SPC运用手法1.doc

東莞主山今上電子廠品保部培訓教材教材名稱:SPC運用手法總頁數:12版本編 著 日 期編 著 者審 核 者變 更 原 因A2001.3.1石樂安石樂安新發行.東 莞 主 山 今 上 電 子 厂SPC的運用手法一.SPC概念、發展歷程及末來展望 統計制程管制即SPC(statistical process control).它是利用統計方法對制程中的各個階段進行監控,從而達到改進与保証質量的目的.SPC強調全制程以預防為主. SPC不僅用于生產制程,而且可用于服務制程和一切管理制程. SPC的特點是: (1)全系統的,要求全員參加,人人有責.(2)強調用科學方法來保証達到目的.1.0 SPC發展簡介 制程管制的概念与實施監控的方法早在20世紀20年代就由美國的休哈特(W.A.Shewhart)提 出在第二次世界大戰后期,美國開始將休哈特方法在軍工部門推行.但由於美國工業過於強大而沒 有競爭對手,於是統計制程管制方法在1950-1980年這一階段內,逐漸從美國工業中消失.反之,戰 后經濟在嚴重破坏的日本在1950年通過休哈特早期的一個同事戴明博士,將SPC的概念引入日 本.從1950年到1980年,經過三十年的努力,日本躍居世界質量与生產率方面的領先地位.美國著名 質量管理專家伯格教授指出,日本成功的基石之一就是SPC. 在日本強有力的競爭下,SPC在西方工業發達國家复興,并列為高科技之一.例如,加拿大鋼 鐵公司在1988年列出的該公司七大高科技方向如下(1)鑄鐵; (2)爐外精鍊鋼包冶金站;(3)真空除气; (4)電鍍鋅流水線; (5)電子測量; (6)高級電子計算机; (7)SPC,其中第七項就是SPC. 美國從20世紀80年代起開始推行SPC.美國汽車工業已大規模推行了SPC,如福特汽車公司. 通用汽車公司,克萊斯勒汽車公司等.今天我們公司正在推行的QS9000質量体系就是這三大汽國 公司長期共同努力的結晶.二.SPC手法的種類 SPC統計手法最常用种類有P管制圖、X-R圖表,作為我廠現在主要采用P-Chart、X-R圖表來管制制程.其表格如附表所示.(見教材最后面).三.P-Chart及X-R管制圖的制作方法 3.0 P-Chart的制作方法:3.0.1收集數據 確定數據子組的容量,頻率及數量.我廠之P管制圖就是收集一天總抽驗的樣本數和發現的總 不良數.然后計算出不良率,即:3.0.2計算不合品率(P) 當收集到一個數据子組后,應計算并記錄每個子組內的下列值: 該項目被檢驗的數量-n 發現的不合格的數量-np 不良率(%)=不良數/樣本數 不合格率:p=np/n 這些數据應記錄在數据表中作為分析研究的基礎. 3.0.3選擇管制圖的坐標刻度,并將不合格品率描點 3.0.4將不合格品率作為縱坐標,子組數量作為橫坐標圖,縱坐標的刻度應從0到分析數据中最大 不合格率的1.5到2倍.3.0.5將每個子組的不合格品率(P)用藍色或黑色筆點繪在管制圖上,并將這些點用藍色或黑色連線,以使發現异常圖形和趨勢.當點描完后,粗覽一遍看看它們是否合理,如果任意一點比別的高出或低出許多,都應檢查計算是否正确.3.0.6當有制程的變化或者可能影響制程的异常情況出現時,應將它們記錄在管制圖的“原因追查” 部分,以幫助特殊情況的原因分析和糾正,如新員工上崗、人手調換等.版本:A 版次:01 頁數2 of 12 東 莞 主 山 今 上 電 子 厂SPC的運用手法3.1 計算管制限 3.1.1計算平均不合格率(P),即中心線(CL)當數据子組數量達到25或以上時,就可以計算平均不合 格率(P).