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统计过程控制 SPC ISO TS16949 2002技术规范培训 五本参考手册之一 本课程目录 一 什么是SPC 二 控制图的目的三 SPC与TS16949 2002的关系四 部分概念五 两种过程模型和控制策略六 变差七 控制图的分类八 控制图制作九 控制图判稳准则十 过程能力计算十一 P控制图 一 什么是SPC统计过程控制SPC是statisticsprocesscontrol的字母简写 使用诸如控制图等统计技术来分析过程及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 注 这里统计技术泛指任何可以应用的数理统计方法 以控制图理论为主 二 控制图的目的1 1初始过程能力研究1 2长期过程能力研究 判稳 预防 三 SPC与TS16949 2002的关系 7 5 1生产和服务提供 组织必须策划并执行在受控条件下进行生产和服务提供 适用时 受控条件包括 7 5 1 1控制计划 在过程变得不稳定或从统计的角度不具备能力时启动规定的反应计划7 5 1 3作业准备的验证 适用时组织应使用统计方法进行验证7 6 1测量系统分析 为分析每种测量和试验设备系统得出的结果中出现的变差 应进行统计研究 SPC与TS16949 2002的关系 8 1 1统计工具的确定 在质量先期策划中应确定每一过程适用的统计工具 并应包括在控制计划中8 1 2基础统计概念知识 整个组织应理解和使用基础统计概念 如变差 控制稳定性 过程能力和过度调整8 2 3 1制造过程的监视和测量 组织应对所有新的制造过程进行过程研究 以验证其过程能力 组织应对统计能力不足或不稳定的特性启动控制计划中的反应计划 适当时 反应计划应包括对产品的限制和100 检验 为保证过程变得稳定和有能力 组织随后应完成明确进度和责任要求的纠正措施8 5 1 2制造过程的改进 关注于产品特性及制造过程参数变差的控制和减少 持续改进是当制造过程有能力并稳定或当产品特性可预测并满足客户要求时实施 SPC与TS16949 2002的关系 ISO TS16949 2002的目的本技术规范的目的在于在供应链中提供持续改进 加强缺陷预防和减少变差和浪费的质量管理体系的开发 本技术规范与适当的顾客要求相配合 定义了签署这项文件的组织的基本质量管理体系要求 本技术规范是为了避免多重认证 并为汽车生产件和相关服务件生产的组织 提供了质量管理体系的共同方法 四 部分概念4 1什么是随机现象 在一定条件下 可能发生也可能不发生的现象 4 2概率 随机事件在一次试验中可能发生 也可能不发生 就有一个可能性大小的问题 这个可能性大小的定量表示称为概率 4 3随机变量 随机事件中的特性值 4 4计数型 Attributes 可用来记录和分析的定性数据 凡是不能连续取值的 或者说即使使用测量工具也得不到小数点以下的数据 而只能得到0 1 2 3 等整数的这类数据 如 不合格数 缺陷数等 又分为计件型 如不合格品数 和计点型 如缺陷数 4 5计量型 Variables 定量的数据 可用测量值来分析 凡是可以连续取值的 或者说可以用测量工具具体测量出小数点以下数值的这类数据 如 长度 容积 重量 温度 产量 职工工资总额等 4 5母体 又叫总体 它是指在某一次统计分析中研究对象的全体 4 6个体 组成总体的每个单元 产品 叫个体 4 7抽样 就是指从总体中随机抽取样品组成样本活动的过程 4 7随机抽样 就是要使总体中的每一个个体 产品 具有同等机会被抽取出来的组成样本的活动过程 4 8样本 也叫 子样 它是从总体中随机抽取出来并且要对它进行详细研究分析的一部分个体 产品 4 9样本容量 样本中所含的样品数目 一般叫样本大小或样本容量 用n表示 4 10抽样频率 单位时间抽样次数的多少 4 11均值X 一个子组内数值的平均值4 12中位数X 一个子组内数值的中位数4 13极差R 一个子组内样本或总体中最大值与最小值的差4 14标准差 过程输出的分布宽度或从过程统计抽样值的分布宽度的量度 一般用极差估算标准差 R d2 S 4 15方差 例如 有一组数据 2 4 5 8 9 4 16过程 是共同工作以产生输出的组织 生产者 设备 输入材料 方法和环境以用使用输出的顾客之集合 一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动 ISO9001 2000定义 工作方式 资源的融合 人 机 料 法 环 顾客 产品 服务 输入 过程 系统 输出 五 两种过程模型和控制策略 缺陷检测过程模型 4M1E 过程 检验 产品 服务 是否合格 顾客 报废 返工 控制策略 控制输出 事后把关 具有反馈的过程控制模型 预防 统计方法 4M1E 过程 产品 服务 顾客 识别变化的需求与期望 顾客的呼声 过程呼声 控制策略 控制过程 预防缺陷 