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ISO16949五大工具之一 SPC统计过程控制统计过程控制 1内容 什么是SPC SPC可以为企业带的好处 控制图的原理 分析用控制图和控制用控制图 过程能力与过程能力指数 常用控制图2 什么是SPCSPC(Statistical Process Control)统计过程控制，是利用数理统计原理，通过检测数据的收集和分析，可以达到“事前预防”的效果，从而有效控制生产过程、不断改进品质的有效方法。SPC能为您科学区分生产过程中的正常波动及异常波动,及时发现异常状况，以采取措施消除之，恢复过程的稳定，达到降低质量成本，提高产品质量的目的，其强调全过程的预防。3 什么是SPC SPC会告诉您生产过程的波动状况，您是否应该对生产过程进行调整，其次，它能将此波动与事先设定的控制规则相比较，为品质改善提供准确的方向指引，最后，它能评估您所采取的质量改进措施，以使质量得到持续的改善，可以作为质量改进工具，SPC将帮助您最终达到6 Sigma质量水平。SPD(Statistical Process Diagnosis)统计过程诊断统计过程诊断 SPA(Statistical Process Adjustment)统计过程调整统计过程调整4SPC可以为企业带的好处 SPC 强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法（主要是统计技术）来保证全过程的预防。SPC不仅适用于质量控制，更可应用于一切管理过程（如产品设计、市场分析、管理等）。正是它的这种全员参与管理质量的思想，实施SPC可以帮助企业在质量控制上真正作到“事前”预防和控制。5SPC可以为企业带的好处SPC可以： 1.对过程作出可靠的评估；2.确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程是否有能力；3.为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生；4.减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和验证工作；6SPC可以为企业带的好处有了以上的预防和控制，我们的企业当然是可以：1.降低成本2.降低不良率，减少返工和浪费3.提高劳动生产率4.提供核心竞争力5.赢得广泛客户6.更好地理解和实施质量体系7变 异误差 =X-X0偶然性误差：误差大小和方向的变化是随机的。（随机因素）系统性误差：误差大小和方向的变化保持不变或按一定规律变化。（异常因素）过程控制中常用这个概念来反映质量的波动（变异）程度。8精 度精度又可分为：准确度(Accuracy)：n数据偏离基准的程度精密度(Precision)：n数据的离散程度9精度的概念准确度好精密度好系统误差小偶然误差小准确度差精密度高系统误差大偶然误差小准确度高精密度差系统误差小偶然误差大准确度差精密度差系统误差大偶然误差大10SPC基础SPC (Statistical Process Control) 统计过程控制：利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而得到保证产品质量的目的。二十世纪二十年代美国休哈特(W.A.Shewhart)首创过程控制(Process Control)理论极其监控过程的工具控制图(Control Chart)形成SPC的基础，后扩展到任何可以应用的数理统计方法。控制图(Control Chart)：对过程质量特性记录评估，以监察过程是否处于受控状态的一种统计方法图。1924年5月6日休哈特提出的不合格样品率P控制图为世界第一张控制图。11产品质量的统计观点一产品质量具有变异性 影响产品质量的因素有6M Man: 人 Machine: 机 Material: 料 Method: 法 Mother-nature: 环 Measurement: 测无论人类社会如何进步发展，产品质量不可能保持绝对恒定，一定具有变异性。12产品质量的统计观点二产品质量的变异具有统计规律性 确定性现象，确定性规律：在一定条件下，必然发生或不可能发生的事情。如一个大气压（760mm汞柱）下，H2O的变化规律。 温度 0固体状态 温度 0 t 100个单值读数，25个子组4412345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量 A A2 2 D D3 3 D D4 4 2 1.88 * 3.27 3 1.02 * 2.57 4 .73 * 2.28 5 .58 * 2.11 6 .48 * 2.00 7 .42 .08 1.92 8 .37 .14 1.86 9 .34 .18 1.82 10 .31 .22 1.78对对特特殊殊原原因因采采取取措措施施的的说说明明w任何超出控制限的点w连续7点全在中心线之上或之下w连续7点上升或下降w任何其它明显非随机的图形采采取取措措施施的的说说明明1 1 不要对过程做不必要的改变2 2 在此表后注明在过程因素（人员、设备、材料、方法、环境或测量系统）所做的调整。