QC七大手法---直方图1.pptx

Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.1QCQC七大手法之七大手法之直方图直方图QA：吴燕菲：吴燕菲2013.04.16Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.2一、直方图的定义一、直方图的定义二、直方图的用途二、直方图的用途五、直方图的看法五、直方图的看法六、制程能力及制程能力指数六、制程能力及制程能力指数四、直方图的制作步骤四、直方图的制作步骤三、直方图相关名词解释三、直方图相关名词解释Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.QC七大手法七大手法Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.5一、直方图的定义一、直方图的定义直方图又称品质分布图，它是根据生产过程中收集来的品直方图又称品质分布图，它是根据生产过程中收集来的品质数据分布情况，画成的以组距为底边、以次数为高度的一质数据分布情况，画成的以组距为底边、以次数为高度的一系列连接起来的直方型排列的图。系列连接起来的直方型排列的图。3183153123093063034232168101214表示特性值表示特性值(尺寸、重量、时间等计量值）频度分布的柱状图。尺寸、重量、时间等计量值）频度分布的柱状图。由此图可由此图可计算出该特性值分布的平均值、标准偏差、工序能力指数等参数。计算出该特性值分布的平均值、标准偏差、工序能力指数等参数。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.6二、直方图的用途二、直方图的用途1、直方图可以直观的看出数据的分布形状。、直方图可以直观的看出数据的分布形状。2、直方图可以看出数据分布的中心位置。、直方图可以看出数据分布的中心位置。3、直方图可以看出数据分散的程度。、直方图可以看出数据分散的程度。4、通过测定数据和规格值的比较，了解该制程的制程能、通过测定数据和规格值的比较，了解该制程的制程能 力，并可以计算出产品在该制程生产中的不良状况。力，并可以计算出产品在该制程生产中的不良状况。5、直方图可以对比改善前与改善后的效果。、直方图可以对比改善前与改善后的效果。6、根据直方图呈现的形状，可以判断是否有异常品混入、根据直方图呈现的形状，可以判断是否有异常品混入Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.下面的七个图例可以帮助我们理解直方图对过程（工序）能力的判断：图5 分散度过大的过程能力LSLUSLProperty of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.图1 过程能力刚好图2 过程能力比规格好得多LSLUSLUSLLSL改善前直方图改善后直方图改善前改善后直方图比较Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.9二、相关统计名词解释二、相关统计名词解释平均值X：样本均值，记为X，它是样本数据的算术平均数。中位数Me：数据数为奇数，取按大小排列时的中间的数。 数据数为偶数，取按大小排列的中间两数的平均。 15.07，15.09，15.15，15.21，15.29 为奇数，Me=15.15 15.07，15.09，15.15，15.21，15.29，15.30 为偶数，Me=15.18极差R：其值为收集数据中的最大值与最小值之差，也就是所有数据从最小到最大跨度的区间。 R=Xmax-XminProperty of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.10组数K：对于所研究的数据进行分组，所分组的个数就是该直方图的组数。组距h：组距表示的是所分成组的跨度区间，在图上体现的则是柱子的宽度，且所有的组距都是相等的。 h=R/K方差V：方差（又称分散）：偏差平方和的平均值标准差(S)：各数据偏离平均数的距离的平均数各数据偏离平均数的距离的平均数数据个数（n）组数（k ）50以内5750-100610100-250712250以上1012确定组数（k）表) 1/()(.)()(22221nxxxxxxvn1)(1nxxvsniiProperty of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.11下组界、上组界、中心点下组界、上组界、中心点一个组的起始点成为下组界；一个组的末点称为上组界;而中心点则是本组最小值与最大值的平均值的地方，即最大值到最小值的中心。