统计过程控制SC新手入门二

Statistical

Process

Control（统计过程控制）1统计过程控制（SPC）1、SPC的发展史2、基本统计概念3、过程变差4、控制图5、过程控制和过程能力2SPC的发展20世纪20年代，美国休哈特提出；二战后期，美国将休哈特方法在军工部门推行；1950~1980，逐渐从美国工业中消失；休哈特的同事戴明博士在日本推行SPC；在日本强有力的竞争下，80年代起，美国又重新大规模推行SPC；美国三大汽车厂联合制定QS9000标准。3SPC的作用1、确保制程持续稳定、可预测。2、提高产品质量、生产能力、降低成本。3、为制程分析提供依据。4、区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。4基本统计概念5F字母计数练习Imagineforonebriefmomentthateachoftheonehundredandforty-onewordsofthisparagraphisaseparatecomponentfromafirstrunoffourteen-inchflywheels.Youareoneoffiveinspectorsperformingthefinalinspectionofthesefinishedcomponentswhichwereproducedonfairlysmalldialindexmachinesthatarenotbeingcontrolledbytheuseofstatisticaltechniques.Ascanbeexpectedfromanoperationofthisnature,thereareanumberofdefectivescomponentsbeingmade.Eachwordthatcontainsanfrepresentsadefectivecomponent.Howmanyofthedefectivesareyouabletofind?Checkagainandinspectforthepresent’soff’s.Writeyourfinalcountinthebottomlefthandcornerofthispage.Thisexampleshouldgiveyouafairideaofhowreliable100%inspectioncanbe.

请用1分钟，彻底检查一次，看看字母“F”出现的次数答案＝？6F字母计数练习结论：100％的检验不能保证100％的合格7预防与检测过去，制造商经常通过生产来制造产品，通过质量控制来检查最终产品并剔除不合格产品。在管理部门则经常靠检查或重新检查工作来找出错误，在这两种情况下都是使用检测的方法，这种方法是浪费的，因为它允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中。一种在第一步就可以避免生产无用的输出，从而避免浪费的更有效的方法是－－预防SPC强调全过程的预防！8基本统计概念统计学（Statistics）收集、整理、展示、分析解释统计资料由样本（sample）推论母体群体（population）能在不确定情况下作决策是一门科学方法、决策工具抽样推论9基本统计概念统计量R全距（range）算术平均数（arithmeticmean）Md中位数（median）Mo众数（mode）方差/变异（variance）标准差（standarddeviation）10基本统计概念念R全距距（range）全距是指一一个变量数数列中最大大标志值与与最小标志志值之差。。因为它是是数列中两两个极端值值之差，故故又称为极极差。R＝Xmax－Xmin11统计基本概概念算术平均数数（arithmeticmean）12基本统计概概念Md中中位数（median）将总体单位位数量标志志的各个数数值按照大大小顺序排排列，居于于中间位置置的那个数数值称为中中位数。当资料项数数n为奇数数，数列中中只有一个个居中的标标志值，该该标志值就就是中位数数。当n为偶数数时，数列列中有两个个居中的标标志值，中中位数便是是中间两个个标志值的的简单算术术平均数。。13基本统计概概念Mo众众数（mode）众数是总体体中出现次次数最多或或最普遍的的标志值，，即频次或或频率最大大的标志值值。