SPC应用案例实施

1、SPC 应 用 案 例 实 施随着汽车行业的竞争逐渐加剧国内的汽车制造厂都在寻求提崗贾量稳定性， 探升生产效率忖对目前的严峻形第.工厂fil需一种科学和领先的控制工貝、全 面监控生产过程的实施动态总这种工具不仅能大幅提為产品的质量穂定性.还能 实时监控质壘特性点的波动，并能观测质帚特性点的变化走衿。发功机是汽车的心脏，是汽车运动的动力源°因此发动机的质量严亜影响 着汽车的寿呑口经过对设备管理郁门及质虽管理部门述行充分邀查，发现瑟响发 动机产詁稔定柑的上藍因素是缺少科学.先进的丿黄显控制工貝.在产品生产过程 中，质啟管理人员不能实时的检和到生产过程的状态和异常誠动*并对生产过程 中出现

2、的问题提出报警。统计过程控制技术能斡实现全面监控生产过程状态及过程耳常波动，祎助企 业降低生产本钱和质景损失.真正实现全面过程控制，持续提高发动机部产胡的 质呈稳定性“毘于口前的现状及某公司发动机部机加工厂及誓配厂的实际蛊求丈 施了该工程叫曹丄2工程目揃(1) 该顶目主要为只公司发动机部机加工厂及装配厂提供生产线统汁过程控 制的解决方案口实现対生产过程实时的燉据采族，并为质虽部S技术部及公司管 理人员提供实时监控、分析的工具，方便质蟻人员灵活设计。(2) 将质屛数据保存在统一的数据库中.加工过程中所有的关钮数据荷息都 将被放世到一个公共效劳器上，朗冇拥有访问权限的人员都可以进行随吋的便 捷访问

3、°保证质量背理人员能根据需求调用数据*提髙了工作效率口(3) 软件有强大的数据分析和图走生成功能.大丈的减少了分析人员的工作强度.软件可以进行失控原因査看及分析.由于分析于段丰富.更好的保证了产 品的质屋。(4) 发动机部机加工厂对生产过程进行实时监控，从原材料边料检査、半成 甜楡杏一肓到成岛挣验，将各个环节中的产晶信息集戌起来，为企业中各级人员 做岀产品质議的決策提供完整的数据及信息，并对产品的质量问題进行追踪。系统设计实现5丄3系统功能邀飞无限( infinilyqs )生产线统计过稈控制解决方案(简称：盈E无 限解决方案)是专门针对车间现场的频先实时管理解决方案.该系统功能如下

4、：(1) Mil应用和实施这-解决方案，企业将建立起实时、口功的生产过程质 疑控制传系，实现对生产过程状态及开常波动的全面监控和报警，柄助企业瑋低 先产过程中因质量问题而形成的返和报废本钱，并大幅提升产品品质，増强企 业的市场克争能力。(2) 工程理成垢.某公司发动机部机加工厂及装配厂的质显昔理人员只需柚 据现场质量管理的实际需求，灵活设计，无需任何代码支持.(3) 对所有的质虽数据统-保存在个电了数据阵中，并保证生产现场及皆 理部门能随时按质杲管理软件需求调用数揺，提高质S：管理效率并提高数据利用 价值。(4) 软件采隼数据后，通过软件自身强大的数据分析能力，口动生成分析旳 表及扭告.减少分

5、析员的作业强度，提供更多的分析手段，为产品质最的持续克 供保证。应用对彖盈E无限眸决方案的应用分为三个层次：监控层；该层次主要满足总公司对公司全范围(子公7及关绽产品的质量 管理和监控.管理层：该层次为项显管理人员对关雜工序、原料、产品质虽提供实时的分 析图表及报警通知。应用层：该层次为从爭质虽技术的各类人员提供辅助工具，如数据采集c钦伴察统总架松图5-1伙件条统总架构供件网络匡2玻件网络盈飞无限SPC软件采用客八堆和数据库的通讯的方式，整个体系是建立在局 域网之上，客户端和数据库效劳器的通讯是通过ODBC实现的。因此网络、效劳 器乃至客户端操作系统和ODBC疋常工作是盈E无限SPC软件工作的

6、先决条件和 必要雄础同时效劳器和局域网的变更有可能会影响盈飞无限SPC软件的运行， 比方：效劳器讷溃、网络传输中断、客户端和效劳器的网络通讯出现问思。在保证网络连通的情况F,只要效劳器的设备名没有发生变化，那么盈E无 限SPC软件便可以止常运行，不受具体IP地址变化的影响。同时，盈E无限SPC 软件对域没冇任何復求，在冇、无域没胃的情况下均可以正當运行。5.2实例分析外壳缺陷控制在生产过程中，发动机在进入下一个工工序之前，需要&门的质检人员进行 缺陷检验.传统的检脸主耍是通过人员学后枪验，并将检验结果进行反应。但是 这种方法效率低下.检验人员的丁作强度较离。该实例通过统计过程控制进行发