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.12三、直方图的绘制步骤三、直方图的绘制步骤1、收集数据2、找出数据中的最大值、最小值，计算数据的变化范围（极差R)3、设定组数k，计算组距h4、计算各组边界值与中心值5、计算各组频数，绘制频数分布表6、绘制直方图，纵轴为频数7、对直方图的状态进行分析Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.131、收集数据、收集数据某产品的尺寸为24.56.0mm（17.5-30.5mm）共100个数据Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.142、找出数据中的Xmax、Xmin，并计算极差（R） Xmax=30.0 Xmin=17.4 R=Xmax-Xmin=30.0-17.4=12.63、设定组数k，计算组距h 确定组数（K）表 数据个数（n） 组数（K） 50以内 57 50100 610 100250 712 250以上 1012因我们收集的数据为100组，可设定组数为10，测量最小单位为0.1，则组距 h=R/k=12.6/10=1.26 1.3Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.154、计算各组边界和中心值第一组的下边界值 = 最小值 = 17.4- = 17.350.122测量单位第一组的上边界值=第一组的下边界值+组距=17.35+1.3=18.65第一组的中心值=（下边界值+上边界值）/2=（17.35+18.65）/2=18.0第二组的下边界值=第一组的上边界值=18.65第二组的上边界值=第二组的下边界值+组距=18.65+1.3=19.95按照以上规则依次类推，第一组的上界限值就是第二组的下界限值，第二组的下界限值加上组距就是第二组的上界限值，也就是第三组的下界限值，依此类推，可定出各组的边界值。并计算出各组的中心值Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.165、计算各组频数，绘制频数分配表边界值边界值Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.176、绘制直方图，纵轴为频数Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.187、对直方图的状态进行分析7-1 7-1 按直方图呈现的形状进行判别按直方图呈现的形状进行判别常态型常态型 直方图柱子显示中间高两边低，柱子间无间隔并且呈现向中间集中的趋势，左右对称分配（常态分配），实际界限处于规格值之内，表示该制程的品质处于稳定状态。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.19锯锯齿型齿型直方图的柱子无规则地长短不一，柱子的顶端凹凸不平，就像口中有缺损或者断裂的牙齿一样。发生此种情况的原因：作图时数据太小分组太多；检验人员读数有偏差（如习惯偏向某些值）；量测仪器精度不够，而品质要求较精密；较多特性差异较大的数据掺混到一起，应层别后再分析；Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.20偏态偏态型型 偏态形分左偏态形和右偏态形两种：指图的顶峰有时偏向左侧、有时偏向右侧。左边少右边多时称右偏态，左边多右边少时称左偏态。发生此种情况的原因： 习惯作业或加工造成； 工具、冶具、模具已经磨损或松动；Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.21陡壁型陡壁型 绝壁分左绝壁形和右绝壁形两种： 直方图的柱子从左到右呈现先高后低或从右到左呈先低后高依次排列，这样的型态称为左绝壁型和右绝壁型。也就是说，与常态的直方图比较，绝壁形直方图只有常态形直方图的左半边或右半边。发生此种情况的原因：通常表现在产品质量较差时，为了符合产品的标准，需要进行全数检查，以剔除不合格品。当用剔除了不合格品的产品数据作频数直方图时容易产生这种陡壁型，这是一种非自然形态。应检查有无测定不实、测定误差或检查疏失等问题。注塑或压铸产品模具有较大的磨损造成。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.22双峰型双峰型直方图看起来好像是两个直方图连接在一起，左右两边各有一个高峰的柱子，而中间的柱子较低，则称为双峰型。发生此种情况的原因：有两种机台或两种原物料有差异的数据汇合一起造成。加工过程中有较大的异常做过重新调整。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.23平顶型平顶型直方图的柱子高低近似，柱子间高度相差甚微，看起来有点像高原一样，则称为平顶型。发生此种情况的原因：测量仪器精度不够；人为的造假数据；经过全检和挑选后的数据；Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.24离岛型离岛型 在直方图的在右端或左端形成孤立小岛，称离岛型。发生此种情况的原因错误数据输入；较少的其它物料或原因混入；机台已出现特殊原因，已产生一定的变异。