统计过程管制-SPC.ppt

目录 第一单元 SPC概述第二单元 基本统计第三单元 管制图原理第四单元 管制图的绘制第五单元 管制图的判读第六单元 过程能力分析第七单元 SPC应用 第一单元 SPC概述 第一单元 SPC概述 什么是SQC SQC的意义 StatisticalQualityControlDr shewhart于1924年发明包括 抽样计划 管制图的基本技术即所谓狭义的SPC SQC的精神 维持稳定的过程能力事后过程 AfterProcess 的品改善分析阻挡不良品进入 流出 IQC OutGoingControl 第一单元 SPC概述 什么是SPC StatisticalProcessControlSPC SQC QualityPlanningandDesign它是广义的SQC 所强调的重点 包括事后品质管理外 还包括品质策略的运作 使得SPC与市场策略相结合 提高产品竞争力 SPC的定义 SPC的精神 第一单元 SPC概述 SPC的演进史 第一单元 SPC概述 过程控制系统 过程的心声 输入过程输出 客户的心声 人设备材料方法测量环境 统计方法 过程 工作方式和资源 产品或服务 客户 识别不断变化的需求和期望 过程控制体系的要素 过程 关于过程性能的信息 对过程采取措施 对输出采取措施 第一单元 SPC概述 过程改进循环和过程控制 1 分析过程 本过程应该做什么 会出现什么错误 本过程正在做什么 达到统计状态 确定能力 2 维护过程 监控过程性能 查找变差的特殊原因 采取措施 3 改进过程 改变过程 更好的理解普通原因 减少普通原因变差 第二单元 基本统计 第二单元 基本统计 数据及其特性 数据 在质量管理的各项活动中 记录有关试验 质量特征 生产状态及管理现状得到的数字资料统称为数据 特性 收集的数据既具有随机性 偶然性 又具有统计规律性也就是说它们具有随机现象的某些特征 或者说是随机变量的一组取值 第二单元 基本统计 总体VS个体 总体 研究对象的全体 称为总体为母体 具有共同特性 个体 组成总体的每个单元称为个体 从总体中随机抽取的个体总和称为样本或子样 组成样本的每个个体称为样品 样本中所有的样品的数目称为样本容量或子样大小 样本容量常用符号n代表 样体 样品 第二单元 基本统计 样体VS样品 例 从批量为10 000的一批晶体管中随机抽取20件进行检查 被抽查的20件产品称为样本 而其中每一件产品称为样品 样本大小为20 由于人们通常只获得样本数据 故称为数据 第二单元 基本统计 抽取样本的目的是根据样本数据对总体的数字特征和分布规律进行推断 估计和检验由样本推断和估计总体很难做到完全精确和可靠 但是必须采取措施获得比较精确和具有一定可靠性的推断 其措施涉及两方面的问题 即抽样方法和统计推断的方法 当抽样满足下列两个条件时 样本能很好地反映总体的统计规律性 样本容量足够大 样本容量越大 推断结论越准确 可靠性越高 随机抽样 即总体中每个个体被抽到的机会均等 即使一个个体被抽取后 总体的成分不变 换句话说 每个样品的抽取都是一次独立 重复试验 样体 总体 样体VS总体 第二单元 基本统计 数据的收集是一项重要的基础工作 为了给质量管理工作提供可靠的准确的情报 搜集数据时 必须遵循以下原则 随机抽样 数据的分层 明确数据收集的目的和方法 作好数据记录 保证数据真实 可靠 准确 数据收集的原则 第二单元 基本统计 可以连续数值的数据如长度 温度 硬度 强度 化学成分 时间它是连续型随机变量的一组取值具有连续型随机变量的分布特征 计数值数据 数据的分类 对单位产品或产品的缺陷进行检查时得到正整数数据 分为 计件值数据 对产品按件检查时得到的数据 如批产品中的不合格数 计点值数据 检查单件产品上质量缺陷时得到的数据 如单件产品疵点数 铸件的砂眼数等 计量值数据 第二单元 基本统计 从总体中随机抽取大小为n的样本 其数据分别为X1 X2 Xn 则其样本平均值记为 样本平均值是描述随机变量集中位置特征的最常用的量 样本平均值 第二单元 