7、 动机缺陷分析，便于管理人员进行产品须量迅踪，预防缺陷的产生。5.2.1.1定义阶段图5-3发动机外壳主要缺陷图53足发动机终检过程中发现的发动机外克缺陷，从国中可以斤出，发动机 的缺陷主要包括油漆污点、不正确的扭矩、杠头垫圈漏液、过滤器错谋及调温器垫圈泄露几种.因俎 木实例的垂点是对上述儿种外观缺陷进行分析研究，努力 降低不合格率，减少缺陷造成的损失。发劝机终检级帕眾托阳4M23 灯国5"发动机外売总缺阳数at A KS9 <« 0 <AW *vManHATfn©xrti 0- i二至一,H521.2控樹图分析由于銚陷首先.通过质晟控制图检测发动机外

8、壳缺陷是否处合理的范IHZ内。缺陷数属J：计数空数据进行质缺特性值监控时选用缺陷数控制图C图九 数控制图可以跟踪缺陷数并检测是否疗在特殊原因，町以推断缺陷数足否在合格 的范围内。经过il舁，缺陷数控制图的上下控制限分别为：C7CL =13.5225,C£ =6.1081, LCLO.发动机外壳峡陷数控制图如下:发动机终检c图孝件膏灣左动机WI7 笈功枳殂咦 测试 复动机终怪试 食2<1 舛杰代b49TStft/r*图55发功机外壳映陷控制图从图5-5以看出质鼠特性点没冇趙出控制限，且扑列祁不符合控制图的判异准 那么"因此，判定发动机的外壳缺陷数足稳定受控的.521.3

9、查找主要缺陷为了能有冃的性的解决发动机外壳的缺陷.需裳统计出发动机外壳出现频率 最高的缺陷类别。发功机出现的缺陷主妥有油漆污点、不止确的扭矩、杠头垫圈 漏液、调温器訣圈泄露、过滤幣错误及宦时装置泄露等。以下通过帕累托图进行 宜观的描述。0 00£0.0040-0060 0000.00100.00金点百分垃图5-6发幼机外売缺陷聊累托图从图56可以看出，发动机外壳的主耍缺陷为渝茨污点和不正确的扭矩.这两 类缺陷占到了总缺陷数的8I.6%。为了提髙发动机的质量，滿要着更改善这两种缺 陷。管理学领域有苫名的80/20法那么，该法那么认为重要的影响因子一股占到少数， 只要控制极少数的亜要囚索

10、就能控制全局。在帕索托控制图中，80%的缺陷都是曲 少数的20%的因素逍成的。因此，最关键的因素找到，产品的质龟将会人喝的提 高。在实际分析中，还可以定义不同的描述符绘剖怕累托控制因。为了了解不同缺 陷造成的返工时间对经济性的影响，以下从时间的并度进行分析，绘制出了多层 次怕累托控制图。从图5-7可以看岀，黄色色带代表不同时间段的返工时间总和，在四点钟，发 动机缺陷的返匚时间为1&05小时，是三个考察时间段中返匸时间最长的。在12 点钟，发动机缺陷返工时间为15.20小时，返工时间最短。蓝色色带表示不同的缺 陷希耍的返工时间，从图中可以看田，在三个时间段内，汕漆污点的返JL时间为 6.

11、15小时.山图5-6可知，该缺陷是发动机的主愛缺馅，缺陷数占总数的46.8%。 因此，质戢管理人员需耍車点调含该缺陷的产牛原伏1提供解决方案.小时岐陷代凹呈57缺陷返丄时间帕累托喲曲轴外径控御曲怕是发动机上的直要构件.发动机通过曲轴的旋转获得动力液.发动机通 过曲轴连杆机构以及E轮的惯性推动进行工作.将燃絆产生的热量转化为活塞运 动的机械能，再通过连杆将活寒运动转化为曲轴的旋转运动输岀动力.曲轴在旋 转运动辽程中，承受箱弯Itt诫荷和扭转我荷的作用，很容易适成曲轴断裂。因此, 曲轴的质彊对发动机的心命有很衣的克响.该实例主要通过统计控制方法对曲轴 质量进行监控。为了方便区别零件，该实例将曲轴命

12、名为蓝色零件和黄色零件。图5-8曲轴上图5-8足连色零竹和黄色零件三点位置的外径忖标值及公差限. 零fF的原始数据査看窗口如下列图5-9所示。图59蓝色岑件外比教九通过稳定性检验得出.双甩渐进显著性概率P等于0.4815.大于0.05龙明R点外径样本数据是枪定受控的。之后，逍过止念性检弊对蓝色零件B外径样本数 据进行正态检验.通过图5J0所示，样木数据的分布偏离正态线，且槪率值小于 0.G5,由此判定该样木不服从正态分布此时.采用数据转檢方法对1GF态样本数 据进行转换，结果如K5-1I所示.寥件的其余外径数据转奂方式与此相同，不再 赘述.外部良径的槻率51 正态95M S/SEffl图510

