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质量课培训讲议SPC统计过程控制概述一、产品质量的统计观念 1、产品质量的统计观念 以统计学的观点看待产品（硬件、软件、流程性材料和服务）质量，有以下两个特性：（1）、产品质量具有变异性 （2）、产品质量变异具有规律性 2、对工艺技术人员的要求 （1）、掌握产品质量变异的幅度 （2）、掌握产品质量变异所发生的概率 3、影响产品质量变异的两大因素（正常因素和异常因素）为了识别影响产品质量变异因素类型，必须了解其表现特征。正常因素又称为随机因素或偶然因素，其特征有以下几个方面：（1）、影响微小。若过程中只存在正常因素的作用时，其对产品质量变异的幅度影响微小。（2）、始终存在。正常因素始终存在于过程中，就目前而言，在技术上还没有能力完全消除正常因素的作用，有时在经济上也不值得消除一个影响微小的正常因素。（3）、方向随机。正常因素所造成产品质量的方向是不确定的。（4）、难以控制。所谓难以控制是指正常因素的作用是无法完全消除的。异常因素又称为系统因素，相对于正常因素，异常因素也有以下四个方面特征表现 （1）、影响很大 （2）、时有时无 （3）、方向确定 （4）、可以控制 4、过程控制的概念及对待态度 （1）、过程控制的概念 所谓过程控制就是将正常质量波动限制在合理范围内，而杜绝异常质量波动发生的活动。（2）、对待过程状态的态度 若过程中只有正常因素起作用，确实杜绝了异常因素的作用时，应采取“听之任之”的态度，即保持过程的原有状态;若过程中发生异常因素的作用，必须采取“严加控制”的态度。应用有关的统计方法捕捉异常先兆，将异常质量消灭于过程之中。5、如何识别异常质量波动 （1）、正常质量波动时的质量数据形成一个典型分布，分布中心值或标准差值表现为相对的稳定，如正态分布的或将保持不变。（2）、异常质量波动时的质量数据将会偏离已形成的分布，分布中心值可标准差发生显著变化。（3）、异常质量波动的识别工具最常用的识别工具就是控制图，控制图是由于在过程处于稳定状态下质量数据所形成的典型分布转变而来。二、产品质量变异规律的表述 产品质量变异规律表现为质量数据的分布 1、数据的分类及分布 计量值数据 计量值数据指在确定的区间内可以连续取值、可以取无穷多数据的数据类型。大多数质量特性（长度、面积、体积）等均属计量值数据。计量值数据服从正态分布，所以正态分布称为连续型分布。计数值数据 计数值数据指在确定的区间内只能间断取值，只能取有限个数据的数据类型。计数值 数据只能是自然数。根据计数的对象性质不同，计数值数据又分为计件值数据和计点值数据。计件值数据服从二项分布，计点值数据服从泊松分布。2、计量值数据的正态分布 正态分布曲线如图1-1所示 在目标值处有对称轴且频数最大 称目标处为分布中心 拐点距对称轴的距离为 称为标准差 正态分布曲线以中心向无限 延伸，由此可见，且以x轴为渐近 线正态分布曲线永远在x轴以上，频数永远为正值。3、正态分布的重要结论 对于任何正态分布而言，一定区间内的概率可以从正态分布表中查得或计算。对于一些有代表性的区间而言，有以下概率值（如图1-2所示）：范围内的概率为0.6826 2范围内的概率为0.9544 3范围内的概率为0.9973 4范围内的概率为0.99994、对分布特性值的要求（1）产品质量特性的类别 对产品质量要求的数值范围不同，通常将产品质量分为望目质量特性、望大质量特性、望大质量特性三种类型。望目质量特性 在产品设计过程中通过科学计算，确定产品质量特性的目标值M（产品质量达到最佳状态的质量特性）各允许偏差。则产生公差界限：TuM+,TL=M-。在产品图纸和技术文件中给定双向公差Tu和TL，则可以计算目标值为M=（Tu+TL）/2。在实际加工中要求产品质量特性值绕目标波动，且波动幅度越小越好。望大值质量特性 望大值质量特性不取负值，要求质量特性的数值越大越好，波动幅度越小越好。在图纸和技术文件中给定单向公差 TL。望小值质量特性 望大值质量特性不取负值，要求质量特性的数值越小越好，波动幅度越小越好。在图纸和技术文件中给定单向公差 Tu。(2)对分布特征值的要求 样本分布均值 表征数据集中的位置，反映产品质量的平均水平。对望目值质量特性，要求 M；对望大值质量特性，要求 TL；对望小值质量特性，要求 Tu。样本分布标准差S 样本分布标准差S表征数据离散程度，反映产品质量的不一致程度。因此，无论是望目值特性、望大值特性、望小值特性，均要求样本分布的标准差数值尽可能小。xxxx5、计件值数据的二项分布 计件值数据往往在考核批质量状况时发生，所以大多数生产过程对计件值数据的质量考核指标为不合格率p或不合格品数pn。计件值数据服从二项分布。在二项分布的研究和分析过程中，应特别要注意符号的区别。