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StatisticalProcessControl统计过程控制 SPC StatisticalProcessControl 统计过程控制利用数理统计原理采用控制图的方法对过程进行全面监控 控制图的基本概念 1 产品质量波动正常波动正常波动 偶然原因 随机 统计控制状态异常波动异常波动 特殊原因 非随机 非统计控制状态 控制图的基本概念 偶然原因差异 差异是随机的并且是系统内在的 表明过程的波动是正常波动 过程处于受控状态 数据服从确定的分布 特殊原因差异 差异是不可预知的 间歇的 并且通常只与过程的个别要素有关 过程的波动是异常波动 过程处于不受控状态 数据不服从确定的分布 控制图的基本概念 偶然原因差异 如果仅存在偶然原因的差异 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 特殊原因差异 如果过程存在特殊原因的差异 随着时间的推移 过程的输出不稳定且不服从一个确定的分布 范围 预测 目标值线 时间 控制图的基本概念 控制图的基本概念 常规控制图的作用 利用控制图来区分过程中的偶然原因和特殊原因 当过程中存在特殊原因时 控制图能及时报警 由操作人员查找特殊原因 并采取相应的措施来消除特殊原因 使过程重新回到统计控制状态 2 控制图的原理 控制图的基本概念 正态分布的特点 休哈特根据正态分布的3 原理建立常规控制图 3 3 UCL CL LCL 8101214 时间序列 控制图的基本概念 Y 3 控制图的要素 中心线 CL CentralLine 上控制界限 UCL UpperControlLimit 下控制界限 LCL LowerConrolLimit 数据点 控制图的基本概念 控制图的基本概念 4 控制图的两类错误 第一类错误 弃真错误 虚发警报 概率记为 第二类错误 纳伪错误 漏发警报 概率记为 控制图的分类 按数据性质分类计量值控制图 数据服从正态分布 有两张图组成 分别控制均值与标准差 X S图均值 标准差控制图X R图均值 极差控制图X R图中位数 极差控制图X MR图单值 移动极差控制图 计数值控制图计件值 np图 n相同 不合格品数控制图p图 n可不同 不合格品率控制图计点值 C图 n相同 不合格数控制图U图 n可不同 单位不合格品数控制图 控制图的分类 不同类型控制图的适用范围 控制图的分类 按控制图的使用分类 分析用控制图所分析的过程是否为统计控制状态 统计稳态该过程的过程能力指数是否满足技术要求 技术稳态控制用控制图 日常管理用控制图 根据统计稳态与技术稳态是否达到 可以分为4种情况 分析用控制图 控制图的分类 控制用控制图 控制用控制图阶段的目的是保持过程处于稳态 控制用控制图阶段是对过程进行实时控制 通过对每一组新收集到的数据 运用判异准则判断过程是否异常 即过程的总体参数是否发生变化 控制图的分类 控制图的发展史20年代产生于美国 50年代发展于日本 80年代重新在西方国家应用 控制图的历史和发展 常规控制图的作法及使用 建立分析用控制图的步骤 X R图为例 1 准备工作1 管理者的参与和支持 2 每个参与者应积极 客观 公正 3 测量系统应处于稳定状态 2 选取拟控制的质量特性值 KIV1 必须是对质量特性值 KOV 有显著影响的变量 KIV 若有显著影响的变量很多 可找出其中影响较大的变量 2 必须是可控制的变量 3 必须是可测量的 并且有明确的标准或技术要求 常用的方法有 因果图 排列图 试验设计等 常规控制图的作法及使用 3 根据数据的特点及样本容量的大小决定选用控制图的种类1 计量值数据 计数值数据对应不同的控制图 2 X R图中 样本容量通常取4 6 3 计数值控制图的样本容量通常大于50 常规控制图的作法及使用 4 确定样本组数 k 抽样频率1 通常样本组数应大于等于25 2 抽样频率应由过程的稳定程度决定 常规控制图的作法及使用 5 收集数据 合理子组原则 1 组内差异只由普通原因造成 2 组间差异主要由特殊原因造成 采集数据的方法 1 样本组内的数据应在短时间内抽取 以避免特殊原因进入 2 样本之间可采用等时抽样方法 常规控制图的作法及使用 常规控制图的作法及使用 计量值控制图控制界限计算公式 6 计算控制图的控制界限 计数值控制图控制界限计算公式 常规控制图的作法及使用 常规控制图的作法及使用 7 计算各样本统计量1 X R图中要计算X及R值 2 P或nP图要计算P值 控制界限常用系数表 常规控制图的作法及使用 8 作图打点X图在上 R图在下 控制图上 上下控制界限外要留有余地 控制图中 中心线是实线 上下控制界限为虚线 常规控制图的作法及使用 控制图判断异常规则点子出界 9 控制图的观察与分析 常规控制图的作法及使用 2 连续3点中2点在中心线同一侧的A区 3 连续6点上升或下降 4 连续14点上下交替 5 连续15点在C区 6 连续5点中4点在中心线同一侧的C区以外 7 连续8点在中心线两侧 但无一在C区 控制界内点子排列有缺陷1 连续9点在中心线一侧 常规控制图的作法及使用 检验1 一个点距离中心线超过3 0 0027 检验2 九个点在中心线的一侧排成连续一行 0 0038 控制图的观察与分析 检验3 