质量五大工具SPC培训资料.ppt

1 SPC 统计过程控制StatisticalProcessControl SPC导出 质量体系关注改进和预防合理的过程控制可以实现改进和预防过程是把输入转化成输出的相互关联和相互作用的活动 过程涉及到我们业务的各个方面 什么是过程 能产生输出 一种给定的产品或服务 的人 设备 材料 方法和环境的组合 过程可涉及到我们业务的各个方面 管理过程的有力工具即为统计过程控制 什么是过程控制 过程控制是为了确保满足顾客的要求而对过程所执行的一套程序和经过策划的措施 这些程序和措施包括 经过策划的用以收集有关输入和输出信息的检验和监控基于所收集信息而对过程进行的调整什么是统计过程控制 使用诸如控制图等统计技术来分析过程或其输出 以便采取适当的措施来达到并保持统计控制状态 从而提高过程能力 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 过程的状态的衡量过程控制 操作员培训 变换材料设备修理人员沟通改变车间温度 湿度输出控制 返修 返工 特采退步放行 降级 报废 变差及其产生原因1 产品的特性具有变异性 没有两件产品是完全相同的任何过程都存在许多引起变差的原因机加工轴直径的变差源 哪些是长期影响 哪些是短期影响 2 产品质量的变异具有统计规律性 利用统计技术来进行正确的推定和预测 根据推定和预测采取正确的行动 真正实现预防性管理 过程变差 每件产品的尺寸与别的产品都不同 过程变差 但它们形成一个模型 若稳定 可以描述为一个分布 过程变差 分布可以通过以下因素来加以区分 标准差 StandardDeviation 过程输出的分布宽度的分布宽度的量度 正态分布与几率 范围百分比 1 68 26 2 95 44 3 99 73 普通原因和特殊原因 普通原因 持续得影响过程 是具有稳定的 随时间可重复分布的诸多过程变化根源 影响过程输出的所有单值处于统计控制状态的稳定系统 受控 过程的输出是可预测的过程固有的 始终存在例如 机床开动时的轻微振动 机器部件的正常间隙 轴承自然磨损等 特殊原因 指并不永远作用于过程而引起变化的任何因素 间断的如果存在特殊原因 过程输出随时间进程将不是稳定的 不受控 异因则非过程固有 有时存在 有时不存在例如 原材料不均匀 设备未润滑 参数设置不正确 人员技术不纯熟等 普通原因 特殊原因 不同原因导致变差的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 的过程问题措施选择不当的后果 何时需要采取措施 何种过程控制和过程能力能接受 两类错误一类错误 没有特殊原因影响 但采取了措施 过度控制 二类错误 有特殊原因影响 但没有采取措施 控制不足 不可能把错误概率降为零通过控制图可以有效地降低该错误 针对计量型数据和计数型数据的不同控制图控制图的主要特征 合适的刻度 上下控制线 中心线 子组顺序 失控点的识别 事件记录 计量型数据控制图 与过程有关的控制图计量单位 mm kg等 过程 人员 方法 材料 环境 设备 123456 使用控制图的准备 1 建立适合于实施的环境a排除阻碍人员公正的因素b提供相应的资源c管理者支持2 定义过程根据加工过程和上下使用者之间的关系 分析每个阶段的影响因素 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a规定检测的人员 环境 方法 数量 频率 设备或量具 b确保检测设备或量具本身的准确性和精密性 接上页 5 使不必要的变差最小 确保过程按预定的方式运行 确保输入的材料符合要求 恒定的控制设定值注 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 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 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 首次使用控制图选用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 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 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 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 计算公式 UCLx X A2RUCLR D4RLCLx X A2RLCLR D3R 接上页注 式中A2 D3 D4为常系数 决定于子组样本容量 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 控制图 收集数据 建立控制图 登录数据 计算数据 建立控制限 分析R图 找出失控点 分析特殊原因 采取措施 重新计算控制限 分析R图 找出失控点 分析特殊原因 采取措施 重新计算控制限 更新Xbar图 分析Xbar图 找出失控点 分析特殊原因 采取措施 重新计算控制限 控制限的沿用和更新 子组容量的变更 控制图失控的特征 超出极差上控制限的点说明存在下列情况中的一种或几种 控制限计算错误或描点时描错 零件间的变化性或分布的宽度已经增大 即变坏 增大可以发生在某个时间点上 也可能是整个趋势的一部分 测量系统变化 例如 不同的检验员或量具 测量系统没有适当的分辨力 