SPC统计培训教材QE02

Creative Technology China 第 1 页 共 19 页 签签签章章章处处处 创创新科技 中国 有限公司新科技 中国 有限公司 页 数 共 12 页 文件编号 Q3TM017 版本 A 制 定 人 丁 四 根 文 件 标 题 制定部门 品 管 部 实施日期 2004 4 20 SPC 统计培训教材 有 效 期 至变更时止 文件核准文件核准 审核 批准 文件更改文件更改记录记录 版版 本本更更 改改 内内 容容更更 改改 人人日日 期期 A新发行丁四根2004 4 20 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 2 页 共 19 页 SPC 统计培训教材 目目录录 A 培培训时间训时间安排安排 B SPC 的的发发展与意展与意义义 C 搞好搞好质质量管理的两个前提条件量管理的两个前提条件 D SPC 的局限性的局限性 E 正正态态分布与控制界限分布与控制界限设设置的依据置的依据 F 产产品品质质量的量的统计观统计观点点 G 常常见见的几种分布的几种分布 H 控制控制图图的有关概念的有关概念 I 判判稳稳准准则则 J 判异准判异准则则 K C 图图控制界限的确定控制界限的确定 L P 图图控制界限的确定控制界限的确定 M P 图图控制界限的确定 通用控制控制界限的确定 通用控制图图 N 14 X R 图图控制限的确定控制限的确定 O 二十字方二十字方针针 P 过过程能力与程能力与过过程能力指数程能力指数 Q DPMO DPPM DPU R 控制控制图图的周期性的周期性评评价价 S 控制控制图图异常异常处处理理 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 3 页 共 19 页 T SPC 考考试试题试试题 详细详细内容 内容 培培训时间训时间安安排排 1 4 月 9 日 15 00 15 20 SPC 简介 2 4 月 9 日 15 20 16 00 C 图的使用范围 上 下限的确定 3 4 月 9 日 16 00 16 20 P 图的使用范围 上下限的确定 通用控制图 4 4 月 9 日 16 20 17 00 X R 图的使用范围 上下限的确定 通用控制图 判异 准则 5 4 月 10 日 9 00 9 50 Cp Cpk 的计算与分析 6 4 月 10 日 10 00 10 30 DPMO DPPM DPU 的含义 应用 7 4 月 10 日 10 30 11 00 控制图的评价 异常处理 Cp Cpk 的定期评价 8 4 月 10 日 11 00 12 00 SPC 培训考核 SPC 的的发发展与意展与意义义 发展 1 20 世纪 20 年代 由休哈特创建 SPC 理论 但没有得到应用 2 二战时期 由于美国急需提高军火质量 在军工企业中得到应用 并取得非常好的效果 但美国并没有总结经验 将其推广 3 二战后 日本为了改变本国产品的质量 提高国际竞争力 开始应用 SPC 在 1950 1980 年 30 年的时间里 使质量发生 了戏剧性的变化 日本的汽车竟然打入了美国的市场 通过美国专家的调查 发现其中一个重要原因就是日本认真学习了 SPC 并且身体力行 意义 判断过程是否出现异常 及时报警 保证预防原则的实现 三 搞好搞好质质量管理的两个前提条件量管理的两个前提条件 1 贯彻预防原则是质量管理的核心与精髓 在 ISO9000 中有体现 2 质量管理学科有一个十分重要的特点 即对于质量管理所提出的原则 方针 目标 都要有科学措施与科学方法来保证它们的实现 这体现了质量管理学科的科学性 对于第二点 很少有人知道 更难身体力行 从而使得形式主义在质量管理中泛 滥 四 SPC 的局限性的局限性 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 4 页 共 19 页 SPC 能够判断过程是否有异常 能够及时告警 贡献良多 但 SPC 有其历史局 限性 它不能告诉我们所发生的异常是什么因素引起的 发生在什么地方 也就是说 SPC 不能对异常进行诊断 当然 更不能告诉我们如何处理 这种局限性就对我们的分析人员和异常处理的人员提出了较高的要求 