数列中中最常出现现的标志值值说明该标标志值最具具有代表性性。14基本统计概概念方差/变异异（variance）15基本统计概概念标准差（standarddeviation）16基本统计概概念例：1,1,2,3,4,6,11R=10Md=3Mo=117练习数列：12，11，，12，13，18，30，，24，9请计算下列列统计量：：RMdMo18数据的收集集与整理群体样本结论数据抽样分析测试行动19每件产品的的尺寸与别别的都不同同范围范范围围范范围范范围围但它们形成成一个模型型，若稳定定，可以描描述为一个个分布范围范范围范范围分布可以通通过以下因因素来加以以区分位置分分布宽度形形状状或这些因素素的组合20数据收集10.249.9410.009.999.859.9410.4210.3010.3610.0910.219.799.7010.049.989.8110.1310.219.849.5510.0110.369.889.2210.019.859.6110.0310.4110.1210.159.7610.579.7610.1510.1110.0310.1510.2110.059.739.829.8210.0610.4210.2410.609.5810.069.9810.129.9710.3010.1210.1410.1710.0010.0910.119.709.499.9710.189.999.899.839.559.8710.1910.3910.2710.1810.019.779.5810.3310.159.919.6710.1010.0910.3310.069.539.9510.3910.169.7310.159.759.799.9410.099.979.919.649.8810.029.919.5421为找出这些些数据的统统计规律将将它们分组组、统计、、作直方图图，如机螺螺丝直径直直方图所示示。图中的的直方高度度与该组的的频数成正正比。10.510.29.99.69.3DescriptiveStatistics22如果数据的的离散程度度遵从正态态分布········平均值：68.26％95.44％99.73％曲线下的总面积＝100％－∞＋∞23过程变差输入（材料）过程（生产/装配）输出（产品）反馈（测量/检验）材料人机法测量系统24过程变差输入材料不同批次之之间的差异异批次内的差差异随时间产生生的差异随环境产生生的差异25过程变差生产/装配配设备及工装装夹具的差差异随时间而产产生的摩损损，漂移等等操作工之间间的差异（（如手工操操作的过程程）设置的差异异环境的差异异26测量系统的的变差量具精确度度（偏差））量具精确度度是指测量量观察平均均值与真实实值（基准准值）的差差异。真实值由更更精确的测测量设备所所确定27测量系统变变差量具重复性性量具重复性性是由一个个操作者采采用一种测测量仪器，，多次测量量同一零件件的同一特特性时获得得的测量值值变差。28测量系统变变差量具再现性性量具再现性性是由不同同的操作者者，采用相相同的测量量仪器，测测量同一零零件的同一一特性时测测量平均值值的变差。。29测量系统变变差量具稳定性性量具具稳稳定定性性是是同同一一测测量量系系统统在在不不同同时时间间测测量量同同一一零零件件时时，，至至少少两两组组测测量量值值的的总总变变差差。。30测量量系系统统变变差差量具具线线性性量具具线线性性是是在在量量具具预预期期的的工工作作范范围围内内，，偏差差的的差差值值。。31过程程变变差差对于于所所有有的的过过程程输输出出，，都都有有两两个个主主要要统统计计：：对中中性性指由由过过程程的的平平均均值值至至最最近近的的规规格格限限的的距距离离变差差（（波波动动））指过过程程的的分分布布宽宽度度USLLSL变差（波动）对中性32过程程变变差差过程程的的变变差差分分两两个个类类型型特殊殊原原因因造造成成的的变变差差普通通原原因因造造成成的的变变差差33过程程变变差差普通通原原因因变变差差影响响过过程程中中每每一一个个单单位位在控控制制图图上上表表现现为为随随机机性性没有有明明确确的的图图案案但遵遵循循一一个个分分布布是由由所所有有不不可可分分派派的的小小变变差差源源组组成成通常常需需要要采采取取系系统统措措施施来来减减少少34过程程变变差差特殊殊原原因因变变差差间断断的的、、偶偶然然的的、、通通常常是是不不可可预预测测的的和和不不稳稳定定的的变变差差在控控制制图图上上表表现现为为超超出出控控制制限限的的点点或或链链或或趋趋势势非随随机机的的图图案案是由由可可分分派派的的变变差差源源造造成成，，该该变变差差源源可可以以纠纠正正35如果果仅仅存存在在变变差差的的普普通通原原因因，，目标标值值线线随着着时时间间的的推推移移，，过过程程的的输输出形形成成一一个个稳稳定定的的分分布布并并可可预测测。。