SPC控制图分析实用教案

1、 目 录1 统计(tngj)过程控制概述 2 控制图原理(yunl)及应用 3 过程能力(nngl)与过程能力(nngl)指数 4 示例 第1页/共26页第一页，共27页。 统计过程控制统计过程控制(kngzh)概述概述定义：统计过程控制（ Statistical Process Control，简称SPC）：利用统计技术(jsh)对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定的要求。 解决两个基本问题：、过程运行状态是否稳定利用控制图测定，对过程存在的异常因素进行预警； 、过程能力是否充足计算过程能力指数，分析其满足技术(jsh)要求的

2、程度，对过程质量进行评价。预防为主预防为主第2页/共26页第二页，共27页。首先首先过过程程(guchng)管理管理其次提高其次提高(t go)工程工程能力能力特殊原因产生偏差的状态普通原因产生偏差的状态时间范围规规格上限格上限USLUSL受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）受控且有能力符合规范（普通原因造成的变差已减少）规规格下限格下限LSLLSL第3页/共26页第三页，共27页。附：3控制方式(fngsh)与6控制方式(fngsh)的比较：合格率：.1、强调运用统计方法来保证预防、强调运用统计方法来保证预防(yfng)原则的实现；原则的实现；2、强调全员参与，而不是依靠少数质量

3、管理人员；、强调全员参与，而不是依靠少数质量管理人员； 3、强调整个过程，并不是简单地解决对特定工序用什么样的控制图的问题。、强调整个过程，并不是简单地解决对特定工序用什么样的控制图的问题。 的特点(tdin)：第4页/共26页第四页，共27页。 控制控制(kngzh)图的原理图的原理控制(kngzh)图的形成定义(dngy)：控制图：控制图：对对过程质量特性值过程质量特性值进行测定、记录、评估，以监察过程是否处于控制状态的一种用进行测定、记录、评估，以监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。（也称统计方法设计的图。（也称休哈特控制图休哈特控制图）最优控制间隔：平均值，表分布中心平均

4、值，表分布中心：标准差，表分散程度标准差，表分散程度第5页/共26页第五页，共27页。控制图的基本(jbn)结构样本(yngbn)号（或时间）上控制限上控制限UCL中心线中心线CL下控制限下控制限LCL样本统计量数值x或R0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 181、以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标；、以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标；2、三条具有统计意义、三条具有统计意义(yy)的控制线：上控制线的控制线：上控制线UCL、中心线、中心线CL、下控制线、下控制线LCL； 3

5、、一条质量特性值或其统计量的波动曲线。、一条质量特性值或其统计量的波动曲线。 第6页/共26页第六页，共27页。控制图原理(yunl)的解释第一种解释：第一种解释：“点出界就判异点出界就判异” 小概率事件原理：小概率事件实际上不发生，若发生即判异常。控制小概率事件原理：小概率事件实际上不发生，若发生即判异常。控制(kngzh)图就是统计假设检验的图上图就是统计假设检验的图上作业法。作业法。 第二种解释：第二种解释：“抓异因，弃偶因抓异因，弃偶因”控制控制(kngzh)限就是区分偶然波动与异常波动的科学界限。限就是区分偶然波动与异常波动的科学界限。休哈特控制休哈特控制(kngzh)图的实质就是区

6、分偶然因素与异常因素的。图的实质就是区分偶然因素与异常因素的。始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的如材料成分的微小变化、材料成分的微小变化、设备的轻微震动、刃具的正常磨损、夹具的弹性变型等设备的轻微震动、刃具的正常磨损、夹具的弹性变型等偶然因素有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避免的如材料成分的显著变化、设备安装不当、零件损坏、人员违反规程操作等材料成分的显著变化、设备安装不当、零件损坏、人员违反规程操作等异常因素第7页/共26页第七页，共27页。常规控制(kngzh)图分类 控制图缺陷数控制图 控制图单位缺陷数控制图泊松分布计点型 控制图不合格品数控制图 控制图不合格品率

