SPC基本统计培训.ppt

1 统计过程控制工作坊SPCWorkShop 精益管理顾问公司 企业管理的好帮手 2 基本统计概念BasicSPCConcept 3 统计学 Statistics 收集 整理 展示 分析 解析统计资料Collect collate display analysis explainofdata由样本推论母体 群体Fromsampletoprojectthepopulation能在不确定情况下作决策Decisionwithuncertainty是一门科学方法 决策工具Scientificanddecisiontool 基本统计概念BasicSPCConcept 抽样 推论 4 统计量StatisticalValueR全距 range 算术平均数 arithmeticmean Md中位数 median Mo众数 mode 2方差 变异 variance 标准差 standarddeviation 基本统计概念BasicSPCConcept 5 R全距 range R Xmax Xmin算术平均数 arithmeticmean 基本统计概念BasicSPCConcept 6 Md中位数 median 顺序数列中的中心项的数值ThemedialnumberintheseriesMo众数 mode 资料中出现最多的数值Thenumberwithhighestfrequency 基本统计概念BasicSPCConcept 7 2方差 变异 variance 基本统计概念BasicSPCConcept 8 标准差 standarddeviation 基本统计概念BasicSPCConcept 9 例 Case1 1 2 3 4 6 11R 10 4Md 3Mo 1 n2 10 86 n 12 12 67 n 3 29 n 1 3 56 基本统计概念BasicSPCConcept 10 数列Series 12 11 12 13 18 30 24 9请计算下列统计量Calculatethefollowing RMdMo n2 n 12 n n 1 练习Exercise 11 数据的收集与整理DataCollectionandCollation Action Test Analysis 数据Data 结Conclusion 样本Sample 群体Population Sampling 抽样 12 数据收集DataCollection 13 数据整理DataCollate 次数分配FrequencyDistribution 14 直方图 Histogram 15 分布曲线DistributionCurve 16 正态 常态 分布的曲线图NormalDistributionCurve 17 正态分布的性质NatureofNormalDistribution 18 数据Data 直方图Histogram 分布曲线Distribution 19 直方图Histogram 分布Distribution 正常型Normal 20 直方图Histogram 分布Distribution 偏向型Bias 21 直方图Histogram 分布Distribution 孤岛型Island 22 过程变差ProcessVariation 23 输入 材料 Input Material 人Man 方法Method 过程 生产 装配 Process 输出 产品 Output Product 反馈 测量 检验 Feedback Test Insp 测量系统MSA 材料Material 过程变差ProcessVariation 机器Machine 24 过程变差ProcessVariation 输入材料MaterialInput不同批次之间的差异LottoLotVariation批次内的差异WithinLotVariation随时间产生的差异VariationinTimeSeries随环境而产生的差异VariationduetoEnvironment 25 过程变差ProcessVariation 生产 装配Production Assembly设备及工装夹具的差异EquipmentandToolingVariation随时间而产生的磨损 漂移等AgingandShiftbytime操作工之间的差异 如手工操作的过程 VariationbetweenOperators ManualWork 设置的差异DifferentSetup环境的差异DifferentEnvironments 26 过程变差ProcessVariation 输出产品OutputProduct输出的产品随时间而产生的变化ProductVariationbytimeseries输出的产品随环境而产生的变化ProductVariationduetoenvironment 27 过程变差ProcessVariation 反馈 测量Feedback Measurement由于测量用于过程中的所有组成部分 测量的变差会对过程的各个阶段产生影响Measurementsarepartoftheprocess variationinthemeasurementcanaffecttheprocessinvariousstages偏倚Bias稳定性Stability重复性Repeatability再现性Reproducibility分辨率Resolution 28 持續改進過程循環的各個階段 2 維護過程監控過程性能查找偏差的特殊原因並採取措施 3 改進過程 改變過程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差 分析過程本過程應做些什麼 會出現什麼錯誤 本過程正在做什麼 達到統計控制狀態 確定能力 計劃 實施 措施 研究 計劃 措施 實施 研究 計劃 實施 措施 研究 29 过程变差ProcessVariation 每件产品的尺寸与别的不同EachproductdimensionhasdifferencesSPEC 30 过程变差ProcessVariation 但它们形成一个模型 若稳定 可以描述为一个分布Thedataaregroupedtoformthemodel Ifstable itcanbedescriedasthedistribution 31 过程变差ProcessVariation 分布可以通用过以下因素来加以区分Distributioncanbedescriedwithvariouselements 或这些因数的组合Orthecombinationoftheseelements 位置Position 分布宽度置Spread 形状Form Shape 32 过程变差ProcessVariation 如果只存在变差的普通原因 随著时间的推移 过程的输出形成一个稳定的分布并可预测 Ifthereareonlythecommoncauses andmoveintimeseries theprocessoutputsarepredictablewithstabledistribution 