SPC统计制程管制培训讲义.pptx
1华宇企业管理顾问股份有限公司华宇企业管理顾问股份有限公司2一统计是什么? 1.计算平均值2.计算离中趋势3.提供有意义的情报4.提供估计与判定 二统计品管 三有意义的情报 1.空调旋钮容易操作 2.空调旋钮操作时,节度,段落分明 3.空调旋钮,节度操作力平均为1.5kg 4.大多数空调旅钮操作力为1.5kg+ 0.2kg 5.99.73的空调旋钮操作力为1.5kg+ 0.2kIPOIPOIPO数据计算情报统计判定统计二大功能生产系统原料加工成品统计系统数据计算情报=s3四.统计用语 1.平均值:数据数总合除以资料数 2.极 差: R一群数据分布或散播中心位置中,最大值与最小值之差错(全距) 3.标准偏差:每一个数据与平均数间偏差的计算 4.代表含意 :比较好坏A: 180 175 170 165 160 =170 B: 178 177 176 175 174 =176 R:比较稳定情况A: 260 263 250 240 245 =251.6 R =263 240=23 愈小愈好B=260 259 255 248 246 =253.6 R =260 245=14 =愈小愈佳 A=3 5 6 6 10 =6 R =7 B =3 3 6 8 10 =6 R =7 a: 4. 7. 8. 6. 10 b: 4. 4. 8. 9. 10XXXXXXnXXini12)(28. 25268) 610() 66() 66() 65 () 63 (22222A756. 25385)610()68 ()66()63()63(22222BXX4五.机率与常态分配 1.情报构成要素 a.集中趋势( 作代表) b.离中趋势( 作代表) c.含盖在特定范围内的机率(常态分配)百分比 2.常态分配说明 . . X68.26%9504499.73%-3-2-10 1 2 35统计过程概述统计过程及持绩改进:重视部以及外部的顾客,并将顾客满意作为企业主要目标1.最终目标 收集数据并用统计方法来解释不是最终目标 最终目标是对用户的过程不断加深理解.2.适用任何领域 研究变差和应用统计知识来改进性能,可以是在车间或办公室3.控制重点的观念 统计技术来控制输出,仅是第一步.产生输出的过程经过努 力后,对改进质量,提高生产率,降低成本方能发挥作用.4.实际工作过程信息相联系 与自己工作场所实际相联系,才能真正理解这些知识的运用.5.统计方法与正规的统计学教育 SPC是提供从经中得到的法则,并不能满足对统计方法和 理论知识的进一步需要。.6.测量系统对合适数据分析很重要 如果测量系统缺少统计控制,或变差占过程数据总变差中很 大比例,就可能作出不当的决定 。6 统计过程概述1.预防与检测:统计过程的需要检测:容许浪费 通过质量控制来检查最终产品并剔 除 不符合规范的产品,管理部门靠检 查或重新检查工作来找出错误 。 预防:避免浪费 避免生产无用的产品输出,进而避免浪费。7 统计过程概述2.过程控制系统:有反馈的过程控制系统过程: 定义:共同工作以产生输出的供方,生产者,人,设备,输入材料,方法 和环境以及使用输出的顾客之集合。 性能:取决于供方和顾客之间的沟通,通常含盖,过程设计,过程 实施,过程运作,过程管理。 有关性能的信息: 通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息。 其中与性能有关的最有用信息,是研究过程的本质,以及其内 在的变化性。对过程采取措施 目的:采取措施,避免偏离目标值太远,保持过程的稳定性,确保过 程输出的变差 在可接受的界限之内。对输出采取措施 仅对输出进行检验并随之采取措施不是一种有效的管理方法 重点在对过程信息收集和分析上,以便对过程本身采取纠正 措施。8统计过程概述3.变差:普通原因及特殊原因变差是如何影响过程输出 理解变差的概念: 任何过程都存在着许多引起变差的原因 从要求的角度,将变差的问题简单化 变差如何影响过程输出 分布特性区别:普通原因和特殊原因 普通原因:“处于统计控制状态”或”受统计 控制”其表现为一个稳定系统的 偶然原因,其输出是可预测的。 