质量分析与统计技术 课件 项目六 任务二 应用控制图析波动-Q-DAS过程稳定性诊断

任务二应用控制图析波动——Q-DAS过程稳定性诊断（1）在使用控制图时应遵守的规则：一、基本规则与分类①使用定期抽样时间间隔可以从几分钟到几小时（几天），取决于制造过程的类型和其对变差的敏感度的经验知识。时间间隔应在质量控制图的技术参数中规定。②使用恒定的样本容量对于连续被测参数，样本容量（n）必须保持不变，因为统计计算的限值取决于所有控制图的“n”。③在控制图上记录过程事件事件（如工具调整、更换）应记录并关联到相关样本，以便全面记录过程操作和中断。通常，这些事件可编码并分类，以简化记录。长期观察中，通过Pareto分析可识别过程弱点，进而采取改进措施。④记录采样时间和操作员名称应记录操作员和设备名称，确保记录后的测量结果不变，同时需要包括零件号、被测参数号和机器号，以及控制限值的计算依据。控制图基本原理是通过收集数据，并利用统计方法来区分正常波动和异常波动，从而判断生产过程是否处于受控状态。（2）控制图的分类一、基本规则与分类控制图可分为分析用和控制用，以及计量型和计数型两类。主要介绍常用的计量型控制图，包含3种基本图表。控制图是确保数据点在规定范围内并检查其分布的工具。它应包含位置图（显示单值、均值或中值）和变差图（显示样本标准偏差或极差），以监控过程位置和变差。完整的控制图由两张图构成，一张跟踪过程位置的波动，另一张跟踪过程的离散波动。图显示了基于子组均值和标准差的100个测量数据的控制图。1．中心线（CL,CentralLine）：二、控制图的组成表示所监控质量特性的平均值或目标值。中心线为图中的零基准线，提供了过程稳定性的参考基准。定义了过程变异的下限。同样，若数据点低于此限，则可能意味着过程失控。3．下控制限（LCL,LowerControlLimit）：控制图的组成部分包括中心线、上控制限、下控制限和按时间顺序抽取的数据点序列。2．上控制限（UCL,UpperControlLimit）：定义了过程变异的上限。如果数据点超出此限，表明过程可能存在异常，需要进一步调查和处理。4．数据点序列：按照抽样时间顺序，将样本统计量的数值在图上标为一系列的点。这些点通过连线形成趋势图，帮助分析过程的稳定性和异常情况。三、质量控制图在Q-DAS中，质量控制图为生产过程的质量控制提供了强大的工具。通过适当的应用和分析，用户可以有效地监控和改进生产过程，确保产品质量符合标准。单击功能区“图形”→“QCC”命令，弹出如图所示的下拉菜单，显示多个质量控制图命令，这些控制图各自拥有不同的功能和应用场景，可以帮助用户从多个角度监控和管理生产过程。下面分别解释这些命令的含义：分析用质控图（W）：主要用于收集和分析特定时间段内的数据，以监控过程是否处于受控状态。计算分析用质量控制图（X）：对已有的质量数据进行更深入的计算和分析。通过计算分析用质量控制图，可以进一步评估过程的稳定性和能力。提供了一种动态分析手段，可以基于历史数据和当前数据持续更新质控图，从而更准确地反映过程状态。三、质量控制图SPC质控图（S）：是一种实时监控工具，用于持续追踪和控制生产过程。它适用于已经稳定的过程，以确保过程持续保持在受控状态。这类质控图能够自动更新，及时反映任何过程变化，并且能够快速发出警报，提醒操作人员采取必要措施。计算SPC质控图（P）：用于自动计算并生成SPC质控图，方便用户快速获取过程控制信息。它特别适用于需要频繁更新和监控的应用场景。这类质控图自动化程度高，节省了手动计算和绘图的时间，确保了数据的实时性和准确性。保存的质控图（Y）：保存已生成的质控图，以便将来查阅或进行进一步的分析。保存的质控图可以作为历史记录，帮助用户了解过程变化趋势。这类质控图提供了数据管理和存档的便利性，使得用户能够随时回溯历史数据，进行长期趋势分析。操作特性（Z）：用于评估和改进生产过程的操作性能。它主要关注过程中的操作变量和其对最终产品质量的影响。