SPC培训用2013-3-12

1、1一一 SPCSPC基础知识基础知识 1、范围（最佳）2、成本（经济的）3、风险（减少）4、内涵的证明（展现能力）1.1 1.1 控制的要素控制的要素21.21.2过程的要素过程的要素1、输出。2、输入。3、活动(实现过程)。32.3 2.3 统计统计称为称为IPOIPOI ,I ,数据数据 P, P,计算计算 O,O,目标目标4总结：什么是总结：什么是SPCSPC呢？呢？通过收集通过收集. .计算计算. .分析和改进数据的手段，分析和改进数据的手段，从而了解制造过程其最佳的范围（低成本从而了解制造过程其最佳的范围（低成本. .低风险）并确定其控制范围的异常和正常低风险）并确定其控制范围的异常

2、和正常规律，达成一种事先预测并实施改进措施规律，达成一种事先预测并实施改进措施的方法。的方法。5二二.SPC的基本原理的基本原理2.1 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。 1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma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。62.22020世紀二三十年代，美國休哈

3、特世紀二三十年代，美國休哈特( (W.A.ShewhartW.A.Shewhart) )博士首先博士首先提出程序控制的概念與實施過程監控的方法，即控制圖。提出程序控制的概念與實施過程監控的方法，即控制圖。二次世界大戰後期，美國在軍工部門推行休哈特方法。戰二次世界大戰後期，美國在軍工部門推行休哈特方法。戰後的美國成爲當時的工業強國沒有外來竟爭，但休哈特方法後的美國成爲當時的工業強國沒有外來竟爭，但休哈特方法並沒有在工業界推廣，在並沒有在工業界推廣，在1950198019501980年這一階段內逐漸從美國年這一階段內逐漸從美國工業中消失。工業中消失。戰後經濟遭受嚴重破壞的日本在戰後經濟遭受嚴重破壞

4、的日本在19501950年通過休哈特早期的年通過休哈特早期的一個同事戴明一個同事戴明( (W.EdwardsW.Edwards Deming) Deming)博士將博士將SPCSPC的概念引入日本的概念引入日本後，經過後，經過3030年的努力一躍而居世界質量與生産率方面的領先地年的努力一躍而居世界質量與生産率方面的領先地位。美國著名的質量管理專家伯格教授指出，日本成功的基石位。美國著名的質量管理專家伯格教授指出，日本成功的基石之一就是推行了之一就是推行了SPCSPC。在日本強有力的競爭下，在日本強有力的競爭下，SPCSPC在西方工業發達國家復興，在西方工業發達國家復興，西方發達國家紛紛加以推行

5、並把西方發達國家紛紛加以推行並把SPCSPC列爲高科技之一。列爲高科技之一。 72.3基本概率知識基本概率知識 5 5.1 .1隨機現象隨機現象 人們在日常生活中遇到的現象大致可分爲確定性現象和不確定現象。有一類不確定現象在單次實驗中結果呈現出不確定性，在大量的實驗中結果呈現出某種規律性，我們稱這種規律爲統統計規律性計規律性稱這種現象爲隨機現象，稱這種結果爲隨機事件隨機事件發生隨機事件的可能性稱爲事件發生的概率簡稱概率概率。5 5.2 .2隨機現象有個重要的特徵：隨機現象有個重要的特徵： (1)(1)隨機性；隨機性； (2)(2)規律性，即概率是一定的。規律性，即概率是一定的。 82.4基本概

6、率知識（續）基本概率知識（續）正態分佈的特怔正態分佈的特怔 A、形如倒放的鐘，單峰的； B、以中心值= 為對軸且頻數最大； C、頻數永遠為正數； D、正態分布的曲線的拐點到對稱軸的距離為一個標准差； E、正態分布曲線向兩邊無限延伸，趨進於0但不接近0； 其中是確定分佈中心位置的平均值，2確定曲線尖陡或平緩，即確定其分散程度。拐點變差范轉正態分怖概率備注0.68268920.95449930.99730040.9999365750.99999974260.99999999892.5變差與分布變差與分布開始時既偏且分散(變差大)逐步集中仍偏中心(變差小)居中且分散小(變差小)102.6有反饋的過程

7、控制模式有反饋的過程控制模式我们工作的方式/资源的融合统计方法顾客识别不断变化的需求量和期望过程的呼声產品和服務顾客的呼声输入 过程/系统 输出人設備材料方法環境我们工作的方式/资源的融合统计方法顾客识别不断变化的需求量和期望过程的呼声產品和服務顾客的呼声输入 过程/系统 输出11SPC控制图控制图1、什么是控制图、什么是控制图n对过程质量加以测定、记录并进行控制管理的一种用统计方法设计的图。控制图的组成nUCL(Upper Control Limit) 上控制限nLCL(Lower Control Limit) 下控制限nCL (Central Line)中心线n按时间顺序抽取的样品统计量数

