初级统计过程控制

1、初级质量工程统计过程控制葛虎泉2008.3.10第七章统统计过过程控制制统计过程程控制两两方面内内容用控制图图分析过过程稳定定性，过过程异常常因素预预警过程能力力指数，分析稳稳定的过过程能力力满足技技术要求求的程度度，对过过程质量量进行评评价第一节统统计过过程控制制的基本本知识一、统计计过程控控制的概概念统计过程程控制SPC应用统计计方法对对过程各各阶段进进行评估估和监控控，建立立并保持持过程处处于可接接收并稳稳定的水水平，保保证产品品与服务务符合规规定要求求SPC主主要工具具：控制制图二、统计计过程控控制的特特点预防性全员参与与性强调整个个过程第一节统统计过过程控制制的基本本知识三、统计计过

2、程诊诊断SPC判判断过程程的异常常及时告告警SPD统统计过程程诊断（statisticalprocessdiagnosis）第二节常常规控制制图一、常规规控制图图构造控制图：对过程程质量特特性值进进行测定定、记录录、评估估和监察察过程是是否处于于统计控控制状态态的一种种用统计计方法设设计的图图。组成：中心心线线（CL，CentralLine）-实实线上控制限限（UCL,UpperControl limited） -虚线线下控制限限（LCL,LowerControl limited）-虚虚线按时间顺顺序抽取取的样本本统计量量数值的的描点序序列第二节常常规控制制图控制图要要素纵坐标：数据（质量特特

3、性值或或其统计计量）横坐标：按时间间顺序抽抽样的样样本统计计量数值值上虚线：上控制制界限UCL下虚线：下控制制界限LCL中实线：中心线线CL原理：描描点落在在UCL和LCL之外外，或在在UCL和LCL之间间不随机机，则为为过程异异常第二节常常规控制制图二、控制制图重要要性是贯彻预预防原则则的SPC的重重要工具具，是质质量管理理七个工工具的核核心。1984年名古古屋工业业大学调调查115家日日本各行行各业的的中小型型工厂，平均每每家采用用137张控制制图；柯达5000职职工一共共用了35000张控控制图。优质企业业平均有有73%(用SPC方方法的)的过程程Cpk超过1.33，低质质企业只只有45

4、%过程程达到Cpk=1.33。Cpk1.67的企企业，平平均销售售收入增增长率为为11%以上，而其它它企业的的数据为为4.4%。一家企业业用了三三年的时时间使废废品率降降低58%，其其使用的的方法：将使用用SPC的过程程比例由由52%增加到到68%。第二节常常规控制制图三、控制制图的形形成及控控制图原原理解释释1控制图图的形成成将通常的的正态分分布图，转个方方向，将将自变量量增加方方向垂直直向上，并将，+3，-3分别别标为CL，UCL和和LCL。第二节常常规控制制图2控制图图原理的的第一种种解释小概率事事件原理理：小概概率事件件在一次次试验中中几乎不不可能发发生，若若发生即即判异常常如为了控控

5、制螺丝丝质量，设每隔隔一个小小时随机机抽取一一个车好好的螺丝丝，测其其直径，将结果果描在7.2.2的图图中，前前三个点点子都在在控制限限内，第第四个点点子超出出了UCL。超超出UCL意味味着加工工粗了，摆我们们面前有有两种可可能：1若过程程正常，分布不不变，出出现点子子超过UCL的的概率？2若过程程异常，分布曲曲线上移移，发生生这种情情况的可可能性很很大，其其概率可可能为情情况1的的几十倍倍乃至几几百倍。由于情形形2发生生的可能能性要比比情形1大大几十乃乃至于几几百倍，合乎逻辑辑的认为为由情形形2造成成的所以：点点出界判判异常第二节常常规控制制图3控制图图原理的的第二种种解释控制图实实质：区区

6、分偶然然因素或或异常因因素第二节常常规控制制图四、控制制图作用用对生产过过程的监监控：发发现趋势势性变化化，及时时采取措措施点子突然然出界，显示异异常查，找异因因及时消消除控制图的的作用：及时告告警，（课本上上讲不可可能起到到预防作作用）五、统计计控制状状态过程只有有偶因而而无异因因产生的的变异的的状态统计状态态的好处处质量有把把握（教教材p199的的描述有有问题）生产最经经济过程变异异最小SPC以以统计控控制状态态（稳态态）为基基准SPC能能保证全全过程的的预防稳定工序序：一道道工序达达到统计计控制状状态全稳定生生产线：道道工工序达到到统计控控制状态态第二节常常规控制制图六、3原则休哈特提提