7、控制图二项分布计件型计数型 控制图单值移动极差控制图 控制图中位数极差控制图 控制图均值标准差控制图 控制图均值极差控制图正态分布计量型简记控制图分布数据类型RX SX RX SRX pnpuc按用途分类：按用途分类：1、分析用控制图、分析用控制图用于质量和过程分析，研究工序或设备用于质量和过程分析，研究工序或设备(shbi)状态；或者确定某一状态；或者确定某一“未知的未知的”工工序是否处于控制序是否处于控制状态；状态；2、控制用控制图、控制用控制图用于实际的生产质量控制，可及时的发现生产异常情况；或者确定某一用于实际的生产质量控制，可及时的发现生产异常情况；或者确定某一“已知的已知的”工序是

8、工序是否处于控制状态。否处于控制状态。分析用控制图过程稳定控制用控制图第8页/共26页第八页，共27页。 控制控制(kngzh)图的应用图的应用Step：中心线与控制界限计算中心线与控制界限计算Step1：质量特性的选择质量特性的选择Step2：控制图类型的选择控制图类型的选择Step：抽样频率、合理子组、子组大小的确定抽样频率、合理子组、子组大小的确定Step6：判断是否满足技术要求判断是否满足技术要求Step7：日常管理日常管理Step：判断是否处于稳态判断是否处于稳态 确定控制对象确定控制对象 确定控制图类型确定控制图类型 收集数据收集数据 计算控制限计算控制限 绘制分析用控制图绘制分析

9、用控制图 计算过程能力指数计算过程能力指数 作控制用控制图作控制用控制图 第9页/共26页第九页，共27页。 控制控制(kngzh)图的绘制图的绘制、确定控制对象（统计量）、确定控制对象（统计量）一般应选择一般应选择(xunz)技术上最重要的、能以数字表示的、容易测定并对过程易采取措施的、大家理解并技术上最重要的、能以数字表示的、容易测定并对过程易采取措施的、大家理解并同意的关键质量特性进行控制。同意的关键质量特性进行控制。、选择、选择(xunz)控制图控制图对于计量数据而言，对于计量数据而言， X-R控制图是最常用最基本的。控制图是最常用最基本的。X控制图用于观察均值变化，控制图用于观察分控

10、制图用于观察均值变化，控制图用于观察分散或变异情况变化，二者合用，用于观察正态分布的变化。散或变异情况变化，二者合用，用于观察正态分布的变化。、取预备数据、取预备数据1）取）取个子组（）；个子组（）；）国际推荐子组大小）国际推荐子组大小个样本量（）；个样本量（）；）合理子组原则。（短间隔内取、过程不稳时多取）合理子组原则。（短间隔内取、过程不稳时多取）第10页/共26页第十页，共27页。、计算控制、计算控制(kngzh)限（见示例）限（见示例）n2345678均值控制限系数A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.373极差控制限系数D30.0760. 136D43.

11、2672.5742.2822.1142.0041.9241.864极差中心线系数d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.847注：注：7时为负，时为负，但因不可能为负，故但因不可能为负，故计算时将下控制限表示计算时将下控制限表示(biosh)为：为：。图中略过不画该控。图中略过不画该控制线。制线。R RA AX XU UC CL LR RD DL LC CL LX XC CL L R RC CL LR RA AX XU UC CL LR RD DU UC CL Li iR RR RR RR R、i iX XX XX XX XR RR R、R Rn nX XX XX

12、XX X2 2X X3 3R RX XR R2 2X X4 4R Ri i2 21 1i i2 21 1m mi in nm ma ax xi ii in ni i2 2i i1 1图的控制限X3、计算图和R、平均样本极差X2、计算样本总均值、RX1、计算每个子组的ii第11页/共26页第十一页，共27页。、绘制分析用控制图，并判定、绘制分析用控制图，并判定）先绘图，并判稳）先绘图，并判稳稳，绘图；不稳，除去可查明原因后重新计算、；稳，绘图；不稳，除去可查明原因后重新计算、； 在坐标图上画出三条控制线，中心线一般以细实线表示，控制上下线以虚线表示；在坐标图上画出三条控制线，中心线一般以细实线表