在分析研究時期,計算平均不合格品率按如下公式進行: P =(n1p1+ n2p2+nkPk)/(n1+n2+nk)=np/n式中: n1p1、n2p2、為每個子組內的不合格數: n1、n2、為每個子組的檢查數. 3.1.2計算上、下管制限(UCL 、LCL) 若每個數据子組的樣本容量不超過平均樣本容量的+/-25%, 則可計算上下管制限.在分析研究時期按下式計算上下管制限: 上管制限: UCLp=P + 3 P (1-P)/n 下管制限:LCL=P-3 P(1-P)/n 式中: n 為平均樣本容量, n=nk/k在分析研究階段,這些管制限叫做試驗管制限. 注:1.當P很小或n很小時,LCL的計算值有時會為負值,在這种情況下則沒有下管制限.3.1.3理論上,只要樣本容量改變(即使是一個子組),管制限也隨之改變,對每個具有不同的樣本容量 的子組應分別計算各組的管制限.但實際應用時,當各子組容量与其平均組相差不超過正負 25%時,可用平均樣本容量(n)來計算管制限,即上面所述的公式. 當子組容量的變化超過平均樣本容量的+/-25%時,則要求單獨計算這些特別小或特別大 的樣本子組的管制限,其合理的方法為: 确定可能超過其平均值25%的樣本容量范圍,找出樣本容量超出該范圍的所有子組;按下 式重新計算這些點准确的管制限; UCL=P+3 P(1-P)/n LCL= P-3 P(1-P)/ n 式中: n為特殊子組的樣本容量. 在管制圖上描繪受影響的子組新的上、下管制限,并作為識別特殊的依据. 將各管制限值确定后,將其值填入相應的位置,并在坐標圖上用紅色線繪出UCL和LCL,用藍 色線或黑色線繪出CL,并填入各管制限數值.具體見附表P-Chart附表. 3.3怎樣判讀P-Chart圖 3.3.1超出管制限的點(如圖二) 由于制程穩定且只存在普通原因變差時,很少會出現超出管制限的點,所以超出任一管 制限的點都 証明那點不穩定,存在特殊原因.特殊原因可能有益也可能有害,因此兩种 情況都應立即調查.并標注任何超出管制限的點.不 合 格 品 UCL CL LCL(圖一) 3.3.2超出上管制限的點(不合格品率更高)通常表明存在下列的一個或多個情況:l 管制限或描點錯誤;l 制程性能惡化,在當時那點或作為一种趨勢的一部分;l 評价系統已改變(例如: 檢驗員、量規). 版本:A 版次:01 頁數3 of 12東 莞 主 山 今 上 電 子 厂SPC的運用手法3.3.3 低於管制下限的點(不合格品率更低)通常表明存在下列一個或多個情況;l 管制限的計算錯誤或描點錯誤;l 制程性能已改進(為了改進,應當研究這种情況且長期保持);l 測量系統已改變.3.3.4鏈-在一個受控的,不合格品數适中的制程,落在均值兩側的點的數量將幾乎相等,因 此下列任一情況都表明制程變化或開始有變化的趨勢.(本公司)圖二 UCL不 合 格 品CLLCL3.3.4.1.連續7點位於均值的一側:(如圖二)四.光順所采用管制圖的判讀方法:4.0怎樣判讀P-Chart圖4.0.1超出管制限的點(如圖一)4.0.1.1管制限或描點錯誤4.0.1.1.1制程性能惡化,在當時那點或作為一種趨勢的一部分.4.0.1.1.2評價系統已改變(例如:檢驗員,量規)4.0.1.2低於管制下限的點4.0.1.2.1管制限計算錯誤或描點錯誤.4.0.1.2.2制程能已改進(為了改進,應當研究這種情況且長期保持).4.0.2連續7點位於均值的一側:(如圖二)4.0.3連續7點上升或連續7點下降.LCLUCLCL不 合 格 品如圖三 在這些情況下,應對促使采取措施的點進行標記,從這點作一條參考線延伸到鏈的開始點,分 析時應考慮趨勢出現或開始變化時的大致時間.版本:A 版次:01 頁數4 of 12東 莞 主 山 今 上 電 子 厂SPC的運用手法4.0.3.1.