目标直线TargetLine 33 过程变差ProcessVariation 目标直线TargetLine 预测Forecast 范围Spec 时间Time 如果存在变差的特殊原因 随著时间的推移 过程的输出不稳定Ifthespecialcauseisinthevariation intimeseries theprocessbecomeunstable 34 过程控制和过程能力ProcessControlandProcessCapability 过程控制ControlProcess 受控InControl 消除了特殊原因 EliminatetheSpecialCause 不受制OutOfControl 存在特殊原因 withSpecialCause 35 过程变差ProcessVariation Distributioncanbedescribedby Location typicalvalue 位置 典型值 Spread分布宽度Shape patternofvariation 形状 变差的模式 Typicalvalue典型值 Spread分布 36 过程变差ProcessVariation 过程的变差分两个类型TwoCategories特殊原因造成的变差SpecialCauses普通原因造成的变差CommonCauses 37 过程变差ProcessVariation 普通原因变差CommonCausesinVariation影响过程中每个单位affecteachunitintheprocess是由所有不可分派的小变差源组成Formedbyvariousvariationsources and但遵循一个分布followaparticulardistribution通常需要采取系统措施来减小Usesystemcorrectiveactionstoreduce在控制图上表现为随机性randompointinthecontrolchartIfonlycommoncause theprocessoutputofaprocessisPredictable如只有普遍原因 输出是可预计的过程 38 过程变差ProcessVariation 特殊原因变差SpecialCausesinVariation间断的 偶然的 通常是不可预测的和不稳定的变差Discontinued accidental unpredictableandunstable非随机的图案Nonrandompattern是由可分派的变差源造成该变差源可以被纠正Canbecorrected thecauseisfromtheparticularsource 39 过程变差ProcessVariation 工业经验建议为 IndustrialExperience局部措施Localaction通常用来消除变差的特殊原因Usuallyrequiredtoeliminatespecialcausesofvariation通常由与过程直接相关的人员实施Usuallytakenbypeopleclosetotheprocess大约可纠正15 的过程问题Only15 ofprocessproblemcanbecorrected 40 过程变差ProcessVariation 工业经验建议为 IndustrialExperience对系统采取措施Actionsonthesystem通常用来消除变差的普通原因Usuallyrequiredtoeliminate orreducecommoncausesofvariation andbetakenbymanagement大约可纠正85 的过程问题About85 ofprocessproblemcanbecorrected 41 过程控制和过程能力ProcessControlandProcessCapability 过程能力ProcessCapability 受控且有能力符合规范 普通原因造成特变差 Controlandcapabletofitthespec variationduetoNormalCause 受控但没有能力符合规范Controlbutwithoutcapabilitytofitthespec 普通原因造成变差太大 LargevariationduetoNormalCause Spec 时间Time 42 过程控制和过程能力ProcessControlandProcessCapability 每个过程可以分类如下 Eachprocesscanbecategorizedas Controloroutofcontrol 受控或不受控 Fitthecustomerrequirements 是否有满足客户要求 43 过程控制和过程能力 第1类 符合要求 受控 Case1 Accept InControl 是理想状况 为持续改进可能需要进一步减小变差IdealStatus toreducevariationforcontinuousimprovement 第2类 不符合要求 受控 Case2 NotAccept InControl 存在过大的普通原因变差withlargevariationfromnormalcause短期内 进行100 检测以保护客户不受影响Inshortterm gofor100 inspectiontoreducetheeffectforcustomer必须进行持续改善以减少普通原因的变差Mustgoforcontinuousimprovementtoeliminatetheeffectfromcommoncause 44 过程控制和过程能力ProcessControlandProcessCapability 第3类 符合要求 不受控 Case3 AcceptbutOUTofcontrol有相对较小的普通原因及特殊原因变差Withlessnormalandspecialcauses如果存在的特殊原因已经明确但消除具影响可能不大经济 客户可能接受这种过程状况Ifthespecialcausesareknownbutthecostmaybehightoeliminatethem customermayacceptthisprocessstatus 45 过程控制和过程能力 第4类 不符合要求 不受控 Case4 NotAccept OUTofControl 存在过大的普通原因及特殊原因的变差LargerNormalandspecialcausesinthevariation需要进行100 检测以保护客户利益必须采取紧急措施使过程稳定 并减小变差Mustgoforcontingency containmentactionstostabletheprocessandreducevariations 100 inspectiontoprotectcustomer 46 过程控制和过程能力 判断一个过程是否满足规格要求 JudgetheprocesscanfitthespecrequirementsCapabilityIndex能力指数 