13、示，控制上下线以虚线表示； 将预备数据点绘在控制图中；将预备数据点绘在控制图中； 根据控制图的判断根据控制图的判断(pndun)规则判断规则判断(pndun)工序状态是否稳定。工序状态是否稳定。）再绘图，并判稳）再绘图，并判稳步骤同上。步骤同上。、计算过程能力指数、计算过程能力指数 由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图的控制线作为控制用控制图的控又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图

14、的控制线作为控制用控制图的控制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控制图。制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控制图。满足稳定要求满足稳定要求控制状态（过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态）；控制状态（过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态）；满足规格要求满足规格要求技术稳态（过程能力指数满足给定的技术稳态（过程能力指数满足给定的Cp值要求）。值要求）。 、作控制用控制图、作控制用控制图过程调整到稳态后，延长分析控制图的控制线作为控制用控制图，进入日常管理。若出现新的异过程调整到稳态后，延长分析控制图的控制线作为控制用控制图，进入日常

15、管理。若出现新的异常，需查因对策，加以消除，以恢复统计过程控制状态。常，需查因对策，加以消除，以恢复统计过程控制状态。第12页/共26页第十二页，共27页。控制(kngzh)图的判断准则控制(kngzh)图的判稳原则 1 1、连续、连续(linx)25(linx)25点在控制线内；点在控制线内； 2 2、连续、连续(linx)35(linx)35点最多有一点出界；点最多有一点出界； 3 3、连续、连续(linx)100(linx)100点最多有两点出界。点最多有两点出界。 满足上面任意一点都可以判定为稳态。满足上面任意一点都可以判定为稳态。控制图的判异原则 1 1、点出界就判异；点出界就判异；

16、 2 2、界内点排列不随机判异。其异常的排列和分布主要归纳如下：界内点排列不随机判异。其异常的排列和分布主要归纳如下： 中心线某一侧的质控点数明显比另一侧多，这时应考虑均值可能发生偏移；中心线某一侧的质控点数明显比另一侧多，这时应考虑均值可能发生偏移； 有多个点接近上、下控制限，提示标准差变大；有多个点接近上、下控制限，提示标准差变大； 中心线一侧连续出现多个控制点（链现象）、或连续上升（或下降）倾向，说明有系统因素干扰；中心线一侧连续出现多个控制点（链现象）、或连续上升（或下降）倾向，说明有系统因素干扰； 质控点按一定时间间隔呈周期性起伏变化，一般是由于工艺、环境等因素失控造成的结果。质控点

17、按一定时间间隔呈周期性起伏变化，一般是由于工艺、环境等因素失控造成的结果。 点子波动集中在中心线附近，有可能是控制图设计中的错误导致控制界限范围过宽而导致的。点子波动集中在中心线附近，有可能是控制图设计中的错误导致控制界限范围过宽而导致的。 通常使用以下通常使用以下八个判异准则八个判异准则。（将控制图等分为6个区，每个区宽1。6个区分别标号A、B、C、C、B、A，两个A区、B区及C区都关于中心线对称。）第13页/共26页第十三页，共27页。八大判异准则(zhnz)Test 1. 一个点超出一个点超出(choch)A区区Test 2. 九点在中心线一侧排列九点在中心线一侧排列(pili)Test

18、 3. 六点连续上升或下降六点连续上升或下降Test 4. 十四点交互上下十四点交互上下xxxCLUCLLCLAA-BC 1C-B-xxCLUCLLCLAABCCBUCLLCLAABCCBCLxUCLLCLAABCCBCL第14页/共26页第十四页，共27页。Test 8. 连续连续(linx)8点排在点排在C区外区外Test 5. 每三点每三点(sn din)有两点在同侧有两点在同侧B区外区外Test 6. 每五点有四点在同侧每五点有四点在同侧C区外区外(q wi)Test 7. 十五个点排在十五个点排在C区区xxxxxxxUCLLCLAABCCBCLUCLLCLAABCCBCLUCLLCL