基本统计 从某过程加工的一批零件中随机抽取样本大小为12的数据 其尺寸分别为 25 5 25 8 25 9 25 7 25 8 25 6 25 9 25 8 25 8 25 6 25 9 25 8 试估计该批零件的平均值 例题 第二单元 基本统计 将样本数据按大小顺序排列 数列中最大值与最小值之差称为样本的极差 记为R R max X1 X2 Xn min X1 X2 Xn 例 X1 5 X2 7 X3 4 X4 2 X5 6R max 5 7 4 2 6 min 5 7 4 2 6 7 2 5样本极差是描述总体离散程度的数量值 极差 第二单元 基本统计 总体标准差SLT例 总体标准差 第二单元 基本统计 样本标准差SLT 描述变异的另一个指标 式中 是子组j的极差 K是子组的组数 是一个系数 与n有关 样本标准差 第二单元 基本统计 练习一 假设N 3 X1 3 X2 4 X3 5 试计算平均值及标准差 练习二 假设以上三个值各减去2 即X1 1 X2 2 X3 3 试计算平均值及标准差 练习 第二单元 基本统计 第二单元 基本统计 SST和SST的差异 2 2 SST和SST只是计算方法不同 SST总是大于或等于SST 如果SST等于SST 过程控制长期与短期一样 SPC效果不大 如果SST大于SST 长期而言 过程会失控 SPC有助于控制过程 第二单元 基本统计 第二单元 基本统计 分布状态描述 正态分布 对称分布 中间多 两边少 相对于变量 X S 呈随机分布 第三单元 管制图原理 第三单元 管制图原理 第三单元 管制图原理 一般原因 随机原因 变异的两种原因 对过程一直起作用的因素 如材料成分 规格 硬度等微小变化 设备微波震动 刃具正常磨损 夹具微小松动 工人操作微小不均匀等 对质量波动的影响并不大 一般不走出规格范围 经济上并不值得消除 技术上也是难以测量 避免的 质量特性值分布状态不随时间的变化而变化 这种波动一般通过公关加以反映 此时的过程牌稳定状态或受控状态 特殊原因 系统原因 在一定时间内对过程起作用的因素 如材料成分 规格 硬度的显著变化 设备 工夹具安装调整不当或损坏 刃具过渡磨损 工人违规操作等 造成较大的质量波动 常走出规格或存在超规格的危险 影响在经济上是必须消除的 技术上是易于识别 测量且是可以消除和避免的 质量特性值分布状态随时间的变化可能发生各种变化 波动为不正常的波动 此时过程牌不稳定或非受控状态 第三单元 管制图原理 第三单元 管制图原理 第三单元 管制图原理 生产过程的几种状态 图c 图d 公差上限 公差下限 时间 3类 符合规格的要求 但过程不受控 需要识别特殊原因并消除之 4类 过程不受控也不符合规范的要求 必须减少特殊和一般原因 第三单元 管制图原理 管制图的一般形式 第三单元 管制图原理 第三单元 管制图原理 规格界限与控制界限 第三单元 管制图原理 警告界限 3 控制界限也叫行动界限 例如 当一个点走出控制界限时 需要采取调查和纠正措施有时 在行动为3 的控制图上 2 位置被设定了一个界限 去增加管制图的敏感度 这个界限叫警告界限 第三单元 管制图原理 第四单元 管制图的绘制 分析用的管制图 分析生产过程是否处于稳态 分析生产的过程能力是否满足技术要求 过程控制的准备 控制用的管制图 使生产过程保持在确定的状态 如果有点跳出界限时 应立即采取措施 使过程恢复原来的状态 追查不正常原因消除该原因 防止重复发生 按用途划分 管制图的类型 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第一步 确定质量特性 能测定的产品或过程特性客户使用及生产关系重大的特性对下过程影响较大的特性经常出问题的特性关键过程的特性 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 为何要注意关键特性 注意或控制产品及过程的所有特性 等于没有注意 也没有控制 所以 气流在某些重要的特性上 才可以大大改进产品质量 