SPC培训教材-最新完整-教员版

1、1统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)第二版第二版 汽车行业质量管理汽车行业质量管理核心工具培训教材核心工具培训教材2w一、统计过程控制概述一、统计过程控制概述w二、控制图基础二、控制图基础w三、计量型三、计量型控制控制图应用图应用w四、过程能力和性能研究四、过程能力和性能研究w五、设备能力研究五、设备能力研究w六、其他类型计量型六、其他类型计量型控制控制图应用图应用w七、计数型控制图应用七、计数型控制图应用w八、控制图应用风险八、控制图应用风险课程大纲课程大纲3统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)一、统计过程控制概述统计过程控制的起源的目的的作用的常用术语解释过程控制系统

2、波动的定义、原因4w工业革命以后， 随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。w1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。统计过程控制的起源5制造过程原辅料人机法环测量测量测量测量结果合格不合格测量测量不要等不要等产产品品制造制造出出来后来后再去再去检验合格与否，检

3、验合格与否，而是在而是在制制造的造的時候就要時候就要制制造造出合格产品。出合格产品。应用统计过程控制的方法实现预防不合格的原则。应用统计过程控制的方法实现预防不合格的原则。SPC的目的6w1、确保制程持续稳定、可预测。w2、提高产品质量、生产能力、降低成本。w3、为制程分析提供依据。w4、区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措 施或对系统采取措施的指南。SPC的作用的作用7SPC常用术语解释常用术语解释8SPC常用术语解释常用术语解释9SPC常用术语解释常用术语解释10如果仅存在变差的普通原因， 目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。 预测 时间 范围 目标值线如

4、果存在变差的特殊原因，随着时间的推 预测移，过程的输出不稳定。 时间 范围11 过程能力过程能力 受控且有能力符合规范 （普通原因造成的变差已减少） 规范下限 规范上限 时间 范围 受控但没有能力符合规范 （普通原因造成的变差太大）12 波动的概念是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的。生产实践证明，无论用多么精密的设备和工具，多么高超的操作技术，甚至由同一操作工，在同一设备上，用相同的工具，生产相同材料的同种产品，其加工后的产品质量特性（如：重量、尺寸等重量、尺寸等）总是有差异，这种差异称为波动波动。 消除波动不是统计过程控制的目的，但通过统计过程消除波动不是统计过程控制的目的，但通过统计

5、过程控制可以对过程的波动进行控制可以对过程的波动进行预测和控制预测和控制。波动（变差）的概念波动（变差）的概念13波动原因人员机器材料测量环境方法正常波动正常波动：是由普通原因造成的。如操作方法的微小变动、机床的微小振动、刀具的正常磨损、夹具的微小松动、材质上的微量差异等。正常波动引起工序质量微小变化，难以查明或难以消除。它不能被操作工人控制，只能由技术、管理人员控制在公差范围内。异常波动异常波动：是由特殊原因造成的。如原材料不合格、设备出现故障、工夹具不良、操作者不熟练等。异常波动造成的波动较大，容易发现，应该由操作人员发现并纠正。波波动动的原因的原因14普通原因和特殊原因的区别15概念形成

6、概念形成和批准和批准设计确认设计确认样件样件量产量产策划策划产品开发和设计产品开发和设计过程开发和设计过程开发和设计产品和过程确认产品和过程确认 策划策划生产生产Production评估反馈和改善评估反馈和改善统计过程控制统计过程控制策划策划试产试产项目批准项目批准初始统计过程初始统计过程研究研究如何进行统计过程控制策划量产过程中，实量产过程中，实施统计过程控制施统计过程控制16如何进行统计过程控制策划1、在新产品策划过程中，APQP小组根据试生产控制计划制定初始过程能力研究计划。2、批量生产过程中，责任部门根据批量生产控制计划实施统计过程控制。17统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC

7、)二、控制图基础控制图定义控制图的设计控制图的分类控制图的选用程序18 控制图是用于分析和控制过程质量的一种方法。控制图是一种带有控制限的反映过程质量的记录图形。 控制图的纵轴代表产品质量特性值(或由质量特性值获得的某种统计量)；横轴代表按时间顺序(自左至右)抽取的各个样本子组顺序号。 图内有三条线：图内有三条线： 中心线中心线( (CL)CL)； 上控制界限上控制界限( (UCL)UCL)； 下控制界限下控制界限( (LCL)LCL) 。控制图的定义19上上控控制限制限( (UCL)UCL)中心中心线线( (CL)CL)下控制限下控制限( (LCL)LCL)控制图的定义1、收集收集数据并描点

