统计过程控制（SPC）作业指导书

统计过程控制（SPC）作业指导书1目的1）利用统计技术对生产过程进行评价，可以使我们对所采用的生产系统的工艺性能、工序能力有比较全面、科学的认识，并在此基础上持续不断的改进以满足日益增长的顾客和市场对产品质量的要求；2）利用统计技术对稳定的生产过程进行控制，可以避免生产无用的输出，从预防入手避免大量的浪费；3）利用统计技术，可以对引起产品质量或系统产生变差的原因性质（特殊原因或普通原因）进行有效、科学的识别，可使我们有针对地对产生变差的不利原因采取相应的措施（局部措施或系统措施）予以消除或减少，从而为生产管理提供了一个高效率、低成本的科学手段。术语1）统计过程控制使用诸如控制图等统计技术来分析过程或其输出以便采取适当的措施来达到并保持统计控制状态从而提高过程能力。2）计数型数据可以用来记录和分析的定性数据，计数型数据通常以不合格品或不合格的形式收集，它通过p、np、c和u图来分析。3）计量型数据定量的数据，可用测量值来分析，即可用计量单位如mm、kg、N.m等来表示的数据，X－R图，X－s、中位数和移动极差控制图都用于计量型数据。4）控制图用来表示一个过程特性的图象，图上标有根据那个特性收集到的一些数据，如一条中心线，一条或两条控制限。它有两个基本用途：一是用来判定一个过程是否一直受统计控制，二是用来帮助过程保持受控状态。5）过程均值一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程平均值，通常用X来表示。6）控制（极）限控制图上的一条线（或几条），作为制定一个过程是否稳定的基础。如有超出了控制极限变差存在，则证明过程受特殊因素的影响。控制限是通过过程数据计算出来的，不要与工程的技术规范相混淆。7）平均值数值的总和被其个数（样本容量）除，在被平均值的符号上加一横线表示，如：X。8）均值一组测量值的平均值。9）极差一个子组、样本或总体中最大值与最小值之差。10）链控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上或之下的点。它是分析是否存在造成变差特殊原因的依据。11）变差过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因可分成两类：普通原因和特殊原因。12）普通原因造成变差的一个原因,它影响被研究过程输出的所有单值，在控制图分析中，它表现为随机过程变差的一部分。13）特殊原因一种间断性的、不可预计的、不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，存在它的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机性的图形。14）统计控制描述一个过程的状态，这个过程中所有的特殊原因变差都已排除，并且仅存在普通原因。15）稳定过程处于统计控制状态的过程。16）不合格品不符合某一规范要求或其他检验标准的个体，有时也叫次品。17）不合格一个具体出现的不符合规范要求或其他检验标准的情况，有时称为缺陷。一个不合格品中能有多处不合格。18）过渡调整把每一个偏离目标的值当作过程中特殊原因处理的方法。3操作程序3.1SPC的流程步骤3.1.1根据产品质量先期策划开发出的控制计划要求，由主管技术员提出具体实施计划，计划应包含MSA分析、数据的采集等方面的内容及其时间、人员安排。3.1.2技术员根据关键特性的要求，选择测量系统，作出MSA分析报告。3.1.3由检验员根据计划要求收集数据并交由技术员进行初始研究工作：3.1.4采用直方图对数据进行分析，检查数据是否符合正态分布；3.1.5将数据输入计算机，利用SPC软件计算控制限、打点，生成控制图表，计算Ppk。3.1.6初始研究完成后，转入正常控制。由技术员将空白的控制图表交检验员，由检验员测量、记录数据并在空白图表上打点。在正常控制过程中，检验员应在备注栏详细记录过程中发生的重大事件。3.1.7正常控制20~30日后，技术员对过程能力进行解释，计算Cpk值。并对过程作出评价。3.2SPC的异常处理3.2.1当控制图显示如下情况时：1）第六条中所述之现象；2）工序能力指数Cpk＜1.33；则表示生产过程已产生引起变差的特殊原因，检验员应要求操作者立即停止生产，将该工序产出零件进行隔离并向主管技术员报告，3.2.2主管技术员确认，经批准后将对零件加工过程处以提高检查频次或进行全数检查直至停止生产的处理。