特殊原因:当他们出现时,将造成整个过程 的分布改变,特殊原因造成的 过程分布的改变,有些有害,有 些有利,有利时可识别出来使 其成为过程恒定的一部份。9满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类 两者区别 局部措施 特殊原因 该过程操作直接有关人员的责任 采取系统措施 普通原因 责任在于管理人员(技术,开发,生技等)5.过程控制和过程能力 目标:过程控制系统目标,是对影响过程的措 施作出经济合理的决定,避免过度控制 与控制不足 过程能力讨论:必需注意二个观念 由造成变差的普通原因来确定 内外部顾客开心过程的输出及与他 们的要求的关系如何。 过程类别:可分四类 统计过程概述4.局部措施和对系统采取措施 消除变差的特殊原因,通常可纠正大约15%的过程问题 直接操作 消除变差的普通原因,通常可纠正大约85%的过程问题 管理系统10为了达到消费者之期望在图2-5的制程中平均与变异于生产期间保养不变此制程可解为稳定的(即在统计管制下)图2-6说明制程是不是在统计管制状态下显示制程遭受某种就变动而影响其平均值此时制程被称为是非管制图状态。图2-5图2-611图2-7说明制程是不在统计管制状态下,显示制程遭受某种变动,而影响其制程的变异以不定的状态改变,此时制程被称为是非管制状态。图2-6说明制程是不在统计管制状态下显示制程遭受某种应运而影响其制程的平均值与变均不稳定和改变此时制程被称为是非管制图状态。12每件产品的尺寸与别的都不同范 围范 围范 围范 围但它们形成一个棋形若稳定可以描述为一个分布范 围范 围范 围分布可以通过以下图案来加以区分范围范围范围位置分布宽度形状如果仅存在变差的普通原因随着时间的推移过程的输出形成一个稳定的分布并可预测目标值线预测时间范围时间范围目标值线预测如果存在变差的特殊原因随着时间的推移过程的轮出不稳定图2变差普通及特殊原因13带有不同水平的变差的能够符合规范的过程(所有的输出都在规范之内)。不能符合规范的过程(有超过一侧或两侧规范的产品输出)标准偏差与极差的关系(对于给定的样本容量平均极差一越大标准偏差越大)来自示例(用均值极差来估计过程的标准偏差)范围范围规范下限(LSL)规范上限(USL)规范下限(LSL)规范上限(USL)范围范围(LSL)(USL)(LSL)(USL)范围范围范围(USL)(LSL)500900738x0.738145.过程控制和过程能力6.过程改进循环及过程控制过程能力指数 短期:是以从一个操作循环中获取的测量为基础的。 长期:测量时间较长而能获得预计到的变差的原因。注意:1.没有1个单独的指数可以万能地适用所有的过程。 2.没有1个既定的过程可以通过一个单独的指 数完整地来描述。6.过程改进循环及过程控制 分析过程:如何理解及分析过程 本过程应作什么 会出现什么问题 本过程正在作什么 维护(控制)过程:使过程维持在一定的能力水平上 制作及使用控制图可以对过程进行有效监控 改进过程:通过减小变差来改进过程。 统计过程概述151.00 CpD1.33 Cp 1.00C2.0 Cp 1.33BCp 2ACp等级过程能力(Cp)Capability of process(Capability of Precision) 衡量产品分散宽度符合公差的程序 Cp值愈小,表示能力差,反之表示好BA规格下限规格上限4710Cp等级评定36. 05 .166756. 26410438. 068.13628. 264106CpbCpalsluslCpBACp實際分散寬度規格寬度16二、制程精密度Cp(Capability of Precision)Cp值系在衡量制程之变异宽度与规格界限范围(规格允差)的情形。若Cp值愈小,表示产品之质量特性变异性愈大,所以能力差;反之,若Cp值愈大,表示产品质量特性变异愈小,精度高,制程能力佳。