六个点排成一行有规则的持续增加或减少 0 0027 检验4 十四个点排成连续一行交替上升和下降 0 0027 mode 两种机台或人员操作有偏差 分层不够 控制图的观察与分析 检验5 连续排列的三个点中有两个距离中心线超过2 同一侧 0 0027 过程发生变异 检验6 连续排列的五个点中有四个距离中心线超过1 同一侧 0 0027 控制图的观察与分析 检验7 连续排列的十五个点都位于距离中心线1 范围内 任一侧 过程变好 但仍使用原来的偏差作控制图 需调整控制图 检验8 在中心线两侧连续排列的八个点距离中心线超过1 任一侧 0 0001 分层不够 采集数据未反应实际状况 控制图的观察与分析 10 分析用控制图中异常点的处理1 剔除异常点所对应的所有的数据 并补足新的数据到25点 2 重新计算控制界限 制作新的分析用控制图 3 按判断规则分析 直到受控为止 4 应先分析R图 后分析X图 常规控制图的作法及使用 11 建立控制用控制图当分析用控制图显示生产过程处于统计受控状态 且过程能力满足技术标准的要求时 可以把分析用控制图的控制界限延长作为控制用控制图的控制界限 至此 控制用控制图的制作过程全部完成 常规控制图的作法及使用 12 控制用控制图的管理日常工作中 操作人员应按要求及时打点 并保证其正确性 对于异常点 必须分析造成异常的原因 采取相应的措施 使过程重新回到受控状态 并逐渐形成标准化 常规控制图的作法及使用 使用控制图的注意事项在5M1E因素未加控制 过程处于不稳定状态下就使用控制图把公差范围或内控标准当作控制界限过程能力不足 Cp 1的情况下就使用控制图样本数不足 样本容量选择不当抽样方法不当当5M1E变化时或控制图使用一段时间后 应当重新计算控制界限 常规控制图的作法及使用 控制图使用案例 某钟表厂为了提高手表的质量 应用排列图分析造成手表不合格的各种原因 发现 停摆 占第一位 为了解决停摆问题 再次应用排列图分析造成停摆的原因 结果发现主要是由于螺栓脱落造成的 而后者是由螺栓松动造成的 为此 厂方决定用控制图对装配作业中的螺栓扭矩进行过程控制 一 建立分析用控制图 1 确定控制图种类 2 确定样本组数和样本容量的大小 4 收集数据 合理子组原则 数据见MINITAB SPC C1 5 计算样本统计量 3 确定抽样频率 X R图 控制图使用案例 6 计算极差图控制限 极差图控制限 控制图使用案例 先建立极差控制图 第17点出界 去除该点后重新作R图 去除第17点后重新作R图 MINITAN C8 极差图显示受控 作均值图 计算均值图的控制界限 均值图控制限 第13点出界 过程失控 去除该点后重新作R图 去除13点后重新作的R图 MINITAB C9 极差图受控 再作均值图 均值图受控 显示过程受控的X R图 三 建立控制用控制图 极差图 三 建立控制用控制图 对上述数据作X S控制图 中间温度控制规范 270 C 5 C 采用均值 极差控制图 270 275 265 PCBA工序中间温度均值控制图示例 X MR控制图实例 在炼钢过程中 对于某种化学成分需要进行控制 现用控制图对该化学成分进行控制 以下是近阶段所采集到的数据 试对该过程建立控制图 X MR控制图实例 一 建立分析用控制图 由于该特性值为计量值 所以选择计量型控制图 又由于样本的测量不是很容易 考虑到经济利益的问题 所以拟用X MR控制图 1 根据数据特点选择控制图类型 X MR控制图实例 对数据作正态检验 P 0 357 0 05 数据服从正态分布 X MR控制图实例 3 计算控制限 X MR控制图实例 先作MR图 移动极差图受控 再作单值图 X MR控制图实例 单值图 有异常点 属于什么情况 X MR控制图实例 P控制图案例 某半导体器件厂拟对某工序的不合格品率进行控制 试对该过程建立控制图 一 建立分析用控制图 1 确定控制图的种类 2 样本容量与子组数k的确定 3 确定抽样频率 4 收集数据 P控制图案例 初始研究段数据与p计算表 P控制图案例 5 计算控制限 注 ni是第i个样本的样本容量 P控制图案例 P控制图案例 第27点出界 二 建立P图 分析用控制图 同时 对样本容量超出上述值的样本 则要求单独计算这些特别大或特别小的样本的控制限 在子组容量n相等的情况下 上控制界是一条平直的直线 当子组容量变化时 上控制限是一条凹凸不平的线 在实际应用中 当各子组容量与其平均值相差不超过正负25 时 典型的处于稳定条件下的实际产量 可用平均样本容量来计算控制限 对子组容量的处理 P控制图案例 对于本例 平均样本量为 的正负25 范围为63 105 因此 对于子组样本容量在63 105的子组 其上下控制限重新计算如下 由于不合格品率不能为负 故下界取为0 P控制图案例 对于子组样本容量超出上述范围的第7 11 27组样本 其控制限单独计算如下 P控制图案例 重新绘制p控制图 P控制图案例 第27个点出界 过程失控 去掉第27个点 重新计算控制界 的正负25 范围为62 104 对于第7 11个子组 其控制界限单独计算为 控制界限的重新计算 P控制图案例 过程显示受控 P控制图案例 三 建立控制用控制图 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 0 097 0 000 0 036