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.7-2 7-2 与公差界限值做对比与公差界限值做对比TLTUTLTU测定值充分落在规格值之中，平均值分布在测定值充分落在规格值之中，平均值分布在正中间。规格值存在于直方图求得的标准偏差正中间。规格值存在于直方图求得的标准偏差约正负四倍左右的附近，约正负四倍左右的附近，CP=1.33。理想型理想型两边无富裕两边无富裕单边无富裕单边无富裕测定值刚好进入规格值内，但几乎没有余裕测定值刚好进入规格值内，但几乎没有余裕令人担心。只要工程上有一点点的变化，令人担心。只要工程上有一点点的变化，就会出现不良品，因此有必要减少此就会出现不良品，因此有必要减少此不稳定状态。不稳定状态。测定值充分落在规格值内，但平均值太测定值充分落在规格值内，但平均值太接近规格的上限，只要工程稍有变化接近规格的上限，只要工程稍有变化，就有偏离规格的可能性。，就有偏离规格的可能性。25Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.TLTU富裕太多富裕太多工序能力太富裕，如不是规格太宽，就应适当放宽工序能力太富裕，如不是规格太宽，就应适当放宽工序能力指数以降低成本。规格的单侧过于富裕时，工序能力指数以降低成本。规格的单侧过于富裕时，也应同样思路进行处理也应同样思路进行处理TLTU平均值太靠近左边，因此需进行平均值太靠近左边，因此需进行技术性检讨，使平均值回归中心技术性检讨，使平均值回归中心的必要的必要平均值偏离中心平均值偏离中心TLTU产品实附际值分布已有部分超出公差上下限，产品实附际值分布已有部分超出公差上下限，工程不稳定性太大，有改善的必要工程不稳定性太大，有改善的必要非常不稳定非常不稳定7-2 7-2 与工差界限值比较与工差界限值比较做对比做对比26Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.TLTU规格值整体分布太靠近左侧，部分产品值超公差下限，规格值整体分布太靠近左侧，部分产品值超公差下限，因此可提升平均值或缩小不稳定性（太接近上因此可提升平均值或缩小不稳定性（太接近上限规格时亦同。）限规格时亦同。）7-2 7-2 与工差界限值比较做判别与工差界限值比较做判别偏规格偏规格下限下限27Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.281、此直方图形状中间高两边低，属正态分布，服从统计、此直方图形状中间高两边低，属正态分布，服从统计规律，可认定过程较为稳定。规律，可认定过程较为稳定。2、直方图与公差界限比较可知，数据分布靠左，实际平、直方图与公差界限比较可知，数据分布靠左，实际平均值比规格值小，有部分产品已超出公差下限，因调整均值比规格值小，有部分产品已超出公差下限，因调整平均值或缩小不稳定性。平均值或缩小不稳定性。结论：根据以上判定方式对直方图面进分析可知：结论：根据以上判定方式对直方图面进分析可知：Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.六、六、 SPC的知识介绍（制程能力与制程能力指数）的知识介绍（制程能力与制程能力指数）1、SPC统计过程控制： Statistical Process Control ：就是依据统计统计的逻辑来判断过过程程 是否正常及应否采取改善对策的一套控制系统。SPC SPC 最早是由美国贝尔实验室质量专家休哈特（最早是由美国贝尔实验室质量专家休哈特（W.A.ShewhartW.A.Shewhart）于）于上世界上世界2020年代提出。年代提出。 Statistical ：统计统计 以概率统计学为基础，分析数据、得出结论；以概率统计学为基础，分析数据、得出结论；Process： 过程过程 有输入有输入-输出的一系列的活动；输出的一系列的活动；Control： 控制控制 做出调节和行动；做出调节和行动；29Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.序号序号代号代号名称名称说明说明0101X(BarX(Bar) )平均数（均值）平均数（均值）0202R R组距组距/ /全距全距/ /极差极差 MAX-MINMAX-MIN0303M M中位数中位数大小顺利排列的中间数大小顺利排列的中间数04042 2(S (S 2 2) )方差方差0505(S(S) )标准差：各数据偏离平均数的距离（标准差：各数据偏离平均数的距离（离均差）的平均数离均差）的平均数S=S=0606SLSL规格中心线规格中心线0707USLUSL规格上限规格上限0808LSLLSL规格下限规格下限0909CLCL管制中心线管制中心线XbarXbar1010UCLUCL管制上限管制上限Xbar+3Xbar+31111LCLLCL管制下限管制下限Xbar-3Xbar-31212CaCa准确度（偏移度）准确度（偏移度）1313CpCp精密度（离散度）精密度（离散度）1414CpkCpk制程能力指数制程能力指数30Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.2 2、SPC制程能力表示方式： Ca、Cp、Cpk制程准确度制程准确度Ca（Capability of accuracyCapability of accuracy）：表示测定结果与真实值接近的程度。