Spc培训教学课件(五大工具)

1、统计过程控制SPC (Statistical Process Control )目录1 SPC的产生及概论2 计量型数据控制图2.1均值极差图2.2均值标准差图2.3单值移动极差图2.4中位数图3 计数型数据控制图3.1 P图 nP图 C图 U图4 选择与总结/案例练习2第一章 SPC概论1.1与控制有关的要素1、（适合）范围2、（经济）成本3、（减少）风险1.什么是SPC?S = StatisticalP= ProcessC = ControlSQC ? 1.2SPC的基本概念5 1.2SPC的基本概念（1） 统计学样本理论； 收集、分析、评价、改进数 据的方法； 管理特殊特性（抓住关键的少

2、数）；61.3 检测与预防的概念过程控制的需要检测容忍浪费预防避免浪费合格的产品检验100遍仍是合格的！71.4 精 度精度又可分为：准确度(Accuracy)：反映系统误差的影响程度；精密度(Precision)：反映偶然误差的影响程度；精确度(Uncertainty)：反映系统误差和偶然误差综合的影响程度8精度的概念准确度好精密度好系统误差小偶然误差小准确度差精密度高系统误差大偶然误差小准确度高精密度差系统误差小偶然误差大准确度差精密度差系统误差大偶然误差大91.5过程的变差没有任何两样事物是一模一 样的； 例如： 两片雪花， 两个人的指纹， 同一台机器所生产的两件产品。所有工序都存在变差

3、；10变差的普通原因和特殊原因普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只用特殊原因被查出且采取措施，否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。1.5 过程的变差11天氣的變化環境的影響物料在一定範圍內的變化依據作業標準執行作業的變化其他未知因素的影響機器突然發生變化未依據作業標準執行作業使用規格外的原物料操作人員的注意力未集中所制訂之作業標準不

4、合理普通原因特殊原因1.5 过程的变差12仅存在变差的普通原因存在变差的特殊原因1.5 过程的变差13局部措施和对系统采取措施局部措施通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的人员实施通常可纠正大约15%的过程问题对系统采取措施通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措施，以便纠正大约可纠正85%的过程问题1.5 过程的变差141.6 过程控制151.6 过程控制 满足要求 受 控 不受控 满足规范 1 类 3 类 不满足规范 2 类 4 类16第二章 控制图介绍2.1 控制图原理说明在统计过程控制中最常见的分布是正态分布正态分布被二个参数 与完全确定，记为N（ ， 2 ） 表示分布的

5、中心位置表示分布的标准差或者表示数据的分散程度，或用极差表示若某过程输出特性 x 服从N(，2 )那么该过程输出产品中有68.26 在界限 1内，即有31.74%产品在界限 1之外。18工序处于稳定状态下，其计量值的分布大致符合正态分布。由正态分布的性质可知：质量数据出现在平均值的正负三个标准偏差(X3)之外的概率仅为0.27%。这是一个很小的概率，根据概率论 “视小概率事件为实际上不可能” 的原理，可以认为：出现在X3区间外的事件是异常波动，它的发生是由于异常原因使其总体的分布偏离了正常位置。19控制限的宽度就是根据这一原理定为3。1924年，休哈特博士建议用界限 3作为控制界限来管理过程。

6、即我们常说的3管理。K在内之或然率在外之或然率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%20虚发警报漏发警报正态分布理论无罪推定理论成本质量平衡点21控制图2.2 控制图的概念规格界限：是用以说明质量特性的最大许可值，来保证各个单位产品的正确性能。控制界限：应用于一群单位产品集体的量度，这种量度是从一群中各个单位产品所得观测值中计算出来者。22 1 Sigma2 Sigma3 Sigma1 Sigma2 Sigma3 Sigma68.26 %95.45 %99.73 %