1.Cp计算之公式 Cp值可应用在双边规格和单边规格,当制程已达到统计学之管制状态时,计算 制程精密度Cp才具意义。2.Cp值之意义 制程精密度Cp代表规格界限和实际标准偏差之比。若Cp值大,表示标准偏差小,换句话说就是制程变异小,精确度高。3333666XUSLXLSLCpUSLLSLCpCplsluslCplsluslTCp或或之估計是(双边规格) T:规格界限(单边规格)(双边规格)7()(:2得之錄表可利用管制界限係數附而定的常數視樣本大小樣本組的平均全距值ndR2dR规格下限规格上限級E6級D6級C6級B6图6-5等级判定图解級A6174.Cp等级判定后处置原则 A级:此制程非常稳定,可胜任非常精密工作,应继续保持。 B级:此制程稳定,可以将规格允差缩小,改进至A级,生产更高 质量的产品。 C级:表示尚可,但需立即找出对策,加以改善,不要使其质量恶化。 D级:表示制程能力不足,需立即检讨规格及作业标准采取紧急措施,必要时停止生产。 E级:对产品实施全检,加 以分类,并全面检讨所有可能因素必要时停止生产。【例题】 某一射出成型厂,其产品厚度规格为302mm,每班生产实际状 况分别为早班: ,晚班为: ,为 ,求昨日三班Cp值。制程中常见Cp值偏低的可能原因:1.操作员熟练度不够,造成变异过大。2.机台零件故障。3.工作环境之关系,如温度或湿度差异过大。mmX8 . 0313mm5 . 131mm8 . 129 4LSLUSLT)(11.128.14)(33.125.14)(5.228.04級夜班級晚班級早班CCpBCpACp18等级CaACa12.5%B12.5%Ca25%C25%Ca50%D50%Ca22/12/1lslusluxCaAcCa規格寬度偏離中心值过程准确率(Ca)Accuracy of process (Capcbility of Accura)准确度衡量平均值 与规格中心值之间偏离程度Ca值愈小也就是质量愈接近规格要求。2.2516.2536.251XXX例A=260、263、250、240、245 B=260、259、255、248、246 C=256、254、250、249、247 31. 358 .5452 .2512472 .2512492 .2512502 .2512542 .25125668. 552 .16156 .2532466 .2532486 .2532556 .2532596 .25326073. 852 .38156 .2512456 .2512406 .2512506 .2512636 .251260222222222222222CBAR=23R=14R=920250 XCa等级评定LSLUSLCA21)(x19而Ca值是衡量制程之平均值与规格之中心值一致性，、Ca计算之公式 USL:规格上限LSL规格下限T规格公差 注意：因为单边规格无视规格中心值，所以不能计算Ca值。 Ca值系应用在变边规格的准确度分析。Ca表示Ca值之意义规格的上下限是容许产品差异的范围，由图可知，若将公差的一半空间视为100，则Ca表示制程已消耗此空间有多少百分比如图6-3中 ，及为两种制程实际中心值。假设的实际中 下Ca值为，所以的Ca值为：Ca值的意义简言之，就是实际中心值和规格中心值的差距。占 线段有多少百分率。所以Ca值越小表示偏离规格值越集中，准确度越良好。%100規格公差的一半規格中心值制程平均值Ca%100規格公差的一半規格中心值制程平均值Ca%1002TXLSLUSLTXCa表時,0X2T1X2X1X2X%1002)(22TXXCa2T20规格下限规格上限%1002T%1002T2X2X1X)(2X2X A B C D E X1.0规格下限规格上限0.06250.1250.2505T =公差 2TT=公差21钢管切削的规格为85010mm,元月份切削状况为制程中常见Ca值过高的原因,大致为: 1.机台零件、刀具磨损。 2.