统计过程控制-spc

统计过程控制(SPC),概述,1.局部措施 （局部面） (1) 通常会用来消除产生变差的特殊原因； (2) 通常由与过程直接相关的人员实施； (3) 通常可纠正大约15%的过程问题；,2.系统措施（系统面） (1) 通常用来消除产生变差的普通原因； (2) 几乎总是要求管理措施，以便纠正； (3) 大约可纠正85%的过程问题；,2,概述,由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。,根据数理统计学的理论可知，在正态分布情况下，分散幅度处于3(3倍标准偏差)范围内的比率为99.73%。,1980年Motorola最先引入6,3,概述,4,概述,控制图是SPC中最重要的工具。控制图建立在数理统计学基础上，利用有效的数据建立上下控制界限。如果该过程不受异常原因影响，那么，进一步得到的数据将不会超出控制界限，反之亦然。,图：,R图：,5,概述,样本容量是否恒定？,样本容量是否恒定？,不是,是,确定要制定控制图的特性,控制图选用程序,6,概述,控制图公式表：,7,SPC的实施,实施SPC分为两个阶段：,一、分析阶段；,二、监控阶段；,1.使过程处于统计稳态；,分析阶段的主要目的：,2.使过程能力足够；,监控阶段的主要工作是：使用控制图进行监控。,此时控制图的控制界限已经根据分析阶段的结果而确定，生产过程的数据及时绘制到控制图上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出过程受控或失控，如果发现失控，必须寻找原因并尽快消除其影响。,8,具体步骤,1、 确定过程关键变量（特性）,2、 制定过程控制计划和规格标准,3、 过程数据的收集、整理,4、 过程受控状态初始分析,5、 过程能力分析,6、 控制图监控,7、 诊断、改进,9,案例,【案例】某零部件公司为了提高产品的质量，准备应用SPC工具进行过程控制。,1、 确定过程关键变量（特性）,关键特性: 螺栓扭矩,应用柏拉图分析造成产品不合格品的各种原因，发现“三脚架晃动”占第一位。,再次应用柏拉图分析造成晃动事实的原因，结果发现主要是由于螺栓松动引发的。,为此公司决定对装配作业中的螺栓扭矩进行SPC控制。,10,案例,2、制定过程控制计划和规格标准,控制计划:,规格标准:,16020 N.m,11,案例,3、 过程数据的收集、整理,(1)取过程数据，然后将数据合理分成25个子组：,12,案例,(2)计算各组样本的平均数 及极差 ：,例如，第一组样本的平均数为：,第一组样本极差为：,13,案例,14,案例,(3)计算样本总平均数 与样本极差 ：,(4)计算R图的参数：,从D3、D4系数表可知，当子组大小n=5，D4=2.114，D3=0，代入R图的公式，得到：,15,案例,极差R控制图：,16,案例,(5)计算 图的参数：,从A2系数表可知，当子组大小n=5，A2=0.577代入 图的公式，得到：,17,案例,均值 控制图：,18,案例,4、 过程受控状态初始分析,判稳准则,(1)连续25点，界外点d 0,(2)连续35点，界外点d 1,(3)连续100点，界外点d 2,19,案例,20,判异准则 1任何 1个点落在A区以外;,判异准则 2连续3个点中有2个点落在中心线同一侧的B区以外;,20,案例,21,判异准则 3连续9个点落在中心线的同一侧;,判异准则 4连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外;,21,案例,22,异常原因一般为:新操作人员，方法不对，机器故障，原料不合格检验方法或标准变化计算错误，测量误差,22,案例,23,判异准则 5连续6个点递增或递减;,异常原因一般为:工具逐渐磨损，维护水平逐渐降低，操作人员技能逐渐提高。,23,案例,24,判异准则 6 连续14个点中相邻点交替上下;,异常原因一般为:轮流使用两台设备或有两个操作员工轮流操作，使得数据分层不够,24,案例,25,判异准则 7连续15个点落在中心线两侧的C区以内;,异常原因一般为:数据有假，计算错误；分层不够,25,案例,26,判异准则 8连续8个点落在中心线两侧且无一在C区内;,异常原因一般为:数据分层不够,26,案例,(1)极差R控制图：,受控,27,案例,155.00,(2)均值 控制图：,失控,？,28,案例,因为第13组 值为155.00小于 ，故过程的均值失控。经调查其原因后，改进夹具，然后去掉第13组数据，再重新计算R图与 图的参数。,局部措施,此时：,29,案例,代入R图与 图的公式，得到R图：,从 可见，R图中第17组R=30出界，,30,案例,于是舍去该组数据，重新计算如下：,R图：,31,案例,通过再次绘制，可以判定R图及 图都稳定受控。,图：,R图：,32,案例,1.控制图是根据稳定状态下的条件（人员、设备、原材料、工艺方法、测量系统、环境）来制定的。如果上述条件变化，则必须重新计算控制限。,2.使用一段时间后检验控制图是否还适用，控制限是否过宽或过窄，出现这种情况需要重新收集数据计算控制限；,3.过程能力值有大的变化时，需要重新收集数据计算控制限。,重新计算控制限情况：,(1)操作人员经过培训，操作水平显著提高；,(2)设备更新、经过修理、更换零件；,(3)改变工艺参数或采用新工艺；,(4)改变测量方法或测量仪器；,(5)采用新型原材料或其他原材料；,(6)环境变化；,例如：,33,案例,5、 过程能力分析,过程能力(Cp)：,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，是过程固有变差，只考虑过程受普通原因的影响。,过程能力指数(Cpk):,是在过程有偏移情况下的过程能力，前提是要求过程稳定且数据是正态分布，而且数据应该在25 组及以上，只考虑过程受普通原因的影响。,34,案例,公式介绍：,可以使用软件Mintab计算,35,案例,过程能力指数的分级判断和处置参考表：,Cpk,Cp,36,案例,分析：,一般通过CpCpk两个指数之间的差别来判断过程是否有问题，如果有问题是管理上还是制程上有问题，当Cp1.33 表明过程变差比较小，此时还要看Cpk,当Cp 和Cpk 相差很大时表明过程有较大的偏移。,如果Cp 值本身就很小那说明过程受普通因素的变差影响大，此时若想提升过程能力往往需要更多的投入和更高的决策才能使问题得到解决。,37,案例,6、 控制图监控,只有当过程是受控、稳定的，过程能力足够才能采用控制图监控。,2013年1月22,2013年1月23,2