7、数据点的百分比UCLLCL时间我们测量的项目标准偏差规则“数据处于哪个位置?”23控制图的构成+3s1234567891018171615141312111098765 -3s Average点落在该区间的概率为99.73%24控制图的要素纵坐标：数据（质量特性值或其统计量）横坐标：按时间顺序抽样的样本编号上虚线：上控制界限UCL( Upper Control Limit)下虚线：下控制界限LCL (Lower Control Limit)中实线：中心线CL (Center Line )控制界限=平均值325控制图类型计量型数据X-R 均值和极差图计数型数据P chart不良率控制图 X-S均

8、值和标准差图nP chart不良数控制图X -R 中位值极差图 C chart缺点数控制图 X-MR 单值移动极差图 U chart单位缺点数控制图 分析用控制图控制用控制图26第三章计量型控制图3.1 计量型数据控制图Xbar-R (均值极差图)Xbar-S (均值标准图)X-R (中位数图)X-MR (单值移动极差图)283.2 计量型数据定义:变量的数据,可用测量值来分析例如，能被测量的物理量有: 长度 重量 温度 压力 电压 电阻 密度 浓度291、确定测量系统a 规定检测人员、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。2、使不必要的变差最小 确保

9、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 3.3 使用控制图的准备30从生产线抽取并测量2个样品2.628 2.632 31这两个数据能？它们可以告诉我们一个大概的情况。但是该工序变差到底有多大？下一个产品又会怎样呢？32结论： 少量的测量数据不能说明过程的变差范围。！仅靠这两个数据不能回答这两个问题！33第一节 均值和极差图（X-R） 1、收集数据 以样本容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-6件连续的产品，并周性期的抽取子组。 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。1-1 选择子组大小，频率和数据 1-1-1 子组大小：一般为5件连续的产品，

10、仅代表单一刀具/冲头/过程 流等。（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。） 1-1-2 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。 1-1-3 子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用控制图选用35 组数据，以便调整。1-2 建立控制图及记录原始数据 （见下图）3435361-3、计算每个子组的均值（Xbar）和极差R 对每个子组计算： X=（X1+X2+Xn）/ n R=Xmax-Xm

11、in 式中： X1 ， X2 为子组内的每个测量值。n 表示子组的样本容量1-4、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 ：37 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0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表0.02英寸）1-5、将均值和极差画到控制图上 5-1 X 图和 R 图上点描好后及时用直线联接，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 bar和R点在纵向是对应的。 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

12、始研究”字样。38 2. 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（R）及过程均值（X） R=（R1+R2+Rk）/ k（K表示子组数量） X =（X1+X2+Xk）/ k 2-2 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 映在极差上的子组内的变差的量来决定的。 计算公式： UCLx=X+ A2R UCLR=D4R LCL x=X - A2R LCLR=D3R 39 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

13、.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.340.340.31 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。 4041X-R控制图实例组 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 X1X2X3X4X5XR46 49 48 54 53 47 49 47 47 48 48 48 52 48 51 53 49 47 52 48 51 46 50 50 5051 51

14、 52 50 49 54 52 45 46 52 51 51 52 50 51 49 48 49 50 48 52 53 50 54 5154 52 52 50 49 51 52 53 53 50 50 53 51 47 51 53 50 49 52 52 50 51 48 50 5152 50 52 46 53 51 51 50 50 48 50 50 48 49 52 46 50 50 47 48 49 51 50 49 5148 50 54 50 49 51 50 51 51 51 46 50 53 51 51 48 52 52 49 52 54 50 50 51 4650.2 50.4

15、 51.6 50 50.6 50.8 50.8 49.2 49.4 49.8 49 50.4 51.2 49 52.2 51.2 49.8 49.4 50 49.6 51.2 50.2 49.6 50.8 49.88 3 4 8 4 7 3 8 7 4 5 5 5 4 1 7 4 5 5 4 5 7 2 7 5 XRUCL=53.08CL=50.15LCL=47.22UCL=10.77CL=5.081) X=X/25=50.15 R=R/25=5.08 (A2=0.58, D4=2.11)2) X控制图: CL=X=50.15 UCL=X+A2R=53.08 LCL=X-A2R=47.223)

