质量管理控制图.ppt

控制图与过程能力,第一节控制图,一、概述二、应用控制图的步骤三、应用实例四、控制图的观察与分析,一、概述,控制图又叫管理图。它是用来区分由异常原因引起的波动、或是由过程固有的随机原因引起的偶然波动的一种工具。,控制图建立在数理统计学的基础上，它利用有效数据建立控制界限。控制界限一般分为上控制限（UCL）和下控制限（LCL）。,质量特性值,抽样时间和样本序号,UCL,CL,LCL,3倍标准偏差（3）,3倍标准偏差（3）,控制界限的构成,正态分布图,控制图,一、概述,控制图的种类很多，一般按数据的性质分为计量值控制图、计数值控制图两大类。,按产品质量的特性分类，控制图可分为计量值控制图和计数值控制图1计量值控制图：用于产品质量特性为计量值情形，如长度、重量、时间、强度等连续变量。常用的计量值控制图有：均值极差控制图，中位数极差控制图，单值移动极差控制图，均值标准差控制图。2计数值控制图：用于产品质量特性为不合格品数、不合格品率、缺陷数等离散变量。常用的计数值控制图有：不合格品率控制图（P图），不合格品数控制图（Pn图），单位缺陷数控制图（u图），缺陷数控制图（c图）。,一、概述,控制图的作用：,在质量诊断方面，可以用来度量过程的稳定性，即过程是否处于统计控制状态；在质量控制方面，可以用来确定什么时候需要对过程加以调整，而什么时候则需使过程保持相应的稳定状态；在质量改进方面，可以用来确认某过程是否得到了改进。,二、应用控制图的步骤,应用步骤如下：选择控制图拟控制的质量特性，如片重、含量、释放度等；选用合适的控制图种类；确定样本容量和抽样间隔；收集并记录至少2025个样本的数据，或使用以前所记录的数据；计算各个样本的统计量，如样本平均值、样本极差、样本标准差等；计算各统计量的控制界限；画控制图并标出各样本的统计量；研究在控制线以外的点子和在控制线内排列有缺陷的点子以及标明异常（特殊）原因的状态；决定下一步的行动。,三、应用实例,某公司新安装一台装填机。该机器每次可将5000g的产品装入固定容器。规范要求为5000（g）。,0,50,使用控制图的步骤如下：,将多装量（g）看成应当加以研究并由控制图加以控制的重要质量特征。,由于要控制的多装量是计量特性值，因此选用xR控制图。,以5个连续装填的容器为一个样本（n5），每隔1h抽取一个样本。,收集25个样本数据，并按观测顺序将其记录与表中（见多装量（g）和样本统计量）。,计算每个样本的统计量x（5个观测值的平均值）和R（5个观测值的极差）（见多装量（g）和样本统计量）。,多装量（g）和样本统计量,多装量（g）和样本统计量,控制图控制界限线的计算公式-I,x,控制图控制界限线的计算公式II,3,3,3,n,（均值-极差图）控制系数选用表,计算各样本平均值（x）和各样本极差的平均值（R）。,x,k,R,R,k,计算统计量的中心值和控制界限。,中心值CL29.86（g）,UCLA2R45.69（g）,图：,LCLA2R14.03（g）注：A2为随着样本容量n而变化的系数，可由控制图系数选用表中选取。,计算各统计量的控制界限（UCL、LCL）。,图：,LCLD3=0注：D3为随着样本容量n而变化的系数，可由控制图系数选用表中选取。,中心值CL27.44（g）,UCLD458.04（g）注：D4为随着样本容量n而变化的系数，可由控制图系数选用表中选取。,画控制图,一般放在上方，R图放在下方；横轴表示样本号，纵轴表示质量特性值和极差。,样本号,5,10,15,20,25,0,20,40,60,20,30,40,50,20,极差R,UCL45.69,CL29.86,LCL14.03,UCL58.04,CL27.44,n5,四、控制图的观察与分析,点子没有超出控制线（在控制线上的点子按要求超出处理），控制界限内的点子排列无缺陷，反映工序处于控制状态，生产过程稳定，不必采取措施。控制图上的点子出现下列情形之一时，即判断生产过程异常：点子超出或落在控制线上；控制界线内的点子排列有下列缺陷：,四、控制图的观察与分析缺陷,四、控制图的观察与分析缺陷,UCL,CL,LCL,四、控制图的观察与分析,应用控制图的常见错误：在5M1E因素未加控制、工序处于不稳定状态时就使用控制图管理工作；在工序能力不足时，即在CP1的情况下，就使用控制图管理工作；用公差线代替控制线，或用压缩的公差线代替控制线；仅打“点”而不做分析判断，失去控制图的报警作用；不及时打“点”，因而不能及时发现工序异常；当“5M1E”发生变化时，未及时调整控制线；画法不规范或不完整；在研究分析控制图时，对已弄清有异常原因的异常点，在原因消除后，未剔除异常点数据。,第二节过程能力,一、过程能力二、过程能力指数三、过程能力指数的评定四、提高过程能力指数的途径五、过程能力调查,一、过程能力,过程能力是指生产过程在一定时间内处于统计控制状态下制造产品的质量特性值的经济波动幅度，它又叫加工精度。