SPC教程(修正版).ppt

统计过程控制SPC 目的调查 1 培训需求是什么 2 SPC 是一种 方法和工具 需要实际运用才有意义 3 本教材主要通过基础知识介绍 让各位有意识上的认识 4 通过实际例子加以演示 介绍基本的技能 5 工作和运用中的任何问题 请提出来共同探讨 控制图的历史 控制图是1924年由美国品管大师W A Shewhart博士发明 因其用法简单且效果显著 人人能用 到处可用 遂成为实施品质管制不可缺少的主要工具 当时称为 StatisticalQualityControl 控制图说明 原理 1924年发明 W A Shewhart 1931发表 1931年Shewhart发表了 EconomicControlofQualityofManufactureProduct 1941 1942制定成美国标准 Z1 1 1941GuideforQualityControlZ1 2 1941ControlChartMethodforanalyzingDataZ1 3 1942ControlChartMethodforControlQualityDuringProduction 控制图的发展 变差的概念 变差的概念是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的 生产实践证明 无论用多么精密的设备和工具 多么高超的操作技术 甚至由同一操作工 在同一设备上 用相同的工具 生产相同材料的同种产品 其加工后的质量特性 如 重量 尺寸等 总是有差异 这种差异称为变差 公差制度实际上就是对这个事实的客观承认 消除变差不是SPC的目的 但通过SPC可以对变差进行预测和控制 变差的原因 变差原因 预防或容忍 不要等产品做出来后再去看它好不好而是在制造的時候就要把它制造好 有反馈的过程控制系统模型 过程的呼声人设备材料方法产品或环境服务输入过程 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 过程改进循环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 持续改进 变差的种类 正常变差 是由普通 偶然 原因造成的 如操作方法的微小变动 机床的微小振动 刀具的正常磨损 夹具的微小松动 材质上的微量差异等 正常变差引起工序质量微小变化 难以查明或难以消除 它不能被操作工人控制 只能由技术 管理人员控制在公差范围内 异常变差 是由特殊 异常 原因造成的 如原材料不合格 设备出现故障 工夹具不良 操作者不熟练等 异常变差造成的变化较大 容易发现 应该由操作人员发现并纠正 普通原因 特殊原因 普通原因 指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因 我们称之为 处于统计控制状态 受统计控制 或有时间称 受控 普通原因表现为一个稳定系統的偶然原因 只有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 指的是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 除非所有的特殊原因都被查找出来并且采取了措施 否則它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出 如果系统內存在变差的特殊原因 随时间的推移 过程的输出将不稳定 控制图示例 控制图定义控制图是用于分析和控制过程质量的一种方法 控制图是一种带有控制界限的反映过程质量的记录图形 图的纵轴代表产品质量特性值 或由质量特性值获得的某种统计量 横轴代表按时间顺序 自左至右 抽取的各个样本号 图内有中心线 记为CL 上控制界限 记为UCL 和下控制界限 记为LCL 三条线 见下图 控制图的设计原理 位置 中心值 形状 峰态 分布宽度 1 在产品的生产过程中 计量值的分布形式有 正态分布 控制图原理说明 群体平均值 标准差 个別值的正态分布 平均值的正态分布 控制图的正态分布 规格界限和控制界限 规格界限 是用以说明质量特性的最大许可值 来保证各个单位产品的正确性能 控制界限 应用于一群单位产品集体的量度 这种量度是从一群中各个单位产品所得观测值中计算出来者 制造过程的4种类型 满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类1类过程 该过程受统计控制且有能力满足要求 是可接受的 2类过程 是受控过程 但存在因普通原因造成的过大的 必须减少的变差 3类过程 符合要求 可接受 但不是受控过程 需要识别变差的特殊原因并消除它 4类过程 即不是受控过程又不可接受 必须减少变差的特殊原因和普通原因 过程能力研究1长期为Cp和Cpk2短期为Ppk 控制图原理 工序处于稳定状态下 其计量值的分布大致符合正态分布 由正态分布的性质可知 质量数据出现在平均值的正负三个标准偏差 X 3 之外的概率仅为0 27 这是一个很小的概率 根据概率论 视小概率事件为实际上不可能 的原理 可以认为 出现在X 3 区间外的事件是异常波动 