持续改进及sc统计过程控制

SPC培训教程一、持续改进及统计过程控制概述二、SPC基础三、计数型数据控制图©JohnZ.Rao20011产品质量波动及其统计描述产品质量特性定性定量连续离散计量值计数值计件值计数值©JohnZ.Rao20012变异误差=X-X0偶然性误差：误差大小和方向的变化是随机的。系统性误差：误差大小和方向的变化保持不变或按一定规律变化。过程控制中常用精度这个概念来反映质量的波动（变异）程度。©JohnZ.Rao20013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©JohnZ.Rao20014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©JohnZ.Rao20015持续改进及统计过程控制概述预防与检测过程控制系统变差：普通原因及特殊原因局部措施和对系统采取措施过程控制和过程能力过程改进循环及过程控制控制图：过程控制工具控制图的益处©JohnZ.Rao20016持续改进及统计过程控制概述之一

检测与预防过程控制的需要检测—容忍浪费预防—避免浪费©JohnZ.Rao20017持续改进及统计过程控制概述之二

过程控制系统我们工作的方式资源的融合产品或服务顾客识别不断变化的需求和期望顾客的声音人

设备

材料

方法

环境

输入过程/系统输出过程的声音统计方法有反馈的过程控制系统模型©JohnZ.Rao20018持续改进及统计过程控制概述之三

变差的普通原因及特殊原因©JohnZ.Rao20019SPC基础础SPC(StatisticalProcessControl)统计过过程控控制：：利用用统计计技术术对过过程中中的各各个阶阶段进进行监监控，，从而而得到到保证证产品品质量量的目目的。。二十世世纪二二十年年代美美国休休哈特特(W.A.Shewhart)首创创过程程控制制(ProcessControl)理理论极极其监监控过过程的的工具具—控控制图图(ControlChart)形形成SPC的基基础，，后扩扩展到到任何何可以以应用用的数数理统统计方方法。。控制图图(ControlChart)：：对过过程质质量特特性记记录评评估，，以监监察过过程是是否处处于受受控状状态的的一种种统计计方法法图。。1924年年5月月6日日休哈哈特提提出的的不合合格样样品率率P控控制图图为世世界第第一张张控制制图。。©JohnZ.Rao200110产品质质量的的统计计观点点一产品质质量具具有变变异性性影响产品质质量的因素素有6MMan:人人Machine:机机Material:料Method:法法Mother-nature:环环Measurement:测测无论人类社社会如何进进步发展，，产品质量量不可能保保持绝对恒恒定，一定定具有变异异性。©JohnZ.Rao200111产品质量的的统计观点点二产品质量的的变异具有有统计规律律性确定性现象象，确定性性规律：在在一定条件件下，必然然发生或不不可能发生生的事情。。如一个大大气压（760mm汞柱）下下，H2O的变化规规律。温度0℃固体状态温度0℃<t<100℃液体状态温度100℃气体状态随机现象，，统计规律律：在一定定条件下事事件可能发发生也可能能不发生的的现象。如如我们无法法预知内存存电性能测测试合格率率大于99%，但大大量统计数数据证明有有99%的的可能性大大于99%。©JohnZ.Rao200112正态分布分布(distribution)：：用来描述述随机现象象的统计规规律，说明明两个问题题：变异的的幅度有多多大；出现现这么大幅幅度的概率率。计量特性值值：如PCB金手指指厚度、重重量或时间间等连续性性数据，最最常见的是是正态分布布(normaldistribution)。计件特性值值：如内存存合格/不不合格两种种离散性数数据，最常常见的是二二项分布(binomialdistribution)。。计点特性值值：如每条条内存上少少锡点数等等离散性数数据，最常常见的是泊泊松分布(Poissondistribution)。