机台维修后未校正。 3.操作员未依作业标准操作。 4.原料变质。 5.操作人员疏忽看错规格。值。求此三個月的三月份切削狀況為二月份切削狀況為CammmmmmX,65 .850;6849;88523)%(5%100108505.850:)%(10%10010850849:)%(20%10010850852:10220840860級三月級二月級元月ACaBCaCCaTTLSLUSL22等级Cpk推定不良率ACpk 1.5P 3.4B1.5 Cpk 1.253.4 Cpk 186Cpk1350PC 251.2B 253.6A 251.6230 240250 255 260 270过程能力指数CPk过程平均值与规格中心值其分散宽度与偏离程序CPk值愈大表示过程能力愈强.综合过程能力指数CPk=Cp(1-Ca) CpkA=0.76(1-0.08)=0.69 CpkB=1.173(1-0.18)=0.96 CpkC=2.01(1-0.06)=1.88. 过程能力评定基准8%18%6%01. 286.1940)31. 3(6230270173. 108.3440)68. 5(623027076. 038.5240)73. 8(6230270CBACpCpCp06. 0202 . 12/402502 .25118. 0206 . 32/402506 .25308. 0206 . 12/402506 .251CBACaCaCa)3,3(LSLXXUSLSmallerCpk23三、制程能力指数Cpk( Capability of Process) 制程能力指数Cpk,是同时兼顾衡量制程中的业中程度和变 异大小,也就是将Ca与Cp值两项合并评估。 Cpk计算之公式因此 未知时,可用=来估计 若Ca =0则Cpk = Cp 之意义 制程能力要达到规格的要求,必须要Ca小而Cpk值大才会有良好的效力,若Ca很小,准确度好,但cp值太低,差异太大,则会出现,面样地Cp值高。精确度良好,态太大变异,但制程中心不良,则不良率也会提高,如图6-6中.x偏LSL(规格下限)且变异也大。所以Cpk值会偏低。所以制程能力指数Cpk就是将Ca值 与Cp值综合起来,评定其等级,从上述公式中,我们可以发现若Ca = 0时则Cpk=Cp.而(Cpk(U)Cpk(L)中取较小值乃是取容差较小的一边也就是制程不良较多的一边。用较少值来计算较为安全保险。CaTxKTKCPK2,6)1(3)(3)()(),()()1(LSLLCpkUSLuCpkLCpkUCpkMinCpkCpCaCpk或變邊規格x规格下限规格上限超过管制界限的机率x图6-6 Cpk值之意义图解母体均数24统计过程概述.控制图 过程控制工具可控制和不可控制的变差.控制图的益处控制图的功能 数据的收集 控制限:利用数据计算试验控制限 分析及改进 管理措施 对于调整过程的变差,应在顾客满意和经济性 两方面进行权衡8.控制图的益处 更高的质量。 更低的单件成本。 更高的有效能力 为讨论过程的性能提供共同的语言2225计量型控制图1. -R图均值和极差图使用控制图的准备 适用于实施的环境 定义过程 确定待管理的特性 确定量测系统 使不必要的变差最小收集数据 1. 子组大小 子组频率 子组数的大小2.建立控制图及记录原始数据3.计算每个子组的均值 和极差计算控制限 1.计算平均极差 , 及过程均值XnxxxXn.21KRRRRk.21Kxxxxk.21最小值最大值XXR)(X)(R)(X)(R26 R图2.计算控制限3.作出平均值和极差控制限的控制线。过程控制解释 识别过程变化性的任何证据或过程均值没有处于恒定的水平 1.极差图上的数据点 1-1超出控制限的点。 找出存在特殊原因信号,并进行调查。 1-2链 连绩7点位于平均值的一侧。 连绩7点上升或下降。 1-3非随机图形 各点与R的距离 一般2/3的描点落在控制限中间三分之一区域,1/3原点落 在其余三分之二区域。 