代代表表制制程平均程平均值偏离规值偏离规格中心值之程度。格中心值之程度。若其值越小，表示制程平均值越接近规格中心值，即品质越接近规格要求之水准（集中趋势，与平均值有关），制程平均值越偏离规格中心值，所造成的不良率将越大。（偏离度K=|Ca|,Ca 的值将介于01）。国内相关技术资料国内相关技术资料一般使用一般使用K表示偏表示偏移度，移度，K=|Ca| K K与与CaCa的关系的关系精确度好准确度好精确度好准确度差31Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.Ca计算公式：双边规格：计算公式：双边规格：单边规格单边规格：单边规格没有中心值，所以Ca值取0.Ca值是负值表示平均值往左偏，相比规格中心值偏低。 Ca值是正值表示平均值往右偏,相比规格中心值偏高，一般不能大于0.3.Ca值=0时表示平均值与规格中心值完全一致相重合，是最理想的状态。Ca = 样本平均值-规格中心值规格公差 / 2 X100% = X - T / 2 X100% 312=-1=-1=1=1=0=0=0.5若若固定固定, , 随随 值的值的变化而沿变化而沿x x轴平移轴平移, , 故故称为位置参数。称为位置参数。32Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.Ca等级判定原则等级判定原则等级Ca值处理原则A0|Ca|12.5%维持现状B12.5%|Ca|25%改进为A级C25%|Ca|50%立即检讨改善D50%|Ca|100%采取紧急措施，全面检讨必要时停工100%|Ca|平均值已超出公差带，此时CPK计算为负值，制程严重不稳Ca决定曲线中心偏移程度，决定曲线中心偏移程度，Ca越小，制程偏移越少，中越小，制程偏移越少，中心值与规格值越靠近，制程能力越好，反之相反心值与规格值越靠近，制程能力越好，反之相反.33Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.制程精密度制程精密度CPCP（Capability Indies of Process Capability Indies of Process ）：）：表示制程实际值相互之间的离散程度。值越大表示实际值越集中，即表示制程稳定变异小（集中趋势，与 有关），值越小表示实际值越分散。Cp计算公式：双边规格：计算公式：双边规格： Cp=T/6单边规格：单边规格： 单边上限规格：单边上限规格：Cp=（USL-CL）/3 单边下限规格：单边下限规格：Cp=（CL-LSL）/3精确度差准确度好精确度差准确度差精确度好准确度好精确度好准确度差34Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.Cp等级判定原则等级判定原则等级等级CpCp值值处理原则处理原则CpCp1.671.67过程能力过高（视具体情况而定）过程能力过高（视具体情况而定）1.331.33CpCp1.671.67过程能力充分，表示技术管理能力已很过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持好，应继续维持1.0 1.0 Cp Cp 1.331.33过程能力充足，但技术管理能力较勉强过程能力充足，但技术管理能力较勉强，应设法提高为，应设法提高为级级0.67 0.67 Cp Cp 1.01.0过程能力不足，表示技术管理能力已很过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取措施立即改善差，应采取措施立即改善Cp Cp 0.670.67过程能力严重不足，表示应采取紧急措过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿施和全面检查，必要时可停工整顿通常要求Cp大于1.33，Cpk大于1.0当分布中心与公差中心重合时，工序能当分布中心与公差中心重合时，工序能力指数记为力指数记为Cp，故又称为无偏移短期，故又称为无偏移短期过程能力指数。过程能力指数。35Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.综合制程能力指数综合制程能力指数CPK（Complex Process Capability index ）：用于表示制程能力的指标，是一种表示制程水平高低的方便方法，其实质作用是反映制程合格率的高低。CPK值越大表示品质越佳。当分布中心与公差中心有偏离时，工序能力指数记为Cpk，故又称为有偏短期过程能力指数。单边规格时单边规格时：由于由于沒有沒有规规格中心格中心值值，故，故Ca =Ca =0 0，故定，故定义义CpkCpk=Cp=CpCpk计算公式：双边规格：Cpk=（1-|Ca|）*Cp单边规格: Cpk=CpCa考虑的是制程中心值的偏移程度，考虑的是制程中心值的偏移程度，Cp考虑的是制程能力，即制程控制的变异大小考虑的是制程能力，即制程控制的变异大小；Ca决定曲线中心偏移程度，决定曲线中心偏移程度，Ca越小，制程偏移越少，中心值与规格值越靠近，制越小，制程偏移越少，中心值与规格值越靠近，制程能力越好，反之相反。