我们不 得不快速的分析异常原因 及时采取解决措施 有兴趣或者我们的 SPC 搞好了 可以 考虑使用两种质量控制图和多因素诊断 五 正正态态分布与控制界限分布与控制界限设设置的依据置的依据 计量值服从正态分布 计点值服从泊松分布 0 1 判定的服从二项分布 图 正态 分布的两个重要参数 和 是均值 使标准差 越大 曲线越平坦 相反 越 瘦高 不管 和 的取值如何变化 落在 3 3 范围内的概率为 99 73 在其 外的概率为 0 27 我们的控制界限就设定为上限 3 下限 3 因为落在期间的概率为 99 73 我们都知道 小概率事件原理 小概率时间实际上不发生 若发生即判断异 常 由此 我们得出第一条判异准则 点出界就判异点出界就判异 每一次出界的概率仅为 0 135 六 产产品品质质量的量的统计观统计观点点 产产品品质质量的量的统计观统计观点是点是现现代代质质量管理的基本量管理的基本观观点之一 点之一 1 产品的质量具有变异性 因为产品质量是受各种因素影响的 传统意义的六大质 量因素 人 Man 机 Machine 料 Material 法 Method 测 Measurement 环 Environment 当前我们有必要再补充三个 软 件 辅 助材料 公 用 设施水 电 汽等 所以 不管是手工生产 还是机器生产 产品质量的变异是 绝对的 2 产品质量的变异具有统计规律性 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 5 页 共 19 页 产产品品质质量的量的统计观统计观点点 所说的统计规律性 不是指通常的确定性现象的确定性规律 而是随机现象的 统计规律 确定性规律指的是能够准确的预知下一个阶段或者时间要发生的事情 如时间 的流逝 黑夜与白天的变化等 而随机现象的统计规律只能断定下一阶段或下一时 间发生的事情的概率有多大 会出现哪些可能的事情 如抛硬币出现的正反面 板卡 出现的不良点数 七 常常见见的几种分布 的几种分布 Distribution 1 对于计量特性值 如高度 重量 时间 长度 纯度 成分等连续性数据 最常见的 是正态分布 normal distribution 2 对于计件特性值 如特性测量的结果只有合格与不合格两种情形的离散性数据 最常见的是二项分布 binomial distribution 3 对于计点特性值 如电路板的焊接不良数 铸件的沙眼数 布匹上的疵点数 最常 见的是泊松分布 poisson distribution 八 控制控制图图的有关概念的有关概念 控制图 Control Chart 是对过程质量特性值进行测定 记录 评估和监察过程是否 处于控制状态的一种用统计方法设计的图 图上有中心线 CL Centrol Line 上控 制限 UCL Upper Control Limit 和下控制限 LCL Lower Control Limit 并有按时间 顺序抽取的样本统计量数值的描点序列 见下图 控制控制图图的有关概念的有关概念 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 6 页 共 19 页 控制图是贯彻预防原则的 SPC 的重要工具 控制图可用以直接控制过程 故为质 量管理七个工具的核心 1 分析用控制图与控制用控制图 为什么要使用分析用控制图与控制用控制图 首先谈一下偶然因素与异常因素 偶因引起质量的异常波动 简称偶波 异因引 起质量的异常波动 简称异波 偶波是不可避免的 但对质量的影响微小 故可把 它看作背景噪声而听之任之 异波则不然 它对质量的影响大 且采取措施不难消 除 故在过程中异波与造 异波的异因是我们注意的对象 一旦发生就应该尽快找 出 采取措施加以消除 并纳入标准化 保证它不再出现 我们这样设想一下 假定 在过程中 异波已经消除 只剩下偶波 这当然是最小波动 根据这最小波动 应用 统计学原理设计出控制图相应的控制界限 于是当异波发生时 点子就会落在界外 控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限 也可以说 控制图的实质是 区分偶然因素与异常因素两类因素 日本有一句名言 始于控制图 终于控制图 所谓 