有一点位于控制限之下 说明存在下列情况的一种或几种 控制限或描点错误 分布的宽度变小 即变好 测量系统已改变 包括数据编辑或变换 特殊原因识别规则的汇总 一个点远离中心线超过三个标准差 连续 点位于中心线的一侧 连续 点上升或下降 连续 点交替上下变化 个点之中的 点距中心线的距离超过 个标准差 同一侧 outof3point 2standarddeviationsfromcenterline sameside 个点之中的 的点距中心线的距离超过 个标准差 同一侧 4outof5point 1standarddeviationsfromcenterline sameside 连续 个点排列在中心线 个标准差的范围内 两侧 连续 个点距中心线的距离大于 个标准差 两侧 判定规则的说明 1 1 2 3 4可由点绘人员作例行检定用 2 为提早得到警告 5 6两项检定可用来强化前面四个检定规则 3 检定规则7 8是判断分层用的 检定规则8是显示在一段时间内样组来自一个来源 另一段时间内来自另一个来源 4 如点恰落于线上 则采严格的态度判定 识别并标注特殊原因对于极差数据内每个特殊原因进行标注 为了将生产的不合格输出减到最小以及获得诊断用的新证据 及时分析问题是很重要的 在识别变差的特殊原因方面 过程事件日志可能也是一个有用的信息源 过程能力过程满足顾客要求的能力过程的对中性过程的变化性技术规范限值 计算过程偏差CP 双边规格 单边规格上规格界限 单边规格下规格界限 计算过程能力指标CPK 1 进行过程能力分析 须满足以下条件下方可 过程在统计稳定状态 过程呈正态分布 产品之规范值满足客户之要求2 过程固有变差 普通变差 仅由普通原因产生的部分过程变差 如或 过程总变差 普通变差 特殊变差 3 4 分析控制图 判断是否受控 即稳定 进行分析剔除特殊原因 3 6 2 分析过程能力 最关键最容易被忽视的一步 判断能力是否足够 过程控制 进行分析减少普通原因 N Y N Y 评价过程能力Cp与CpkPp与PpkCpk与Ppk 提高过程能力为了提高过程能力 必须重视减少普通原因 例如 机器性能 输入材料的一致性 过程操作的基本方法 培训方法或工作环境 一般来说 纠正这些造成不可接受的过程能力的系统原因可能会超出操作者或者他们的现场管理人员的能力 相反 需要采取管理层介入做一些基本的变化 分配资源 并为改进过程的整个性能进行协调 用短期的局部措施来纠正系统是不会成功的 对修改的过程绘制控制图并分析对过程已采取了系统的措施后 其效果应在控制图上表现出来 控制图更成了验证措施是否有效的一种方式 在对过程实施改变时 应仔细的监视控制图 X R控制实例 某工厂生产车间工序 弯曲夹片特性 间隙 尺寸 A 工程规范 0 50 0 90mm样本容量 频率 5件 2h收集数据时间 3月8日 3月16日 共收集到25个子组 将计算后的各子组的均值X 极差R填入数据栏中 计算控制限 R 0 20 0 20 0 10 25 0 178X 0 7 0 77 0 66 25 0 716UCLR D4 R 2 11 0 178 0 376UCLR D3 R n 5 7无下限UCLX X A2 R 0 716 0 58 0 178 0 819LCLX X A2 R 0 613在控制图上画出均值和极差的上 下控制限线 虚线 分析极差图上的数据点 在极差控制图上发现 3月10日12点 查明因有对设备不熟悉的人员操作 该点超出控制限 排除该点后 重新计算控制限 重新计算控制限 去除3月10日12点一个子组后 存24个子组 R 4 05 24 0 169X 17 15 24 0 715UCL 2 11 0 169 0 357UCLX 0 715 0 58 0 169 0 813LCLX 0 715 0 58 0 169 0 617 分析均值图上的数据点 发现从3月12日10点起 因使用了不合规范的原材料 其后8个子组被排除 这一阶段在低的过程均值下受控 但连续7点在平均值一侧 至此 只存下16个子组 排除了与极差和均值有关的可解释和可纠正的问题 过程看来是统计受控的 重新计算控制限 X 0 70 0 77 0 76 16 0 738UCLx 0 738 0 58 0 169 0 836LCLx 0 738 0 58 0 169 0 640计算过程能力和能力指数并作评价 在本例中 X 0 738USL 0 900LSL 0 500R 0 169 R d2 0 169 2 33 0 0725 计算能力指数 Cpk Zmin 3 2 23 3 0 74 接受准则要求Cpk 1 33 或Cpk Cpu USL X或CpL X LSL的较小值 3 3 在不考虑过程有无偏倚时 Cp USL LSL 0 900 0 500 0 926 6 0 0725如果本例是过程性能研究 则计算Pp Ppk即Ppk 0 71 能力不足 从上面分析 尽管过程处于受控状态 但过程能力不足 使过程输出的1 3 左右超出规范限值 为此 采取措施将过程均值向规范中心调整 本例结论 从本例中可以看出 在将过程均值向规范中心调整前 无论是过程能力Zmin 2 23 要求 4 还是能力指数Cpk 0 74 要求 1 33 均是不可接受的 后经采取措施 但Zmin 2 76 Cpk 0 92 但仍有大约0 6 的输出超出规范界限 为此 必须由管理者参与和支持 对系统采取管理措施 改进系统 提高过程能力 即减少过程变差 方能从根本上满足Zmin 4 CPK 1 33的要求 计数型控制图案