两种模型的比较 六 变差 预测 时间 随着时间的推移 过程的输出形成一个稳定的分布并可预测 仅存在普通原因变差的过程 特殊原因与普通原因变差共同作用的过程 预测 时间 随着时间的推移 过程的输出不稳定 也可预测 一致性 离散性与互换性 A说 我有3个平均年龄只有24岁的女朋友 B说 哇 交了桃花运啊 A说 一点也不 年龄差距太大 一点也不起劲 B说 还好吧 你也才28岁而已 只衡量数据集中的程度还不夠 还要衡量离散的程度 一致性 离散性与互换性 1 一致性2 离散性 互换性 七 控制图的分类 1 计量值控制图X R 均值与极差图X R 中位数图X MR 单值与移动极差图X s 均值与标准差图注 这一类控制图用于产品可测量的质量特性 如 长度 重量 面积 温度 时间等连续性数值的数据 2 计数值控制图P Chart 不合格品率控制图nP Chart 不合格品数控制图C Chart 不合格数控制图U Chart 单位产品不合格数控制图注 这一类控制图用于非可测量的产品质量特性 如 不合格品数 不合格数等间断性数据 八 控制图的制作1 X R控制图 由X图和R图构成 X图 表现的是不同组间的平均值的变化 R图 表现的是同一组的样品的范围的变化 1 控制界限的计算X图 X X1 X2 Xn nX X1 X2 Xn KCL XUCL X A2RLCL X A2R R图 R Xmax XminUCL D4RLCL D3R 2 控制图的制作步骤 收集数据 一般不少于100个单值读数 依测定时间或群体区分排列 对数据加以分组 一般2 6个数据分为一组 组内个别数据以n表示 分成几个组的个别组数以K表示 剔除异常数据 记入数据表内 分别计算X R X R 计算控制界限 划出控制界限 在图上打点 记入其它有关事项 检查 过程是否在控制状态下 检查过程能力 最后比较控制界限与产品规格 控制图制作及应用程序图 完成准备工作 收集数据 选择刻度画图 计算试验控制限 将中心线和控制限画出 分析控制图 是否需要重新采取数据 是否有特殊原因变差 计算能力指数 能力指数是否满足要求 保持和改进 减少普通原因变差 是 是 是 否 否 否 控制图原理 产品质量特性落在 3 3 范围外的概率为1 99 73 0 27 而落在大于 3 一侧的概率为0 27 2 0 135 1 休哈特就是根据这一点发明了控制图 99 73 要牢记 九 控制图判稳准则1 判异准则 点子出界界内点子排列不随机模式1 超出控制限的点UCLCLLCL 模式2 链连续七点在平均值一侧 模式2 倾向有7个或是7个以上的点有上升或是下降的倾向则判异 模式3 明显的非随机图形规定 点子在中心线 1 的范围内称为 中心线 附近 一般情况下 在约三分之二的描点应落在控制限三分之一的中间区域内 2 判稳准则 1 连续25点 界外点数d 0 2 连续35点 界外点数d 1 3 连续100点 界外点数d 2 十 过程能力的计算 Short TermCapabilityIndices Long TermCapabilityIndices T USL LSL ProcessWidth DesignWidth 3s 3s 过程能力与过程能力指数 1 过程能力 是指过程的加工质量满足技术标准的能力 它是衡量加工内在一致性的 与生产能力不同 短期过程能力 固有过程能力 仅是指由偶因所因起的这部分变异所形成的过程能力 它实际上反映了 短期差异 长期过程能力 是指由异因与偶因之和所因起的总的变异 它实际上反映了 长期差异 可用控制图或研究过程的样本标准差来估算 2 过程能力指数 以往称工序能力指数 无偏移双侧规范情况下的短期过程能力指数Cp 过程能力与过程能力指数 无偏移单侧规范情况下的短期过程能力指数CpU与CPL 有偏移况下的短期过程能力指数CpK Cp与CpK的区别 无偏移情况的Cp表示过程加工的一致性 即 质量能力 Cp越大 则质量特性值分布越 苗条 质量能力越强 而有偏移情况的CpK表示过程中心 与规范中心M的偏移情况下的过程能力指数 CpK越大 则二者偏离越小 也即过程分布中心对规范中心越 瞄准 是 过程能力 与 管理能力 二者共同作用的结果 L 水平的不合格品率 联合应用Cp与Cpk所代表的合格品率 Pp与PPK 有人将其译为 性能指数 实绩是不恰当的 应译为 实绩指数 或 长期过程能力指数 Cp 无偏移短期过程能力指数 CPU 无偏移上侧短期过程能力指数 CPL 无偏移下侧短期过程能力指数 CPK 有偏移短期过程能力指数 PP 无偏移实绩 长期 过程能力指数 PPU 无偏移上侧实绩 长期 过程能力指数 PPL 无偏移下侧实绩 长期 过程能力指数 PPK 有偏移长期实绩 长期 能力指数 Cp图解 Cpk图解 这下看明白了吧 L 控制方式的PPM与均值偏移1 5 情形的PPM 十一 P控制图P Chart用于控制产品不良率 人员缺勤率等方面 1 控制界限的计算 P Pn n 不合格品个数 总检查数P Pn n 总不合格品