Cpk ForstableProcessonly只用於穩定过程 PerformanceIndex性能指数 Ppk判断一个过程是受控还是不受控用 Judgetheprocessisincontroloroutofcontrol控制图ControlCharts 47 控制图ControlCharts为判断制程变差的普通原因或特殊原因的主要统计分析工具TojudgetheprocessvariationwithCOMMONorSPECIALcauseasthemajorstatisticalanalysistool 48 基本概念BasicConcept 控制图中包括三条线3linesinControlChart控制上限 UpperControlLimit UCL 中心线 CenterLine CL 控制下限 LowerControlLimit LCL UCLCLLCL 49 控制图的种类TypeofControlCharts 计量型数据的控制图VariableControlChartsXbar RXbar SX MR计数型数据的控制图AttributeControlChartspnpcu 50 控制圖的選用程序 注 本圖假設測量系統已經過評價並且是適用的 51 控制图的使用策划PlanningfortheControlCharts 作控制图需要按以下步骤 Followthenecessarysteps 计划Planning资源Resources评估和改进EvaluationandImprovement 52 控制图的使用策划PreparationfortheuseofControlCharts 建立适于采取措施的环境 公司文化Settherightenvironmenttotakeactions CompanyCulture确定过程Definetheprocess确定待管理的特性 如 特殊特性 考虑Determinecharacteristics e g SpecialCharacteristics thatneedtobemanagedShallConsider 客户的要求CustomerRequirements当前及潜在的问题区Existingandpotentialproblemarea特性间的相互关系Interrelationbetweencharacteristics确定测量系统DefinetheMeasurementSystemMSA使不必要的变差最小化Reducethevariationsinthoseavoidablearea 53 控制图的使用策划PreparationfortheuseofControlCharts 过程Process 输出Output 输入Input 使用什么方式 材料 设备 What Equipment RawMaterial 谁进行 能力 技能 培训 Who Competence ability training 如何做 方法 程序 技术 How Method Procedure Technique 使用的关键准则是什么 测量 评估 Keymeasurement Measuring Evaluation 54 Xbar RChart图 AverageandRangeChart平均数 全距控制图工业界最常使用的计量值控制图Themostcommonchartfortheindustry 55 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 收集数据CollectData选择子组大小 频率和数据Selectthesubgroupsize frequencyandnumbersofsubgroup子组大小Subgroupsize 一个子组内该单元之间出现变差机会小 如4 5件连续于单一过程的产品 variationamongunitswithinthesubgrouparesmall e g 4to5consecutivelyproducedpiecesbysingleproductionstream 每个子组内的变差是普通原因造成VariationwithineachsubgroupreflectsCOMMONcause代表短时间内零件间变产Representthepiece to piecevariationwithinshortperiodoftime不正常变差 过程发生变化unusualvariationbetweensubgroups changesinprocess 56 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 选择子组大小 频率和数据Selectthesubgroupsize frequencyandnumbersofsubgroup子组频率Subgroupfrequency 检查过程经过一段时间的变化 如 换班 温升趋势 材料变更Todetectthechangeofprocessovertime e g changesduetoworkshiftdifference warm uptrend materiallots 57 子组数大小NumberofSubgroups 确保变差的主要原因有机会出现 25子组包含100个单值 Majorsourcesofvariationhavehadanopportunitytoappear 25ormoresubgroupscontaining100ormorereadings 可利用现有数据加速研究进度Canuseexistingdatatospeeduptheprocess 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 58 建立控制图及記錄原始數據Setupcontrolchartandrawdatagathering 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 59 计算每个子组的X平均值和极差RCalculatetheAverageRangeandProcessaverage 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 60 UCLCLLCL 子组数足夠時 25子组包含100个单值 計算及繪成控制線 試驗控制限Whennumberofsubgroupisadequate 25ormoresubgroupscontaining100ormorereadings calculateanddrawthecontrollimit trialcontrollimits 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 61 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 