对已产出零件进行全数检查，挑选出不合格品作报废处理。3.2.3主管技术员必须立即调查分析原因，作出对策，要求有关人员限时整改。3.2.4整改完成后，可进行试生产，试生产过程中应根据实际情况加大子组频率，连续采集10组数据并用控制图进行作业准备验证，验证合格后方可恢复正常生产。3.2.5恢复正常生产后，重新计算控制限，转入正常控制。3.2.6另外，当正常生产过程因设备、人员和其它因素进行重大调整时，应重新计算控制限，而后转入正常控制。3.3SPC文件的保存3.3.1由检验员将控制图表交技术员归档保存，并按年装订成册。3.3.2保存期2年。3.4控制图的选用：确定要制定控制图的特性确定要制定控制图的特性是计量型数据吗?关心的是不合格品率－即“坏”零件的百分比吗？关心的是不合格数－即单位零件的不合格数吗？样本容量是否恒定？使用P图样本容量是否恒定？使用u图使用np图或p图使用c图或u图性质上是否是均匀或不能按子组取样一例如：化学子组均值是否能很方便地计算？使用中位数图子组容量是否大于或等于9？使用—R图是否能方便地计算每个子组的S值？使用—R图使用—S图使用单值图X－MR3.5数据的收集和控制图的绘制3.5.1计量型数据控制图收集数据1）选择子组大小、频率和数据子组大小：子组一般是5个连续生产的样本组合，仅代表单一刀具、冲头、型腔等生产出的零件。子组频率：根据生产情况，在初始研究阶段，子组抽样的时间间隔应较短。当证明过程已处于稳定状态，子组间的间隔可以增加。可以是每2小时1次或每班2次。子组数的大小：子组数一般大于或等于25组。2）建立控制图及记录原始数据计量型数据采用均值极差图(X-R)，具体表格见附录A。3）计算每个子组的均值(X)和极差(R)对每个子组，计算：X=(X1+X2+…+Xn)/nR＝X最大值－X最小值式中：X1，X2···为子组内的每个测量值。n为子组样本容量。4）选择控制图的刻度对于X图，坐标上的刻度值的最大值和最小值之差应至少为子组均值(X)的最大值和最小值之差的2倍。对于R图，刻度值应从最小值为0开始5）将均值、极差画到控制图上。3.5.2计数型数据控制图3.5.2.1数据的收集1）选择子组容量、频率及数量子组容量：子组容量应足够大，一般为50～200或更多，使得np＞5分组频率：应根据产品的周期确定分组的频率以便帮助和纠正发现的问题。子组的数量：以般大于或等于25组。空白表格见附录B2）计算每个子组内的平均不合格品率(p)p=np/n式中：n--------被检项目的数量np--------发现的不合格项目数量3）选择控制图的坐标刻度4）将不合格品率描绘在控制图上3.6控制限的计算3.6.1X－R图3.6.1.1计算平均极差(R)及过程平均值(X)在研究阶段：X=(X1+X2+…+Xk)/kR＝(R1＋R2＋…＋Rk)/k到最大值之间的差值为初始阶段所遇到的最大极差(R)的2倍。其中k为子组的数量，R1和X1即为第一个子组的级差和均值，R2和X2即为第二个子组的级差和均值，等等。3.6.1.2计算上、下控制限UCLR=D4RLCLR=D3RUCLX=X+A2RLCLX=X-A2R其中：D4、D3、A2为常数，其具体数值可从附录C中查找。不合格品率p图3.6.2.1计算过程平均不合格品率(p)p＝(n1p1+n2p2+…+nkpk)/(n1+n2+…+nk)式中n1p1,n2p2,…及n1,n2…为每个子组内的不合格项目数及检查项目数。3.6.2.2计算上、下控制限(UCL，LCL)UCLp=p+3p(1-p)/n

LCLp=p-3p(1-p)/n式中:n为样本容量注：若下控制限LCL计算值为负值时，此时没有下控制限。3.7控制图异常的判定准则1）任何一点超出上控制限或下控制限；2）连续7点在平均值X－bar的一侧；3）连续7点上升或下降；4）任何其它的明显非随机的图形。3.8过程能力的解释3.8.1计量型数据控制图3.8.1.1计算过程的标准偏差σσ＝R/d2=σR/d2式中R是子组极差的平均值，d2为常数，见附录3.8.1.2计算过程能力过程能力是指按标准偏差为单位来描述的过程均值与规范界限的距离，用Z表示。对于单边容差，计算，Z＝(USL－X)/σR/d2或Z＝(X－LSL)/σR/d2式中：SL＝规范界限，X＝测量的过程均值，σR/d2＝估计的过程标准偏差对于双向容差，计算，ZUSL＝(USL－X)/σR/d2或ZLSL＝(X－LSL)/σR/d2