8、在图上2、控制 从过程数据计算试运行控制限 识别变差的特殊原因并采取措施3、分析及改进量化普通原因变差，采取措施将它减小重复这三个阶段从而持续地改进过程20w工序处于稳定状态下，其分布通常符合正态分布。由工序处于稳定状态下，其分布通常符合正态分布。由正态分布的性质可知：产品质量特性数据出现在平均正态分布的性质可知：产品质量特性数据出现在平均值的正负三个标准偏差值的正负三个标准偏差( 3 3 ) )之外的概率仅为之外的概率仅为0.27%0.27%。这是一个很小的概率，根据概率论这是一个很小的概率，根据概率论 “ “视小概率事件为视小概率事件为实际上不可能事件实际上不可能事件”的原理，可以判定：出

9、现在的原理，可以判定：出现在 3 3 区间外的事件是异常波动，它的发生是由于特殊原因区间外的事件是异常波动，它的发生是由于特殊原因使总体的分布偏离了正常位置。使总体的分布偏离了正常位置。w根据这一原理，将控制限的宽度设定为根据这一原理，将控制限的宽度设定为 3 3 。 控制图的设计2168.26%95.45%99.73%+1 +2 +3-1-2-3控制图的设计220.27%0.27%99.73%99.73%3 31.00%99.00%2.584.55%95.45%25.00%95.00%1.9631.74%68.26%150.00%50.00%0.67在外的概率在內的概率k控制图的设计23逆时

10、针旋转90控制图的设计中心线分析的统计量的均值中心线分析的统计量的均值上控制限均值的标准差上控制限均值的标准差下控制限均值的标准差下控制限均值的标准差中心线下控制限线上控制限线24控制图的类型25确定要使用控制图的特性否否是是使用np或p图否使用p图否使用u图是是使用c或u图是是使用单值图X-MR是计量型数据吗？关心的是不合格产品的百分比吗？关心的是不合格数吗？样本容量是否恒定？样本容量是否恒定？性质上是否均匀或不能按子组取样例如：化学槽液、批量油漆等？接下页控制图的选用程序26是否使用XR图是否使用XR图使用X s图注：本图假设测量系统已经过评价,并且是适用的。否使用中位数图是子组均值是否能

11、很方便地计算？接上页子组容量是否大于或等于9？ 是否能方便地计算每个子组的S值?控制图的选用程序27统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)三、计量型控制图应用 控制图控制图S S控制图控制图M M控制图控制图控制图控制图28收集数据并制作分析用控制图过程是否稳定？计算过程能力能力是否足够？控制用控制图寻找并消除特殊原因采取改进措施提高过程能力确定应用控制图的过程及特性应用流程应用流程29A A、收集收集数据数据B B、建立建立控制限控制限C C、统计上是否统计上是否受控的解释受控的解释D D、为了持续控制为了持续控制延长控制限延长控制限使用Xbar-R控制图的四步骤30步骤步骤A A

12、收集收集数据数据A1、建立抽样计划；A2、设置控制图；A3、记录原始数据；A4、计算每一个子组的样本的控制统计量；A5、将控制统计量画到控制图上。使用Xbar-R控制图的步骤A31 建立抽样计划建立抽样计划定义子组容量，较大的子组更容易发现微小的过程变化；规定子组频率，通常按时间顺序来取子组，如15分钟一次或每班一次；子组数量应满足如下原则：应该收集足够的子组以确保影响过程变差的主要原因有机会出现，通常在25或更多个子组内包括100或更多的单值读数可以很好地用来检验稳定性。使用Xbar-R控制图的步骤A32抽样频率参考表33 设置控制图设置控制图包括过程和抽样方法描述的表头信息；记录/显示所收

13、集数据的实际值的部分（日期/时间/子组编号）；对用于分析的每一个控制统计量描点的部分；使用Xbar-R控制图的步骤A将观察记入日志的部分。控制图格式见控制图格式见SPCSPC手册手册51-5251-52页。页。34 记录原始数据记录原始数据测量并记录每一个子组及每一个单值的数据；记录/任何有关的观察事项。使用Xbar-R控制图的步骤A35 计算控制统计量计算控制统计量从子组的测量数据中计算用于描点的控制统计量；控制统计量：样本均值、中位数、极差、标准差等；使用Xbar-R控制图的步骤A按照控制图的类型选择适当的公式计算控制统计量。36均值的计算：极差的计算：如何计算bar控制图每个子组的控制统