8、值的描点序列 122、统计观点、统计观点 -现代质量管理的基本观点之一产品质量具有变异性产品质量具有变异性 “人、机、料、法、环” + “软（件）、辅（助材料）、（水、电、汽）公（用设施）”变异具有统计规律性变异具有统计规律性 随机现象统计规律 随机现象：在一定条件下时间可能发生也可能不发生的现象。133.控制图基础知识控制图基础知识(1)、控制限的确定控制限的确定 上控制限：上控制限：UCL= +3中心线：中心线： CL= 下控制限：下控制限：LCL= 3(2)、控制图原理的两种解释、控制图原理的两种解释 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。控制图就是统计假设检验的图上作

9、业法。 ” 质量波动的原因 = 必然因素 + 异常因素n必然因素 始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的； 异常因素有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避免的。休哈特控制图的实质就是区分必然因素与偶然因素的。 控制限就是区分必然波动与異常波动的科学界限。144.控制控制原原则则、预防原则n26字真经字真经 151计量型数据控制图(1) X-R 图(2) X- s 图(3) X- IR图(4) X-MR图2计数型数据控制图(1) p 图(2) np图(3) c 图(4) u图 5.控制图分类16四四 過程能力和性能評價過程能力和性能評價過程能力：過程能力：僅用於統計穩定的過程，是

10、過程變差的6範圍。式中的通常由 計算而得。記作 過程能力指數：過程能力指數：過程能力滿足要求的程度。 過程精密度(不考慮過程中心有無偏移)。CPK=MIN(CPU;CPL) 過程能力指數(考慮過程有無偏移)。 上限能力指數 下限能力指數dR2dR226dRLSLUSLCP23dRXUSLCPU23dRLSLXCPL17四四.過程能力和性能的評價過程能力和性能的評價(續續)過程性能：過程性能：過程總變差的6 範圍。式中的 通常由樣本的標準差S= 過程性能指數過程性能指數過程能力滿足要求的程度。過程精密度(不考慮過程中心有無偏移)。過程能力指數(考慮過程有無偏移)。sniinxx121sspLSL

11、USLP6);(sspkLSLXXUSLP3318.過程能力接受准則過程能力接受准則結果 說明指數1.67該過程目前能滿足顧客要求。批准後即可開始生産，並按照控制計劃進行生産。1.33指數的1.67該過程目前可被接受，但是可能會要求進行一些改進。與顧客取得聯繫，並評審研究結果。如果在進行開始這之前沒有進行改進，將要求對控制計劃進行更改。指數1.33該過程目前不能滿足接受準則。與適當的顧客代表取得聯繫，對研究結果進行評價。19五五.制做制做Xbar-R控制圖的準備控制圖的準備v1、建立适合于实施的环境 a 排除阻碍人员公正的因素 b 提供相应的资源 c 管理者支持v2、定义过程 根据加工过程和上

12、下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响 因素。v3、确定待控制的特性 应考虑到： 顾客的需求 当前及潜在的问题区域 特性间的相互关系v4、确定测量系统 a 规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具 b 确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。20五五.制做制做Xbar-R控制圖的準備（續控制圖的準備（續上）上）v5、使不必要的变差最小 确保过程按预定的方式运行 确保输入的材料符合要求 恒定的控制设定值 注：注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的材料批 次等，有利于下一步的过程分析。2111.11.均值和极差图（均值和极差图（X-RX-R） 收集数据收集数据 以样本

13、容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。 注：注：应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据。应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据。11-1 选择子组大小，频率和数据选择子组大小，频率和数据 11-1-1 子组大小子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程 流等。（注：注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等 生产出来的零件，即一个单一的生产流。） 11-1-2 子组频率子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能 反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人 员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产

14、的产 品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一 次等。 22接上页接上页11-1-3 子组数：子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使 用管制图选用35 组数据，以便调整。 11-2 建立控制图及记录原始数据建立控制图及记录原始数据 （见下图）（见下图） 23烤纸“温度”X-R图记录单位：组立滤纸材质：机油格规范温度：170-175c机器名称：烤炉 =均值 = UCL= +A2R= LCL= -A2R=173UCL= +A2 =175LCL= +A2 =170 =均值R =4.3UCL=D4 =9.09LCL=D3 =0编号123456789101112131415161

