统计过程控制培训.pptx
统计过程控制（统计过程控制（SPC）培训培训 1背景与概念：背景与概念： 为了保证预防原则的实现为了保证预防原则的实现,20世纪世纪20年代美国年代美国贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题组贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题组,一为过程控制组一为过程控制组,学术领导人为休哈特学术领导人为休哈特(Walter A.Shewhart);另一为产品控制组另一为产品控制组,学术领导人为学术领导人为道奇道奇(Harold F.Dodge)。其后，休哈特提出了过其后，休哈特提出了过程控制理论以及控制过程的具体工具程控制理论以及控制过程的具体工具控控制图（制图（control chart),现今统称为现今统称为SPC。 所谓所谓SPC（统计过程控制）就是：为了贯彻统计过程控制）就是：为了贯彻预防原则，应用统计技术对过程中的各个阶段预防原则，应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和检察，从而保证产品与服务满足要进行评估和检察，从而保证产品与服务满足要求的均匀性。求的均匀性。2 产品质量的好坏是由过程质量来决定的产品质量的好坏是由过程质量来决定的,一个好的过程，它必须满足两个条件一个好的过程，它必须满足两个条件(1)处于处于受控状态受控状态(2)过程能力指数过程能力指数CPK值达到要求。值达到要求。所以持续的过程改善对每个公司来讲都非常所以持续的过程改善对每个公司来讲都非常重要。重要。 在过程控制最基本的统计运用，便是控在过程控制最基本的统计运用，便是控制图及过程能力分析制图及过程能力分析.在说明过程统计方法之在说明过程统计方法之前，先就过程统计的观念作一下简介。前，先就过程统计的观念作一下简介。3 统计基础统计基础:(1).算术平均值X(简称均值)例如:A组:50,70,80,80,90B组:40,60,70,80,90则: XA=(50+70+80+80+90)/5=74 XB=(40+60+70+80+90)/5=684 统计基础统计基础:(2).极值R R=Xmax-Xmin例如:A组:30,50,60,70,90B组:40,50,60,70,80则: RA=90-30=60 XB=80-40=405 统计基础统计基础:(2).标准差- n (Xi-X)2 = i=1 n例如: A组:1,5,5,5,9 B组:1,1,5,9,9则: A= (1-5)2+(5-5)2+(5-5)2+(5-5)2+(9-5)2/5 =2.53 B = 3.586（一）预防与查误（一）预防与查误 有一句话在品管领域是非常实用的“第一次就把事情做好”，当然“预防胜于治疗”也有相同的意义。查误可在不良发生后找出问题所在，而预防则可以防范不良之发生。后者具有更积极的意义（二）过程控制系统（二）过程控制系统 所谓系统即是输入、过程、输出还有回馈所组成，如图：7处理过程处理过程人机料法环境客户需求与希望改变之辨识客户回馈制程回馈统计的方法过程过程/系统系统输出输出输入输入产品/服务过程控制系统模式过程控制系统模式8（三）变异（三）变异 任何一种生产，即使在生产条件完全相同的任何一种生产，即使在生产条件完全相同的条件下，其产品的特性值也不会完全一致，总是条件下，其产品的特性值也不会完全一致，总是存在着波动，造成波动的原因可以分为普通原因存在着波动，造成波动的原因可以分为普通原因与特殊原因。与特殊原因。 9 1.普通原因普通原因（偶因）（偶因） 又称为一般、偶然、机遇原因，在制程中的自然或天生的变异，通常这些变异是由一些小的干扰造成，不容易控制，即使再好的过程，我们必须承认，必定有变异存在。偶因引起的质量的偶然波动（简称偶波），偶波是不可避免的，但对质量的影响微小，故可以把它看作背景噪音而听之任之，所以我们认定当制程仅有普通原因（偶因）时，仍属于控制状态。10 2. 特殊原因特殊原因（异因）（异因） 又称为非机遇原因，在制程中某些失误造成，失误的来源，可能为人、机器、材料、方法、环境等，此等变异比一般原因造成的变异大，且非周期性产生。