预测测时间间范围围目目标标值值线线如果果存存在在变变差差的的特特殊殊原因因，，随随着着时时间间的的推推预测测移，，过过程程的的输输出出不不稳定定。。时间间范围围36过程变差差工业经验验建议为为：只有过程程变差的的15％％是特殊殊的，可可以通过过与操作作直接有有关的人人员纠正正。大部分（（其余的的85％％）是管管理人员员通过对对系统采采取措施施可纠正正的。37过程控制制和过程程能力每个过程程可以分分类如下下：受控或不不受控是否有满满足客户户要求满足要求受控不受控符合（合格）1类3类不符合（不合格）2类4类38过程控制制和过程程能力1类（符符合要求求，受控控）是理想状状况。为为持续改改进可能能需要进进一步减减少变差差。2类（不不符合要要求，受受控）存在过大大的普通通原因变变差。短期内，，进行100％％检测以以保障客客户不受受影响。。必须进行行持续改改进找出出并消除除普通原原因的影影响。39过程控制制和过程程能力3类（符符合要求求，不受受控）有相对较较小的普普通原因因及特殊殊原因变变差。如果存在在特殊原原因已经经明确但但消除具具影响可可能不太太经济，，客户可可能接受受这种过过程状况况。4类（不不符合要要求，不不受控））存在过大大的普通通原因及及特殊原原因的变变差。需要进行行100％检测测以保障障客户利利益。必须采取取紧急措措施使过过程稳定定，并减减小变差差。40过程控制制和过程程能力判断一个个过程是是否满足足规格要要求：能力指数数－Cpk性能指数数－Ppk判断一个个过程是是否受控控：控制图41控制图图42控制图什么是控控制图？？控制图是是对过程程质量加加以测定定、记录录从而进进行控制制管理的的一种用用科学方方法设计计的图。。UCLCLLCL43控制图控制图的的应用正常独立处理过程程过程的声声音（测测量）否调整是○○○交付客户44基本概念念控制图中中包括三三条线控制上限限(UCL)中心线(CL)控制下限限(LCL)UCLCLLCL45控制图的的种类数据：是是能够客客观地反反映事实实的资料料和数字字数据的质质量特性性值分为为：计量值可以用量量具、仪仪表等进进行测量量而得出出的连续续性数值值，可以以出现小小数。计数值不能用量量具、仪仪表来度度量的非非连续性性的正整整数值。。46控制图的的种类计量型数数据的控控制图Xbar-R图图（均值值－极差差图）Xbar-S图图（均值值－标准准差图））X-MR图（单单值－移移动极差差图）（中位数数图）计数型数数据的控控制图P图（不不合格品品率图））np图（（不合格格品数图图）c图（不不合格数数图）u图（单单位产品品不合格格数图））47控制图的的使用策策划作控制图图需要按按以下步步骤：计划资源评估和改改进48控制图的的使用策策划要点建立适于于采取措措施的环环境确定过程程确定待管管理的特特性考虑：考虑客户户的要求求当前及潜潜在的问问题区特性间的的相互关关系确定测量量系统使不必要要的变差差最小化化49计量型控控制图：：Xbar-R图图平均数数-全全距控控制图图数据可可以合合理分分组时时分析析或控控制制程平平均使使用Xbar图图制程变变差使使用R图工业界界最常常用的的计量量值控控制图图50分组技技术分组技技术是是控制制图中中最重重要的的组成成部分分休哈特特的分分组原原则－－－相相似的的数据据放在在一组组。例例如，，按操操作工工分组组，验验证操操作工工之间间的不不同。。按设设备分分组，，验证证设备备之间间的不不同。。分组的的目的的是让让组内内仅包包含普普通原原因引引起的的变差差，让让所有有的特特殊原原因引引起的的变差差放在在组间间。