X=读数数量和R=最高-最低R=均值R= UCL=D4R= LCL=D3R= *X=均值X= UCL=X+A2R= LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂：XXX机器编号：XXX部门：XXX日期：XXX工序：弯曲夹片特性：间隙、尺寸“A”计算控制限日期工程规范：.50.90mm样本容量/频率: 5/2h零件号：XXX零件名称：XXX*样本容量小于7时，没有极差的下控制限X X- -R R 控控 制制 图图开开始始A A1 1步步骤骤45A2建立控制图及记录原始数据X-R 图通常是将X图画在R图之上方，下面再接一个数据栏。X和R的值为纵坐标，按时间先后的子组为横坐标。数据值以及极差和均值点应纵向对齐。数据栏应包括每个读数的空间。同时还应包括记录读数的和、均值（X）、极差（R）以及日期/时间或其他识别子组的代码的空间。46A3计算每个子组的极差和均值画在控制图上的特性量是每个子组的样本均值（X）和样本极差（R），合在一起后它们分别反映整个过程的均值及其变差。对每个子组，计算：式中：X1，X2为子组内的每个测量值。N为子组的样本容量。最小值最大值XXRnXXXXn214712345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量 A A2 2 D D3 3 D D4 4 2 1.88 * 3.27 3 1.02 * 2.57 4 .73 * 2.28 5 .58 * 2.11 6 .48 * 2.00 7 .42 .08 1.92 8 .37 .14 1.86 9 .34 .18 1.82 10 .31 .22 1.78对对特特殊殊原原因因采采取取措措施施的的说说明明w任何超出控制限的点w连续7点全在中心线之上或之下w连续7点上升或下降w任何其它明显非随机的图形采采取取措措施施的的说说明明1 1 不要对过程做不必要的改变2 2 在此表后注明在过程因素（人员、设备、材料、方法、环境或测量系统）所做的调整。X=读数数量和R=最高-最低R=均值R= UCL=D4R= LCL=D3R= *X=均值X= UCL=X+A2R= LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂：XXX机器编号：XXX部门：XXX日期：XXX工序：弯曲夹片特性：间隙、尺寸“A”计算控制限日期工程规范：.50.90mm样本容量/频率: 5/2h零件号：XXX零件名称：XXX*样本容量小于7时，没有极差的下控制限X X- -R R 控控 制制 图图A A2 2步步骤骤： 最最早早的的4 4个个分分组组6-8.65.70.65.65.853.50.70.20.75.75.85.75.85.653.85.77.20.80.80.70.753.80.60.70.70.75.653.40.76.68.10.15A A3 3步步骤骤： 对对于于第第一一个个子子组组 和和= = . .6 65 5+ +. .7 70 0+ +. .6 65 5+ +. .6 65 5+ +. .8 85 5 = = 3 3. .5 50 0 均均值值X X= = 3 3. .5 50 0/ /5 5= =. .7 70 0 极极差差R R= = . .8 85 5- -. .6 65 5= =. .2 20 048A4选择控制图的刻度两个控制图的纵坐标分别用于X和R的测量值。X图：坐标上的刻度值的最大值与最小值之差应至少为子组均值勤（X）的最大值与最小值差的2倍。R图：刻度值应从最低值为0开始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。49A5将均值和极差画到控制图上将均值和极差分别画在其各自的图上。该工作在确定了刻度以后应尽快完成。将各点用直线联接起来从而得到可见的图形和趋势。简要地浏览一下所有画上去的点，看它们是否合理，如果有的点比别的点高得很多或低得很多，需确认计算及画图是否正确，应确保所画的X和R点在纵向是对应的。5012345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量 A A2 2 D D3 3 D D4 4 2 1.88 * 3.27 3 1.02 * 2.57 4 .73 * 2.28 5 .58 * 2.11 6 .48 * 2.00 7 .42 .08 1.92 8 .37 .14 1.86 9 .34 .18 1.82 10 .31 .22 1.78对对特特殊殊原原因因采采取取措措施施的的说说明明w任何超出控制限的点w连续7点全在中心线之上或之下w连续7点上升或下降w任何其它明显非随机的图形采采取取措措施施的的说说明明1 1 不要对过程做不必要的改变2 2 在此表后注明在过程因素（人员、设备、材料、方法、环境或测量系统）所做的调整。