过程控制解释ExplaintheProcessControl分析极差图 R图 上的数据点AnalysetheRchartfirst识别并标注特殊原因 R图 Identifyandmarkthespecialcauses糾正及預防再發生Correctandpreventitformrecurring消除受已識別的特殊原因影響的子組Excludeallsubgroupsaffectedbytheidentifiedspecialcause重新计算控制极限 R图 RecalculatetheRcontrollimits 62 當极差受控 過程分佈是穩定的 分析平均值图 Xbar图 Whentherangesareinstatisticalcontrol processspreadisstable then看过程的位置是否改变x图Checkiftheprocesslocationischangingovertimexchart为继续控制延长控制限ExtendtheControlLimitsforProcessControl 建立Xbar R控制图的步骤SetupthestepsforX RCharts 63 控制图 过程的声音ControlCharts thevoiceoftheprocess 控制图可以给我们提供出出现了哪种类型的变差的线索 供我们采取相应的措施Thecontrolchartcanprovideusthehintsofwhattypesofvariations fortherightcorrectiveactions 64 控制图上的信号解释ExplainTheSignalsontheControlCharts 有很多信号规则适用于所有的控制图 Xbar图和R图 主要最常见的规则有以下3种 ManytypesofsignalsandrulesintheXRcharts mainly3types 规则1 超出控制限的点Rule 1 PointsExceedthecontrollimits 65 控制图上的信号解释ExplainTheSignalsontheControlCharts 规则2 连续7点在中心线一侧Rules 2 continuous7pointsinonesideofthecentreline 66 控制图上的信号解释ExplainTheSignalsontheControlCharts 规则3 连续7点升或下降Rule 3 continuous7pointsindescendingorraising 67 过制图上的信号解释ExplainTheSignalsontheControlCharts 多于2 3的点落在图中1 3以外 Morethan2 3ofpointsoutsidethe1 3zone 68 过制图上的信号解释ExplainTheSignalsontheControlCharts 呈现有规律变化 RegularCyclicalTrend 69 改变控制时限ChangeInControlLimit 将这些的控制限画到控制图上 并作为不断进行的过程制的基础 Plotthesenewcontrollimitsonthechartasthebasisforongoingprocesscontrol只要过程的均值和极差保持受控可将控制限延长以于以后的时期Aslongastheprocessremainsincontrolforbothandrangeongoinglimitscanbeextendedforadditionalperiods 70 71 72 73 改变控制时限ChangeInControlLimit 估计过程的标准偏差用现在的子组容量计算 Estimatetheprocessstandarddeviation Usingtheexistingsubgroupsizecalculate R d2 式中R为子组极差的均值 在极差受控时期 d2随样本容量变化的常数 WhereRistheaverageofthesubgroupranges forperiodswiththerangesincontrol andd2isaconstantvaryingbysamplesize 74 改变控制时限ChangeInControlLimit 按照新的子组容量查表得到系数d2 D3 D4和A2 计算新的极差和制限 Usingthetabledfactorsford2 D3 D4andA2basedonthenewsubgroupsize calculatethenewrangeandcontrollimits Rnew d2 UCLR D4Rnew LCLR D3Rnew UCLX X A2Rnew UCLX X A2Rnew 75 改变控制时限ChangeInControlLimit 将这些的控制限画到控制图上 并作为不断进行的过程控制的基础 Plotthenewcontrollimitsonthechartasthebasisforongoingprocesscontrol 只要过程的均值和极差保持受控可将控制图的目的是合理 经济的控制状态AslongastheprocessremainsincontrolforbothaveragesandrangesOngoinglimitscanbeextendedforadditionalperiods 76 有关 控制 的最后概念 用于进一步的考虑 在一个生产过程中永远无法达到一种完美的控制状态 Aperfectstateofcontrolisneverattainableinaproductionprocess 过程控制图的目的是合理 经济的控制状态 Thegoaloftheprocesscontrolchartsisreasonableandeconomicalstateofcontrol 如果一张控制图上从来不出现失控点 我们将严肃地查问该操作是否应画图 Ifachartneverwentoutofcontrolwewouldseriouslyquestionwhetherthatoperationshouldbecharted 对于车间目的来说 一个受控的过程即是仅有很少百分比的点失控并且对失控点采取过适当的措施 Forshoppurposesacontrolledprocessisconsideredtobeonewhereonlyasmallpercentageofthepointsgooutofcontrolandwhereout of controlpointsarefollowedbyproperaction 77 请完成Xbar R控制图的制作练习PleaseCompleteControlChartDrawing 练习Exercise 78 控制图 过程的声音 