7、出：距距离中心心3是是较好的的UCL=+3LCL=-3，CL=注意：，是是总体参参数，通通过数据据加以估估计，样样本统计计量已知知规范限：区分合合格与不不合格，不能作作为控制制限控制限：区分偶偶波与异异波第二节常常规控制制图七、常规规控制图图的分类类及使用用场合分类：第二节常常规控制制图七、常规规控制图图的分类类及使用用场合使用场合合：1 X-R控制制图：计量值数数据最常常用最基基本的控控制图控制对象象：长度度、重量量、强度度、纯度度、时间间、收率率、生产产量X控制图图：用于于观察正正态分布布均值的的变化R控制图图：观察察正态分分布的波波动控制制情况或或变异度度的变化化X-R控控制图：两者联联

8、合运用用，观察察正态分分布变化化2 X-S控制制图：与X-R图相似似，s图图代替R图n10时，R估计总总体标准准差效率率低，用用s代替替R图第二节常常规控制制图七、常规规控制图图的分类类及使用用场合使用场合合：3 Me-R控控制图：用Me图图代替均均值X图图中位数计计算比均均值简单单用于现场场把测定定数据直直接记入入控制图图进行控控制的场场合常规定n为奇数数受异常数数据的影影响较少少4 X-Rs控控制图：每件都检检，采用用自动化化检查和和测量的的场合取样费时时、昂贵贵的场合合；化工气体体、液体体与流体体程式过过程，样样品均匀匀的场合合获得信息息较少，检出过过程变化化的灵敏敏度也要要差一些些第二

9、节常常规控制制图七、常规规控制图图的分类类及使用用场合使用场合合：5 p控控制图：对象：不不合格品品率或合合格品率率等计数数值质量量指标的的场合选择重要要检查项项目作为为判断不不合格的的依据常用于：不合格格率、交交货延迟迟率、缺缺勤率、差错率率等6 np控制图图：用于控制制对象为为不合格格品数的的场合相同样本本量7 c控控制图：用于控制制一部机机器，一一个部件件，一定定长度，一定面面积或任任何一定定单位中中出现的的缺陷数数目如：布匹匹上的疵疵点数，铸件上上的砂眼眼数、机机器设备备的缺陷陷数、故故障次数数、电子子设备的的焊接不不良数、每页印印刷错误误，办公公差错数数每次抽验验必须单单位相等等第二

10、节常常规控制制图七、常规规控制图图的分类类及使用用场合使用场合合：8 u控控制图样品大小小不变，可用c控制图图样品变化化时，换换算为单单位的缺缺陷数后后用u控控制图如：制造造厚度为为2mm的钢板板，生产产过程中中，一批批样品为为2平方方米，下下一批样样品面积积为3平平方米。常规控制制图分析析评论1分为计计量控制制图与计计数控制制图，分分属三种种分布2计量与与计数控控制图可可分为：给定标标准值和和为给定定标准值值（给定定标准值值：即总总体分布布已知的的控制图图）3四种正正态分布布常规控控制图，都是由由两种图图联合使使用，分分别控制制4二项分分布和泊泊松分布布均值与与方差不不独立，每种只只有一种种

11、控制图图5X-R图可用用于判断断过程是是否处于于统计控控制状态态自动化检检查和测测量场合合，取样样费时、昂贵的的场合，均匀物物质，需需要采用用X-Rs图，单样本本。（X-MR）第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图一、分析析用控制制图与控控制用控控制图的的含义控制图根根据使用用目的不不同分为为：分析用控控制图控制用控控制图含义：分析用控控制图阶阶段直接使用用非稳态态工序的的参数，所建立立的控制制图，控控制界限限之间间间隔较宽宽，使用用时会导导致错误误结论需要将非非稳态的的过程调调整到稳稳态，确确立过程程基准控制用控控制图根据分析析用控制制制图分分析结果果，将过过程调整整为稳态态延长控制制线