X=读数数量和R=最高-最低R=均值R= UCL=D4R= LCL=D3R= *X=均值X= UCL=X+A2R= LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂： XXX机器编号： XXX部门： XXX日期： 6/8-6/16工序： 弯曲夹片特性： 间隙、尺寸“A”计算控制限日期工程规范： .50.90mm样本容量/频率: 5/2h零件号： XXX零件名称： XXX*样本容量小于7时，没有极差的下控制限X X- -R R 控控 制制 图图- - -初初始始研研究究A A4 4步步骤骤6-88.65.70.65.65.853.50.70.20.75.75.85.75.85.653.85.77.20.80.80.70.753.80.60.70.70.75.653.40.76.68.10.15.00.10.20.30.40.50.50.55.60.65.70.75.80.85.90.951012146-981012146-108.70.75.65.85.803.75.75.20.60.75.75.85.703.65.73.25.75.80.65.75.703.65.73.15.60.70.80.75.753.60.72.20.65.80.85.85.753.90.78.20101214.60.70.60.80.653.35.67.20.80.75.90.50.803.75.75.406-118.85.75.85.65.703.80.76.20.70.70.75.75.703.60.72.0510.65.70.85.75.603.55.71.251214.90.80.80.75.854.10.82.15.75.80.75.80.653.75.75.156-128.75.70.85.70.803.80.76.151012.75.70.60.70.603.35.67.1514.65.65.85.65.703.50.70.20.60.60.65.60.653.10.62.056-158.50.55.65.80.803.30.66.3010.60.80.65.65.753.45.69.20.1512.80.65.75.65.653.50.7014.65.60.65.60.703.20.64.106-168.65.70.70.60.653.30.66A A5 5步步骤骤.105112345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量 A A2 2 D D3 3 D D4 4 2 1.88 * 3.27 3 1.02 * 2.57 4 .73 * 2.28 5 .58 * 2.11 6 .48 * 2.00 7 .42 .08 1.92 8 .37 .14 1.86 9 .34 .18 1.82 10 .31 .22 1.78对特殊原因采取措施的说明对特殊原因采取措施的说明w任何超出控制限的点w连续7点全在中心线之上或之下w连续7点上升或下降w任何其它明显非随机的图形采取措施的说明采取措施的说明1 12 23 34 45 5X=读数数量和R=最高-最低R=均值R= UCL=D4R= LCL=D3R= *X=均值X= UCL=X+A2R= LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂机器编号部门日期工序特性工序计算控制限日期工程规范样本容量/频率零件号零件名称*样本容量小于7时，没有极差的下控制限控 制 图控 制 图52其他类型的计量型控制图（1）443216,1)(csnssBLCLUCLsAxLCLUCLnxxssXssxxnii时没有下控制限图在注意：图的计算公式53其他类型的计量型控制图（2）23427,dRnRRDLCLRDUCLRAxLCLUCLRxRRxx时没有下控制限图在注意：图的计算公式54其他类型的计量型控制图（3）23427,dRnRRDLCLRDUCLsExLCLUCLMRXRRxx时没有下控制限图在注意：图的计算公式55Cpk和Ppk分析问题的导入n右边是用直方图表示的3个过程的输出，工程规范为-33n这三个过程满足工程规范的能力如何？如何改进？w每个过程发生不良的概率大约是多少？w针对每个过程，应如何改进？w针对这3个过程，如何确立改进的优先次序？56定性的分析A)分布的中心接近工程规范的中心，分布较宽。超出工程规范上下限的概率较大。B)分布的中心接近工程规范的中心，分布较窄，超出工程规范上下限的概率较小。