2均值图上的数据点 如果均值处于统计控制状态,其变差便与极差图中的变差有关 如果均值没能受控,则存在造成过程位置不稳定的特殊原因变差2-1超出控制限的点 为特殊原因,需立即对操作进行分析。XRAXUCLRDUCLXR24RAXLCLRDLCLXR23计量型控制图27量型控制图 R图2-2链 连绩7点在平均值的一侧 连绩7点上升或下降2-3测随机图型 2/3点描点落在三分之一区域,1/3点落在其它三 分之二区域 过程能力解释:图可说明 过程是否处于统计稳定状态 过程各测量 值服务后正态分布 工程及其他规范正确地代表顾客需要 设计目标值处于规范的中心 测量变差过程能力 1.过程标准偏差 2.计算过程能力 按标准偏差为单位来描述过程均值与规范界限的 距离以Z来表示 2-1单边容差 2-2变向容差X22/dRLSLXZdRXUSLZLSLUSL或22/dRLSLXZdRXUSLZ或的最小值或LSLUSLZZZmin2dRRX 28R图计量型控制图2-3 Z值 Z值为负值说明过程均值超过规范2-4与能力指数Cpk263minZCpkX1,3minCpkZ時minZ29计数型控制图 2.图，均值和标准偏差图对于样本容量较大的情况，标准偏差是过程变异性更有效的指示，但计算较复杂。收据数据只有每组的 和出现计算控制限过程控制解释(同P9)过程能力解释(同P10)估计过程标准SxX1)(2nXXSiSBUCLS4SBLCLS3SAXLCLX3SAXUCLX34/CS30中位数图优点：易于使用并不要求很多计算描出单值的点，可显示过程输出的分布宽度，及变差趋势可对同一过程不同阶段的输出进行比较缺点：统计意义上不如均值理想收集数据 子组样本容量小于或等于，若是偶数则取中间两个 数的均值。计算控制限过程控制解释（同）过程能力解释（同）估计过程标准偏差计数型控制图 圖RX . 3RDUCLR4RDLCLR3RAXUCLX32/dRRAXLCLX231计数型控制图 4.x-MR图单值和移动极差图使用时机量测费用很大（如破坏性试验）任何时刻点，输出性质比较一致时（如此学溶液的 值）单值控制图与图有些相同收集数据1.从左至右记录单值读数2.计算单值间的移动极差（）计算控制限为移动平均极差，是过程均值过程控制解释（同P9）有超出控制限的点，这是存在特殊原因信号过程能力解释（同P10）RDUCLMR4RDLCLMR3REXUCLX2REXLCLX22/dRRXRX32计数型控制图 计数型控制图：不合格品率的图，不合格品数的np图 不合格数的图，单位不合格数的图特点：O计数型数据只有两个值合格不合格成功失败通过不通过O计数型数据存在于任何技术或行政管理O计数型数据，通常不需要专业化的收集技术O能够区分特殊原因和普通原因变差33计数型控制图 收集数据 O 子组容量：一般要求较大的容量(50200或更多）O分组频率：根据产品的周期来确定（时，日）O子组数量：子组多，方能检验过程的稳定性O计算每个子组的不合格品率被检项目数量：发现不合格项目数量：np O选择控制图的坐标刻度O将不合格品率描绘在控制图上计算控制限O计算过程平均不合格品率(P)O计算控制限 UCLp= LCLp O画线并标注水平实线过程均值(p)水平虚线控制限1.P图:不合格品项目的百分数P=npnP=n1p1+n2p2+.nkpkn1+n2+nknppp/)1 (3nppp/)1 (334计数型控制图 1.P图：不合格品项目的百分数过程控制解释O超出控制限的点 超出上控制限 低于控制限下 O链 连续点位于均值的一侧 连续点上升或下降 O明显的非随机图形 2/3点将位于控制限中三分之一区城，1/3点位于三分之二区 过程能力解释 对于图，控制图上的每一点直接表明不符合顾客要求的不合格品的百分数或比值。O计算过程能力通过过程平均不合格品率来表示，如需要，还可以用符合规范的比率（）来表示。 O评价过程能力 应研究提高长期性能水平 O改进过程能力过程一旦表现出处于统计控制状态，该过程所保持的不合格平均水平即反映了该系统的变差原因，过程能力，对系统直接采取管理措施。