14、计量?nn21xxxX+=minmaxxxR-=37 将将控制统计量控制统计量画到控制图上画到控制图上将控制统计量画在图上，确保所描的控制统计量的点是一一对应的；将相邻点用直线连接从而显示模式和趋势；使用Xbar-R控制图的步骤A进行评估以识别出潜在的问题；如果有的点比别的点高很多或低很多，需要确认计算及描图是否正确并查询任何相关的观察记录。38步骤步骤B B 建立控制限建立控制限使用Xbar-R控制图的步骤 BB1、计算中心线；B2、计算控制限（上控制限UCL、下控制限LCL ）；B3、在控制图上画出中心线和控制限。39 k为子组数kRRRRkxxxxxkk+=+=.21321极差平均值：过

15、程平均值：中心线的计算公式40RDLCLRDUCLRCLRAXLCLRAXUCLXCLRRRXXX3422=-=+=极差控制图：均值控制图：控制限的计算公式41注：D4、D3、A2为常数，随每个子组内样本容量n的不同而不同，查手册中附录：控制图的常数和公式表（181页）。控制限的计算公式42w在均值图上画出中心线（过程平均值）和上、下控制限（UCLXbar、LCLXbar）；w将极差图上画出中心线（极差平均值）和上、下控制限（UCLR、LCLR）；w中心线画成黑色黑色水平实线；w控制限画成红色红色水平虚线。在控制在控制图图上上画画出出中心线中心线和控制限和控制限43C C 统计上是否受控的解释

16、统计上是否受控的解释使用Xbar-R控制图的步骤 CC1、分析极差图上的数据点C2、识别并标注特殊原因(极差图)C3、重新计算控制界限C4、分析均值图上的数据点C5、识别并处理特殊原因(均值图)C6、重新计算控制界限44使用Xbar-R控制图的步骤 C过程控制的分析：过程控制的分析： 1、分、分析控制图的目的在于识别过程变化或过程均值不恒定的证据。（即其中之一或两者均不受控）进而采取适当的措施。 2、R 图和 X 图应分别分析，但可进行比较，了解影响过程的特殊原因。 3、因为子组极差或子组均值的能力都取决于零件间的变差，因此，首先应分析首先应分析R图。图。45w超出控制界限的超出控制界限的点点

17、：w 出现一个或更多点超出任何一个控制界限是那一点的特殊原因导致变差的主要证据。在那一点之前可能已经发生了特殊原因。UCLCLLCL异常异常如何定义如何定义“不受控不受控”信信号号46 不受控制的过程的极差（有超过控制限的点）不受控制的过程的极差（有超过控制限的点）UCLLCLUCLLCL R R受控制的过程的极差受控制的过程的极差47不受控制的过程的均值（有一点超过控制限）不受控制的过程的均值（有一点超过控制限） 受控制的过程的均值受控制的过程的均值UCLLCL XLCLUCL X48n控制限内的模式或趋势控制限内的模式或趋势链链：n有下列现象之一都表明过程变化或趋势已经发生：n连续7点排列

18、在中心线的一侧；n连续7点上升（后一点等于或大于前一点），或连续下降。UCLCLLCL如何定义如何定义“不受控不受控”信号信号49UCLLCL RUCL RLCL不受控制的过程的极差不受控制的过程的极差（存在高于和低于极差均值的两种链）（存在高于和低于极差均值的两种链）不受控制的过程的极差（存在长的上升链）不受控制的过程的极差（存在长的上升链）50不受控制的过程的均值（长的上升链）不受控制的过程的均值（长的上升链）不受控制的过程的均值不受控制的过程的均值（出现两条高于和低于均值的长链）（出现两条高于和低于均值的长链）UCL XLCLUCL XLCL51n控制限内的模式或趋势控制限内的模式或趋势

19、明明显显的非的非随机模式随机模式：n通常大约2/3的描点应落在控制限内中间的1/3区域，大约1/3的描点应落在控制限内外面的2/3区域。n1、如果显著多余2/3以上的描点落在离中心线很近之处（对于25子组，如果超过90%的点落在控制限内中间的1/3区域），则应调查是否存在下列一种或两种情况：n控制限或描点计算错误或描错；n过程或取样方法被分层，每个子组系统化包含了从两个或多个具有完全不同的过程均值的过程流的测量值（如：从几组轴中，每组抽一根来测取数据）。n数据已经过编辑(极差和均值相差太远的几个子组更改或删除）如何定义如何定义“不受控不受控”信号信号52n控制限内的模式或趋势控制限内的模式或趋