程能力越好，反之相反。Cp决定曲线形态，决定曲线形态，Cp越大，曲线越瘦越高，说明数据越集中，变异越小，制程稳定越大，曲线越瘦越高，说明数据越集中，变异越小，制程稳定度越好，反之相反。然后如何综合评价制程能力要结合以上两个因素，中心偏移越度越好，反之相反。然后如何综合评价制程能力要结合以上两个因素，中心偏移越小，曲线越瘦高，制程能力越好，于是诞生了小，曲线越瘦高，制程能力越好，于是诞生了Cpk综合考虑了以上两个因子，综合考虑了以上两个因子，Cpk越越大，制程能力越好。大，制程能力越好。 36Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.Cpk等级判定原则等级判定原则等級Cpk 值评价A+Cpk 2.0可考虑成本的降低A+2.0 Cpk 1.67应当保持之A1.67 Cpk 1.33 应尽力提升为A级B1.33 Cpk 1利用各种资源及方法将其提升为 A级 C1 Cpk 0.67制程不良较多，必须提升其能力D0.67 Cpk其能力太差，应考虑重新整改设计制程Cpk是是Ca及及Cp两者的中和反应，两者的中和反应，Ca反应的是位置关系反应的是位置关系(集中趋势集中趋势)，、，、Cp反应的是散布关系反应的是散布关系(离散趋势离散趋势) 37Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.光圣科技品保部教育训练CP&CPK与预估不良率对比表与预估不良率对比表38Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.中心值没偏离目标值中心值没偏离目标值SigmSigma aCPCP良率良率% %不良率不良率PPMPPM110.33 0.33 68.27%68.27%317400317400220.67 0.67 95.45%95.45%4560045600331.00 1.00 99.73%99.73%27002700441.33 1.33 99.994%99.994%6363551.67 1.67 99.99994%99.99994%0.570.57662.00 2.00 99.99999999.9999998%8%0.0020.00239Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.中心值偏离目标中心值偏离目标1.51.5SigmaSigmaCPKCPK良率良率% %不良率不良率PPMPPM11-0.17 -0.17 30.23%30.23%697670697670220.17 0.17 69.13%69.13%308770308770330.50 0.50 93.32%93.32%6681066810440.83 0.83 99.3790%99.3790%62106210551.17 1.17 99.99767%99.99767%233233661.50 1.50 99.99966%99.99966%3.43.440Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.序号序号1 12 23 34 45 56 67 78 89 910101 125582498236023672690248623542605230724302 226052449266825122654245022922304237622043 326922478270926022587254723092451237125434 423252875260726732692247124112364256222975 528502440251626382699247522072400275824586 622162325241525492838241624002348246525137 721672544243122682561255323262454249826208 827292641242824412728248824782399217726509 9247825622464281325362437237323342319222210102519226524032414246525002380254625202584已知某产品规格上限为已知某产品规格上限为3500，下限为，下限为1800，中心限为，中心限为2650。1、请根据数据计算出频数分配表，并画直方图，根据直方图的结果进行判定。、请根据数据计算出频数分配表，并画直方图，根据直方图的结果进行判定。2、已知、已知=154，平均值，平均值=2484，请计算出，请计算出Ca Cp Cpk。Property of Light Master CorporationLight Master Technology（Ning Bo）INC.感谢您的参与感谢您的参与Thanks !