并增进顾客对产品的满意度 加强控制非关键特性 只有增加产品的成本 而无法增加其价值 所以 专注在KPC上 可以节省成本 并可减少制程中的变异 且增加产品的价值 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 选择管制图 计数型数据 P图 Pn或P图 1 不合格品率2 样本容量不固定 1 不合格品率2 样本容量固定 C或U图 C图 1 单位零件缺陷数2 样本容量不固定 1 单位零件缺陷数2 样本容量固定 第四单元 管制图的绘制 第三步 收集数据 收集数据的目的只为作分析用管制图以判断过程状态 数据采集的方法是间隔随机抽样 为能反映过程总体状况 数据应在10 15天内收集 并应详细地记录在事先准备好的调查表内 第四单元 管制图的绘制 第四步 计算控制限 第四单元 管制图的绘制 计算控制限 第四单元 管制图的绘制 第五步 作分析管制图并判断是否稳定 在坐标图上画出三条控制线 控制中线一般以细实线表示 控制上下限以虚线表示 将预备数据各样本的参数值在管制图中打点 判断过程状态是否稳定 若判断过程状态不稳定 应查明原因 消除不稳定因素 重新收集数据 直至得到稳定状态下分析用管制图 若判断过程处于稳定状态 继续以下程序 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 A1选择了组大小 频率和组数 合理的分组 Xbar图用于检测过程由于特殊原因而引起的均值偏移 所有的特殊原因没有出现在一个子组内部 但是尽可能使其出现在组与组之间 这意味着在子组内的数据 不包含特殊原因 而子组之间必须包含特殊原因 例如 如果子组内的数据 部分是取自从前一批原料的结尾 而部分时取自后一批原料的开始 那么 经过子组平均 如果原料之间有差异 则原料之间的差异就无法测出来 第四单元 管制图的绘制 合理的分组 R图用来度量子组内部的变异 因此 对R图来说 子组内部的变异应非常小 只胡偶然原因存在 如果特殊原因被包含在子组内部 子组的R值变大 R的均值R也会变大 导致管制Xbar图的控制界限变宽 无法真正监控过程的偏移 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 样本容量VS抽样频率 第四单元 管制图的绘制 建立的步骤 一个生产塑胶件的过程有两台机器 每台有两个模腔 机器每次工作循环生产两个零件 每个模腔一个 每台机器的原材料都取至一个共同的材料 且分批补充 零件的重量是一个特定的产品特性 要考虑建立重要的Xbar R图的三个不同的原因 1 监测过程性能 为客户提供信息 2 调整注塑机的设置 模腔 3 调查员材料的变化 对每一种情况 提出一个抽样方案 什么数据 多少数据 什么时间 并解释原因 1 2 3 第四单元 管制图的绘制 每个子组的平均值和极差的计算 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 B1计算平均极差及过程平均值 第四单元 管制图的绘制 B2计算控制限 第四单元 管制图的绘制 B3在管制图上作出控制限 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 修订控制界限的中心限 初如的控制限不能反映时间的变化 管制图应反映最新的状况 有些SPC工程师建立一种定期更新控制界限的制度 例如每周 每月或者每50个样本等 有些客户会用一个目标值去代替X图中心限 如果过程的中心通过操作过程输入非常容易达到 那么这种方法可能对移动过程的中值到目标值有帮助 但是如果简单的调整过程不容易达到想要的目标值 例如加工一个零件的平面度 此时 强行设定一个目标值 可能会导致许多点走出控制界限 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 例一 某手表厂为了提高手表的质量 应用柏拉图分析造成不合格的各种原因 发现 停摆 占第一位 为了解决停摆问题 