统计过程控制SPC

1、1,Statistical Process Control统计过程控制SPC,m,x,a,b,R,X,R,n,s,CFMA Q1 可以参阅控制计划中设定的围堵批量, 了解确切的多少零件需要被重新检测.) 围堵批量描述了当发现了缺陷零件的情况下, 在生产现场(即还未发运)多少零件你应当检测防止问题零件的流出, 该围堵批量是建立在统计学基础上的数量.,50,围堵批量(Containment Lot Size),例如: 你的抽样计划中 ARL=4, 每隔100个零件抽取一个子组 100个零件运行 样本1 发生了过程变化, 没有探测到 100个零件运行 样本2 变化没有被探测到 100个零件运行 样本

2、3 变化没有被探测到 100个零件运行 样本4 变化被探测到,零件在发生变化和变化被探测到之间的数量=400 即 围堵批量,51,ARL基于围堵策略的局限性,使用ARL的围堵策略, 便于设定反应措施和子组样本大小, 但是也有局限性. 正如采样一样, ARL的围堵策略假设: 过程是稳定且统计受控的 过程均值的偏移发生在ARL定义的范围内(该假设必须通过将包含的零件变差绘图来验证) 例如下面的4种失效模式 ,52,ARL基于围堵策略的局限性,当失效模式是断续或循环的情况下, ARL围堵策略不能用于保护顾客,53,第3部分,m,s,x,a,b,R,X,R,n,s,控制图 特殊原因的不受控信号判定 在

3、MINITAB中做计量型控制图,54,控制图的基本构成,55,过程控制限,控制限是： 统计控制限均值 +/- 3 标准偏差 它是在过程受控时进行设定的 固定在基准值 过程改变了就要做调整 决不会变宽 控制限同公差带不相关,控制限不是公差带,56,控制图表的基本构成,判异准则及反应措施,绘图区,数据区,表头,容易被忽略的部分,57,控制图的用途,聆听”过程的声音”并且用可预见性的方法采取行动以确保顾客满意 确保过程是稳定的 确保过程是统计受控的 支持过程持续改进,58,控制图的用途,区别可控制的和不可控制的变差源 X-图用于监控过程均值 随着时间推移的变差 R 或 s 图用于监控过程变化 子组内

4、零件之间的变差,59,使用控制图的好处,提供可靠的信息用于判断何时需要(或不需要)对过程采取措施 帮助维持过程在统计受控的状态 为过程性能表现的沟通提供一种通用的语言 评价并激励持续改进成效 如果运用得当, 可以从技术上证明生产能力的改善,60,使用控制图的好处,通过对过程的预见, 可以有效的预防问题的发生 可以防止不必要的过程调整 提供诊断信息 提供关于过程能力的信息 区别特殊原因和普通原因变差,61,创建控制图,Step 1. 根据数据类型和抽样计划确定控制图类型 Step 2. 使用收集的数据计算过程均值和控制限 Step 3. 计算绘图比例并将数据点, 过程均值和控制限绘制在控制图上,

5、62,创建控制图,Step 4. 查找不受控的点: a. 确定为什么不受控. b. 纠正过程的问题, 例如抽样计划, 数据收集方式等. c. 如果已识别出特定原因, 消除该不受控的点并且用增加的额外数据点代替. d. 重新计算过程均值和控制限. e. 重新计算比例并将修订后的数据点, 过程均值和控制限绘制在图上. f. 继续重复抽样过程直到所有必须的点都受控. 这就建立起了正确的过程均值和控制限.,63,使用控制图,1. 根据抽样计划继续收集并绘制数据点, 查找不受控信号. 2. 如果发现不受控信号立即采取行动: a. 确定根本原因. b. 在图表上或是控制图日志中标示根本原因. c. 采取行

6、动消除根本原因并且防止它再次发生. 备注: 控制限一般在过程发生改进, 并且是知道变化原因的情况下才需要更新(在后续的课程中将会阐述),64,控制图的关键要素,容易被忽略的部分,65,控制图的策划,建立控制图时要解决的基本问题： 为什么要建立控制图？ 过程监测。 调整工具。 建立稳定性。 维持稳定性。 其它，特殊原因。 谁（质量工程师的姓名）来负责该图的建立？ 要绘图的特性是什么？它是否是特殊特性？ 该特性是计量型测量值还是计数型测量值？ 多长时间收集一次数据？ 测量系统是否充分？是否已被量具研究所证明？,66,控制图的策划, 如何收集数据？例如，每次5件，每天一次，等等。为什么？ 谁（姓名，