C)分布中心向右偏移，分布较窄。超出工程规范上限的概率较高，超出下限的概率较低57定量分析中一些有用的定义过程固有变差仅由于普通原因产生的那部分过程变差。该变差可以从控制图上通过R/d2来估计。也可用其它量（例s/c4）。一般情况下每天晚上花2535分钟吃饭58定量分析中一些有用的定义过程总变差由于普通和特殊两种原因所造成的变差，本变差可用样本标准差S来估计。这是用详细的控制图或过程研究中得到的所有单值读数计算出来的。即： sniinxSx211昨天晚上和朋友一起边吃边聊，晚饭用了3个小时59定量分析中一些有用的定义过程能力仅适用于统计稳定的过程，是过程固有变差的6范围，式中通常由R/d2（R/d2）计算而得。以Cp度量。为容差宽度除以过程能力，不考虑过程有无偏移。 266dRLSLUSLLSLUSLCpUSL-LSL660定量分析中一些有用的定义过程性能过程总变差的6范围，式中通常通过样本的标准差S计算而得，记为s.通过Pp 度量。Pp过程性能指数不考虑过程有无偏移时，容差范围除以过程性能 6SLSLUSLPpUSL-LSL661定量分析中一些有用的定义CPU：这是上限能力指数，定义为上容差范围上限除以实际过程分布宽度上限3xUSLCPUUSL-x362定量分析中一些有用的定义CPL：这是下限能力指数，定义为容差范围下限除以实际过程分布宽度下限X-LSL33LSLxCPU63定量分析中一些有用的定义CPK：这是考虑到过程中心的能力指数，定义为CPu或CPl的最小值。 62),(xLSLUSLCpkCplCpuMinCpk或XuLSLUSL64定量分析中一些有用的定义PPK：这是考虑到过程中心的性能指数计算方法 62),(xLSLUSLPpkPplPpuMinPpk或65 Cpk和Ppk的含义 Cpk（Ppk)由两部分构成n偏移（偏倚、漂移）：度量分布中心与工程规范中心的距离nCp(Pp)：度量容差范围与分布宽度的比较uLSLUSL66偏移（偏倚）和Cp的应用估计产生不良的概率分析产生不良的原因确定改进的优先次序uLSLUSL67Cpk的演示CpCpk68计数型数据控制图的种类不合格品率p控制图不合格品数np控制图不合格数c控制图单位不合格数u控制图69不合格率的p图数据收集1.选择子组的容量、频率和数量子组容量(n=50200)分组频率子组的数量(25)子组容量相差最好不要超过正负252.计算每个子组的不合格率（p）n记录每个子组的下列值n被检项目的数量nn发现的不合格项目npn计算不合格率p=np/p3.选择控制图的坐标刻度（1.52倍）4.将不合格品率描绘在控制图上70不合格率的p图计算控制界限1.计算过程平均不合格品率2.计算上、下控制界限（UCL、LCL）3.画线并标注n过程平均n上下控制限kkknnnpnpnpnp212211nppPLCLUCL)1 (3,71不合格数的np控制图受检验样本容量必须相等，样本容量应足够大以使每组都有几个不合格品控制限计算公式子组的样本容量个子组中的不合格数第ninpnpnnppnLCLUCLkpnpniiki)1(3,172检验样本的容量相等记录并描绘每个子组内的不合格数控制限计算公式个子组内的不合格数为第 icccLCLUCLkccikii3,173每个子组容量不相同但相差不超过正负25计算控制线格数以及样本容量分别为每个子组内不合iikkncnuuCLCUCLnnncccu,3,212174计数型控制图的过程能力P图、np图的过程能力为C图、u图的过程能力为为了提高过程的长期性能，应集中精力解决影响所有时期的普通原因，这通常需要管理措施751、 识别关键过程一个产品品质的形成需要许多过程（工序），其中有一些过程对产品品质好坏起至关重要的作用，这样的过程称为关键过程，SPC控制图应首先用于关键过程，而不是所有的工序。因此，实施SPC，首先是识别出关键过程。 然后，对关键过程进行分析研究，识别出过程的结构（输入、输出、资源、活动等）。2、 确定过程关键变量（特性） 对关键过程进行分析（可采用因果图、排列图等），找出对产品质量影响最大的变量（特性）。76实施SPC的8个步骤3、 制定过程控制计划和规格标准 这一步往往是最困难和费时，可采用一些实验方法参考有关标准。4、 过程数据的收集、整理5、 过程受控状态初始分析 采用分析用控制图分析过程是否受控和稳定，如果发现不受控或有变差的特殊原因，应采取措施。 注意：此时过程的分布中心（X）和均差、控制图界限可能都未知。77实施SPC的8个步骤6、 过程能力分析 只有过程是受控、稳定的，才有必要分析过程能力，当发现过程能力不足时，应采取措施。7、 控制图监控 只有当过程是受控、稳定的，过程能力足够才能采用监控用控制图，进入SPC实施阶段。8、 监控、诊断、改进 在监控过程中，当发现有异常时，应及时分析原因，采取措施，使过程恢复正常。对于受控和稳定的过程，也要不断改进，减小变差的普通原因，提高质量降低成本。 78 79
