SPC培训课程(共73页).ppt

1、1博 凡 企 管BOOM CONSULTING厦门博凡企业管理技术有限公司厦门博凡企业管理技术有限公司BOOM (XIAMEN) MANAGEMENT TECHNIC CO., LTD2统计过程控制 Statistical Process Control(SPC) 国胜汽配国胜汽配 BOOMBOOM3课程大纲课程大纲质量管理中的统计技术质量管理中的统计技术产品质量的变异与控制产品质量的变异与控制过程能力分析过程能力分析控制图概论与原理控制图概论与原理控制图的种类控制图的种类控制图的观察分析控制图的观察分析实务演练实务演练4第一章第一章 质量管理中的统计技术质量管理中的统计技术 质量管理发展的阶

2、段质量管理发展的阶段 质量管理体系中的统计技术质量管理体系中的统计技术 SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展0510152025303540 1 2 6 13 10 16 19 17 12 16 20 17 13 5 6 2 15质量管理发展的阶段质量管理发展的阶段过程控制的需要：检测-容忍浪费预防-避免浪费 针对不同的过程控制需要，在不同阶段质量控制的方法相应产生6质量管理发展的阶段质量管理发展的阶段 质量检验质量检验 统计质量管理统计质量管理 全面质量管理（现代质量管理）全面质量管理（现代质量管理）ISO90006 从第二个阶段（统计质量控制从第二个阶段（统计质量控制SQC）起

3、，由于统计方起，由于统计方法在质量管理中的应用，逐步形成了一些质量管理的基法在质量管理中的应用，逐步形成了一些质量管理的基本方法，如本方法，如SPC、抽样检验、抽样检验、“新、老七种工具新、老七种工具”等等。 7质量管理体系中的统计技术质量管理体系中的统计技术-1 在现代质量管理活动中，需要应用各种数理在现代质量管理活动中，需要应用各种数理统计技术和方法。为此，统计技术已成为各统计技术和方法。为此，统计技术已成为各种质量体系的一个重要的因素：种质量体系的一个重要的因素： ISO9001 QS9000 VDA6.1 ISO TS16949 TL90008质量管理体系中的统计技术质量管理体系中的统

4、计技术-2基本统计图、统计表，如；百分比图、趋势图等；基本统计图、统计表，如；百分比图、趋势图等；品管七大手法，如：直方图、因果图、柏拉图、层别法、品管七大手法，如：直方图、因果图、柏拉图、层别法、检查表、散布图、控制图；检查表、散布图、控制图；新品管七大手法，如：关联图法、新品管七大手法，如：关联图法、KJ法、系统法、法、系统法、 矩矩阵图法、矩阵资料解析法、过程决定计划图法、箭形图阵图法、矩阵资料解析法、过程决定计划图法、箭形图解法；解法；SPC，包含：控制图和过程能力分析；包含：控制图和过程能力分析；抽样检验；抽样检验；实验设计实验设计(DOE)与田口三次设计与田口三次设计 ；质量功能展

5、开质量功能展开(QFD);方差分析与回归分析方差分析与回归分析可靠性可靠性9SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-1在在SPC中常用的基本统计方法包括：与统计过程控中常用的基本统计方法包括：与统计过程控制和过程能力分析有关的方法。制和过程能力分析有关的方法。 二十世纪二十年代，美国贝尔实验室（二十世纪二十年代，美国贝尔实验室（Bell Telephone Laboratory）就成立两个小组：就成立两个小组：以休哈特（以休哈特（W. A. Shewhart）博士为学术领导人的过博士为学术领导人的过程控制程控制(Process Control)研究组研究组以道奇（以道奇（H. F.