51计量型型控制制图：：Xbar-R图图n2345A21.881.020.730.58D43.272.572.282.11D3000052建立Xbar-R图图的步步骤1、收收集数数据选择子子组大大小，，频率率和子子组数数量建立控控制图图及记记录原原始数数据计算每每个子子组的的X平平均值值和极极差R选择控控制图图的刻刻度将平均均值和和极差差画到到控制制图上上。53建立Xbar-R图图的步步骤2、计计算控控制限限计算极极差的的平均均值和和过程程平均均值计算控控制限限在控制制图上上画出出中心心线及及控制制线54建立Xbar-R图图的步步骤3、过过程控控制解解释分析极极差图图（R图上上的数数据点点）识别并并标注注特殊殊原因因（R图））重新计计算控控制极极限（（R图图）分析平平均值值图（（Xbar图））上的的数据据点识别和和标注注特殊殊原因因（Xbar图））重新计计算控控制极极限（（Xbar图））为继续续控制制延长长控制制限控制的的最终终概念念（用用控制制图于于持续续的过过程控控制））55Xbar-图练练习LSL=80USL=12056Xbar-图练练习2010Subgroup0113111109107105103101999795Sample

Mean11Mean=102.9UCL=109.0LCL=96.8120100Sample

RangeR=10.55UCL=22.31LCL=0Xbar/RChartforFoX-bar图中，组间的变差大于组内的变差，过程存在特殊原因，应首先消除特殊原因，使过程受控。57能力分分析58计量型型控制制图：：X（I）-MR图XX啤啤酒厂厂是驰驰名广广州市市多年年的啤啤酒制制造厂厂，平平均每每季度度产啤啤酒300万吨吨。计计划部部的同同事正正在依依据以以往的的销售售数据据制定定2003年的的生产产计划划。2002年年平均均每季季度产产量为为357.492吨吨。从数据据看2003年年应该该把季季度产产量定定位360吨。。59计量型型控制制图：：X（I）-MR图19951996199719981999200020012002318.687275.766282.757297.379326.103268.907300.556347.23260.148274.934277.198394.235309.231304.528254.327548.537356.279232.999258.315300.098320.57338.934375.984279.144301.917289.714302.723289.209293.335296.068330.737255.05760计量型型控制制图：：X（I）-MR图2001年年第三三季度度的销销售额额375.984在在控制制限内内，所所以不不必去去除。。2002年年第二季度度的销售额额548.537超超出控制限限，经市场场部调查，，该季度受受世界足球球杯影响，，加上中国国第一次踢踢入十强赛赛，引起啤啤酒销售量量突增。302010Subgroup0550450350250150IndividualValue1Mean=308.2UCL=443.4LCL=172.93002001000MovingRange11R=50.85UCL=166.1LCL=0IandMRChartforSales2002年第第二季度2001年第第三季度61计量型控制图图：X（I）-MR图啤酒产量预测测：忽略2002年第二季度度的销售额548.537后，计划划部决定申报报2003年年季度平均产产量定为300吨。62控制图-过程程的声音控制图可以区区分出普遍原原因变差和特特殊原因变差特殊原因变差差要求立即采采取措施减少普遍原因因变差需要改改变产品或过过程的设计63控制图-过程程的声音错误的措施试图通过持续续调整过程参参数来固定住住普通原因变变差，称为过过渡调整，结结果会导致更更大的过程变变差造成客户户满意度下降降。试图通过改变变设计来减少少特殊原因变变差可能解决决不了问题，，会造成时间间和金钱的浪浪费。64控制图-过程程的声音控制图可以给给我们提供出出出现了哪种种类型的变差的线线索，供我们们采取相应的的措施。