2.np图一不合格品数与图不同O不合格品的实际数量比不合格品率更有意义或更容易报告O各阶段子组的样本容量同时35计算过程能力从实例可得：0.0312目前的过程能力是：功能检验的失效为3-12%(96.88%合格）评价过程能力如果进行100%的功能检验并已选出不合格的产品，顾客是得到免受不合格产品的保护。但是3%的平均失效率(要求返工或报废)是很浪费的，应研究提高长期性能水平的措施。P36收集数据(可参照P图P16) O样本的容量必需相同 O分组周期应按生产间隔或反馈系统而定计算控制制(参照P图P16) 不同之处为 np 上下控制限 UCLnp LCLnp 过程控制解释(参照P图P17) 过程能力解释(参照P图P17)3.C图:不合格数 一个检验批内的不合格的数量,主要应用于下列检验 O不合格分布在连续的产品流上,以及可以用不合格的平均率表示的地方 O在单个的产品检验中,可能发现许多不同潜在原因造成的不合格。计数型控制图 2.NP图:不合格品数npnpnpn)1 (3knpnpnpk.2137计量型控制图3.C图:不合格数收集数据(参照P图) 检验样本的容量要求相等(零件量、织物面积、电线长度)计算控制限:计算不合格数均值C C=计算控制限UCLCLCLC.过程控制解释(参照P图).过程能力解释 过程能力为,即固定容量n的样本的不合格数平均值4.u图,单位产品不合格数.测量具有容量不同的样本的子组内,每检验单位产品之内的不合格数量.收集数据记录并描绘每个子组内的单位产品不合格数uU=C1+C2+.+CKKcnCC3C38(C管制图问题研讨) 我们考虑,在汽车前后保险杆的制程中,建立C管制图管制此制程,因为汽车在装保险杆都需检验,而可能出现缺陷态共有8种如下: 1.后保险杆螺栓没栓2.后保险杆需调整 3.后保险杆损伤4.错误的后保险杆 5.前保险杆有损伤6.前保险杆松动 7.后保险杆松动8.保险杆上螺栓没栓 记录25个汽车前后保险杆的制程缺点数,得下列资料,利用这数据建立一个缺点数管制图。25次检验后建立C管制图,如表中为这25组样本,一张C管制图上所有的缺陷数都能被解释原因。车号缺点数车号缺点数车号缺点数11101194201112063412021343138221511402306215224275161254801739218539C管制图的中心线和上、下界限的计算方法,如下: 管制图如下图所示:样本13超出管制上限,假设可找出其异常原因,故将该点删掉36.225591KcCkii0397. 6336. 2CCLCLCCUCLCCL缺点数管制图8765432103 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25样本号数UCL=G.97CL=2.36LCL=040计数型控制图4.u图:单位产品不合格数计算控制限:不合格数的平均值描控制限过程控制解释(参照P图) 过程能力解释(参照P图) 过程能力,即每报告单元的不合格数的均值。=nuu3uLCLuUCLukknnncccu.212141计数型控制图4.u图:单位产品不合格数计算控制限:不合格数的平均值描控制限过程控制解释(参照P图) 过程能力解释(参照P图)过程能力,即每报告单元的不合格数的均值。42有一纸厂用u管制图管制成品纸卷的瑕疵,此一制程,其主要缺点如下: .卷取不均匀 .结合处有收缩现象 .纸卷有裂痕 因为有客户来抱怨,因此纸厂收集有关这些因素的资料,结合统计图表做制程改善。由于人力短缺,所以收集的样本数会变动,但每次移动的样本数都需收集。经过20天检验产品的收集结果如下表,利用这些数据建立一个每卷纸的单位缺点数管制图。日生产卷数缺点总数日生产卷数缺点总数11812111818218141218143242013189422181420105221515201462212162013720111724168201518241892012192220102010202117