6、Dodge）为学术领导人的产品控制为学术领导人的产品控制（Production Control）研究组。研究组。 10SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-2休哈特研究组的成果：休哈特研究组的成果：经过研究，休哈特提出了过程控制理论以及监控过程的工具经过研究，休哈特提出了过程控制理论以及监控过程的工具控制图（控制图（Control Chart）。）。1924年年5月月16日，休哈特提出世界上第一张控制图日，休哈特提出世界上第一张控制图p图。图。其中有关过程控制理论及控制图标志着著名的其中有关过程控制理论及控制图标志着著名的SPC理论的诞生。理论的诞生。1931年休哈特对其理论进行了

7、总结，写出了一本划时代的名著年休哈特对其理论进行了总结，写出了一本划时代的名著产品制造质量的经济控制（产品制造质量的经济控制（Economic Control of Quality of Manufactured Productions）。）。这本著作可以称得上一代这本著作可以称得上一代名著，因为在他出版半个世纪以后的八十年代仍能在美国再版，名著，因为在他出版半个世纪以后的八十年代仍能在美国再版，由此可见其学术价值。由此可见其学术价值。 休哈特的贡献就在于：应用他所提出的过程控制理论能够在生休哈特的贡献就在于：应用他所提出的过程控制理论能够在生产线上科学地保证预防原则的实现。产线上科学地保证预

8、防原则的实现。11SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-3 道奇研究组的成果：道奇研究组的成果：道奇与罗米格（道奇与罗米格（H. F. Dodge and H. G. Romig）则提出则提出了抽样检验理论和抽样检验表。了抽样检验理论和抽样检验表。12SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-3 1941-1942年年,有关有关SPC的内容制定成美国标的内容制定成美国标准准： Z1-1-1941 Guide for Quality Control Z1-2-1941 Control Chart Method for analyzing Data Z1-3-1942 Cont

9、rol Chart Method for Control Quality During Production13SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-3 控制图在英国及日本的历史控制图在英国及日本的历史 英国在英国在1932年，邀请年，邀请W.A. Shewhart博士到伦博士到伦敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。计方法应用到工业方面之气氛。 就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早 1950年由年由W.E. Deming博士引到日本。博士引到日本。 同年日本规格协会成

10、立了品质管制委员会，制同年日本规格协会成立了品质管制委员会，制定了相关的定了相关的JIS标准。标准。14SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-4在休哈特提出他的控制图（我们称之为在休哈特提出他的控制图（我们称之为“休哈特控制图休哈特控制图” ）之后，）之后，又有人陆续提出数十种控制图，其中比较重要的有如下几种：又有人陆续提出数十种控制图，其中比较重要的有如下几种： 累积和控制图（累积和控制图（CUSUM，Cumulative Sum Control Chart）：）：1954年佩基（年佩基（E. S. Page）最早提出最早提出,它可以将一系列点子的微弱信息累积它可以将一系列点子的

11、微弱信息累积起来，所以对过程的小变动灵敏。随后又有许多学者对此作了研究。起来，所以对过程的小变动灵敏。随后又有许多学者对此作了研究。 指数加权移动平均控制图（指数加权移动平均控制图（EWMA，Exponentially Weighted Moving Average Control Chart）：）：它最早由罗伯茨（它最早由罗伯茨（S. W. Roberts）在在1959年提出。它是另一个检出过程小波动的控制图，其年提出。它是另一个检出过程小波动的控制图，其性能几乎与累积和图相同，而且在某些情况之下较之性能几乎与累积和图相同，而且在某些情况之下较之CUSUM图更容图更容易建立与操作。易建立与操

12、作。一元一元CUSUM图和一元图和一元EWMA图在工序控制中得到了日益广泛的应用。图在工序控制中得到了日益广泛的应用。 15SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-4 田口控制图：田口控制图： 运用田口质量控制思想建立的控制图，它注重工序控运用田口质量控制思想建立的控制图，它注重工序控制的经济性。制的经济性。 小批量生产控制图（小批量生产控制图（Control Chart for Low Volume Manufacturing）：）：小批量控制图主要有：小批量控制图主要有： 无先验信息小批量生产的控制图：无先验信息小批量生产的控制图：1969年希利尔（年希利尔（F. S. Hill

13、ier）与新加坡杨中浩提出了小样本控制图，与新加坡杨中浩提出了小样本控制图，1991-1995年年久森伯瑞（久森伯瑞（C. P. Qusenberry）提出了提出了Q控制图。控制图。 有历史信息小批量生产的控制图：有历史信息小批量生产的控制图：1997年我国著名质量管理年我国著名质量管理专家张公绪教授的学生卜祥民博士应用贝叶斯（专家张公绪教授的学生卜祥民博士应用贝叶斯（Bayes）分分析方法，充分利用已知信息，弥补了小批量生产样本少的缺析方法，充分利用已知信息，弥补了小批量生产样本少的缺点。点。 16SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-6 将相似工序同类分布的产品质量特征值数据，