这类质控图通过分析操作特性，可以识别关键操作参数，优化生产条件，提高产品质量和一致性。（1）稳定的控制图四、质量控制图分析稳定的控制图显示了过程在长时间内的稳定性，数据点通常在控制限内均匀分布，没有明显的偏差或趋势。当一个过程的控制图显示出长期稳定性时，用户可以对该过程的质量水平有较高的信任度，并能够预测未来的性能，如图所示。过程能力分析需基于受控状态。ISO定义的“非稳定”指未达统计控制状态，即需评估过程稳定性和能力。若过程不稳定，结果将显示Pp/PpK而非Cp/CpK。在无软件辅助时，依赖质量控制图判断稳定性，通过“分析用控制图”判断过程是否稳定。（2）不稳定的控制图四、质量控制图分析下面4张图为过程不稳定的控制图，每张图代表一种违反稳定性法则的情况，分别是：超出控制线：有若干点在上控制限上方或下控制限下方，如图所示。趋势：7个及以上的点连续增加或者减少，如图所示。链：连续7个及以上的点出现在中心线的上方或下方，如图所示。（2）不稳定的控制图四、质量控制图分析中间三分之一数据量不合适：当样本超过25个时，中间三分之一区域需要包含至少42%至多90%的样本均值点，如图所示。除此之外，控制图中存在循环和周期规律的过程也意味着不稳定。操作实例-----过程能力控制图分析某制造企业生产泵轴（参考图），在生产过程中收集了一批（100个）零件的轴直径测量数据。利用这些数据，公司计划开展过程能力分析，目的是评估和分析生产过程的整体能力，以及确认各个步骤和环节是否能够达到预定的质量标准。本例采用直方图或箱型图来描绘数据的分布情况，还将选用控制图作为分析工具，不仅可以揭示过程中存在的变异，并且能够指出变异是否在预期的控制范围内。通过控制图，我们可以及时发现过程中可能出现的任何异常变动，从而迅速采取措施，确保生产过程稳定，并维持产品质量的一致性。操作步骤：操作实例-----过程能力控制图分析（1）双击V14-Q-DASLauncher图标，启动Q-DAS，自动弹出“Q-DASProductlauncher(14.0.4.5(0)x86)”对话框，选择要使用的软件模块。（2）选择“Q-DASdestra”选项，弹出“注册”对话框，在“选择用户组”下拉列表中选择“无过滤”，在“使用者姓名”下拉列表中选择“SuperUser（高级用户）”，在“模块”下拉列表中选择“过程分析”选项。（3）选择功能区中的“文件”→“新项目”→“过程能力”→“过程能力”命令，弹出“测量系统分析-过程能力”对话框。单击“是”按钮，关闭该对话框。（1）单击功能区“编辑”→“零件栏”命令，打开“零件栏”对话框，进行如图所示的参数设置：2.设置零件信息1.设置工作环境2.设置零件信息操作实例-----过程能力控制图分析（2）单击功能区“编辑”→“被测参数栏”命令，打开“被测参数栏”对话框，在右侧界面中设置被测参数信息，如图所示：（3）单击功能区“编辑”→“数值栏”命令，打开“数值栏”对话框，显示当前打开文件中零件、被测参数属性。（4）打开“Process_Capability_Control.xlsx”文件，选择所有数据，按下快捷键Ctrl+C，复制表格数据。单击“数值栏”对话框数据区被检参数列，按下快捷键Ctrl+V，将100次测标准件的测量值粘贴被测参数数据列，结果如图所示。2.设置零件信息操作实例-----过程能力控制图分析（5）在对话框的空白处单击鼠标右键，选择“显示附加信息域”命令，弹出“显示附加信息”对话框，单击选择定性、时间、日期、事件、批次编码、检验员姓名、机器编号，在这些选项前显示√，如图所示。单击“是”按钮，关闭该对话框，在“数值栏”对话框中显示附加选项列，结果如图所示。3.测量方法评定操作实例-----过程能力控制图分析（1）输入测量值后，单击功能区“开始”→“评定方法”命令，打开“评定设置”对话框，显示当前评定标准文件Q-DASProcessCapability(04/2022)。（2）单击功能区“开始”→“评定标准程序”命令，或按下F9键，执行评定生成评估表，在“表格3”对话框中计算所有指标和结果，如图所示。