19、AABCCBCLUCLLCLAABCCBCL第15页/共26页第十五页，共27页。应用(yngyng)控制图的注意点 1 1、所控制的过程必须具有重复性，即具有统计规律；、所控制的过程必须具有重复性，即具有统计规律； 2 2、选择能代表过程的主要质量指标作为控制对象；、选择能代表过程的主要质量指标作为控制对象； 3 3、及时打、及时打“点点”，及时发现工序异常；，及时发现工序异常； 4 4、如果控制图点子出界或界内点子排列、如果控制图点子出界或界内点子排列(pili)(pili)非随机，则应认为生产过程失控。但在判断过程失控前，非随机，则应认为生产过程失控。但在判断过程失控前，应首先检查样品的

20、取法是否随机、数据的读取是否正确、计算有无错误、描点有无差错，然后再来调查生产应首先检查样品的取法是否随机、数据的读取是否正确、计算有无错误、描点有无差错，然后再来调查生产过程方面的原因；过程方面的原因； 5 5、仅打、仅打“点点”而不做分析判断，失去控制图的报警作用。对于判异后的处理，应执行而不做分析判断，失去控制图的报警作用。对于判异后的处理，应执行“查出异因、采取查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准措施、保证消除、不再出现、纳入标准”的的2020字原则，立即追查原因，并采取措施防止再发；字原则，立即追查原因，并采取措施防止再发； 6 6、控制图是根据稳定状态下的条件、控制图是

21、根据稳定状态下的条件( (人员、设备、原材料、工艺方法、测量和环境，即人员、设备、原材料、工艺方法、测量和环境，即M1E)M1E)来制定的。来制定的。上述条件一旦发生变化，控制图也必须重新加以制定，及时调整控制线。另外，控制图在使用一段时间后，上述条件一旦发生变化，控制图也必须重新加以制定，及时调整控制线。另外，控制图在使用一段时间后，应重新抽取数据，进行计算，加以检验。应重新抽取数据，进行计算，加以检验。第16页/共26页第十六页，共27页。过程(guchng)能力概念：过程能力（工序能力）：指过程加工质量方面的能力，用以衡量过程加工内在一致性。理解如下：、处于稳定状态下的实际加工能力。稳定

22、状态指：质量因素（人员、设备、原料、工艺、测量(cling)和环境）处于标准作业条件，无异常波动。、以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示。当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有.落在3的范围内（-总体均值； -总体标准差），产品合格率接近于1。因此，以3即6的波动范围来衡量过程能力（ 6）。生产能力（加工(ji gng)数量方面的能力）第17页/共26页第十七页，共27页。过程能力(nngl)指数概念：过程能力指数：指过程加工质量满足(mnz)产品技术要求的程度，记为“”或“”。通常以质量标准（）与过程能力（）的比值来表示，即：公差范围，反映对产品的技术要求(yoqi)；反映过程加工的一

23、致性。6TBTCp无偏移无偏移短期过程能力指数短期过程能力指数无偏移上单侧短期过程能力指数无偏移上单侧短期过程能力指数无偏移下单侧短期过程能力指数无偏移下单侧短期过程能力指数有偏移有偏移短期过程能力指数短期过程能力指数分布中心（）与公差中心重合第18页/共26页第十八页，共27页。计算：、单侧公差、只有上限(shngxin)要求： (TU ) 当TU 时，、只有下限要求： (TU ) 当T 时，3XT3TCUUpU3TX3TCLLpL第19页/共26页第十九页，共27页。、双侧公差、无偏(w pin)： 、有偏：（见示例）估计估计 未知时，可用未知时，可用6 6T TT T6 6T TC CL

24、 LU Up p 01时，CKCPKPK6 62 2- -T T6 6T TK)K)(1(1K)CK)C(1(11)1)K K(0(0T T2 2T/2T/2X XM MM MP P过程能力指数偏移度中心偏移量第20页/共26页第二十页，共27页。过程能力(nngl)分析过程(guchng)能力判定：级别工程能力指数CP或CPK对应关系T与不合格品率p工序能力分析特级A+CP1.67T10p0.00006%过于充分一级A1.67CP1.331080.00006%p0.006%充分二级B1.33CP1.860.006%p0.27%尚可三级C1.CP0.67640.27%p4.45%不足四级DCP0.674p4.45%严重不足第21页/共