15、7181920212223242526272829日期/时间9/68:00-9:009/69:00-10:009/610:-11:009/611:00-12:009/613:30-14:309/614:30-15:309/615:30-16:309/78:00-9:009/79:00-10:009/710:00-11:009/711:00-12:009/713:30-14:309/715:30-16:309/810:30-11:309/813:30-14:309/814:30-15:309/815:30-16:309/118:00-9:009/119:00-10:009/1110:00-11:

16、009/1111:00-12:009/1113:30-14:309/128:00-9:009/1213:30-14:309/1214:30-15:309/1215:30-16:309/1216:30-17:30138:00-9:009/139:00-10:00读数 1174175175173171172173176171172174176173176174172170175172176171175173169170175175175174读数 2175176177174170174170175172173173174172174175172169174173175173174172171169

17、173176173175读数 3174175176175172173169173173174170172170171176173171172175174173175170173171170174171175读数 4173174174176174172171170174176171169171170174174172170176173174173171174172169172169174读数 5173173172175175173172169175175172170173171171175173171174170175172172175173171170170173 读数之和 读数数量R=最大值

18、-最小值23535247444736534546433646662应记录人员、材料、环境、方法、机器或测量系统的任何变化，当控制图上出现信号时，这些记录将有助于采取纠正措施.日期/时间172173172174172171174173174172173171172174172172172174173A2=0.577D3=0.000D4=2.115172175172备注日期/时间备注174175175173171173174XXRXXRRX图1711721731741751 12 23 34 45 56 67 78 89 91010111112121313141415151616171718181

19、91920202121222223232424252526262727282829293030系列系列1系列系列2R图0481 12 23 34 45 56 67 78 89 9101011111212131314141515161617171818191920202121222223232424252526262727282829293030系列系列1RR241-3、计算每个子组的均值（计算每个子组的均值（X）和极差和极差R 对每个子组计算：对每个子组计算： X=（X1+X2+Xn）/ n R=Xmax-Xmin 式式中：中： X1 ， X2 为为子组内的每个测量值子组内的每个测量值。n 表

20、示子表示子组组 的样本容量的样本容量1-4、选择控制图的刻度、选择控制图的刻度 4-1 两个控制图的纵坐标分别用于 X 和 R 的测量值。 4-2 刻度选择 ：25接上页接上页 对于X 图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。 注：注：一个有用的建议是将 R 图的刻度值设置为 X 图刻度值的2倍。 （ 例如：平均值图上1个刻度代表1mm，则在极差图上 1个刻度代表2mm）1-5、将均值和极差画到控制图上、将均值和极差画到控制图上 5-1 X 图和 R 图上的点描好

21、后及时用直线联接，浏览各点是否 合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确。 5-2 确保所画的X 和R点在纵向是对应的。 注：注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始初始研究研究”字样。262计算控制限计算控制限 首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限 。 2-1 计算平均极差（计算平均极差（R）及过程均值（及过程均值（X） R=（R1+R2+Rk）/ k（K表示子组数量）表示子组数量） X =（X1+X2+Xk）/ k 2-2 计算控制限计算控制限 计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均 值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反 映在

22、极差上的子组内的变差的量来决定的。 计算公式：计算公式： UCLx=X+ A2R UCLR=D4R LCLx=X - A2R LCLR=D3R 27接上页接上页 注：注：式中A2,D3,D4为常系数，决定于子组样本容量。其系数值 见下表 ：n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3?0.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.340.340.31 注：注： 对于样本容量小于7的情况，LCLR可能技术上为一个负值。在这种情况下没有下控制限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个“同样的”测量结

23、果是可能成立的。 282-3 在控制图上作出均值和极差控制限的控制线在控制图上作出均值和极差控制限的控制线 平均极差和过程均值用画成实线。 各控制限画成虚线。 对各条线标上记号（UCLR ，LCLR ，UCLX ，LCLX）3过程控制分析过程控制分析 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。 注注1：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。 注注2：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R图。293-1 分析极差图上的数据点分析极差图上的数据点3-1-1 超出控制限的点超

24、出控制限的点 a 出现一个或多个点超出任何控制限是该点处于失控状态的主要 证据，应分析。 b 超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种： b.1 控制限计算错误或描点时描错 b.2 零件间的变化性或分布的宽度已增大(即变坏） b.3 测量系统变化（如：不同的检验员或量具） c 有一点位于控制限之下，说明存在下列情况的一种或多种 c.1 控制限或描点时描错 c.2 分布的宽度变小（变好） c.3 测量系统已改变（包括数据编辑或变换） 30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313-1-2 链链- 有下列现象之表明过程已改变或出现