13、蓝色零件B点外径数抵毗率国通过Box-Cox转换万式将数据进仃正态转换，得出转换后的概率道为0.057, 且样本点根本分布在匸态线以内.由让刈定转换后的数拡服从卩态分布。转抉后的概卓图 正态-95X置僖区闾控制图分析(J)休哈持控制圈由于外径数据届于计垦型数据，为了了解蓝色零件三点外径数据是否总定,迪过计量空均ttl极左控制图进厅分析。通过计算蓝色睿件三点外径的控制限分 别如下：蓝色零件A点控制限：UC/2 753RC产2.7524, M厶产27510。蓝色零件r点捽制限：rCL, =1.5025. C4=l4998. KJ=I4972。盜色冬件C点控制限：CC£r =1.5057,

14、 CLr=1.4990, LCLr = 1.4922o本实例通过直色冬件B点外径为例进行分析，蓝色零件B点均值极差图5图5-12所示：外部宜径B波动控制均值橫羞E0零件盍色零件过祥丰乐157公建色*件B点外制五径USL 1 SOSO TAR 1 iOOC LSL丨4940K5-12益色零件B外俛控制I9nn£38SD«:»0015sow 0016Cp09C" Pp-9 06101P"0 98通过图5*12可以看出，蓝色零件B点外径数据点都没有超岀上下控制限.且 排列不符合拎制图判异准那么，因此，蓝色零件B点外徨数据稳定受控。A、C柄点、 的分析

15、方法与R点相同.控他图的右侧足B点外部直径的过程能力折数精在过秤能力折数C = 1.09,丈际过程能力指数5=106该工庁屈于一级加丁.过秤桃力尚可。此时应严格 控制加工工序，保证生山过稈稳定。当发现过程中有异帘点出现，立即采双措施 进彳丁纠止，使过程能力指数提髙到捋定水平。由于C,和儿乎相等，因此，数拥的分布屮心和规洛中心備移可以忽略不计。氏期过程能力指数作=101,略小于C,说明加工过程中存在少呈异常因素。此时，质量俘理人员应该立即查明原因.找岀引起过程异常波动的原因.使长期过秤能力指数到达要求.2目标偏差图化复杂的制造环境中，很多企业而临小批量、多殆种的生产何题。在这种悄 况卜，住往是一

16、台机床加丄几种不冋的零件，零件之间频繁更换。由于控制图对 样A数量有限制.样本数量过少，控制图能反映的过程信息就很少。在这种现状 下，采収一张控制图监控一个零部件的做法将会增加工作量。此时，用户可以采 用目标偏移控制图进行零件监控，这类拎制图可以将名种匸艺相似、产品规格不 同的产品放在一张图上通过标准化处理后.同时进行监控.来控制多种零件的 稳定性。W色军件賛赳事件E795*-3：A：-: :i itnt 5t ?:e?ifCX1M21 rm1 50C5ifcerY CH：1f：c：MvHiInfinityQS SPC 软件冃标图asis?公走*賛色寧件心点径 USL 1 T55O TAR 1

17、7500 .Si 1 T450蛊色字件径 USL 1 3050 IM 1 5«0 .St U95C11 13 U 17 19 21 23 2£ r 29 31 M 3! 37 39图513多种零什外径控别图该控制图要求冬部件有相同的工艺，且两类零件的上控制限偏离与分布中心的 差值相等。从图5-8可知黄色零件和蓝色零件的公差值相同，此时，可 以将两个零件放在同一张控制图中进仃监控。将黄色零件的样本均值减左1.75, 蓝色冬件的样本均值减去15可以得到H5-13.从图513可以看出，蓝色零件和 黄色零件处丁同级受控状态。3箱线图無线图是一种用来估计及对样木分布进行详细比拟的方框

18、须线国.在箱线图 屮可以直观的看出样水屮足否仔在斤常值，异常值足窗属于极瑞异常值。从多级 箱线图中可以检验多种样本的分布情况，比拟几种样本数据离攸情况。图5-14足蓝色冬件和黄色零件外径箱线图。由丁蓝色零件的B、C两点的外 径目标值-样，在箱线图中C点的变异性明显大于13戌，且B点的中位数比C点更按近冃标值。因此，C点外径波动较大黄色零件的三点外径中A点波动是小， C点产生了较大们波动。在蓝色冬件进行外径加工中，定位曲的选择十分重要。该实例中是以A点位 置作为装夹位置，釆用两端顶尖定位进行加工。由于C点相距夹具的间隙太大， 加工过程产生的廉动影响到了工件的耦度，因此C点外径尺寸偏差过大.此时. 应该改变定位方式.尽虽减小悬空在夹具外的部位.定位面变长了.在加工过稈 中就不会因为过大的霍动彫响零部件的精度。手丹：*试2 2800-14520-0.62400 20401.032018600外部克轻汛组标准化至公差RH图514零件外径箱线图9111411111e1111 I «i i1i11111 q I111貰色誓件吒点外35342外部苴径CQ外部直径亠电外部苴轻C点外却直径+-& 叵寻T5.222过程改善当及现零件加工中出现了异常值，或者过程能力缺乏，质量人员語要立