14、通过数学方法将相似工序同类分布的产品质量特征值数据，通过数学方法变换程同一分布，从而可以累积起来称为大样本进行处理。变换程同一分布，从而可以累积起来称为大样本进行处理。主要有：通用图法、相对公差法及美军固定样本容量法。主要有：通用图法、相对公差法及美军固定样本容量法。 选控控制图（选控控制图（Cause-Selecting Control Chart）：）：前述控制图都是前述控制图都是全控图，及对所有异因都加以控制。而选控图是选择部分异因加以控全控图，及对所有异因都加以控制。而选控图是选择部分异因加以控制，它由我国张公绪教授制，它由我国张公绪教授1980年提出。它对统计诊断理论起到重要的年提出

15、。它对统计诊断理论起到重要的作用。作用。 多元控制图：多元控制图：1947年侯铁林（年侯铁林（H. Hotelling）提出多元提出多元T2图控制图，图控制图，从此开辟了多元质量控制的时代。从此开辟了多元质量控制的时代。 彩虹图彩虹图17SPC与与SQC的差别的差别PROCESS原料测量结果针对产品所做的仍只是在做SQC针对重要过程的重要控制参数所做的才是SPC18第二章第二章 产品质量的变异与工序控制产品质量的变异与工序控制 19影响产品质量的因素影响产品质量的因素人機器材料方法測量環境20产品质量的统计观点产品质量的统计观点产品的质量特性值是波动的：产品的质量特性值是波动的： 产品质量特性

16、值的波动具有统计规律性：产品的质量特产品质量特性值的波动具有统计规律性：产品的质量特性值是波动的，但这种波动符合统计规律性，即从数学性值是波动的，但这种波动符合统计规律性，即从数学的角度它服从某种分布。常用的分布有以下几种：正态的角度它服从某种分布。常用的分布有以下几种：正态分布（计量值）、超几何分布（计件值）、二项分布分布（计量值）、超几何分布（计件值）、二项分布（计件值）、泊松分布（计点值）、指数分布；（计件值）、泊松分布（计点值）、指数分布；21产品质量变异的原因产品质量变异的原因1 变异（变差，波动，变异（变差，波动，Variation）的概念的概念 产品产品/过程的实际指标在规定值附

17、近的变化情况过程的实际指标在规定值附近的变化情况 引起变异的原因：通常有两种引起变异的原因：通常有两种 普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因 22产品质量变异的原因产品质量变异的原因2 引起变异的原因引起变异的原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因 普通原因普通原因2（Common Cause）：）：又称机遇原因（又称机遇原因（Chance Cause），），偶然原因，不可避免原因，非人为原因等。此种原偶然原因，不可避免原因，非人为原因等。此种原因所引起的变异（波动）称为正常波动（因所引起的变异（波动）称为正常波动（Natural Variations）；）；23产品质量变异的原因产品质量变

18、异的原因3 引起变异的原因引起变异的原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因 特殊原因特殊原因2（Special Cause）：）：又称非机遇原因又称非机遇原因（Assignable Cause），），系统原因，可避免原因，人为系统原因，可避免原因，人为原因等。此种原因所引起的变异（波动）称为异常波动原因等。此种原因所引起的变异（波动）称为异常波动（Assignable Variations） 24现场主管现场主管/作业经理的两种任务作业经理的两种任务 正常与异常波动为生产正常与异常波动为生产/作业经理区分了两种任务：作业经理区分了两种任务： 首先是确保生产过程中只有正常波动首先是确保生产过程

19、中只有正常波动, 从而操作处于控制之下。从而操作处于控制之下。 其次当然是查出并消除异常波动以使工序处于控制之下。其次当然是查出并消除异常波动以使工序处于控制之下。 4.924.944.964.985.005.025.045.065.085.101471Sample numberSample average25局部措施和对系统采取措施局部措施和对系统采取措施局部措施局部措施 通常用来消除变差的特殊原因通常用来消除变差的特殊原因 通常由于过程直接相关的人员实施通常由于过程直接相关的人员实施 大约可纠正大约可纠正15%的过程问题的过程问题 对系统采取措施对系统采取措施 通常用来消除变差的普通原因通