7、是否进行了培训）来收集数据并作图？ 如果该图用于过程监测 谁（名称）是顾客？ 顾客是如何参与这一作图的过程？ 多长时间向顾客提供一次记录？ 准备了什么样的过程以保证使用者对该图所提供的信息表示满意？ 谁（姓名）来审核作图过程，以保证顾客的要求不断得到满足？ 多长时间进行一次审核？ 审核过程如何进行文件化？,67,控制图的策划, 如果该图用于过程调整 该图是否列入控制计划？ 何时需要进行调整？（例如，图上出现了什么情况表明需要进行调整？） 谁（姓名，是否进行了培训）来进行调整？ 使用什么程序来确定需要进行调整？ 该程序在措施计划中是否已形成文件？ 调整如何验证？ 谁（姓名）来审核作图和调整程序以

8、保证它们是有效的？ 多长时间进行一次审核？ 审核过程如何进行文件化？,68,控制图的策划, 如果该图用于建立和维持过程稳定性 谁（姓名）来确定控制限？ 在图上出现什么信号，表明有一特殊原因正在起作用？是否需要对这种情况立即作出反应，控制是如何进行的？（该过程是否文件化？） 谁（姓名）来负责寻找特殊原因，其何时采取行动？ 负责寻找特殊原因的人必须提供什么文件？ 当一个特殊原因被确定以后，谁（姓名）来负责采取行动？ 谁（姓名）来审核作图过程，寻找原因并采取行动以保证有所进步？ 多长时间，何时对控制限重新进行计算？ 多长时间进行一次审核？ 审核过程如何进行文件化？,69,Question?,关于控制

9、图，以下哪些描述是正确的？ A. 帮助预知过程表现 B. 为过程表现的沟通提供一通用语言 C. 指出问题是否需要管理层的行动 D. 为维持过程稳定提供何时需要或不需要对过程采取行动的信息 E. 计算超出规范的百分比,70,Question?,如何排序以下控制图的创建步骤？ A. 调查所有不受控的数据 B. 计算过程均值和控制限 C. 确定绘图比例并绘制数据点 D. 确定控制图类型,71,随机,在没有特殊原因影响的情况下, 变差应该是随机的 : 过程期望得到随机的变差. 如果不是, 你就需要开始审视你的过程控制图反映出的信号来帮助你了解发生了什么.,72,Western Electric 特殊原

10、因测试规则,超出控制限之外的点 在中心线同一边有7个连续的点 7个连续点上升或下降 3个点中有2个同在A区或是之外 5个点中有4个同在B区或是之外 14个连续的点交互上下 14个连续的点任一C区,为运行和趋势 分析确定的规则,73,Nelson 特殊原因测试规则,在控制限之外的任何点 9 个连续的点在中心线的同一边 6 个连续的点连续上升或下降 14 个连续的点交互上升和下降 3 个点中有2个都在A区或之外 5 个点中有4个都在B区或之外 15 个连续的点在任一个C区 8 个点在C区之外,Lloyd Nelson (劳埃德纳尔逊1984) 提议的测试方法并在Minitab中用于运行和趋势分析,

11、74,哪一个测试比较好?,Western Electric 超出控制限之外的点 在中心线同一边有7个连续的点 7个连续点上升或下降 3个点中有2个同在A区或是之外 5个点中有4个同在B区或是之外 14个连续的点交互上下 14个连续的点任一C区,Nelson 在控制限之外的任何点 9个连续的点在中心线的同一边 6个连续的点连续上升或下降 14个连续的点交互上升和下降 3个点中有2个都在A区或之外 5个点中有4个都在B区或之外 15个连续的点在任一个C区 8个点在C区之外,75,发出错误警报的比率是关键,Nelson 在控制限之外的任何点 9个连续的点在中心线的同一边 6个连续的点连续上升或下降