20、势明明显显的非的非随机模式随机模式：n2、如果显著少余2/3以上的描点落在离中心线很近之处（对于25子组，如果40%或更少的点落在控制限中间的1/3区域），则应调查是否存在下列一种或两种情况： n控制限或描点计算错误或描错 。n过程或取样方导致连续的子组中包含了从两个或多个不同的过程流的测量值（如，输入材料批次混淆）。 如何定义如何定义“不受控不受控”信号信号53UCL XLCLUCL XLCL均值失控的过程（点离过程均值太近）均值失控的过程（点离过程均值太近）均值失控的过程（点离控制限太近）均值失控的过程（点离控制限太近）54w在进行初次过程研究或重新评定过程能力时，不受控的特殊原因已被识别

21、和消除或制度化，然后应重新计算控制限，以排除不受控时期的影响；w排除所有受已被识别和消除或制度化的特殊原因影响的子组，然后重新计算新的中心线和控制限，并在图中绘出；w确保当与新的控制限相比时，两个图都没有不受控的情况。如果不是，则重复识别特殊原因识别特殊原因/纠正纠正/重重新计算新计算的过程。重新计算控制限重新计算控制限55w由于识别为特殊原因而从R图中去掉的子组，也应该从Xbar图中去掉。修订后的R、用于重新计算控制限。w由于识别为特殊原因而从Xbar图中去掉的子组，也应该从R图中去掉。修订后的R、用于重新计算控制限。 注：排除代表不稳定条件的子组并不仅是注：排除代表不稳定条件的子组并不仅是

22、“丢弃坏数丢弃坏数据据”。而是排除已知的特殊原因影响的点。并且一定要改。而是排除已知的特殊原因影响的点。并且一定要改变过程，以使特殊原因不会作为过程的一部分重现。变过程，以使特殊原因不会作为过程的一部分重现。重新计算控制限重新计算控制限56使用Xbar-R控制图的步骤 C案例练习：案例练习：判定过程是否存在特殊原因，如存在排除已知特殊判定过程是否存在特殊原因，如存在排除已知特殊原因影响的子组后，重新计算新的控制限并画出新的原因影响的子组后，重新计算新的控制限并画出新的控制图，再次判定过程是否受控？控制图，再次判定过程是否受控？57典型特殊原因识别准则58典型特殊原因识别准则59ABCCBAUC

23、LLCLABCCBAUCLLCL特殊原因识别准则特殊原因识别准则:2/3:2/3A A连续3点中有2点在A区或A区以外特殊原因识别准则特殊原因识别准则2: 4/52: 4/5B B连续5点中有4点在B区或B区以外XX典型特殊原因识别准则60ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因识别准则特殊原因识别准则: :6 6连连串串连续6点持续地上升或下降特殊原因识别准则特殊原因识别准则: 8: 8缺缺C C连续8点在中心线的两侧,但C区没有点XX典型特殊原因识别准则61ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因识别准则特殊原因识别准则: 7: 7单侧单侧连续7点位于中心线

24、一侧特殊原因识别准则特殊原因识别准则: 14: 14升降升降连续14点交替上下变化XX典型特殊原因识别准则62ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因识别准则：特殊原因识别准则：1515C C连续15点在中心线上下两侧的C区特殊原因识别准则特殊原因识别准则: 1: 1界外界外有1点在A区以外XX典型特殊原因识别准则63使用Xbar-R控制图的步骤 案例练习： 请应用典型特殊原因识别准则判定过程是否存在特殊原因？64D D 为持续控制延长控制限为持续控制延长控制限使用Xbar-R控制图的步骤 D当初始的（或历史的）数据都一致地落在试用的控制限内，就可以延长控制限以适用未来的控制需

25、要。如果此过程中心线偏离目标值，可能需要针对目标值调整此过程。这些控制限将用于过程的持续监控，操作者和所属的管理者根据在X或R图上所出现的关于位置和变差不受控的信号而采取迅速的措施。65w“三立即三立即”原则：w操作者或现场管理者根据规定的取样频率和样本容量抽取样本组、立即立即计算Xbar和R并将其画在控制图中并与前点用短直线连接；w立即立即应用特殊原因识别准则判定制造过程是否存在特殊原因；w如制造过程存在特殊的原因，操作着或现场管理者应立即立即分析不受控特殊原因并采取措施确保制造过程恢复到受控状态。使用Xbar-R控制图的步骤 D66UCL XLCLUCLRLCL按照延长的控制限描新的点。6

