SPC统计的工程管理入门C.ppt

1 5 1统计过程管理入门 2 过程特性化 过程优化 突破性战略 Measure测量 Analyze分析 Improve改进 Control管理 Define定义 定义顾客CTQ 产品 过程CTQDDT 界定课题与利益范围 归纳CTQ特征 总结质量特性 波动要因 检验质量特性计测法 检验当前工程能力 设定改进目标 分析波动要因 归纳主要要因 总结主要要因 计算出要因的最佳值 设定公差 检验主要因测量方法 检验管理能力 管理的体系化 突破性战略 聚焦Xs 聚焦Y Y f x1 x2 xn 聚焦Xs Y 3 SPC入门内容 SPC入门 StatisticalProcessControl 统计过程管理 什么是SPC 作为管理方式的SPC目标与方法论管理图的优点和使用上的注意事项SPC管理图的构成要素何处使用SPC管理图管理图的类型及示例SPC流程图练习 4 统计过程管理介绍 SPC是统计过程管理的简写 StatisticalProcessControl 统计过程管理 SPC 是用来研究变化情况和使用统计信号来监测和 或优化过程行为的基本工具 此工具适用于任何领域 制造业 金融 销售 等 多数公司针对已制造出的产品 Y 而不是针对过程特性 X 去执行SPC 第一阶段使用统计手法来管理公司的产品 但只有将其运用到对输入 X 的管理而不是仅停留在对产品的管理上 才可以使自己的努力开花结果 从而改善品质 提高生产效率 降低成本 5 什么是统计过程管理 SPC 所有的过程都有自然波动 因一般原因引起 和非自然波动 因特殊原因引起 我们用统计过程管理来监测和 或优化过程 使用统计过程管理可使我们通过检查那些失控信号来检查因特殊原因引起的波动 但它不能告诉我们因何如此 仅能显示这一现象而已 管理图是在一定的统计学期间内对某一过程 产品参数进行追踪的手法 管理图设置了管理的上限和下限 但不可将这些界限解释为是对顾客而言的规格界限 只要遵循了统计原理 管理图就可有助于找到过程变量中的非自然 非随机 模式 当管理图显示成非随机模式时 即可知是特殊原因改变了过程 为纠正管理图的非随机模式而采取的行动 是成功运用SPC的关键 管理界限是在所测Y和X变量的基础上追加 3个标准差界限后确定的 6 没有接受过恰当的培训就针对X和Y上展开的SPC只是一张白纸警报信号用来发现故障 若生产成为最优先项目时 工作人员就会忽略或是不顾警报信号 测量 评估 指标决定人们的工作态度 S O P是用来发现故障的工具 此行无论是短期还是长期都是不可持续的 SPC由接受过充分训练的操作人员执行 操作员接受过良好的培训 领会SOC的各项规则 但管理曾并未授权他们可以停止生产进行调查的权限 第3类型的矫正性行动 检查 即实施一个短期封锁行动 可由此查出因失误状态造成的缺陷 短期行动的典型是督查或100 检查 针对X和Y实施SPC时 需由经过充分操作人员和员工遵照规则行事 当发现管理图有出现故障的苗头时 全体人员要在充分领会SPC规则 即使中断故障 找出并派出特殊原因 第2类型的矫正性行动 信号旗 采取的改进措施 确保错误状态发生时可检测出它 当信号旗亮出 一位着需切断装置 不可将故障输送到下一工序 第1类型的矫正性行动 对策处置 采取改进过程的措施 确保不至发生错误状态 断绝缺陷的产生 也被称作是 长期纠正行动 表现形式为引进防止失误装置或更改设计 管理方式 最差 最好 7 过程优化和管理图 过程 测量系统 输入变量 输出变量 1 找出不可忽视的原因 4 验证和监测 3 实施矫正行为 2 确定根本原因 8 管理图系统可带来的好处 是改进生产效率的手法可有效预防缺陷可避免对过程做出不必要的调整可得到诊断信息可获得与过程能力相关的信息 9 管理图路径图 选择用于管理的恰当的变量确定数据收集点 注 若变量不可直接测量 需找到可替代它的变量 选择管理图的类型建立合理子小组 用于抽样的群 的标准确定合适的样本容量和次数确定测量方法 标准确定测量系统的能力实施首次能力调查以确定试用管理界限确定用于收集收据进行图形化显示的表格制定关于收集信息 制作管理图 分析 灵活应用的相关程序培训有关人员将管理图方式制度化 10 管理图的类型 管理图有很多种 但每种的基本原理都一样的根据与SPC及与过程相关的知识 选择恰当的类型 根据下列内容选择管理图 数据类型 