出現高於均值的長鏈或連續上升的點,通常表明存在下列情況之一或兩者: 制程的性能已惡化-而且可能還在惡化;評价系統已改變. 4.0.3.2.出現低於均值的長鏈或連續下降的點,通常表明存在下列情況之一:l 制程性能已改進(應研究其原因,并將它固定下來);l 評价系統已改變.4.0.4明顯的非隨机圖形 明顯的圖形也可能表明存在變差的特殊原因,這些情形有周期性變化,管制限內异常分布的 點与子組存在一定的相關性(例如子組中所有不合格項目都發生在最初的几個讀數中).下 面給出了驗証非隨机圖形的方法.4.0.4.1周期性變化,這些情形主要有如下几种圖形(如圖四): (圖四) 4.0.4.2.异常分布的點与子組存在一定的相關性. 通常,在一個處於統計管制狀態,僅存在普通原因變差并且其不合格品數适中的制程中,大 約2/3的點將位於管制限三分之一的區域內;大約1/3的點將位於管制限三分之二以內的區域, 大約1/20的點將位於与管制限較接近的區域(外部三分之一區域). 4.0.4.3如果明顯多於2/3的點位於与均值接近的地方(對於25個子組,如果90%以上的 點位於管制限中部三分之一內), 這就意味著下列一种或几种情況:l 管制限的計算錯誤或描點錯誤;l 制程或取樣方法重壘:每個子組包含來自兩個或多個具有不同平均性能的過程 流的測量(如兩條平行的生產線的混合的輸出);l 數据被編輯過(明顯偏离均值的值已調換或剔除). 4.0.4.4如果少於2/3的點位於制程均值較近的區域(對於25個子組,40%以下的點位於中 部三分之一的區域內),則意味著存在下列情況之一或全部:l 計算錯誤或描點錯誤;l 制程或取樣方法造成連續的子組包含來自兩個或多個具有不同均值性能的制程 (例如:每班之間性能的差异).如果存在幾個制程,應分別識別和跟蹤它們.4.1關於管制限的重新計算版本:A 版次:01 頁數5 of 12東 莞 主 山 今 上 電 子 厂SPC的運用手法 4.1.1通常情況下,分析研究后的管理用管制圖,管制限一旦确定下來,將不會隨便被更改或重新 算(包括由上一張表轉入下一張表). 4.1.2除非是出現了下述情況時,管制限才會被重新計算: 4.1.2.1當生產中抽取數据子組的容量超出以前子組容量的+/-25%時,才按4.2.2中 所述的公式重新計算管制限; 4.1.2.2若對生產制程采取了大的管制措施,使制程能力明顯改善,此時需對制程進行重 新分析研究,需重新計算管制限.4.2計算,評价制程能力4.2.1對於分析研究階段的制程能力(即初始制程能力),當數据組達到或超過25個時(剔除特殊 原因造成的不受控點),便可計算出不合格品率的值并將數据填入表中,即初始制程能力.4.2.2對於管理管制階段的制程能力,應在制程完全受控且數据子組達到25個或以上才能進行 計算,即制程能力.4.2.3制程能力評估若PPexp,則表明生產制程失效率較高,存在較多的返工或報廢,應考慮采取大的管理管制措施,若P CPK1.331 級制程能力充分當不是關鍵或主要項目時,放寬波動幅度,簡化質量檢驗,采用抽樣檢驗或減少檢驗頻次并用管制圖繼續管制和監督.1.33 CPK12 級制程能力尚可繼續用管制圖對制程進行管制和監督,以便及時發現异常波動.CPK 13 級制程能力不充分一般應停止繼續加工,找出原因并進行糾正和改善.注:我廠的CPK值規格為1.33 .6.6提高制程能力當制程一旦處於統計管制狀態,則表示制程主要存在影響系統的普遍原因,必須對制程采取長期的管理措施才能改進制程能力.(持續改進)6.7附表 X-R管制圖用系數表(樣本數n=5或10對應的部分系數值)nA2D3D4D250.57702.122.33100.3080.221.783.086.8 當有制程的變化或者可能影響制程