26、7 有关有关“控制控制”的最终概念的最终概念 在生产过程中，控制的完美状态是从来达不到的，过程控制的目标不是完美状态，而是使控制达到合理和经济的状态，因此为了使用的目的，受控的过程并不是在图上永远不失控。 如果一个控制图从来没有显示失控，那么我们应该认真的思考一下这个过程是否应该使用控制图。 在车间里，一个受控的过程应该是只有小比例的点失控，并针对失控的点采取适当的措施。本章的小结68统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)四、过程能力和性能双边公差的指数（双边公差的指数（CpCp和和CpkCpk、 PpPp和和PpkPpk、CRCR和和PRPR）单边公差的指数单边公差的指数（CpkCp

27、k、 PpkPpk）过程能力和过程性能概念过程能力和过程性能概念69过程能力和过程性能的概念过程能力：仅适用于统计稳定的过程，是过程固有变差的6 范围。过程性能：过程总变差的6 范围。2dR=2dR=如果过程处于统计受控状态，过程能力将非常接近过程性能，当过程的能力和性能6 之间存在较大差别时表示有特殊原因存在。2dR=70过程能力和过程性能的概念过程能力的计算：过程性能的计算：2dR=及組間變差都考慮進去內變差製程績效所表達的是組1)(33),min(12-=-=-=nxxSxPxSPPPPniilplupuplpupk4cS=或7126dRLSLUSLCp=-=双边公差的过程测量指数Cp:

28、能力指数。过程能力与由公差表示的最大可允许的变差进行比较。该指数反映了过程是否能够很好地满足变化要求。计算公式如下：Cp不受过程位置的影响，这个指数只是针对双边公差而计算的。2dR=2dR=72USLUSLLSLLSL双边公差的过程测量指数6sigma6sigmaXXM73双边公差的过程测量指数Cpk：能力指数。它考虑了过程的位置和能力。对于双边公差， Cpk 将总是小于或者等于Cp。 Cpk 和Cp应该总是一起进行评价和分析。 如果Cp 值远大于对应的Cpk 值，表明有机会改进。Cpk是CPU或者CPL的最小值，公式如下：233dRLSLxCPLxUSLCPU=-=-=Cp和和Cpk仅仅当过

29、程处于仅仅当过程处于稳定状态时稳定状态时才有效。才有效。2dR=2dR=2dR=74X为过程平均值；M为公差中心值；K K=xM（USL-LSL）/ 2过程偏移系数过程偏移系数K7510141812161.52.51.5213CPKCPUCPLCp101418121610141812162.02.02.0214CPKCPUCPLCp1.51.52.5215CPKCPUCPLCp指数差异说明76w请依照上个课堂练习的数据，计算下列指数：nCp 、Cpk、K。案例练习案例练习77w材料经热处理后其硬度公差要求为572HRC，现有一批材料经抽样得其硬度的过程分布和能力为Xbar3=57.41.40，

30、请计算Cp以及过程能力指数Cpk分别为多少？案例练习案例练习786LSLUSLPp-=双边公差的过程测量指数双边公差的过程测量指数Pp:性能指数。过程性能与由公差表示的最大可允许的变差进行比较。该指数反映了过程是否能够很好地满足变化要求。计算公式如下：6SLSLUSL-=2dR=及組間變差都考慮進去內變差製程績效所表達的是組1)(33),min(12-=-=-=nxxSxPxSPPPPniilplupuplpupk79USLUSLLSLLSL双边公差的过程测量指数双边公差的过程测量指数6sigma6sigmaXXM80双边公差的过程测量指数双边公差的过程测量指数pk：性能指数。它考虑了过程的位

31、置和性能。对于双边公差， pk 将总是小于或者等于p。 pk 和p应该总是一起进行评价和分析。 如果p 值远大于对应的pk 值，表明有机会改进。pk是PU或者PL的最小值，公式如下：33LSLxPLxUSLPU-=-=81双边公差的过程测量指数双边公差的过程测量指数如果过程处于统计受控状态，过程能力将非常接近于过程性能。C和P之间出现较大差异，表明有特殊原因出现。82双边公差的过程测量指数双边公差的过程测量指数CR：能力比值，是Cp的倒数：CR=1/CpPR：性能比值，是Pp的倒数：PR=1/PpPPM：百万分之一不合格率有时作为过程能力的补充测量。83w请依照上个课堂练习的数据，计算下列指数

32、：nPp、Ppk;nCR、PR。课堂练习课堂练习84w材料经热处理后其硬度规格要求为572HRC，现有一批材料经抽样得其硬度的过程分布和性能为Xbar3=57.41.35，请计算Pp以及过程能力指数Ppk分别为多少？案例练习案例练习8526dRLSLUSLCp=-=单边公差的过程测量指数单边公差的过程测量指数Cp:能力指数。过程能力与由公差表示的最大可允许的变差进行比较。该指数对于单边公差没有意义。该指数对于单边公差没有意义。如果产品的特性具有物理极限（例如：平面度不可能小于0）， Cp就可以用物理极限（0）作为下限的替代值来计算。2dR=2dR=86单边公差的过程测量指数单边公差的过程测量指