属性数据还是连续数据 抽样的难易度 样本的均质性数据分布 正态还是非正态 子小组的大小 常数还是变量 其他下面仅介绍主要的管理图类型 在Grant Levenworth和AIAG手册中有更详细的说明 利弊 恰当的顺序等 11 管理图的组成部分 管理界限上限UCLUpperControlLimit 管理界限下限 LCLLowerControlLimit 中心线CenterLine UCL k 中心线 LCL k 此处 样本均值 样本标准差k 从中心线至管理界限的距离 通常为3 注意 管理界限与提供给顾客的规格界限无关 12 子小组的分组及抽样指南 样本容量连续 计量 管理图 如可能取 属性 计数 管理图 依百分比而定 30或更多 样本频数无需很多 费用高昂 也不可太少 信息不可信 通常越多越好若有在线测量系统 则可进行实时过程管理合理分组 群 若主要因子固定则以过程为对象若分组正确 对处于管理下的过程而言的合理子小组 只反映由普通原因引起的波动 13 I MR管理图 管理图的绘制采用单独测量值 I Individuals 子小组尺寸 1 移动范围 MR MovingRange 通常移动范围 2 与将子小组均值 Xbar 与范围 R Range 标绘在图表中的Xbar R管理图相似 操作方便 简便易懂 连续 计量 数据的管理图 14 I MR管理图举例 问题 公司希望你所在机构人员构成的小组削减与工厂过程相关的库存水平 该小组负责人 黑带打算使用SPC分析与现有过程相关的在库 以取得基准线 第一步确定合理的分组和样本容量 由于打算用已有数据做分析 故可采用每个月都取样的一个样本作为子小组容量 第二步选择适当的控制管理图 由于没有测量良品和不良 故不能使用P NP CU 管理图 另 由于没有Natural的子小组 故采用个别I MR管理图 第三步启动数据收集系统 已有31个月的数据 第四步 使用Minitab软件包调出管理图 评估Monthly mtw 15 I MR管理图MINITAB操作 統計 管理図 個別変数管理図 管理図変数 o Inventory 更改子小组尺寸请点击I MR 推定通常选 16 I表表示各单个值的波动 均值为全部31个数据的平均 管理界限按前式从各个数据的波动中计算而出 由于移动平均 MR 将移动平均范围设为2 显示MR X2 X1 与第2个数据呼应 均值MR为MR1 MR30的平均 I MR管理图 I MR图 17 Xbar R管理图Xbar管理图测量Y相对于中心而发生的变化 R管理图测量了群内的均一性程度和收益 它们表示因时间推移而发生在Y中因随机原因引起的波动 R管理图建立在各个群内数值的范围之内 X UCLXbar x A RLCLXbar x A RR UCLR D4RLCLR D3R 连续 计量 数据的管理图 18 连续 計量 数据的管理图 Xbar S管理图Xbar管理图测量Y相对于中心而发生的变化 S管理图跟踪了群内的因标准差而发生的波动 而不是范围群的大小通常是n 9X UCLXbar x A SLCLXbar x A SS UCLs B4SLCLs B3S 19 Xbar R 或Sigma 管理图例题 问题 客户提出要求 希望提供对传动轴直径进行了管理的证据 幸运的是某黑带BB已解决了该产品的制造问题 他使用SPC对对象Y进行了短时间监视 客户方规格是140 5mm 第一步 确定合理的分组 群 和样本容量 由于使用现有数据进行分析 故采用了每日采样的群数 5个子小组 第二步 选择合适的管理图 采用了Xbar R管理图 此处可测量变量值 子小组尺寸有说服力 使用Xbar R管理图 第三步 实施数据收集系统 采用30天的历史数据 第四步 使用MINITAB软件包制作 评估管理图 参照 Diameter mtw 20 Xbar R管理图MINITAB操作 統計 管理図 変数管理図 管理図 21 第24天因特殊原因发生了超出管理界限的事态 对客户而言 数据集中在中心以下的区间 若波动从现状均值改进到规格中心 则 Xbar R管理图Xbar R图 22 Xbar R管理图在图表中添加顾客端规格 将光标移至图表处 点击右键就可调出菜单 加 参照 在对话框的 軸 参照 示 显示Y轴的参照线 中输入数值 若需更改线的颜色 粗细 则将光标移至线条出 点击右键即可 23 Xbar