始于控制图 是指对过 程的分析从应用控制图对过程进行分析开始 所谓 终于控制图 是指对过程的分 析结束 最终建立了控制用控制图 这张控制用控制图是指没有异因 只存在偶因 的情况 所以一旦异因出现 控制图就会告警 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 7 页 共 19 页 其次 分析用控制图有两个作用 所分析的过程是否为统计稳态 该过程的过程能力指数是否满足要求 分析用控制图如果不是稳态 不能用控制用控制图 只有在过程通过调整达到稳态 后 才能延长控制线作为控制用控制图 九 九 判判稳稳准准则则 在点子随机排列的情况下 符合下列各点之一判稳 1 连续 25 个点 界外点数 d 0 2 连续 35 个点 界外点数 d 1 3 连续 100 个点 界外点数 d 2 我们在进行分析判稳时 考虑到经济性 首先应用第一条 如果不能判稳 则追加 10 个点 用第二条 如果还不能判稳 再追加 65 个点 用第三条判稳 如果分析用 控制图判稳 则延长其控制线作为控制用控制图在现场使用 如果分析用控制图没 有判稳 那么找出异常原因 采取措施将其消除 直到达到稳态为止 否则不能用 控制用控制图 十 判异准判异准则则 七根标杆线与划区 因为判异准则有两大类 一类为点出界就判异 另一类是界 内点排列不随机就判异 例 抛硬币 第二类不需要精确的打点 只要求位置相对精 确就可以了 所以需要七根标杆线 见下图 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 8 页 共 19 页 第一类 点出界就判异 图 1 第二类 界内点排列不随机就判异 包括以下 5 条 1 连续 9 点落在中心线同一侧 图 2 异常原因为平均值 变大或变小 9 0 0038 接近于 0 0027 2 连续六点递增或递减 图 3 异常原因为平均值 呈趋势性变化 即越来越大或越来越小 往往是由于所用 工具的逐渐磨损 维修水平的逐渐降低 操作人员技能的逐渐提高等等 6 0 00273 非常接近于 0 0027 此条判异准则较为灵敏 3 连续 3 点中有 2 点落在中心线同一侧的 B 区以外 图 4 异常原因为 变大或变小 概率为 0 00268 与 0 0027 非常相近 本判定准则 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 9 页 共 19 页 也是非常灵敏的 4 连续 15 点在 C 区中心线上下 异常好 图 5 异常原因为标准差 变小 从表面上看 我们可能认为 是我们的过程能力提 高了 但是高兴之前请先检查一下下面两个问题 1 是否应用了假数据 弄虚作假 2 是否分层不够 如两台性能有很大差异的机器运行的数据合在一起做出的控 制图应用在性能好的机器上 5 连续 8 点在中心线两侧 但无一在 C 区中 图 6 异常原因为数据分层不够 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 10 页 共 19 页 十一十一 C 图图控制界限的确定控制界限的确定 对我们公司来讲 回流炉和波峰焊炉的缺点数控制适合应用 C 控制图 1 收集至少 25 个数据 如果经济性没有要求 最好多收集几个数据 这 25 个数 据必须是稳态生产的情况下收集的 最好是同一线体 同一设备 同样的操作 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 11 页 共 19 页 员 2 计算平均值 c 不良总数 样本数 3 计算标准差 SQRT c 4 上限 UCL c 3 5 下限 LCL c 3 如果小于 0 以 0 作为自然下限 6 画出 7 根标杆线从上到下依次为 c 3 c 2 c c c c 2 c 3 作为分析用控制图 7 将所收集的数据在以上控制图上打点 8 根据判稳准则判定这张分析用控制图是否处于稳态 9 如果处于稳态 则延长这张分析用控制图的控制线作为控制用控制图 如果没 有处于稳态 则分析原因 采取相应措施 等到生产稳定后重新采集数据 重 复 1 9 的步骤 注 以上 c 图的使用只适用于 十二 十二 P 图图控制界限的确定控制界限的确定 