33、数Cpk为能力指数。它同时考虑了过程的位置和能力。对于单边公差， Cpk 等于CPU或者CPL，公式如下：233dRLSLxCPLxUSLCPU=-=-=2dR=2dR=2dR=Cpk=Cpk=（只有公差上限只有公差上限）（只有公差下限只有公差下限）876LSLUSLp-=单边公差的过程测量指数单边公差的过程测量指数Pp:能力指数。过程能力与由公差表示的最大可允许的变差进行比较。该指数对于单边公差没有意义。该指数对于单边公差没有意义。如果产品的特性具有物理极限（例如：平面度不可能小于0）， Pp就可以用物理极限（0）作为下限的替代值来计算。2dR=88单边公差的过程测量指数单边公差的过程测量指

34、数Ppk为性能能力指数。它同时考虑了过程的位置和性能。对于单边公差， Ppk 等于PPU或者PPL，公式如下：33LSLxPPLxUSLPPU-=-=2dR=2dR=Ppk=Ppk=（只有公差上限只有公差上限）（只有公差下限只有公差下限）及組間變差都考慮進去內變差製程績效所表達的是組1)(33),min(12-=-=-=nxxSxPxSPPPPniilplupuplpupk89单边公差的过程测量指数单边公差的过程测量指数CR：能力比值，是Cp的倒数：CR=1/CpPR：性能比值，是Pp的倒数：PR=1/Pp上述两个指数对于单边公差没有意义。上述两个指数对于单边公差没有意义。90统计过程控制统计

35、过程控制( (SPC)SPC)六、设备能力研究91w根据美国工业界的经验，长期的过程变差的来自设备变差。w设备能力指数mk表示仅由设备普通原因变差决定的能力，与公差和生产设备的加工变差有关，设备能力指数只考虑短期的变差，尽可能排除对过程有影响而与设备无关的因素。设备能力指数mk设备普通原因人员设备材料测量环境方法92w设备能力研究：连续50件产品，排除3M1E，将设备/模具/检具/调整装置视为一个整体；w过程能力研究：至少25个子组，每个子组内4-6件产品，尽量包括4M1E。设备能力指数mk过程普通原因人员设备材料测量环境方法93w进行设备能力研究的时机：n新的设备/模具；n新产品；n设备/模

36、具维修后（对产品有影响）；n设备搬迁后；n公差缩紧；n长期停产后；n产品不合格追查原因时；n加工过程/输出状态更改等。设备能力研究设备能力要求：Cmk1.6794w计算Cmk：n1、连续取样50件产品；n2、连续取样过程中，不变更工艺参数、材料、作业人员、环境；n3、估计设备变差；n4、计算Cm、Cmk；n5、分析和改进（必要时）。设备能力研究95mk计算公式：mniiinxxsssnxx1)(12-=中较小值和CML CMU 33=-=-=CMKLSLCMLUSLCMUmmm中较小值和 Cml Cmu 3366=-=-=-=CmkLSLCmlUSLCmuLSLUSLTCmmmmm或用连续50

37、件的数据任意分组后的Rbar/d2估计的sigma来计算。96课堂练习w假设其规格为505，计算设备能力指数Cm、Cmk？97统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)六、其它类型计量型控制图预控制图预控制图红绿灯信号控制图红绿灯信号控制图98w将过程变差分为三个部分：低警告区、目标区、高警告区。w目标区域指定为绿色，警告区域是黄色，停止区域是红色。红绿灯信号控制图红绿灯信号控制图99w红绿灯信号控制图中的假设是：n过程是统计受控的；n过程能力（包括测量变差）是可接受的；n过程靠近目标值。w一旦通过使用计量型数据技术的过程能力研究，验证符合了这个假设，过程分布能够被这样划分：均值+-1.5

38、标准差被标注为绿色区域，过程分布的其它区域是黄色。过程分布（99.73%的范围）以外的任何区域被标注为红色。w如果过程分布遵循正态分布，分布的大约86.6%是在绿色区内，13.2%是在红色区内。红绿灯信号控制图红绿灯信号控制图100红绿灯信号控制图红绿灯信号控制图停止区停止区停止区停止区警告区警告区目标区LSLUSL停止区停止区停止区停止区警告区警告区目标区LSLUSL101w为达到与样本容量为5的Xbar和R控制图相当的控制，红绿灯信号控制图的步骤如下：n1、检查两个零件，如果两件都在绿色区域，继续运行。n2、如果一个或两个都在红色区域，停止过程，通知指定人员采取纠正措施和材料挑选。在调整或