它的发生是由于异常原因使其总体的分布偏离了正常位置 控制限的宽度就是根据这一原理定为 3 及 风险定义 根据控制限作出的判断也可能产生错误 可能产生的错误有两类 第一类错误是把正常判为异常 它的概率为 也就是说 工序过程并没有发生异常 只是由于随机的原因引起了数据过大波动 少数数据越出了控制限 使人误将正常判为异常 虛发警报 由于徒劳地查找原因并为此采取了相应的措施 从而造成损失 因此 第一种错误又称为徒劳错误 第二类错误是将异常判为正常 它的概率记为 即工序中确实发生了异常 但数据没有越出控制限 没有反映出异常 因而使人将异常误判为正常 漏发警报 过程已经处于不稳定状态 但并未采取相应的措施 从而不合格品增加 也造成损失 两类错误不能同时避免 减少第一类错误 就会增加第二类错误 反之亦然 一 第一种错误 虚发警报 falsealarm 二 第二种错误 漏发警报 alarmmissing UCL LCL 及 风险说明 控制图设计原理 一 第一种错误 虚发警报 falsealarm 二 第二种错误 漏发警报 alarmmissing 控制图的种类 按数据性质分类 计量型控制图平均数与极差控制图 Chart 平均数与标准差控制图 Chart 中位数与极差控制图 Chart 个別值与移动极差控制图 chart 计数值控制图不良率控制图 Pchart 不良数控制图 Pnchart 又称npchart或dchart 缺点数控制图 Cchart 单位缺点数控制图 Uchart 按控制图的用途分类分析用控制图 根据样本数据计算出控制图的中心线和上 下控制界限 画出控制图 以便分析和判断过程是否处于于稳定状态 如果分析结果显示过程有异常波动时 首先找出原因 采取措施 然后重新抽取样本 测定数据 重新计算控制图界限进行分析 控制用控制图 经过上述分析证实过程稳定并能满足质量要求 此时的控制图可以用于现场对日常的过程质量进行控制 控制图的选择 计量型控制图 控制图的应用流程 建立X R控制图的四步骤 A收集数据 B计算控制限 C过程控制解释 D过程能力解释 步骤A 取样的方式 取样必须达到组內变异小 组间变异大样本数 频率 组数的规定 组数的要求 最少25组 计算每个子组的平均值和极差 平均值的计算 R值的计算 计算每组的平均值和极差 2 2 3 3 3 极差 98 2 100 99 4 98 6 99 6 平均 99 100 99 99 101 5 99 99 101 100 100 4 98 100 100 97 99 3 97 101 98 99 98 2 98 100 99 98 100 1 步骤B 计算平均极差 过程均值和控制限 步骤C 控制图的判读 超出控制界限的点 出现一个或多个点超出任何一个控制界限是该点处于失控状态的主要证据 控制图的判读 链 有下列现象之一即表明过程已改变 连续7点位于平均值的一侧连续7点上升 后点等于或大于前点 或下降 控制图的判读 明显的非随机图形 应依正态分布来判定图形 正常应是有2 3的点落于中间1 3的区域 控制图的观察分析 作控制图的目的是为了判断生产过程或工作过程是否处于 控制状态 指生产过程的变差仅受普通原因的影响 产品质量特性的分布基本上不随时间而变化的状态 反之 则为非控制状态或异常状态 控制状态的标准可归纳为二条 第一条 控制图上点不超过控制界限 第二条 控制图上点的排列分布没有缺陷 控制图的判定准则基本判定准则 当控制图中的点出现下列情况之一 说明生产过程存在特殊原因 需立即采取措施予以消除以确保制程处于稳定状态 超出控制线的点连续七点上升或下降连续七点全在中心点之上或之下点出现在中心线单侧较多时 如 连续11点中有10点以上连续14点中有12点以上连续17点中有14点以上连续20点中有16点以上 为了继续进行控制延长控制限 估计过程标准偏差 计算新的控制限 Casestudy Casestudy 请计算出上表的X R控制图的控制限 请判定过程是否稳定 如果是不稳定该如何处理 步骤D 过程准确度Ca Ca x u T 2 T为公差 群体平均值 标准差 对 的估计 群体标准差的估计 指数差异说明 示例某公司为控制某型号产品的尺寸 规格为60 5 每天取样五个作测量 数据如下所示 根据所画出的控制图判断是否存在特殊原因 并计算Cpk Casestudy 请依照上个casestudy的数据 计算其下列的各项指标结果 假设其规格为 60 10 CaCpCpk 何时应用Cmk指数 新机器验收时 机器大修后 新产品试制时 产品不合格追查原因时 在机械厂应和模具结合在一起考虑 Casestudy 假设其规格为50 5 试计算其Cmk 使用控制图的注意事项 控制界限的重新计算为使控制结适应今后的生产过程 在确定控制图最初的控制线CL UCL LCL时 常常需要反复计算 以求得切实可行的控制图 但是 控制图经过使用一定时期后 生产过程有了变化 例如加工工艺改变 刀具改变 设备改变以及进行了某种技术改革和管理改革措施后 应重新收集最近期间的数据 以重新计算控制界限并作出新的控制图 寻找并纠正特殊原因 当从数据中已发现了失控的情況时 则必须研究操作过程以便确定其原因 然后纠正该原因并尽可能防止其再发生 由于特殊原因是通