对不合格品率的控制往往采用 P 控制图 我们取稳定生产的一段时间的数据 计 算其平均不合格品率 假设为 P 1 不合格品率的计算 例 3 月 9 日150050 33 3 月 10 日160040 25 3 月 11 日145030 21 3 月 12 日170070 41 总计 6250190 304 2 P SQRT P 1 P n 每一个样本对应一个 P 值 也就是说每一个样本对应一 组上下限 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 12 页 共 19 页 3 UCLP P 3 P CLP P LCLP P 3 P 除非每个样本的大小相同 否则 P 图的控制线就是两条万里长城 我们无法 按照判异准则进行判断 经常会出现 LCL 的数值为负的情况 但由于 P 不可 能为负 故取 0 作为自然下限 并记以 LCL 4 如果不能保证样本大小都相同 最好选择通用控制图 不详细介绍通用控制图的 转换 十三 十三 P 图图控制界限的确定 通用控制控制界限的确定 通用控制图图 如果在生产现场要使用手工打点的通用控制图 必须提供一份直接打点表 直 接打点表的计算公式如下 dn k nP KSQRT nP 1 P K 3 2 1 0 1 2 3 下图为 P 0 0389 样本量 n 的最小值为 55 最大值为 99 的打点对照表 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 13 页 共 19 页 举例 1 样本大小为 85 不合格品数为 2 查打点表 在 K 1 与 K 0 之间打点 2 样本大小为 83 不合格品数为 5 查打点表 在 K 0 与 K 1 之间打点 3 样本大小为 63 不合格品数为 1 查打点表 在 K 1 的标杆线上 通用控制图的判异准则与前面所讲的完全相同 P 图图控制界限的确定控制界限的确定 5 3 2 1 0 1 2 3 七条线形成了一张通用控制图 将所取的样本在打点对照表上 查表后在通用控制图上打点 作为分析用控制图 6 根据判稳准则判定这张分析用控制图是否处于稳态 7 如果分析用控制图处于稳态 则延长其控制线作为控制用控制图在现场使用 如果 没有达到稳态 分析原因 采取措施 收集数据后 重复 1 6 的步骤 注 P 图如果出现异常 其原因分析往往比较费劲 因为影响不合格率异常的因素非常 多 属于多因素分析 十四 十四 X R 图图控制限的确定控制限的确定 在我们公司 锡膏厚度 力矩 烙铁温度等均可以采用 X R 图 可以根据控制对 象的重要性确定是否使用控制图 1 1 收集至少 25 组数据 2 确定样本量 如果样本量过小 则计算不精确 如果样 本量大于 5 对精确性的增加也不多 所以国际推荐样本量为 4 或 5 3 合理子 组原则 休哈特指出 组内差异只有偶因造成 组间差异主要由异因造成 前 一句话的目的是保证控制图上下控制界限的间隔距离 6 为最小 从而对异因 能够及时发出统计信号 因此我们在取样本组时应在过程条件保持不变时来取 或在短间隔内取 根据后一句话 为了便于发现异因 在过程不稳 变化激烈时 应多抽取样本 而在过程平稳时则可少抽取样本 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 14 页 共 19 页 2 计算 Xi 拔 Ri 3 计算 X 拔拔 R 拔 4 计算 R 图控制线并作图 当样本大小 n 5 D4 2 114 D3 0 UCLR D4R 拔 CLR R 拔 LCLR D3R 拔 5 上下限确定后在分析用控制图上打点 判稳 若判稳 则继续下一步 若不稳 则分析原因 采取措施 即执行 20 字方针后 转入步骤 1 6 计算 X 拔图控制线 并打点 判稳 若判稳 则执行下一步 若不稳 则执行 20 字方针后转入步骤 1 7 计算过程能力指数并检验其是否满足技术要求 若过程能力指数满足技术要求 则继续下一步 若过程能力指数不满足要求 则 需调整过程直至过程能力指数满足技术要求为止 8 延长 X 拔 R 控制图的控制线 作为控制用控制图在现场使用 注意 如果 R 图不判稳 永远不能转入 X 拔图 十五 十五 二十字方二十字方针针 