16、 R控制图: CL=R=5.08 UCL=D4R=10.77 LCL=D3R (n6,故不考虑)42点子越界重量时间那还不快去查明!正常情况下，只有0.27的可能性越界，现在却发生了，是不是有什么地方不对劲了！43链1出现的概率？请大家计算！重量时间连续7点或多点在中心线的同一侧44链2出现的概率？请大家计算！时间重量连续7点或多点上升或下降45点子接近控制限每个点子靠近控制限的可能性只有5，更何况是9个点子！重量时间可以肯定，该过程发生了异常。46控制图的判读(1) 控制正常状态.多数点在中心线附近;少数点在控制线附近;分布随机无规则;无超出控制界限点.(2) 点在界限内,但排列特殊,进行预

17、防.连续7点依次上升,下降或 同在一侧;连续11点中10点,14点中12点,17点中14点,20点中16点以上在一侧;连续3点中2点,7点中3点,10点中4点以上在2-3间;连续15点以上出现在 +/- 1 间;点出现周期性变化;变幅突然变大或减少.47控制图的效用维持制程稳定，防止异常原因再次发生。贴于现场，可随时了解品质变动的情形，及时发现制程中潜伏不良。配合柏拉图使用，控制几个少数影响较大的原因，更能有效解决问题。48标准偏差与极差的关系（对于给定的样本容量,平均极差-R越大,标准偏差- 越大）X范围范围XX范围RRR过程能力分析49Ca (Capability of Accuracy

18、准确度)集中趋势: 衡量自產品中所獲得產品資料的實績平均值(Xbar),與規格中心值(Sc)其間偏差的程度,是期望製程中生產的每個產品的實際值能與規格中心值一致公式:Ca=(X-SC)/(T/2)50Ca等級之解說A級:作業員遵守作業標準操作並達到規格之要求須繼續維持。B級:有必要可能將其改進為A級。C級:作業員可能看錯規格不按作業標準操作或檢討規格及作業標準。D級:應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因，必要時得停止生產。51Cp (Capability of Precision 精密度)离散趋势:衡量自產品中所獲得產品資料的6個估計實績標準差(),與規格公差(T)其間相差的程度,是期望製

19、程中生產的每個產品以規格中心值為目標，其變異寬度愈小愈好，換言之，即在衡量規格公差範圍與製程變異寬度兩者間相差程度公式:52CP等級之解說A級:此一製程甚為穩定，可以將規何許容差縮小或勝任更精密之工作。B級:有發生不品之危險，必須加以注意，並設法維持不要使其變壞及迅速追查。C級:檢討規格及作業標準，可能本製程不能勝任如此精密之工作。D級:應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時應停止生產。 。53Cpk (Process Capability Index 制程能力指数)集中趋势&离散趋势:过程满足质量要求的程度公式1:公式2* CpCpk = ( 1 Ca )當 Ca = 0 時，C

20、pk = Cp單邊規格時，Cpk 即以 Cp 值計之偏离趨勢集中趨勢54Ppk (Process Performance Index 制程性能指数)过程表现的性能指数，定义为PPL或PPU中的最小值。公式:见附图55製程能力指數(總合指數)：代號判斷計算公式等級分級基準PPK初期製程能力指數(初期分析用) TPPK= (1 K ) * 6 = (1 - Ca) * PpABCD 1.67 PPK 1.33 PPK 1.67 1.00 PPK 1.33 PPK 1.00CPK量產製程能力指數(製程中如以控制圖執行控制可代PPK) TCPK= (1 K ) * 6 * R / d2 = (1 -