异因引起的异常波动（简称异波），异波对质量的影响大，且采取措施不难消除，故在过程中异波及造成异波的异因是我们注意的对象，一旦发生，就应该尽快找出，采取措施加以消除，并纳入标准化，保证它不再出现。若异波发生则表示制程已经失去控制了。 113偶因与异因的比较：偶因与异因的比较： 偶因 异因 始终存在与生产过程中。 生产中时有时无。 对产品质量的影响微小。 影响较大。12偶因与异因的比较：偶因与异因的比较： 偶因 异因 受到的影响是随机的 。 产品受到同一方向 的影响。 难以除去，不是技术上 不难除去。 有困难，就是经济上不允许。偶因只能减小，不能 彻底消除。13（四）过程控制及过程能力（四）过程控制及过程能力 过程的状态有4种，用下表分类：分类可接受不可接受受控12不受控34 1. 受控可接受：制程符合要求（规格），且在制受控可接受：制程符合要求（规格），且在制状态。状态。14 2受控不可接受：受控不可接受： 虽在管制状态，但由于变异太大，虽在管制状态，但由于变异太大， 无法符合要求（稳定的生产，但不合格品率一直处在高水无法符合要求（稳定的生产，但不合格品率一直处在高水平）。必须降低偶因之变异，如工艺的设计缺陷，设备的平）。必须降低偶因之变异，如工艺的设计缺陷，设备的先天不足。先天不足。 3不受控可接受：符合要求，但不在控制状态。必须不受控可接受：符合要求，但不在控制状态。必须找出异因，着手改善。找出异因，着手改善。 4.不受控不可接受：无法符合要求，又不在控制状态。不受控不可接受：无法符合要求，又不在控制状态。必须同时降低偶因以及消除异因。必须同时降低偶因以及消除异因。 15（五）过程改善（五）过程改善 过程之持续改善，可分为三个阶段： 1. 分析过程分析过程 过程之现况 过程之问题 过程该如何进行 使过程在统计控制状态 决定过程能力 16 2. 维护过程维护过程 监控过程绩效 追查特殊原因并改善 3. 改善过程改善过程 改变过程以进一步了解普通原因造成的变异 降低一般原因造成之变异 17（六）控制图（六）控制图 控制上限 UCL 中心线 CL 控制下限 LCL1控制图的种类：控制图的种类：按使用目的分类：分析用控制图和控制用控制图按使用目的分类：分析用控制图和控制用控制图181控制图的种类：控制图的种类：按用途分类：按用途分类：（1）计量值控制图：所谓计量值指控制图的数据均属于由量具实际测量而得，如长度、重量、电阻等。例如：（a）均值-极差控制图 X-R控制图 （b）均值-标准差控制图 X-s控制图 （c）中位数-极差控制图 X-R控制图 （d）单值-移动极差控制图 X-Rs控制图 19（2）计数值控制图：所谓计数值指控制图之数据以单位计数而得，如不良数、缺点数等。例如：（a）不合格品率控制图 P控制图（b）不合格品数控制图 Pn控制图（c）单位缺陷数控制图 C控制图（d）缺陷数控制图 U控制图20 2制作和使用控制图的的一般步骤：制作和使用控制图的的一般步骤： （1） 收集预备数据 （2） 制作分析用控制图 （3） 计算过程能力指数 （4） 作控制用控制图 （5） 修正控制图21 3控制图的判读控制图的判读 判断过程稳态的准则（判稳准则）：1.连续25个随机排列的点,界外点数d=0.2.连续35个随机排列的点,界外点数d1.3.连续100个随机排列的点,界外点数d 2.22 3控制图的判读控制图的判读 判断过程异常的准则（判异准则）：(1)判异准则有两类:一类:1.连续25个随机排列的点,界外点数d0.2.连续35个随机排列的点,界外点数d1.3.连续100个随机排列的点,界外点数d 2.4.另一类:5.界内的点排列不随机,有异常现象.23(2)控制限内的点的排列无下列异常现象：常规控制图的国标GB/T 4091-2001的7种异常现象.（a）连续9点落在中心线同一侧；ABCCBAXLCLUCL产生的原因:分布的X的在变小。24（b）连续6点或更多点呈上升或下降趋势；ABCCBAUCLXLCL产生的原因:过程平均值的趋势在变化；可能是工具逐渐磨损，操作员技能的逐渐提高等。25（c）连续14点中相邻点上下交替；ABCCBALCLUCLX产生的原因:是由于轮流使用两台设备或由两位操作员轮流进行操作而引起的系统效应。