12、14个连续的点交互上升和下降 3个点中有2个都在A区或之外 5个点中有4个都在B区或之外 15个连续的点在任一个C区 8个点在C区之外,错误警报率 .0027 大约 .003 大约 .003 .00305 .0043 大约 .004 大约 .003 大约 .003,Nelson 的所有测试错误警报率基本相同。 Western Electric 规则没有这个特性。,76,特殊原因的不受控信号,一点远离中心线超过3个标准差,77,特殊原因的不受控信号,2/3的点距中心线的距离超过2个标准差(同一侧),78,特殊原因的不受控信号,4/5的点距中心线的距离超过1个标准差(同一侧),可能的原因: 控制限

13、或控制点计算错误或打点错误. 零件之间的变差(piece-to-piece)增加了(例如: 作业者变化, 错误的工序步骤, 或者是原材料变化). 在极差图中, 点在下控制限之下可能意味着变差减小了. 测量系统变化了(例如: 使用了新的量具或者是量具损坏了).,79,可能的原因: 可能过程发生了变化; 过程的变差减小了.,特殊原因的不受控信号,连续15个点排列在中心线1个标准差范围内(任一侧),80,可能的原因: 测量系统误差(例如: 测量系统的分辨率减小了或是使用了新的量具).,特殊原因的不受控信号,连续8个点距中心线的距离大于1个标准差(任一侧),81,可能的原因: 可能是过程切换; 过程的

14、均值增加了, 或在极差图中变差增加了(例如: 材料的变化或是作业者变化).,特殊原因的不受控信号,连续7点位于中心线同一侧,82,可能的原因: 可能是工具磨损.,特殊原因的不受控信号,连续6点上升或下降,83,可能的原因: 可能是取样问题(例如: 在两班中轮流取样).,特殊原因的不受控信号,连续14点交替上下变化,84,特殊原因的不受控信号,一点远离中心线超过3个标准差 2/3的点距中心线的距离超过2个标准差(同一侧) 4/5的点距中心线的距离超过1个标准差(同一侧) 连续15个点排列在中心线1个标准差范围内(任一侧) 连续8个点距中心线的距离大于1个标准差(任一侧) 连续7点位于中心线同一侧

15、 连续6点上升或下降 连续14点交替上下变化,85,特殊原因的不受控信号,以上8类特殊原因造成的不受控信号一旦被发现, 就应当立即采取措施: 反复询问过程是否发生任何变化造成了不受控情况的发生 如果通过简单的提问方式无法解决, 可以进一步的使用G8D或DMAIC (Define, Measure, Analyze, Improve, Control) 方法开展问题解决,86,Question?,以上控制图的不受控情况可能是由哪些原因造成？ A. 应用了变差减小方案 B. 新的测量系统 C. 控制限计算错误 D. 更换了作业者 E. 遗漏了过程步骤,87,Question?,以上控制图中的哪些点

16、是特殊原因变差信号？ a. 1 到 5 b. 10 到 14 c. 15 到 19 d. 21 到 25,88,Question?,以上控制图中的哪些点可能是由于测量系统误差造成的特殊原因变差信号？ a. 5 到 12 b. 13 到 20 c. 15 到 22 d. 18 到 25,89,Question?,以上控制图中的哪些点可能是采样问题造成的特殊原因变差信号？ a. 1 到 14 b. 5 到 18 c. 15 到 20 d. 18 到 23,90,数据类型与控制图的选用,计量型数据Variable Data 可测量的数据 测量可用于描述过程, 产品, 或服务特性 测量是基于连续的数值

17、范围 较小的样本量就可以接受 X-Bar Ford Motor Company; 2000,172,B: Cpk 与 6-Sigma 的长期标准差值的关系,Long / Short 4.5 / 6.0 Sigma (3.4 DPMO),Long / Short 3.5 / 5.0 Sigma (230 DPMO),Long / Short 2.5 / 4.0 Sigma (6,210 DPMO),Long / Short 1.5 / 3.0 Sigma (66,800 DPMO),Long / Short 0.5 / 2.0 Sigma (308,000 DPMO),NOTE: Long Term Sigma = Short Term 1.5,Appendix,Reference: Statistical Process Control Table C; Ford Motor Company; 1991 by Decision Dynamics fo