再次应用柏拉图分析造成停摆的原因 结果发现主要是由于螺栓松动造成的 为此 厂方决定应用管制图对装配作业中的螺栓扭矩进行过程控制 数据见下页 第四单元 管制图的绘制 数据表 第四单元 管制图的绘制 绘制管制图 第四单元 管制图的绘制 调整后的管制图 第四单元 管制图的绘制 应用范围 它适用于质量特性值不易取得的情况 如抽取的样本是一种混合均匀的液体 或质量特性值的取得要花费较长时间 较高费用 如破坏性检查 产品加工周期长等场合 X图可不通过计算直接在图上打点并能及时发现异常 但不易发现工序分布中心的变化 例 在炼钢的过程 对某些化学成分需要进行控制 现测得数据如下页所示 由于该成分分析需很长时间 帮用单值 移动管制图对其加以控制 X Ra管制图 单值 移动极差管制图 第四单元 管制图的绘制 数据表 第四单元 管制图的绘制 绘制管制图 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 建立的步骤 应用范围 仅能以不良品来表示的品质特性 产品分为 合格 与 不合格 要研究某制造工程有多少不良品 P管制图的样本数可以不一样 第四单元 管制图的绘制 建立P管制图的步骤 1 4 第一步骤 确定控制面目 选择合适的品质特性第二步骤 收集数据 20组以上第三步骤 分组 一般以一定时间的产品为一组 或以每批产品为一组 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 数据 第四单元 管制图的绘制 绘制P管制图 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 收集数据 样本容量必须相等 分组的周期应按照生产间隔和反馈系统而定 样本容量应足够大使每个子组内都出现几个不合格品 在数据表上记录样本的容量 记录并描绘每个子组内的不合格品数 np 第四单元 管制图的绘制 计算控制限 第四单元 管制图的绘制 案例 第四单元 管制图的绘制 绘制PP管制图 第四单元 管制图的绘制 第四单元 管制图的绘制 例 某棉纺厂决定采用C管制图控制棉布质量 为此统计了25匹近期生产的棉布质量 每匹而的面积n为10m2 每匹布的疵点数Ci见下表 试作分析用管制图 第四单元 管制图的绘制 控制限计算 计算平均瑕疵点数 控制限 第四单元 管制图的绘制 作分析用管制图 棉布瑕疵点数管制图 第四单元 管制图的绘制 第五单元 管制图的判读 管制图的稳定状态的判定 判定准则 判定准则 点出界就判异常 界内点排列呈随机状态 多数点集中在中心线附近 少数点落在界限附近 点呈随机状态分布 无规则可循 没有点走出界限 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第五单元 管制图的判读 第六单元 过程能力分析 第六单元 过程能力分析 何谓过程能力 过程维持品质能力 也就是当我依照SOP作业标准作业时 可实现到何种程度的品质结果 对于上述品质结果之程度在 计数值用不良率 缺点率等表示计量值用Cp Ca Cpk表示 过程能力分析 第六单元 过程能力分析 第六单元 过程能力分析 过程标准差 与規格公差 T 的比較 通常以过程6 表示 Cp Capabilityofprecision 精密度 T SU SL 规格上限 规格下限 Cp T 6 第六单元 过程能力分析 X 样本平均值 Ca Capabilityofaccuracy 准确度 S 規格中心 SU 規格上限 SL 規格下限 过程平均与規格中心值偏差程度 第六单元 过程能力分析 Cpk过程能力指标 Cpk Cp 1 Ca 第六单元 过程能力分析 第六单元 过程能力分析 问题类型与改善系统图 第七单元 SPC应用 推行SPC的目的 1 SPC能使管理更合逻辑2 SPC能使管理掌握先机3 SPC能使管理更加省事4 SPC使制造成本更低 第七单元 SPC应用 SPC的两大管理要项 P项 ProcessParameter 制程参数管制项目如喷压