统计过程控制SPC培训教材.ppt

统计过程控制spc spc 统计过程控制 statisticalprocesscontrol 2012 12 12 统计过程控制spc 目录一 spc的基本概念 二 spc的作用 三 spc的特点 四 控制图的基本知识 五 常规控制图的计算 六 x r控制图 七 过程能力指数的定义 一 spc的基本概念 spc是英文statisticalprocesscontrol 统计过程控制 三个字首的简称 是应用统计技术对过程中的各阶段进行评估和监察 保持过程处于可接受的和稳定的水平 以保证产品与服务满足要求的均匀性 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 统计过程控制spc 统计过程控制spc 二 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 统计过程控制spc 三 spc的特点 spc是全系统的 全过程的 要求全员参与 人人有责任 这点与全面质量管理的精神完全一致 spc强调用科学方法 主要是统计技术 尤其是控制图理论 来保证全过程预防 spc不仅用于生产过程 而且用于服务过程和一切管理过程 spc的重点就在于 p process 过程 统计过程控制spc 四 控制图基本知识 4 1 控制限的确定 上控制线 ucl 3 中心线 cl 下控制线 lcl 3 4 2控制图原理的二种解释 第一种解释 点出界就判异 小概率事件原理 小概率事件实际上不发若发生即判异常 控制图就是统计假设检验的图上作业法 第二种解释 要抱西瓜 不要抓芝麻 质量波动的原因 异常因素 偶然因素偶然因素 始终存在 对质量影响微小 难以消除 是不可避免的 异常因素 有时存在 对质量影响很大 不难消除 是可以避免的 统计过程控制spc 休哈特控制图的实质就是区分异常因素与偶然因素 控制限就是区分异常波动与偶然波动的科学界限 4 3预防原则 20字真经 查出异因采取措施保证消除不再出现纳入标准 统计过程控制spc 4 4 1控制图的类型 4 4 2判异原则判异准则有两类 点出界就判异 界内点排列不随机判异国标gb t4091 2001 常规控制图 中提供了8种判异原则 为了应用这些原则 将控制图等分为6个区域 每个区宽1 这6个区的标号分别为a b c c b a 其中两个a区 b区及c区都关于中心线对称 判异原则1 一点落在a区以外在许多应用中 准则1甚至是唯一的判异准则 准则1可对参数u的变化或参数 的变化给出信号 变化越大 则给出信号越快 准则1还可以对过程中的单个失控作出反应 如计算错误 测量错误 原材料不合格 设备故障等 在3 原则下 准则1犯第一类错误的概率为 0 0027 uclabclccblcla 准则2 连续9点落在中心线同一侧此准则是为了补充准则1而设计的 以改进控制图的灵敏度 选择9点是为了使其犯第一类错误的概率 与准则1的 0 0 0027大体相等 出现准则2的现象 主要是过程平均值减小的缘故 准则3 连续6点递增或递减此准则是针对过程平均值的变化趋势进行设计的 它判定过程平均值的较小趋势要比准则2更为灵敏 产生趋势的原因可能是工具逐渐磨损 维修逐渐变坏等 从而使得参数随着时间变化 准则4 连续14点相邻点上下交替此准则是针对由于轮流使用两台设备或由两位操作人员轮流进行操作而引起的系统效应 实际上这是一个数据分层不够的问题 即数据中存在两种不同的分布 ucl cl lcl c c b b a a 准则5 连续3点中有2点落在中心线同一侧的b区以外过程平均值的变化通常可由本准则判定 它对于变异的增加也较灵敏 这里需要说明的是 3点中的2点可以是任意两点 至于第三点可以在任何处 甚至可以根本不存在 出现准则5的现象是由于过程参数u 均值 发生了变化 c c b b a a lcl cl ucl 准则6 连续5点中有4点落在中心线同一侧的c区以外与准则5类似 这第5点可在任何处 本准则对于过程平均值的偏移也是较灵敏的 出现本准则的现象也是由于过程参数u发生了变化 准则7 连续15点在c区中心线上下出现本准则的现象是由于参数 过程标准差 变小 造成这种现象的原因可能有数据虚假或数据分层不够等 a a b b c c lcl ucl cl 准则8 连续8点在中心线两侧 但无一点在c区中造成这种现象的主要原因也是因为数据分层不够 本准则是为此而设计的 五 常规控制图的计算 统计过程控制spc 六 x r控制图 1选定控制项目 选择对质量特性有重要影响的特性作为控制项目 2搜集数据 采用抽样的方法选取最近生产的数据至少100个以上 3数据分组 数据按采集顺序排列 每组为n个样本 分成k组 n最好取4 5个样本 步骤 统计过程控制spc x r图示例某手表厂在调查手表 停摆 原因时 发现是由于螺栓松动造成 为此厂商应用控制图对装配作业中的螺栓力矩进行过程控制 取预备组数据 1 取25个子组2 子组大小取多少 国际推荐样本量为4或5 3 合理组原则 组内差异只由偶因造成 组间差异主要由异因造成 取子组时应在短间隔内取 以避免异因进入 为了便于发现异因 在过程不稳 变化激烈时应多抽取样本 而过程平衡时 则可少抽取样本 统计过程控制spc 取预备组数据 计算控制界线 作出控制图 r 1图 x 1图 数据已超界 统计过程控制spc r 2图 数据已超界 r 3图 x 2 由以上x图 过程可以判稳 统计过程控制spc 与规范比较 评价工程能力已经给定质量规范为 sl 140 su 180a 作直方图与规范比较 sl 140 ul 180 x 163 7 m 160 有数据超差 均值不居中 b 计算工程能力利用r和x计算cp r d2 13 435 2 236 5 776cp tu tl 6 180 140 6 5 776 1 15由于x 163 652与容差中心m 160不重合 所以需要计算cpk cpk 1 k cp 1 0 18 1 15 0 94可见 统计控制状态下的cp为1 15 1 但是由于 与m偏差 所以cpk 1 因此 应根据对手表螺栓的质量要求 确定当前的统计过程状况是否满足设计的 工艺的和顾客的要求 决定是否以及何时进行调整 若需要调整 那么调整后重新收集数据 给制x r图 统计过程控制spc 延长x r图的控制线 对工序进行日常控制 统计过程控制spc 七 过程能力指数的定义7 1定义a 过程能力过程的加工质量满足技术标准的能力 是衡量加工内在一致性的标准 决定于质量因素人 机 料 环 法 与公差无关 稳态时 99 73 的产品落在 3 3 范围内 b 生产能力加工数量方面的能力 c 过程能力指数 cp过程能力满足产品技术标准 产品规格 公差 的程度 7 2双侧规格情况的过程能力指数t 技术规格的公差幅度 tu tl 规格上 下限 总体标准差 s 样本标准差cp t 6 tu tl 6 tu tl 6s当t 6 cp 1 这时候既满足技术要求又很经济 7 3过程能力指数的评价标准 7 4有偏移情况的过程能力指