用“B”表示。,从兼顾全面性和经济性的角度，一般取：B6（概率为99.73%）,过程能力是描述加工过程客观存在着分散的一个参数。,二、过程能力指数,过程能力指数是反映过程能力满足产品质量标准（规范、公差等）能力的参数。一般记做CP。,过程能力指数是技术要求和过程能力的比值。,CP,技术要求,过程能力,M：公差分布中心M=(TU+TL)/2：样本分布中心（样本均数）T：公差范围（内控范围）（T=TU-TL）TU：上偏差TL：下偏差,二、过程能力指数双向公差,M,M,T,TU,TL,CP,TUTL,6,双向公差(MX)时可简化计算：,XM：Cpk=Cpu，XM：Cpk=CpL示例质量标准为每袋克（规格中心）M=5数据平均值（分布中心）X=4.976数据标准偏差（计算得到）S=0.1质量标准规格T=Tu-TL=0.6由于M=5，而X=4.976，则按双向公差时，需修正Cpk=T/6S(1-2E/T)=0.6/0.6(1-2|5-4.976|/0.6)=0.92简化计算,由于本例XM,所以Cpk=CpL，直接以CpL计算CpL=(4.976-4.7)/3/0.1=0.92,Cp与Cpk的区别,Cp：过程能力，仅适用于统计稳定过程，是过程在受控状态下的实际加工能力，不考虑过程的偏移，是过程固有偏差（仅由于普通原因产生的偏差）的6范围，式中为标准偏差。所以过程能力是用过程在受控状态下短期数据计算的。因此又被称为“无偏差的短期过程能力”，实际中常将短期省略，这个指数只针对双边公差而计算的，对于单边公差没有意义。Cpk：过程能力指数，是在过程有偏移情况下的过程能力，前提是要过程稳定且数据是正态分布，而且数据应该在25组以上（建议最少不要低于20组，数据组越少风险越大），只考虑过程受普通原因的影响。因为过程只受到普通原因的偏差影响是理想状态下的，从长期来说过程总会受到各种特殊原因的影响，所以又被称为“有偏差的短期过程能力”。,二、过程能力指数单向公差,TU,二、过程能力指数,注：K为给出双侧公差且分布中心与公差中心偏离时的平均值偏离度，它是平均值偏离量与公差一半的比值，即：K/（T/2）=M-X/(T/2)。当K1时，认为CPK0。,分布中心的偏离，会影响工序的加工精度。针对不同情况，其处理方法如下表：,三、过程能力指数的评定,过程能力等级评定表,四、提高过程能力指数的途径,根据公式可知，影响过程能力指数有3个变量：,产品质量规范（公差范围T）;过程加工的分布中心与公差中心的偏移量；过程加工的质量特性分散程度，即标准偏差。,调整过程加工的分布中心，减少中心偏移量。,通过收集数据，进行统计分析，找出大量连续生产过程中由于工具磨损、加工条件随时间逐渐变化而产生偏移的规律，及时进行中心调整，或采取设备自动补偿偏移或刀具自动调整和补偿等；根据中心偏移量，通过首件检验，可调整设备、刀具等的加工定位装置；改变操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏向上差大那大倾向性加工习惯，以公差中心值为加工依据；配置更为精确的量规，由量规检验改为量值检验，或采用高一等级的量具检测。,提高过程能力，减少程度。,修订工序，改进工艺方法，修订操作规程，优化工艺参数，补充增添中间工序，推广应用新材料、新工艺、新技术；检修、改造或更新设备，改造、增添与公差要求相适应的精度较高的设备；增添工具工装，提高工具工装的精度；改变材料的进货周期，尽可能减少由于材料进货批次的不同而造成的质量波动；改造现有的现场条件，以满足产品对现场环境的特殊要求；对关键工序、特种工艺的操作者进行技术培训；加强现场的质量控制，设置过程质量控制点或推行控制图管理，开展QC小组活动；加强质检工作。,修订公差范围,修订公差范围，其前提条件是必须保证放宽公差范围不会影响产品质量。在这个前提条件下，可以对不切实际的过高的公差要求进行修订，以提高过程能力指数。,在工序加工分析时，减少中心偏移量的防误措施，在技术上、操作上比较容易实现，同时也不必为此花费太多的人力、物力和财力，因此把它作为提高过程能力指数的首要措施。,只有当中心偏移量0，而CP值仍然小于1时，才考虑提高过程能力，减少过程加工的分散程度或考虑是否有可能放宽公差范围。,放宽公差范围必须不影响产品质量，不影响用户使用效果。,五、过程能力调查,过程能力调查的意义过程能力调查了解和掌握过程能力的活动。通过工序标准化，消除工序中的异常因素，发现和解决质量问题，经济合理地选择和确定工艺标准和操作标准。,五、过程能力调查,过程能力调查的方法直方图法：可以通过直方图的分散范围同公差范围比较，简单而直观地判断过程能力能否满足质量要求；简便计算出过程能力指数CPK，为分析过程中系统因素的影响提供依据。但直方图不能看出质量特性值随时间变化的情况，有时因为在样本中包含特性值特大和特小的样本