21、Ca) * CpABC 1.33 CPK 1.00 CPK 1.33 CPK 1.0056过程能力计算Cp=(USL-LSL)/6USL:工程规范的上限LSL:工程规范的下限=R/d2:为过程特性标准差的估计值，这里指过程中统计抽样值的分布宽度的量度，与子组大小相关。Cpk=Min(CpU或CpL)Pp =(USL-LSL)/6S= ：一个过程特性单值分布的标准差，与整个过程的分布宽度相关。Ppk=Min(PPU或PPL)57过程能力计算CPU= (USL- X)/ 3R/d2CPL= (X -LSL)/ 3R/d2PPU= (USL- X)/ 3S PPL= (X -LSL)/ 3S n23

22、45678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.0858第二节均值和标准差图计算标准差比极差困难在下列情况下，一般用标准差代替极差标准差易于计算子组样本容量大5960组号平均值标准差15.57 6.27 5.93 6.08 6.03 5.98 0.26 26.01 6.04 5.88 5.92 6.16 6.00 0.11 35.71 5.75 5.96 6.19 5.70 5.86 0.21 46.19 6.11 5.74 5.96 6.17 6.03 0.19 56.42 6.13 5.71 5.96 5.78 6.00 0.29 65.92 5.9

23、5 5.75 6.05 5.94 5.92 0.11 75.87 5.63 5.80 6.12 6.32 5.95 0.27 85.89 5.91 6.00 6.21 6.08 6.02 0.13 95.96 6.05 6.25 5.89 5.83 6.00 0.16 105.95 5.94 6.07 6.02 5.75 5.95 0.12 116.12 6.18 6.10 5.95 5.95 6.06 0.10 125.95 5.94 6.07 6.00 5.75 5.94 0.12 135.86 5.84 6.08 6.24 5.61 5.93 0.24 146.13 5.80 5.90

24、5.93 5.78 5.91 0.14 155.80 6.14 5.56 6.17 5.97 5.93 0.25 166.13 5.80 5.90 5.93 5.78 5.91 0.14 175.86 5.84 6.08 6.24 5.97 6.00 0.17 185.95 5.94 6.07 6.00 5.85 5.96 0.08 196.12 6.18 6.10 5.95 5.95 6.06 0.10 206.03 5.89 5.97 6.05 6.45 6.08 0.22 216.02 6.14 5.94 5.95 6.08 6.03 0.09 226.01 6.23 5.79 5.94

25、 6.02 6.00 0.16 616263第三节中位数图中位数图可以得到和均值-极差图相同的结论中位数图易于使用可以显示过程输出的分布宽度且可以给出过程变差的趋势可以几个过程或一个过程不同阶段的输出进行比较子组的样本容量小于或等于10当样本容量为偶数时，中位数是中间两个数的均值将每个子组的中位数和极差填入数据表一般建议同时画出极差图观察极差的趋势或链6465X-R图公式CLR= RUCLR=D4R LCLR=D3RUCLx=X+A2RLCLx= X-A2RCLx=X66第四节单值和移动极差图用在测量费用较大或输出性质比较一致时探测过程的变化不如均值-极差图敏感在数据图上从左至右记录单值数据，

26、计算单值间的移动极差极差的个数比单值读数少一67单值和移动极差图的解释68X-MR图公式UCLMR=D4R LCLMR=D3RUCLx=X+E2RLCLx= X-E2RCLx=XCLR=R69计数型控制图第四部分SpecLSLUSL5.计数型数据控制图不合格品的p控制图不合格品的np控制图不合格品的c控制图单位不合格品的u控制图计数型数据合格/不合格成功/失败通过/不通过71什么是计数型数据请大家判断以下哪些数据是计数型，哪些是计量型：. 用电压表测量：电压是220伏特； . 用万用表测量电阻：20欧姆；. 某批产品不良品数目是：3个；. 所购买的电视机图像质量：好（或不好）. 测量某产品的高度：1.78米. 对某批产品：接受（或不接受）721.P控制图的作法收集数据,至少20组以上