20、常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施，以便纠正几乎总是要求管理措施，以便纠正 大约可纠正大约可纠正85%的过程问题的过程问题 采取的措施类型如不正确将给组织带来大的损失，不但劳而无功，采取的措施类型如不正确将给组织带来大的损失，不但劳而无功，而且会延误问题的解决甚至使问题恶化。而且会延误问题的解决甚至使问题恶化。26过程（工序）控制过程（工序）控制制 程 中 对 策绩 效 报 告成 品 改 善制程中对策人员设备材料方法环境成品27过程控制和过程能力 控制满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类 应通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制的状态，使其性能可预测28第三章

21、第三章 过程能力分析过程能力分析 统计学基本概念统计学基本概念 过程能力分析过程能力分析29统计学基本概念统计学基本概念总体、样本、个体总体、样本、个体( (xi ) ) nXS30统计学基本概念统计学基本概念总 体 N平均值=标准差=计算公式NXXNXNiii12)(31统计学基本概念统计学基本概念样 本 n平均值=标准差=S计算公式1)(1242nXXScSSdRSSnSniixXSNn时，当32统计学基本概念统计学基本概念 正态分布正态分布 偏态分布偏态分布 二项分布二项分布 泊松分布泊松分布 超几何分布超几何分布 常见的统计学规律分布无论何种分布，若连续取几个样本，其平均值均近似符合正

22、态分布33正态分布正态分布(Normal Distribution)统计学基本概念统计学基本概念34统计学基本概念统计学基本概念K在内之概率在外之概率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%正态分布正态分布(Normal Distribution)35Sigma=Deviation(Square root of variance)-7-6-5-4-3-2-101234567Between+/-1Between+/-2Between+/-3Between+/-4Betwe

23、en+/-5Between+/-668.27%95.45%99.73%99.9937%99.9994%99.9997%Result:317300 ppm outside（deviation) 45500 ppm2700 ppm63 ppm5.7 ppm3.4 ppm1)(2nxxiAxis grach in Sigma正态分布正态分布(Normal Distribution)高斯曲线高斯曲线36过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析1.1 过程分析过程分析 过程分析分为两部分过程分析分为两部分(如下图所示如下图所示) l 批量生产前的过程分析批量生产前的过程分析 l 批量生产后的过程分析批量

24、生产后的过程分析 所有类型的能力分析基本上遵循相同程序，质量能力参数也依据同一方法计算。 不同点仍在于分析产品的数量，分析的期间和在分析时间点，与最终生产条件符合的程序。37过程能力： 批量生产前 批量生产后批量生产前的过程分析批量开始批量开始后的过程分析短期能力分析初始能力分析长期能力分析人机料法环过程持续质量改进时 间短期能力分析最少50件初始能力分析最少100件,要求控制图的场合，应至少采样20组.长期能力分析正常生产条件下，较长时期生产，确保所有影响因素均产生。标准值：至少20个生产天。38标准差公 差标准差公 差过程潜能过程能力质量能力参数短期过程能力初始过程能力长期过程能力CmCm

25、kCmk,Ppk,CpkCpkCpCm,Pp,Cp39过程（工序）能力参数过程（工序）能力参数CpCp（制程制程精密度精密度，PrceisionPrceision）CpkCpk（制程能力，制程能力，Process Capability Index Process Capability Index ）（双边规格） Cp=Cpu= CpL= =Su-SL6Su-X3X-SL3Rd2（单边规格上规格界限）（单边规格下规格界限）只考虑到固定变差或组内变差40过程（工序）能力参数过程（工序）能力参数Ppk Ppk Cp=Cpu= CpL= =（双边规格）（单边规格上规格界限）（单边规格下规格界限）Su-