65控制图上的信信号解释有很多信号规规则适用于所所有的控制图图（Xbar图图和R图），，主要最常见见的有以下几几种：规则1：超出出控制线的点点UCLLCL66控制图上的信信号解释规则则2：：连连续续7点点在在中中心心线线一一侧侧UCLLCL67控制制图图上上的的信信号号解解释释规则则3：：连连续续7点点上上升升或或下下降降UCLLCL68规则则4：：多多于于2/3的的点点落落在在图图中中1/3以以外外控制制图图上上的的信信号号解解释释UCLLCL69控制制图图上上的的信信号号解解释释规则则5：：呈呈有有规规律律变变化化UCLLCL70使用用控控制制图图常常犯犯的的错错误误技术术性性错错误误使用用不不合合理理的的控控制制图图数据据不不按按时时间间序序列列公差差画画在在控控制制图图上上71使用用控控制制图图常常犯犯的的错错误误管理理性性错错误误使用用陈陈旧旧的的数数据据过程程变变更更没没有有在在图图上上注注明明控制制限限和和平平均均值值永永远远不不会会更更新新超出出控控制制限限的的点点没没有有跟跟进进措措施施忽略略规规律律性性变变化化的的信信号号72计数数型型数数据据控控制制图图不合合格格品品（（p图图或或np图图））每日日的的不不合合格格产产品品数数每百百次次漏漏接接电电话话数数每月月客客户户投投诉诉次次数数缺陷陷（（c图图或或u图图））每100米米油油管管上上的的焊焊接接缺缺陷陷数数每个个飞飞机机机机翼翼上上的的断断裂裂铆铆钉钉数数每个个电电子子逻逻辑辑装装置置中中的的功功能能缺缺陷陷数数每匹匹布布上上的的瑕瑕疵疵数数玻璃璃上上的的气气泡泡数数73计数数型型数数据据控控制制图图P图图不合合格格品品率率（（不不良良率率））控控制制图图分析析或或控控制制制制程程不不合合格格品品率率（（不不良良率率））样本本大大小小n可可以以不不同同74计数数型型数数据据控控制制图图np图图不合合格格品品数数（（不不良良数数））控控制制图图分析析或或控控制制制制程程不不合合格格品品数数（（不不良良数数））样本本大大小小n要要相相同同75计数数型型数数据据控控制制图图C图图缺点点数数控控制制图图分析析或或控控制制制制程程缺缺点点数数样本本大大小小n要要相相同同76计数数型型数数据据控控制制图图U图图单位位缺缺点点数数控控制制图图分析析或或控控制制制制程程单单位位缺缺点点数数样本本大大小小n可可以以不不同同77控制制图图应应用用的的选选择择程程序序78过程程能能力力79过程程能能力力控制制图图显显示示了了一一个个过过程程是是否否受受控控，，但但客客户户需需要要的的是是合合格格的的产产品品过程程受受控控≠≠过过程程有有足足够够的的能能力力生生产产合合格格的的产产品品过程程能能力力：：是是过过程程的的声声音音和和客客户户声声音音的的对对比比80过程程能能力力受控控且且有有能能力力符符合合规规范范（普普通通原原因因造造成成的的变变差差已已减减少少））规范范下下限限规范范上上限限时间间范围围受控控但但没没有有能能力力符符合合规规范范（普普通通原原因因造造成成的的变变差差太太大大））81过程程能能力力具有能力的过程82过程程能能力力不具有能力的过程83过程程能能力力指指数数：：Cp如果果车车的的宽宽度度越越小小，，就就越越容容易易将将车车开开进进车车库库过程能力客户要求生活活中中的的Cp84过程程能能力力指指数数：：CpCp越越大大越越好好过程程能能力力由由极极差差平平均均值值（（））估估算算，，所所以以计计算算Cp之之前前必必先先保保证证极极差差图图受受控控！！85过程程能能力力指指数数：：Cpk有时时，，车车的的宽宽度度足足以以放放进进车车库库，，但但因因为为车车没没有有对对准准门门，，也也开开不不进进车车库库生活中的Cpk86过程程能能力力的的研研究究输入入（材材料料））过程程（生生产产/装装配配））输出出（产产品品））反馈馈（测测量量/检检验验））短期期能能力力研研究究－－过过程程性性能能87过程程能能力力的的研研究究过程程性性能能（（ProcessPerformance））过程程总总变变差差由普普通通原原因因和和特特殊殊原原因因造造成成的的变变差差由6估估计计出出是在在控控制制图图上上所所有有样样本本的的标标准准偏偏差差总总和和88过程程能能力力的的研研究究过程程性性能能＝＝子子组组内内变变差差＋＋子子组组间间变变差差＝特殊殊原原因因变变差差＋＋普普通通原原因因变变差差＝689过程程能能力力的的研研究究长期期能能力力研研究究－－过过程程能能力力输入入（材材料料））过程程（生生产产/装装配配））输出出（产产品品））反馈馈（测测量量/检检验验））90过程程能能力力的的研研究究过程程