R管理图评价结果 需要查清第24天发生失控事态的原因 采取措施 改进均值 将其移至客户端规格的中心 使得过程能游刃有余 若波动改进了2项 则 仍需要进一步改进 客户端规格上限 客户端规格下限 24 Xbar S管理图MINITAB操作 准备 数据加工通常情况下 Xbar R管理图的群尺寸为n 9复制Diameter mtw的5列数据 将其粘贴到C6 C10中 生成一个10列的数据表 采用这个数据练习绘制 分析Xbar S管理图 25 統計 管理図 変数管理図 管理図 26 Xbar R管理图Xbar R图 Xbar管理图 第8天的数据超过了LCL 第24天的数据超出了UCL S管理图 第16天的数据超出了LCL 客户端规格上限 客户端规格下限 27 Xbar X R S MR用系数 R 的管理图系数 对于与 S 图相类似的管理图 可参考AIAG或其他质量参考材料 28 设置和改变连续 计量 管理图的管理界限 使用最初的能力数据 至少20个观测值 计算范围图的中心线和管理界限从数据中剔除所有已知原因的异常值 重新计算管理界限即时采用了再次计算的值 过程仍显示有失控值 则需采取必要措施将其置于控制管理下若管理图的范围显示仅因普通原因而波动 则计算Xbar等该管理图的中心线和管理界限所有点都在管理界限内吗 过程是否靠近中心 相对于规格界限而言 过程的分散度 波动 中心连动性如何 采取行动优化过程注意 原则上来说 只要过程没有太大变化 就无需重新计算管理界限 其目的是改进过程 随着时间的推移 随着改进管理界限将变窄 29 管理图的模式分析 检验 超出管理界限 上限或下限 通常显示过程失控 除此之外 可根据管理图显示的数据类型掌握过程的倾向 征兆 MINITAB内含了此种功能 规则仅限定于操作人员可处理的内容上西方电气公司的规则 有1点超出3 sigma界限3点钟有2点超过了2标准差的界限5点中有4点超出了1西格玛的界限连着有8点分布在中心线某一侧若需启用管理图中的类型分析 检验 功能 采取下列操作 AA管理図 AA 検定若需改变各个检测的条件 则通过下列操作改变想更改的检验数值 管理図 品質 検定 定義 30 管理图的模式分析 检验 31 属性 计数 数据的管理图 计数是一个质量特征计数数据反映与这些计数相关的结果是否妥当 两种基本类型故障Defects 每个不合适的地方 点 面等 缺陷品 不良品 Defectives 相对规格而言至少有1个不合适的单位或零件目的相同 找出波动的特定原因 采取措施确保过程不发生失控事态 32 属性 计数 管理图的四种主要类型 不良品的数量 Defectives np管理图 追踪不合适的种类数量 不是不良品的百分比 时采用的简单管理图 具有稳定的样本容量 p管理图 追踪不合适的种类数量 不良品的百分比 时采用的简单管理图 样本容量不稳定亦可 缺点数 Defects c管理图 追踪单位产品缺陷数 不是不良品的百分比 采用的简单管理图 具有稳定的样本容量 u管理图 追踪单位产品缺陷数 不良品的百分比 采用的简单管理图 样本容量不稳定亦可 33 应用例 不良LCD的数 不良PCB的数 不良LSI的数 受损的箱子的数当样本容量是有限的 并且是常数时使用以二项分布为基础n 样本容量p 母集团中有故障的比例通常用p估计 样本中不良品的比例 不合适过程的平均数 np np1 np2 npk k此处np1 np2 为每个子小组K的不良品数此处n 子小组 群 的样本容量 np管理图 不良品数量 34 p管理图 不良品比率 比np管理图更灵活样本容量可变时使用也可用来比较两个或更多的相似过程n 样本容量np 不良品数p 母集团中不良品的比例注意 尽量使用相同的样本容量 若一个子小组 群 比平均样本大或小25 则需重新计算新的管理界限 p n1p1 n2p2 nkpk n1 n2 nk 此处p为过程均值 35 例子 某办公室每周需发行3000张支付工钱的支票 最近 办公室的工作人员将50 的工作时间用于订正支票的错误 能否使用统计过程管理解决这一问题 第一步 选择Y 有错误的支票的比例 第二步 a 建立合理分组 由于支票是每周发一次 故此处的合理分组是一周 第二步 b 选择合适的样本容量 每周随机抽取250工资支票 检查是否有误 n 250 第三步 选择合适的管理图 工资支票是一个单位 对象Y是 有误支票数 而不是 