由于二项分分布和泊松松分布数据据数理统计计理论较复复杂，以下下讨论以正正态分布为为例。©JohnZ.Rao200113正态分布直方图(histogram)：在横横轴上以样样本数据每每组对应的的组距等距距离线段为为底，纵轴轴表示样本本数据落入入相应直方方组的频数数的n个矩矩形所组成成的图形。。如100条PCB金手指厚厚度，标准准503.94。。用面积表示示频率或频频数统计学显示示计量特性性值分布特特点是：中中间高，两两头低，左左右对称©JohnZ.Rao200114正态分布正态分布：：直方图所所取得数据据越多，分分组越密，，则直方图图就越趋近近一条光滑滑的曲线。。这条光滑的的曲线就形形成正态分分布曲线，，其特点是是中间高，，两头底，，左右对称称并延伸至至无穷。©JohnZ.Rao200115正态分布特特征正态分布是是一条曲线线，讨论起起来不方便便，故用其其两个参数数描述其特特征：平均值（average)标准差（standarddeviation)说明：（（1）平方方是为了避避免正负抵抵消（2）是求求平均值（3）是为为了避免单单位变化或或无故放大大©JohnZ.Rao200116平均值对正正态的曲线线的影响若平均值增增大，则正正态曲线往往右移动，，见‘若平均值减减小，则正正态曲线往往左移动，，见““’©JohnZ.Rao200117正态分布平平均值与标标准差的关关系平均值与标标准差是相相互独立的的。无论平平均值如何何变化都不不会改变正正态分布的的形状，即即标准差；无论标标准差如何何变化，也也不会影响响数据的对对称中心，，即平均值值。©JohnZ.Rao200118标准差对对正态曲曲线的影影响若标准差差越大，，则数据据分布越越分散，，波动范范围大；；若标准差差越小，，则数据据分布越越集中，，波动范范围小。。©JohnZ.Rao200119控制图原原理3原则不论与与取值值为何，，只要上上下限距距中心值值（平均均值）的的距离各各为3，，则产品品质量特特征值落落在范围围内的为为99.73%，这是是数学计计算的精精确值，，应该牢牢牢记住住。产品质量量特征值值落在[-3，+3]之之外的概概率为0.27%，其其中单侧侧的概率率分别为为0.135%。休哈特正正是据此此发明了了控制图图。©JohnZ.Rao200120控制图原原理控制图的的形成：：将正态分分布图按按顺时针针方向旋旋转90°，得到图图B；但但图B中中上端数数值大，，不符合合视角常常规，故故再将图图前后旋旋转180°，得到图图C。图图C就是是一张典典型的控控制图———单值值控制图图。图中中UCL=+3为上控制制限，CL=为中心线线，LCL=-3为下控制制限。©JohnZ.Rao200121判异规则则（一））点出界就就判异如上图第第四点已已超出UCL，，故判断断过程异异常。为为什么？？若过程程正常，，则点子子超出UCL的的概率为为0.135%。若过过程异常常，值增大，，分布曲曲线整体体上移，，则点子子超出UCL的的概率大大大增加加，可能能是的几几十倍、、几百倍倍。在这这两种可可能性中中选择一一种，当当然选择择过程异异常。©JohnZ.Rao200122判异规则则（二））两种错误误虚发警报报(falsealarm)：过过程正常常，但样样本正好好抽到0.135%处处，根据据判异规规则判定定过程异异常。通通常这种种错误的的概率记记为。漏发警报报(alarmmissing):过程程异常，，但样本本正好抽抽到仍位位于控制制界限以以内，根根据判异异规则判判定过程程正常。。通常这这种错误误的概率率为。©JohnZ.Rao200123判异准则则Criteriaforabnormality点出界就就判异；；虽然点均均未出界界，但界界内点排排列不随随机就判判异；第二条准准则的具具体模式式理论上上有无穷穷多种，，但具有有实际物物理意义义并被广广泛使用用的有少少数几种种。