控制图可以区分出普通原因变差和特殊原因变差ControlChartcandistinguishthenormalcausesandthespecialcauses特殊原因变差要求立即采取措施SpecialCausesneedsimmediateactions减少普通原因变差需要改变产品或过程的设计ToReducethenormalcausesneedproductorprocessredesign 79 控制图 过程的声音 错误的措施WrongActions试图通过持续调整过程参数来固定住普通原因变差 称为过度调整 结果会导致更大的过程变差造成客户满意度下降Continuetoadjusttheprocessparameterstofixthenormalprocessvariations overadjustmentsonlycauselargervariationsandcustomerunsatisfied试图通过改变设计来减小特殊原因变差可能解决不了问题 会造成时间和金钱的浪费Trytochangedesigntoreducethespecialcausesinthevariationscannotsolveproblems onlywastemoneyandtime 80 过度调整是把每一个偏离目标的值当作过程中特殊原因处理的作法Overadjustmentisthepracticeoftreatingeachdeviationfromthetargetasifitweretheresultoftheactionofaspecialcauseofvariationintheprocess Resultswithnoadjustment沒有經過調整的結果 NormalVariation正常變差 81 NoteIncreaseinVariation注意變差增加 Resultwithadjustmenttocompensateforlastdeviationfromtarget對最終目標差補償調整後的結果 Resultswithadjustmenttocompensateforlastdeviationfromtargetifdeviationwasgreaterthan1偏差大於目標1個單位時 進行補償調整後的結果 NoteIncreaseinVariation注意變差增加 82 Xbar S图Chart 平均数 标准差控制图AverageandStd DevControlChart与Xbar R图相同SameasX RchartsS图检出能力较R图大 但计算大麻烦ScanhavebetterdetectionthanR troubleincalculation一般样本大小n小于是9使用R图 n大于9使用S图SamplesizeN9 useScharts配合电脑使用UsewithPC 83 Xbar S图Chart 84 X MR图Chart 个别值 移动全距控制图MovingRangeControlCharts数据不能合理分组时使用Datanotsuitableforthesubgrouping在下列情况可使用 Inthefollowingsituation 一次只能收集到一个数据 生产效率及损耗率 Cancollectasingledatapertime byconsideringtheefficiencyandscrap制程品质极为均匀 不需多取样本 如液体浓度 Theproductitselfisveryevenlydistributed nomoresampling likeConc 取得测定值既费时成本又高 如复杂的化学分析及破坏性试验 Costlyforthemeasurement suchascomplicatedchemicalanalysis anddestructivetest 85 X MR图 86 计数型数据控制图AttributeControlCharts P图 PCharts nP图 nPCharts C图 CCharts U图 Ucharts 87 P图 PCharts 不合格品率 不良率 控制图FailureRateControlChart分析或控制制程不合格品率 不良率 Analyseorcontrolthefailurerate样本大小n可以不同Samplesizencanvaries 88 P图 PCharts 89 P图 PCharts 90 nP图 nPCharts 不合格品数 不良数 控制图Nonconformingno Noofdefective ControlChart分析或控制制程不合格品数 不良数 AnalyseandControlofNonconformingno Noofdefective ControlChart样本大小n要相同SampleSizeNmustbethesame 91 nP图 nPCharts 92 C图CCharts 缺点数控制图DefectPointControlChart分析或控制制程缺点数AnalyseorControlofDefectPointControlChart样本大小n要相同SampleSizeNmustbethesame 93 C图 在样本大小一致的子组内的不合格数 94 u图UCharts 单位缺点数控制图UnitdefectiveControlCharts分析或控制制程单位缺点数AnalyseorControlofUnitdefectiveControlCharts样本大小n可以不同SampleSizencanvaries 95 u图Ucharts 96 过程能力ProcessCapability 97 过程控制和过程能力ProcessControl ProcessCapability 判断一个过程是受控还是不受控用 Tojudgetheprocessareincontroloroutofcontrol 控制图ControlChart判断一个过程是否满足规格要求 Tojudgetheprocesscanfulfillthespecification 能力指数 Cpk ProcessCapability 性能指数 Ppk PerformanceCapability 98 短期ShortTerm长期LongTerm 过程能力ProcessCapability ShortTerm LongTerm 99 过程能力的研究ProcessCapabilityStudy 短期 特殊原因 短期能力研究 过程性能ShortTerm PerformanceCapability 6 100 过程能力的研究ProcessCapabilityStudy 过程性能 ProcessPerformance 过程总变差特殊原因变差 普通原因变差TotalProcessVariationduetobothSpecialandCommonCause由估计出EstimateformSigma s 101 过程能力的研究ProcessCapabilityStudy 输入 材料 过程 生产 装配 输出 产品 反馈 测量 检验 长期能力研究 过程能力LongTermCapabilityStudy ProcessCapability InputMaterial Pro