每张支票有几个错误 合适的管理图要么是 p 要么是 n 图 这两者 我们都来看看 第四步 启用数据收集系统 收集了20个星期的数据Paycheck mtw np p管理图例 36 統計 管理図 属性管理図 変数 大 入 可 np管理图MINITAB操作 37 np管理图NP图 38 p管理图MINITAB操作 統計 管理図 属性管理図 変数 大 事先将paycheck mtw中SampleSize数据NO 1 5改为300 把no 16 20更改成200后再使用之 39 p管理图NP图 出现上表后 在对话框中选择 検定 如右图所示进行设置 40 p管理图样本容量问题 注意 当子组样本容量相等时 该过程处于很好的管理状态时 给出的控制限的计算是合适的 理论上 样本容量一波动 管理界限也就会改变 因管理界限发生了比阿华 所以不同样本容量的团体需计算各自的管理界限 然而 实际用途中 当各子组与平均相差不超过25 时 按平均样本容量计算的管理界限还是可以接受的 尤其是在相对稳定的条件下的实际生产量 这些条件下 如前所述 UCLp LCLp p 3 p 1 p n 1 2当子组容量因量而大幅度波动时 在此期间需计算不同的管理界限 特别是对小或大的样本而言 尤其如此 41 合理的先后程序应是 确定与平均相差 25 的样本容量的范围 找出所有远离了这一范围的群的容量 关于这一点 可使用前面幻灯片的公式计算那些点 N为该群的样本容量 在此计算正确的管理界限 仅n项随点变化 将新的管理上限和下限标注到受其影响的群的管理图上 用以寻找特殊原因 AIAG StatisticalProcessControlSPC pg97 1995 管理图图样本容量问题 续 42 C管理图 缺陷数 例 每个单位面积上LCD的表面缺点 划伤 脏点 订单有误的栏目条目数每单位的尼龙纤维上的断裂数 绽线数使用普哇松分布 它有两个有趣的特性有利于估计相比较而言 较少发生的事情的概率标准差与均值的平方根相等 因此 仅靠管理图可可同时调查观察均值的推移和波动变化 要用c 管理图必须有两个假设 数据必须是独立的期望值必须是稳定的 43 C管理图 缺陷数 样本容量需比较稳定不合适的过程平均数c c1 c2 ck k此处 c1 c2 是每个K群众的不合适数目UCLc c 3 c 1 2LCLc c 3 c 1 2 44 管理图 缺陷率 若分批生产随着时间变长 故障出现概率的波动发生变化 则使用u 管理图 不同群的样本容量无需是稳定的 u c n 这里c是发现不合适品目的数 n是子组的样本容量每个单位的过程平均不合适数 U u c1 c2 ck n1 n2 nk 这里c1 c2 和n1 n2 是不合适品目的数目和每K个子组的样本容量 UCLu u 3 u n 1 2LCLu u 3 u n 1 2这里n指平均样本容量 45 问题 填写得有误的保险索赔申请对公司来说是非常头疼的问题 若表格中不同格式文书中失误太多 导致大幅延迟 则会给顾客 保险公司 负责手续办理的员工们带来麻烦 第一步 建立合理的分组 群 由于每天都接受赔付办理 所以合理分组为一天 第二步 b 选择适当的样本容量 样本容量是每天受理的全部索赔单中的10 n不是常数 第三步 选择适当的控制管理图 U图 我们有一个变量样本容量 我们要处理需要计算每个单位的故障数目的模型 第四步 启动数据收集系统 刚开始的数据连着收集了10天 U chart mtw 管理图例 46 統計 管理図属性管理図 変数 大 u管理图MINITAB操作 47 u管理图 图 48 c管理图MINITAB操作 統計 管理図 属性管理図 変数 49 图表与采用了同一数据的np管理图呈现相同的结果 有别于管理界限 c管理图 图 50 如何选择正确的管理图类型 Pruett Schneider EssentialsofSPCintheProcessIndustries p 360 译注 该图资料取自过程工业方面的书籍 其中出现了本教程中没有出现的内容 希望仅作为选择管理图类型时的参考图例 图类型的选择方法在讲述JIS品质中也会提到 确定需要设定的特性 是否是计量数据 计量数据并不等于属性数据 从性质上是否均一 是否不适合整体抽样 例 药品槽 涂料徽章等 个别使用管理图 使用中数管理图 使用np或者p管理图 使用P管理图 使用u管理图 使用c或u