量数据与这一特性的标准值都很“接近”，那么可以说这些测量数据的质量“高”，反之则认为“低”。,97,目标,98,MSA术语,定义,测量：赋值（或数）给具体事物以表示他们之间关于特定特性的关系。可以认为是一种过程用来对被测特性赋值的过程，所赋予的值称为测量值或测量结果。,99,定义,量具：任何用来获得测量结果的装置，经常用来特指用在车间的装置，包括通过/不通过装置。,100,定义,测量系统：用来对被测特性定量测量或定性评价的仪器或量具、标准、操作、方法、夹具、软件、人员、环境和假设的集合；用来获得测量结果的整个过程。,101,定义标准,用于比较的可接受的基准用于接受的准则已知数值，在表明的不确定度界限内，作为真值被接受基准值。一个标准应该是一个可操作的定义：由供应商和顾客应用时，在昨天、今天和明天都具有同样的含义，产生同样的结果。,基本的设备,102,定义分辨力、可读性、分辨率,别名：最小的读数的单位、测量分辨率、刻度限度或探测限度有设计决定的固有特性测量或仪器输出的最小刻度单位总是以测量单位报告110经验法则,基本的设备,103,分辨率,不适当的分辨率导致错误的圆整,单位：0.001英寸,单位：0.01英寸,基本的设备,104,定义基准值、真值,基准值人为规定的可接受值需要一个可操作的定义作为真值的替代真值物品的实际值未知的和不可知的,基本的设备,105,定义偏倚和重复性,正确,错误,精确,不精确,位置变差,106,定义偏倚,偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值,位置变差,107,定义稳定性,偏移随时间的变化一个稳定的测量过程是关于位置的统计受控,稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差,位置变差,108,定义线性,许多量具都有一定的工作范围，即量程当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的整个操作范围的多个并且独立的偏移误差的相互关系测量系统的系统误差分量,位置变差,109,定义精密度,精密度重复读数彼此之间的“接近度”测量系统的随机误差分量,宽度变差,110,定义重复性,重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差在固定和规定的测量条件下连续（短期）试验变差通常指E.V.-设备变差仪器（量具）的能力或潜能系统内变差基准不是必须的影响所有的随机测量结果,宽度变差,111,定义再现性,由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差对于产品和过程条件，可能是评价人、环境（时间）或方法的误差通常指A.V.评价人变差系统间（条件）变差包括重复性、实验室、环境及评价人影响,宽度变差,112,定义GRR或量具R&R,量具重复性和再现性：测量系统重复性和再现性合成的评估,宽度变差,113,定义测量系统能力、性能,测量系统能力测量系统变差的短期评估，如：“GRR”包括图形测量系统性能测量系统变差的长期评估，长期控制图法,宽度变差,114,MSA测量过程,115,关键词,测量系统的分辨率偏倚重复性再现性线性稳定性,116,测量标准体系,国家标准,一级标准,二级标准,三级标准,准确度下降、成本降低、对环境更加稳健,公司标准由公司的计量部门保持和使用,工作标准，也称为生产标准，由生产人员保持和使用，用来校准在生产设备中使用的测量系统,117,合格的测量系统,足够的分辨率和灵敏度为了测量的目的，相对于过程变差和规范控制限，测量的增量应该很小。通常所知的十进位或10-1法则，表明仪器的分辨率应把公差（过程变差）分为十份或更多。这个规则是选择量具期望的实际最低起点测量系统应该是统计受控的在可重复条件下，测量系统的变差只能是由于正常原因而不是特殊原因造成的。这可称为统计稳定性且最好由图形法评价,118,合格的测量系统,产品控制要求对于产品控制，测量系统的变异性与公差相比必须小。依据特性的公差评价测量系统过程控制要求对于过程控制，测量系统的变异性应该显示有效的分辨率并且与制造过程变差相比要小。根据6过程变差和/或来自MSA研究的总变差评价测量系统,119,基本概念,每个过程都制造一个“产品”每个产品都拥有质量每个质量特性都能够测量变差总和=产品变差+测量变差一些变差是系统内在固有的一些变差是系统执行过程中过失所带来的,120,测量过程,什么是测量过程的产品？这个产品的质量特性有哪些？我们用什么来测量这些特性？,121,测量过程示意图,设备（量具：制造误差）人员（熟练程度、认真程度、读数等差别）原材料（被测对象：内部差别）操作规程环境（温度、湿度、灰尘、振动）,共同作用,输出,顾客测量值,122,变差源,测量系统受随机和系统变差源影响。这些变差源由普通原因和特殊原因造成。为了控制测量系统变差：识别潜在的变差源排除（可能时）或监控这些变差源,123,测量系统变差,测量,样本准备,材料,操作者,方法,人机工程,工具,环境,这是测量系统的一些变差，你还能够想起其他的吗？,124,MSA测量战略和策划,125,出发点,APQP的设计阶段精通测量系统的工程师有责任决定检验和试验并且指定合适的测量设备校准人员是APQP横向协调小组的组成部分一些变差是系统内在固有的一些变差是系统执行过程中过失所带来的,126,典型步骤,决定测量特性,决定评价需求,考虑特性的整个测量系统变差,决定可采用的设备,产品工程师,产品工程师,横向协调小组,计量管理人员,127,如何决定测量,顾客呼声技术特性失效分析控制计划,转化,外部需求,内部需求,128,测量误差的来源,灵敏度分辨率精度准确度操作者之间的差异工具和夹具之间的差异使用方法的差异环境影响,129,测量分类,计量型数据可以用数字表达的质量特性数据。如：厚度、压力、长度等,计数型数据只能给出定性的结果的检测数据。如：用通过/不通过量规检测孔，只能告诉通过/不通过，而不能告诉孔的大小的具体数值。,130,如何获得数据,检查测量试验,包括感官,131,过程控制X-R,132,偏倚,偏倚的定义为对一个被测特性的多次测量值的平均值与基准值的差值进行偏倚分析的关键是确定基准值选择一个落在过程产品测量值均值附近的产品作为主样本将该样件送到一个比该测量系统更高级别的测量系统上，进行多次测量，取这些多次测量结果的平均值作为基准值。,133,偏倚产生的原因,操作者的错误器具错误的校准结构老化器具损坏器具使用方法错误器具读数错误样件放置错误,134,重复性,重复性定义：同一评价人，采用同一测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差基准不是必须的影响所有的随机测量结果,135,线性,许多量具都有一定的工作范围，即量程。当用量具在工作范围上测量不同大小的特性时，其偏倚可能是不同的。测量系统的线性便是表征在量具的工作范围内其偏倚变化规律的一个统计特性。,136,线性图表,137,线性,138,线性的影响因素,器具的最高和最低段没有进行适当的校准在最小和最大测量的熟练程度存在错误器具劳损器具设计特性,139,再现性,由不同的评价人，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差,140,再现性示例,141,稳定性,测量特性的一个变差发生在同一操作者超过一定的延长时间应用控制图进行监控,稳定性（或飘移），是测量系统在某持续时间内测量同一基准或零件的单一特性时获得的测量值的总变差,142,稳定性的目的,预测测量系统所引入的测量误差具有什么样的特性调查、研究测量过程中出现的特殊原因，并予以消除，使其不再出现一个未处于统计稳定性的测量系统不能够提供过程的准确数据,143,分析方法MethodsofAnalysis,量具R&R研究,144,R&R术语,n=子组容量2到10在过程中选择能够代表过程的整个工作范围的样件，不要使用连