©JohnZ.Rao200124常规休哈哈特控制制图数据特征分布控制图简记备注计量值正态分布均值—极差控制图X-R可取消均值—标准差控制图X-S中位值—极差控制图X-R可取消单值—移动极差控制图X-Rs计件值二项分布不合格品率控制图p不合格品数控制图np计点值泊松分布单位不合格数控制图u不合格数控制图c©JohnZ.Rao200125控制图选选用程序序©JohnZ.Rao200126计数型数据的的控制图准备工作建立一个好的的行动环境定义过程确定要管理的的特性应考虑顾客的需求当前及潜在的的问题领域特性之间的关关系定义测量系统统，使之具有有可操作性使不必要的变变差最小©JohnZ.Rao200127计数型数据控控制图的种类类不合格品率p控制图不合格品数np控制图不合格数c控控制图单位不合格数数u控制图©JohnZ.Rao200128不合格率的的p图数据收集选择子组的的容量、频频率和数量量子组容量(n=50~200)分组频率子组的数量量(>25)计算每个子子组的不合合格率（p）记录每个子子组的下列列值被检项目的的数量———n发现的不合合格项目———np计算不合格格率p=np/p选择控制图图的坐标刻刻度（1.5~2倍倍）将不合格品品率描绘在在控制图上上©JohnZ.Rao200129不合格率的的p图计算控制界界限计算过程平平均不合格格品率P=计算上、下下控制界限限（UCL、LCL）UCL=p+3LCL=p-画线并标注注过程平均———水平实实线控制线路（（UCL、、LCL））——水平平虚线©JohnZ.Rao200130、变化化示意图时间特性值不变倾向性变变化©JohnZ.Rao200131、变化化示意图时间特性值不变无规律变变化©JohnZ.Rao200132、变化化示意图时间特性值规律性变变化不变©JohnZ.Rao200133、变化化示意图时间特性值无规律变变化不变©JohnZ.Rao200134、变化化示意图时间特性值无规律变变化无规律变变化©JohnZ.Rao200135X-R控制制图计量值最常常用、重要要的控制图图适用范围广广：X图：X正态X正态X非正态近似正态态（中心极极限定理））中心极限定定理使得X图广为应应用。R图通过计算机机上的模拟拟试验证实实：只要X不是非常常不对称，，则R的分分布无大的的变化。©JohnZ.Rao200136X-R控制制图灵敏度高X图：X通过平均均R图：无此此优点偶因至少可可以部分抵抵消（偶因反映映在上）异因不变灵敏度高异因突出©JohnZ.Rao200137X图的控制制线设过程正常常，x~N(，2)则可证明X~N((，2/n)，n为样本大大小若、已已知，则X图的控制制线为UCL=CLLCL©JohnZ.Rao200138若、未知知，则需对对其进行估估计，即©JohnZ.Rao200139A.收集数数据A1选择择子组大小小、频率和和数据A2建立立控制图及及记录原始始数据A3计算算每个子组组的均值（（X）和极极差（R））A4选择择控制图的的刻度A5将均均值和极差差画到控制制图上©JohnZ.Rao200140A1选择子子组大小、、频率和数数据子组大小使各样本之之间出现变变差的机会会小在过程的初初期研究中中，子组一一般由4~5件连续续生产的产产品的组合合，仅代表表一个单一一的过程流流。子组频率在过程的初初期研究中中，通常是是连续进行行分组或很很短的时间间间隔进行行分组过程稳定后后，子组间间的时间间间隔可以增增加。子组数的大大小一般>100个单值值读数，>25个子子组©JohnZ.Rao200141©JohnZ.Rao200142A2建立控控制图及记记录原始数数据X-R图图通常是将将X图画在在R图之上上方，下面面再接一个个数据栏。。X和R的的值为纵坐坐标，按时时间先后的的子组为横横坐标。数数据值以及及极差和均均值点应纵纵向对齐。。数据栏应包包括每个读读数的空间间。同时还还应包括记记录读数的的和、均值值（X）、、极差（R）以及日日期/时间间或其他识识别子组的的代码的空空间。©JohnZ.Rao200143A3计算每每个子组的的极差和均均值画在控制图图上的特性性量是每个个子组的样样本均值（（X）和样样本极差（（R），合合在一起后后它们分别别反映整个个过程的均均值及其变变差。对每个子组