12、，作作控制用用图第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图一、分析析用控制制图与控控制用控控制图的的含义1分析用用控制图图主要分析析两个方方面过程是否否处于统统计控制制状态过程能力力指数是是否满足足要求，满足要要求称作作技术控控制状态态非稳态过过程调整整顺序a先将过过程调整整到统计计控制状状态b再调整整到技术术控制状状态过程状态态分类第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图一、分析析用控制制图与控控制用控控制图的的含义1分析用用控制图图过程状态态解释第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图一、分析析用控制制图与控控制用控控制图的的含义2控制用用控制图图控制用图图相当于于生产中中的立法法分析

13、用控控制图转转为控制制用控制制图应有有正式移移交手续续使用过程程出现异异常，应应查异因因，采取取措施，恢复统统计控制制状态二、判异异准则的的思路思路点出界判判异界内点排排列不随随机判异异说明：控制图分分6：区区A、B、C与与C、B、A关关于CL对称判异准则则主要适适用于X图和单单值X图图，且鉴鉴定质量量特性服服从正态态分布第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图二、判异异准则的的思路8中判异异准则第三节分分析用控控制图和和控制用用控制图图二、判异异准则的的思路8中判异异准则第四节过过程能能力分析析一、过程程能力过程能力力与生产产能力的的区别过程能力力：过程程加工质质量方面面的能力力，衡量量过

14、程加加工内在在一致性性生产能力力：加工工数量方方面的能能力过程能力力的说明明过程能力力决定与与质量因因素而与与公差无无关过程能力力是稳态态下所能能达到的的最小变变差反映了稳稳态下该该过程本本身表现现的最佳佳性能（分布宽宽度最小小）稳态下，过程性性能可预预测，过过程能力力可评价价过程能力力取决于于偶因造造成的总总变差过程能力力评估前前，先判判稳和调调稳通常用6倍标准准差（6）表表达过程程能力。第四节过过程能能力分析析二、过程程能力指指数（Process CapabilityIndex）简称：CPI或或Cp，又称工工序能力力指数（）双侧规范范的过程程能力指指数：Cp=规规定的公公差/ 过程程变异度

15、度 =T/6= T/6（分分布中心心无偏移移时）公式T=Tu-TL，Tu为为公差上上限，TL为公差下下限，为总体体标准差差，为为其其估计值值，=s/c4= R/d2T反映产产品技术术要求（可理解解为顾客客要求），放映了了过程加加工质量量（即本本企业的的控制范范围），T与之比，放映了了过程满满足技术术要求的的程度Cp越大大：加工工质量越越高，对对设备和和操作人人员要求求高，成成本高Cp值的的选择应应根据技技术和经经济综合合分析决决定Cp是在在中心无无偏移的的前提下下计算的的，实际际质量特特性是有有偏移的的，所以以Cp又又称为潜潜在过程程能力指指数第四节过过程能能力分析析二、过程程能力指指数（Pr

16、ocess CapabilityIndex）过程能力力指数Cp值的的评价与与参考第四节过过程能能力分析析三、有偏偏移的过过程能力力指数与规范范中心M不重合合（有偏偏移）时时，显然然不合格格率将增增大，Cp将降降低Cp不能能反映有有偏移的的实际情情况，需需要加以以修正定义分布布中心与规范范中心M的偏移移=M-，以及及与M的偏移移度K= /（T/2）=2/T过程能力力指数可可修正为为Cpk=（1-K）CpCpk=0时，合格率率50%Cpk的的其他表表达式Min（USL-, -LSL）/3四Cp与与Cpk的比较较CpkCpCpk越越大，与与Cp的的差距越越小是过程质质量能力力与管理理能力综合的结结果

17、第四节过过程能能力分析析五、过程程改进策策略第五节常常规控控制图的的计算一、常规控控制图控控制线的的公式1第五节常常规控控制图的的计算一、常规规控制图图控制线线的公式式2第五节常常规控控制图的的计算一、常规规控制图图控制线线的公式式3第五节常常规控控制图的的计算二、X-R图第五节常常规控控制图的的计算二、X-R图1说明先做R图图，判稳稳如先做X图，用用到X和和R两个个参数，因R未未判稳，所以R数据不不可用，故不可可行2操作步步骤1确定所所控制的的质量指指标技术上重重要的控控制指标标有因果关关系，取取因的指指标对象明确确，理解解认同对象能以以数字表表示容易测定定，易于于对过程程采取措措施第五节常常规控控制图的的计算二、X-R图2操作步步骤2 取预预备数据据20-25个子子组子组大小小4或5同一总体体：同一一子组同同条件取取得，短短时间间间隔获取取3 计算算Xi，Ri4 计算算