39、其它改正完成时，重复步骤1。n3、如果一个或两个都在黄色区域，检查三个零件。如果零件落在红色区域，停止过程，通知指定人员采取纠正措施和材料挑选。在调整或其它改正完成时，重复步骤1。w如果没有零件落在红色区域，但有三个或更多个零件落在黄色区域（来自5个零件），停止过程，通知指定人员采取纠正措施和材料挑选。在调整或其它改正完成时，重复步骤1。w如果三个或更多个零件落在绿色区域并且其它的在黄色区域，继续运行。红绿灯信号控制图红绿灯信号控制图102否执行反应计划是否另外选3个样本否是 全部在 绿色区？ 有落在红色区?设置过程正常生产选2个零件是有落在红色区?3-5个落在黄色区?是红绿灯信号控制图红绿灯

40、信号控制图103预控制图预控制图w预控制图的目的是对不合格的控制而不是过程控制，它的控制是基于公差而不是过程变差。w预控制图中的假设是：n过程有一个平坦的损失函数；过程有一个平坦的损失函数；n过程性能（包括测量系统变差）小于或等于公差；过程性能（包括测量系统变差）小于或等于公差；w第一个假设：过程中变差的所有特殊来源是受控的；w第二个假设：生产的零件不用挑选就有99.73%落在规范以内。104预控制图预控制图w假设能够满足，公差划分成：名义值+-1/4公差被标注为绿色区域，规范内其它区域是黄色。规范以外的区域被标注为红色。w对一个Cp、Cpk等于1的正态分布的过程，大约86.6%的零件落是在绿

41、色区域，13.2%的零件落在黄色区域和0.3%的零件落在红色区域。如果发现过程分布是非正态的或能力很高时，也可以做类似的计算。w预控制图的取样使用的样本容量为2。但是，在开始取样前，过程生产的5个连续的零件必须落在绿色区域。然后把两个数据点中的每一个描在控制图上并且对照一组规则进行评审。105预控制图预控制图名义值1/2公差名义值LSLUSL名义值1/4公差名义值1/2公差名义值1/4公差名义值1/2公差名义值LSLUSL名义值1/4公差名义值1/2公差名义值1/4公差106预控制图预控制图w使用预控制图时，应使用下列规则：n两个数据点都落在绿色区域继续运行过程。n一个数据落在绿色区域，一个数

42、据落在黄色区域继续运行过程。n两个点落在黄色区域（同一区）调整过程。n两个点落在黄色区域（相反区）停止过程并调查。n一个点落在红色区域停止过程并调查。w每当过程被调整，在开始取样前，过程生产的5个连续的零件必须落在绿色区域。107预控制图预控制图w预控制图的好处：n简单。简单。w预控制图的缺点：n既不能估计也不能监控过程的稳定性。既不能估计也不能监控过程的稳定性。预控制图：是一个以判定预控制图：是一个以判定符合性为基础的工具，不符合性为基础的工具，不是一个过程控制工具。是一个过程控制工具。108统计过程控制统计过程控制( (SPC)SPC)七、计数型控制图p p控制图控制图npnp控制图控制图

43、c c控制图控制图u u控制图控制图109A A、收集收集数据数据B B、建立建立控制限控制限 C C、统计上是否统计上是否受控的解释受控的解释 D D、为了持续控制为了持续控制延长控制限延长控制限使用不合格品率控制图（p图）的步骤110 步骤步骤 收集数据A1、选择子组的容量、频率及数量；A2、计算每个子组內的不合格品率；A3、选择控制图的坐标刻度；A4、将不合格品率描绘在控制图上。使用不合格品率控制图（p图）的步骤111wA1、选择子组的容量、频率及数量n因控制限是基于近似的正态分布，故使用的样本容量因控制限是基于近似的正态分布，故使用的样本容量应该使应该使np5np5。n子子组组容量容量