26（d）连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外；ABCCBAUCLXLCL产生的原因:分布的X的在变化。27（e）连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区以外；ABCCBAUCLXLCL产生的原因:类似与（d),分布的X的在变化。28（f）连续15点在C区中心线上下；ABCCBAXLCLUCL产生的原因:数据虚假或数据分层不够。29（g）连续8点在中心线两侧,但无一点在C区；ABCCBALCLUCLX产生的原因:数据分层不够。304 二种常用控制图的计算公式：二种常用控制图的计算公式：(1). X-R控制图 X均值 R极差 X控制图主要用于观察正态分布的均值的变化,R控制图主要用于观察正态分布的分散情况或变异度的变化。 控制对象：长度，重量，强度，纯度，时间等。31计算公式：计算公式： X-R控制图 UCLX = X+A2RCLX = XUCLX = X+A2RUCLR = D4RCLR = RUCLR = D3R备注：公式中的A2、D3、D4均为参数可以查表或计算得到。32(2). p控制图 p不合格品率 p控制图主要用于控制对象为不合格品率或合格品等计数质量指标的场合。 控制对象：不合格品率，废品率，交货延迟率，等等。33计算公式：计算公式： P控制图 UCLP = p+3p = P+3 P（1-P）/nCLp = p = PUCLX = p-3p = P - 3 P（1-P）/n备注：若P未知，则用求平均值的方法来估计，公式中用P来代替P值。345. 控制图的绘制控制图的绘制在在XR 图中，我们应该先做哪一个图？图中，我们应该先做哪一个图？（1）如果先作）如果先作X图，则由于这时图，则由于这时R图还未判稳，图还未判稳，R的数据不可用，故不可行。的数据不可用，故不可行。（2）如果先做）如果先做R图，则由于图，则由于R图公式中只有图公式中只有R 一个一个数据，可行。等数据，可行。等R图判稳后，再作图判稳后，再作X图。图。356 过程能力指数过程能力指数 CP ：过程能力评价目的在于衡量产品分散宽度符合公差过程能力评价目的在于衡量产品分散宽度符合公差的程度的程度.CP值越小值越小,表示过程能力差表示过程能力差,反之表示能力好反之表示能力好 过程能力指数公式：过程能力指数公式：CP = T/6=（TU-TL）/ 6 （TU-TL）/ 6 TU是规格上限是规格上限, TL是规格下限是规格下限.36过程能力指数过程能力指数Cp值的评价参考值的评价参考Cp值的范围值的范围级别级别过程能力的评价参考过程能力的评价参考Cp1.67过程能力过高(应视具体情况而定)1.67Cp1.33过程能力充分,表示技术管理能力较强,应继续维持1.33Cp1.0过程能力一般,表示技术管理能力较勉强,应设法提高1.0Cp0.67过程能力不足,表示技术管理能力很差,应采取措施立即改善0.67Cp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377. 有偏移情况的过程能力指数有偏移情况的过程能力指数: 当产品质量特性值分布的均值当产品质量特性值分布的均值与公差中心与公差中心M不重合不重合(即有偏移即有偏移)时时,显然不合格品率将增大显然不合格品率将增大,也即也即Cp值降低值降低,故故Cp公式所计算的过程能力公式所计算的过程能力指数不能反映有偏移的实际情况指数不能反映有偏移的实际情况,需要加以修需要加以修正。正。TLTUT/2MPU387. 有偏移情况的过程能力指数有偏移情况的过程能力指数: 定义分布中心定义分布中心与公差中心与公差中心M的的偏移为偏移为 =M - 以及以及与与M的的偏移度偏移度K为为 K= 2/T (0K1) 过程能力值数修正为过程能力值数修正为: Cpk=(1-K)Cp=(1-K)T/6 (1-K)T/6 当当=M(无无偏移偏移)时时,K=0,Cpk=Cp,即还原。即还原。注意：注意：Cpk也必须在稳态下求得。也必须在稳态下求得。39