26、SL6Su-X3X-SL32（Xi-X)n-141制程能力指数处置建议等级Cpk制程能力指数Process Capability Index处置建议A1.33Cpk制程能力足够B1.0Cpk1.33制程能力尚可，应再努力。CCpk1.0制程应加以改善。42第四章第四章 控制图概论与原理控制图概论与原理1098765432100.040.030.020.010.00Sample NumberProportionP Chart for C2P=0.010003.0SL=0.03985-3.0SL=0.00043什么是控制图 控制图和一般的统计图不同，它不仅能将数值以曲线表示出来，以观察其变异的趋势

27、，而且显示变异是属于普通原因的变异或是属于特殊原因的变异。以此来判断某种现象是否正常，从而采取适当的措施。 利用控制界限确定变异的性质。44控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 45控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 控制图的种类虽然很多，但都是以同样的统计原理为出发点。设有群体（母体、母本）符合正态分布（常态分配/Normal Distribution） ，其平均值为，标准差为，若从中随机抽取一个样本x 时，此x 落在k之间的概率（Probability/或然率、机率）为： dxexkk222)(21，式中：e =2.718 如下图部分所示如下图部分所示 : :

28、46控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图由此可知，若一分布为正态分布，求得其平均值（由此可知，若一分布为正态分布，求得其平均值（ ），标），标准差（准差（ ）后，）后，x的特性可有如下表所示的特性可有如下表所示: :k x 在内的概率 x在外的概率 67. 0 50.00% 50.00% 1 68.26% 31.74% 96. 1 95.00% 5.00% 2 95.45% 4.55% 58. 2 99.00% 1.00% 3 99.73% 0.27% 47控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 48控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 q 控制图就是以

29、正态分布为基础，换句话说，只要控制图就是以正态分布为基础，换句话说，只要群体符合正态分布，从群体中抽样时，每群体符合正态分布，从群体中抽样时，每1000次次中约有中约有3次机会超出范围。我们认为，此三次是因次机会超出范围。我们认为，此三次是因为偶然原因跑出界限，在实际中属小概率事件，为偶然原因跑出界限，在实际中属小概率事件，发生的可能性极小发生的可能性极小与文献与文献3有差别有差别。 49控制图的原理 q 控制限的确定（经济原则）控制限的确定（经济原则） 01362兩種損失的合計第一種錯誤損失第二種錯誤損失50控制图的原理 q控制图的两类错误控制图的两类错误q对于仅仅存在偶然因素的情况下对于仅

30、仅存在偶然因素的情况下, 由于点子越出控制界限外而判由于点子越出控制界限外而判断过程发生变化的错误断过程发生变化的错误, 即将正常判断为异常的错误是可能发生即将正常判断为异常的错误是可能发生的的. 这种错误称为第一种错误这种错误称为第一种错误.q “拒绝真实拒绝真实”的错误的错误q当过程具有某种非偶然因素影响当过程具有某种非偶然因素影响, 致使过程发生程度不同的变化致使过程发生程度不同的变化. 但由于此变化相应的一些点子落在控制界限内但由于此变化相应的一些点子落在控制界限内, 从而有可能发生从而有可能发生判断过程未发生变化的错误判断过程未发生变化的错误, 这种错误称为第二种错误这种错误称为第二

31、种错误. 51控制图的作用 q 合理使用控制图能：合理使用控制图能： 供正在进行过程控制的操作者使用； 有助于过程在质量上和成本上持续地、可预测地保持下去； 使过程达到： 更高的质量 更低的单件成本 更高的有效的能力 52控制图的作用 q 合理使用控制图能：合理使用控制图能： 为讨论过程的性能提供共同的语言； 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 ；53使用控制图的基本步骤 决定管制工序和项目决 定 管 制 标 准决 定 抽 样 方 法选用管制图的格式记 入 管 制 界 限绘点、实施重 新 检 讨 管 制 图管制图判读处 置 措 施OKOKNG收集数据54第五章第五章 控制图的种类控制图的种类55控制图的种类和选择控制图的种类和选择“n”=1025控制圖的選定資料性質不良數或缺陷數單位大小是否一定“n”是否一定樣本大小n2Cl的性質“n”是否較大“u”圖“c”圖“np”圖“p”圖X-Rm圖X-R圖X-R圖X-s圖計數值計量值“n”=1n1中位數平均值“n”=25缺陷數不良