4.研究结果分析操作实例-----过程能力控制图分析（1）在最上方显示零件的基本信息：零件号、零件名、被测参数编号、被测参数名称。（2）根据输入数据分类显示统计数据：（3）显示数据分布模式为正态分布。（4）最终要是分析下面的两个指标，潜在的能力指数、关键的能力指数，均要求＞1.37才合格。很明显这两个指标＞1.37，因此得出结论：满足要求（,，界限值）。（1）使用单值进程图可以更深入地分析和理解测量数据的特性和变化趋势，从而更好地控制和改进生产过程。（2）单击功能区“图形”→“单值进程”命令，弹出“单值进程-单值”对话框，显示每个测量点所在位置的单值进程图，如图所示。5.单值进程图分析6.判断数据分布操作实例-----过程能力控制图分析离散图、概率图和直方图是两种非常有用的工具，可以帮助用户判断数据的分布模型。（1）单击功能区“图形”→“数值离散”命令，弹出“数值离散单值”对话框，展示数据的分布和离散程度，如图所示。（2）单击功能区“图形”→“概率网”命令，弹出“概率网”对话框，通过将数据集的累积分布函数与理论分布的累积分布函数比较，来评估拟合程度，如图所示。（3）单击功能区“图形”→“直方图”命令，弹出“直方图”对话框，显示直方图和概率曲线图。6.判断数据分布操作实例-----过程能力控制图分析（4）直方图通过将数据分组并计算各组频数，展示了数据的分布情况，如图所示。概率分布曲线则用来描述连续型随机变量所服从的概率分布，反映随机变量取各种值的概率。（5）图中可以看出，直方图拟合出的分布模型也是正态分布，可以认为测量值符合正态分布；图中自动绘制平均值中心线、平均值的±3个标准差、上公差限和下公差限。7.分析用质量控制图操作实例-----过程能力控制图分析（1）分析用质量控制图适用于初步分析和调整生产过程，可以显示数据的波动趋势、异常点以及与控制限的关系，帮助用户识别过程中存在的问题。（2）单击功能区“图形”→“QCC”→“分析用质控图（W）”→“设计1”命令，打开“分析用质量控制图”对话框，显示平均值和标准差的控制图，如图所示。（3）分析用控制图将自动计算中心线、上控制限（UCL）和下控制限（LCL），这些控制限帮助用户识别过程中的异常波动，当数据点超出这些控制限时，可能表明过程失控。（4）图中左侧数据点没有超出向下控制限，表明没有违反稳定性的情况，说明过程稳定；图中右侧显示各种统计量（与“表格”3中相同）。8.导出分析结果操作实例-----过程能力控制图分析（1）单击功能区“开始”→“报告以PDF文件打印”命令，打开“报告选择”对话框，默认选择“0040_ValueChart_Histogram_ProbabilityPlot”，如图所示。单击“是”按钮，关闭该对话框，弹出“另存为”对话框，输入PDF格式评估表的名称“Shaft_Process_Capability.PDF”。单击“保存”按钮，关闭该对话框，在源文件路径下，输出一个评估表PDF文件，如图所示。8.导出分析结果操作实例-----过程能力控制图分析（2）输出的报告文件中，最上方显示分析方法为“过程分析”同时显示报告创建如期。（3）接着下显示零件的基本信息：零件号、零件名、被测参数名称，还包括名义尺寸、被测参数上下限、子组容量等重要参数。（4）中间部分显示单值进程图、直方图、概率图。（5）最下面显示两个分析指标，潜在的能力指数、关键的能力指数，均要求＞1.37才合格。（1）选择功能区中的“窗口”→“保存窗体布局”→“窗口布局1”命令，保存工作界面中打开的窗口。（2）选择功能区中的“窗口”→“保存窗口布置到数据集”命令，将当前文件中打开的窗口布局信息保存到数据集中。（3）选择功能区中的“文件”→“保存…”→“另存为”命令，或单击工具栏中的“保存”按钮，弹出“另存为”对话框，输入名称“Process_Capability_Statistical_Chart.DFQ”。单击“保存”按钮，保存文