查查出异因 采取措施 加以消除 不再出出异因 采取措施 加以消除 不再出现现 纳纳入入标标准准 戏称之二十字真经 应用控制图的目的不是查找异因 而在于消除异因 我们一旦发现异常问题 必须 执行二十字方针 每执行一次 就可以消除一个异因 同时也起到了预防和控制的 目的 如果不安二十字方针去做 控制图就形同虚设 根本没有任何意义 十六 十六 过过程能力与程能力与过过程能力指数程能力指数 过过程能力程能力 1 过程能力是指过程的加工质量满足技术标准的能力 它是衡量过程加工一致性 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 15 页 共 19 页 的 是稳态下的最小波动 生产能力是指加工数量方面的能力 不可把过程能 力与生产能力混为一谈 二者不可混淆 过程能力取决于质量因素 人 机 料 法 环 而与公差无关 当过程处于稳态时 产品的计量质量特性有 99 73 落在 3 3 范围内 其中 为质量特性值的总体均值 为质量特性值的总体标准差 即有 99 73 的产品落在 6 范围内 这几乎包括了全部产品 通常用 6 倍标准差 6 表示 过程能力 它的数值越小越好 2 过程能力指数反映过程加工质量满足产品技术要求的程度 也即企业产品的控 制范围满足客户要求的程度 以下我们将介绍双侧公差情形的过程能力指数 单侧公差情形的过程能力指数以及有偏移情形的过程能力指数 过过程能力指数程能力指数 1 双侧公差情况的过程能力指数 计算公式见右 公式解释 USL LSL 分别为上 下公差界限 这里 R 为样本极差 为 R 拔 为其平均值 s 为样本标准差 s 拔为其平均值 d2 c4 为系数 可从 计量控制 图系数表 中查到 在上述过程能力指数中 T USL LSL 值反映的是对产品的技术要求 也可以理 解为客户的要求 而 则反映过程加工的一致性 也即本企业的控制范围 所以在过程能力指数 CP 中将 6 与 T 比较 就反映了过程加工质量满足产品技 术要求的程度 也即企业产品的控制范围满足客户要求的程度 根据 T 与 6 的相对大小可以得到三种典型情况 CP 值越大 表明加工质 技能编号 QE2 版本 A 文件标题 SPC 统计培训教材 创新科技 中国 有限公司第 16 页 共 19 页 量越高 但这时对设备和操作人员的要求也高 加工成本也越大 所以对于 CP 值的选择应根据技术和经济的综合分析来决定 当 T 6 CP 1 从表面 上看 似乎这是既满足技术要求又很经济的情况 但由于过程总是波动的 分布 中心一有偏移 不合格品率就要增加 因此 通常取 CP 大于 1 381 2 单侧公差情况的过程能力指数 若只有上限要求 而对下限没有要求 则过 程能力指数计算如下 CPU TU X 拔 3s TU X 拔 若只有下限要求 而对上限没有要求 则过程能力指数计算如下 CPL TL X 拔 3s X 拔 TL 3 有偏移情况的过程能力指数 当产品质量特性值分布的均值 与公差中心 M 不重合 即有偏移 时 显然不合 格品率增大 也即 CP 值降低 所以我们需要对 CP 值加以修正 lM l K T 2 2 T 0 K 1 67 过程能力过高 应视具体情况而定 1 67 CP 1 33 过程能力充分 表示技术管理能力已 很好 应继续维持 1 33 CP 1 0 过程能力较差 表示技术管理能力较 勉强 应设法提高为 级 1 0 CP 0 67 过程能力不足 表示技术管理能力已 很差 应采取措施立即改善 0 67 CP 过程能力严重不足 表示应采取紧急 措施和全面检查 必要时可停工整顿 十七 十七 DPMO DPPM DPU 1 定义 DPMO Defects Per Million Opportunities 百万机会缺陷数 DPPM Defect Parts Per Million 百万单位缺陷数 DPU Defects Per Unit 单位产品的平均缺陷数 DPU Defects found Total units DPMO DPU Opportunities unit 1000000 DPPM Defective units Total units 1000000 举例来说 某检验员共检验 20 片板卡 每片板卡有 300