44、：n 用于计数型数据的控制图一般要求较大的子组容量(例如50200)以便检验出性能的变化，一般希望每组内能包括几个不合格品；n分分组频组频率率：n 应根据产品的周期确定分组的频率以便帮助分析和纠正发现的问题。时间隔短则反馈快，但与大的子组容量的要求矛盾；n子子组数组数量量：n 要大于等于25组以上，才能判定其稳定性。使用不合格品率控制图（p图）的步骤112wA2、计算每个子组内的不合格品率n记录每个样本组的下列值：n样本数量nn发现的不合格品的数量 d(np)n通过上述数据计算每个子组的不合格品率：iiinnpndp=使用不合格品率控制图（p图）的步骤i为子组数113wA3、选择控制图的坐标刻

45、度n描绘数据点用的图应将不合格品率作为纵坐标，识别的子组作为横坐标。纵坐标刻度应从0到初步研究数据读数中最大的不合格品率值的1.51.5到到2 2倍。划图区域使用不合格品率控制图（p图）的步骤114wA4、将不合格品率描绘在控制图上n将每个子组组的不合格品率p描绘在控制图上；n依次用直线连接，将这些点连成线通常有助于发现异常图形和趋势；n当点描完后，粗览一遍看看它们是否合理，如果任意一点比別的高出或低出许多，检查计算是否正确；n记录过程的变化或者可能影响过程的异常状況，当这些情况被发现时，将它们记录在控制图的“备注”栏位。使用不合格品率控制图（p图）的步骤115步骤步骤 建立控制限B1、计算过

46、程平均不合格品率；B2、计算上、下控制限；B3、画线并标注。使用不合格品率控制图（p图）的步骤116nipppLCLnipppUCLpCLnnndddnnnpnpnpnppppkkkkk)1(3)1(3. .2121212211-=-+=+=+=中心线和控制限：计算过程平均不合格品率和控制限：使用不合格品率控制图（p图）的步骤117使用不合格品率控制图（p图）的步骤w如果样本容量（n ）恒定，控制限为：npppLCLnpppUCLpp)1(3)1(3-=-+=118使用不合格品率控制图（p图）的步骤w当样本容量变化时，如果nmin/nmax0.75则控制限不变：n为子组样本容量的均值npppL

47、CLnpppUCLpp)1(3)1(3-=-+=119w 任何处理可变控制限的程序都会变得麻烦，并且可能使解释控制图的人员造成混淆。w如果可能的话，最好是调整数据收集计划，从而使如果可能的话，最好是调整数据收集计划，从而使用固定的样本容量。用固定的样本容量。w 也可以进行标准变换，形成固定控制限的通用控制也可以进行标准变换，形成固定控制限的通用控制图。图。使用不合格品率控制图（p图）的步骤120步骤步骤 过程是否受控的制释C1、分析数据点，找出不稳定证据；C2、寻找并纠正特殊原因；C3、重新计算控制限。使用不合格品率控制图（p图）的步骤121wC2C2、寻、寻找找并纠并纠正正特殊特殊原因原因n

48、当从数据中已发现了失控的情況时，则必须研究操作过程以便确定其原因。然后纠正该原因并尽可能防止其再发生。由于特殊原因是通过控制图发现的，希望操作者或现场检验员有能力找出特殊原因并纠正。wC3C3、重新重新计计算控制界限算控制界限n当进行初始过程研究或对过程能力重新评价时，应计算试验控制限；n一旦控制图稳定和受控并且过程能力可接受，则可将控制限延伸到将来的时期。它们便变成了操作控制限，控制图则成为控制用控制图。使用不合格品率控制图（p图）的步骤122步骤步骤 过程能力解释D1、计算和评价过程能力；D、改进过程能力；D、绘制并分析修改后的控制图。使用不合格品率控制图（p图）的步骤123w计计算算和评

49、价过程和评价过程能力能力w对于p图，过程能力是通过平均不合格品率p来表示，当所有点都受控后才计算该值。如需要，还可以用符合规范的比例(1-1-p p)来表示。w 对于过程能力的初步估计值，应使用历史数据，但应剔除与特殊原因有关的数据点。w 当正式研究过程能力时，应使用新的数据，最好是25个或更多时期子组，且所有的点都受统计控制。这些连续的受控的时期样本组的p值是该过程当前能力的更好的估计值。使用不合格品率控制图（p图）的步骤124w改进过改进过程能力程能力w过程一旦表现出处于统计控制状态，该过程所保持的不合格平均水平即反应了该系统的变差原因过程能力。 w 可以使用诸如排列图分析法及因果分析图等解决问题技术。但是如果仅使用计数型数据将很难理解问题所在，通常尽可能地追溯变差的可疑原因，并借助计量型数据进行分析将有利于问题的解決。使用不合格品率控制图（p图）的步骤125 某公司的最终功能试验是每天抽取500台产品，自5月6日至6月10共有25组数据如下，请计算出p控制图