25、某种趋势： 连续 9点在平均值一侧； 连续6点连续上升或下降； a 高于平均极差的链或上升链说明存在下列情况之一或全部： a-1 输出值的分布宽度增加，原因可能是无规律的（例如：设备工作不正常或固定松动）或是由于过程中的某要素变化（如使用新 的不一致的原材料），这些问题都是常见的问题，需要纠正。 a-2 测量系统的改变（如新的检验人或新的量具)。 b 低于平均极差的链或下降链说明存在下列情况之一或全部： b-1 输出值的分布宽度减小，好状态 。 b-2 测量系统的改好。 注注1：当子组数（n）变得更小（5或更小）时，出现低于 R 的链的可能 性增加，则8点或更多点组成的链才能表明过程变差减小。

26、32注注2：标注这些使人们作出决定的点，并从该点做一条参考线延伸 到链的开始点，分析时应考虑开始出现变化趋势或变化的时间。33UCLLCL RUCL RLCL 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）不受控制的过程的极差（存在长的上升链）343-1-3 明显的非随机图形明显的非随机图形a 非随机图形例子：明显的趋势；周期性；数据点的分布在整个控制限内，或子组内数据间有规律的关系等。b 一般情况，各点与R 的距离：大约2/3的描点应落在控制限的中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域。 C 如果显著多余2/3以上的描点落在离 R 很近之处（对于25子组，如果超过90

27、%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查： c-1 控制限或描点已计算错描错 。 c-2 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）。 c-3 数据已经过编辑（极差和均值相差太远的几个子组更改删除）。 35d 如果显著少余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于 25子组，如果有40%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查： d-1 控制限或描点计算错或描错。 d-2 过程或取样方法造成连续的分组中包含了从两个或多个具有 明显不同的变化性的过程流的测量

28、值（如：输入材料批次混 淆）。 注：注：如果存在几个过程流，应分别识别和追踪。如果存在几个过程流，应分别识别和追踪。3-2 识别并标注所有特殊原因（极差图）识别并标注所有特殊原因（极差图）a 对于极差数据内每一个特殊原因进行标注，作一个过程操作 分析，从而确定该原因并改进，防止再发生。b 应及时分析问题，例如：出现一个超出控制限的点就立即开 始分析过程原因。 363-3 重新计算控制限（极差图）重新计算控制限（极差图） a 在进行首次过程研究或重新评定过程能力时，失控的原因已 被识别和消除或制度化，然后应重新计算控制限，以排除失控 时期的影响，排除所有已被识别并解决或固定下来的特殊原因 影响的

29、子组，然后重新计算新的平均极差R和控制限，并画下来， 使所有点均处于受控状态。b 由于出现特殊原因而从R 图中去掉的子组，也应从X图中去掉。 修改后的 R 和 X 可用于重新计算均值的试验控制限，X A2R 。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“丢弃坏数据丢弃坏数据”。而是排。而是排除受已知的特殊原因影响的点。并且一定要改变过程，以使特殊除受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。原因不会作为过程的一部分重现。373-4 分析均值图上的数据点分析均值图上的数据点3-4-1 超出控制限的点：超出控制限的点： a 一点

30、超出任一控制限通常表明存在下列情况之一或更多： a-1 控制限或描点时描错 a-2 过程已更改，或是在当时的那一点（可能是一件独立的 事件）或是一种趋势的一部分。 a-3 测量系统发生变化（例如：不同的量具或QC） 38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UCLLCL XLCLUCL X393-4-2 链链- 有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势：有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势： 连续 9点在平均值一侧或6点连续上升或下降 a 与过程均值有关的链通常表明出现下列情况之一或两者。 a-1 过程均值已改变 a-2 测量系统已改变（漂移，偏差，灵敏度）注：标注这

31、些使人们作出决定的点，并从该点做一条参考线延伸到注：标注这些使人们作出决定的点，并从该点做一条参考线延伸到 链的开始点，分析时应考虑开始出现变化趋势或变化的时间。链的开始点，分析时应考虑开始出现变化趋势或变化的时间。 40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（出现两条高于和低于均值的长链）UCL XLCLUCL XLCL413-4-3 明显的非随机图形明显的非随机图形a 非随机图形例子：明显的趋势；周期性；数据点的分布在整个 控制限内，或子组内数据间有规律的关系等。b 一般情况，各点与 X的距离：大约2/3的描点应落在控制限的 中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域；1/20的 点应落在控制限较近之处（位于外1/3的区域）。c 如果显著多余2/3以上的描点落在离R很近之处（对于25子组， 如果超过90%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的 一种或更多进行