P 表示总体中的不合格率 p 表示样本中的不合格率 n 表示样本量 pn 表示样本中的不合格数 p 表示样本组的平均不合格品率，当样本的组数足够多时，可以认为p P pn 表示若干样本组的平均不合格数 *注：当各样本组的样本大小不相同时，平均不合格品率的计算为：p 二项分布概率函数公式为：式中 为从n中取x的二项组合系数，计算公式为：n 为样本大小 x 可理解为样本中的不合格数或其他定义 P 为总体不合格品率，可以 取代计算 当考核指标为不合格品率P时，二项分布特征（分布参数）为分布中心：P或pnnn!pp 标准差 或 当考核指标为不合格数pn时，二项分布的特征值（分布参数）为：标准差 或 二项分布的概率计算可以利用给出的概率函数公式计算，也可以从二项分布概率函数表中查得 二项图1-36、计点值数据的泊松分布 常用的间断型随机变量的概率分布中还有一种分布，由法国数学家泊松经过分析确定的，所以被称为泊松分布。泊松分布与二项分布有着密切关系，当某事件发生概率很小，即P值很小，取样数量又比较大时（当n50）时，此时Pn值接近一个常数，则二项分布就转变为泊松分布。根据二项分布的概率函数：设Pn=，当n 时，则有泊松分布概率函数为：泊松分布的分布中心为：标准差为：泊松分布图如右图SPC统计过程控制的发展1、质量管理发展的三个阶段 2、统计过程控制的重要意义 所谓统计过程控制，是为了贯彻以预防为主的原则，应用有关的统计方法（如控制图等）在过程中的各个阶段捕捉异常质量波动的先兆，并对其进行评估和监察，为质量管理提供信息和依据，采用科学的技术手段保证产品与服务质量满足要求的均匀性。过程及过程能力一、过程的概念1、过程的定义 过程：一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。注：1、一个过程的输出通常是其他过程的输入 2、组织为了增值通常对过程进行策划并使其在受控条件下运行 3、形成的产品是否合格不易或不能经济的进行验证的过程，通常称之为特殊过程 过程必须是增值的，也就是说输出的价值必须大于输入的价值，为了保证过程的增值而为过程提供资源，包括人力、物力、财力和技术资源。同时，一切过程必须在受控条件下运行，即需要保持过程的稳定性。对过程的控制和过程的增值，赋予了过程的有效性。因此，对过程的测量各监控是十分必要的。过程输入输出控制资源2、过程网络 在质量管理体系中，任何一个过程都不会是孤立存在的，若干过程之间的相互关联或相互作用的关系构成了过程网络。如图2-1 组织内所采用的过程以及这些过程之间的相互作用的系统性识别和管理可称之为过程方法。过程方法的优点是对过程系统中单个过程之间的联系，以及过程的组合和相互作用进行随机的控制。主要关注的是满足顾客的要求，以实现顾客满意。过程方法在质量管理体系中应用时应强调以下方面的重要性：1）理解和满足要求 2）需要在增值方面考虑过程 3）获得过程业绩和有效性的结果 4）基于客观的测量结果对过程实施持续改进。过程输入输出控制资源过程输入输出控制资源过程输入输出过程输入输出二、过程能力及过程能力指数 1、过程能力的概念 （1）过程能力 指过程处于正常状态（稳定受控状态）时，加工产品质量能够满足技术标准的能力，是指过程加工产品质量特性实际分布的6倍标准差（6），实际考核的是过程中99.73的能力，其数学表达式为：B=6 6S 过程能力用于衡量过程加工产品质量的内在一致性，是过程处于正常状态下的最小质量波动。要求过程能力的数值越小越好，即质量波动的幅度越小越好。（2）质量管理体系的组织目标 过程能力即实现过程目标的能力。为了达到组织目标，组织就确保影响质量的技术、管理和人的因素处于受控状态，无论是硬件、软件、流程性材料还是服务，所有的控制都应针对减少和消除不合格，尤其是预防不合格。建立和有效运行质量管理体系，必须具备足够的过程能力，应保证组织目标：减少和消除不合格品，尤其是预防不合格的实现。实现组织目标的保证手段是：组织应确保影响质量的技术、管理和人的因素处于受控状态。技术受控的标志是组织采用先进的工艺技术生产产品，使其具备“保证不出不合格品的能力”即过程能力，实现技术受控的过程称为处于“技术稳定”；管理受控的标志是组织应采用科学方法对过程实施有效的控制，使其具有“保持不出不合格品的能力”，实理管理受控的过程称为处于统计稳定；人的因素受控是技术受控和管理受控的基础条件。人的因素受控的标志是组织及其员工具有高的素质。对任何组织，能否长期、稳定地向顾客提供优质的产品或服务，必须具备两个条件：具备足够的过程能力和过程保持稳定受控。2、过程能力指数 （1）过程能力指数的概念 过程能力取决于组织的技术能力和管理水平，决定于影响质量的因素人、机、料、法、环、测等，与公差（规格质量要求）无关。为了将过程能力和过程规格质量要求相联系，而提出过程能力指数的概念。过程能力指数指过程为满足规格质量要求的程度。符号记为Cp 式中：T 产品质量特性值的规格质量要求，即公差范围 Tu 上公差（规格）界限 TL 下公差（规格）界限 产品质量特性总体分布标准差 S 产品质量特性样本分布标准差 Cp 产品质量特性的过程能力指数 B 过程实现产品质量特性的过程能力 （2）过程能力研究的先决条件 对于过程能力的研究、分析和计算，必须保证以下先决条件并进行验证。a 过程处于统计稳定状态 b 过程质量特性规格界限（公差）能准确表达顾客要求 （3）过程能力的计算 对计量值特性而言，针对望目值质量特性、望大值质量特性、望小值质量特性和不同类型，过程能力指数有不同的计算方法。a 望目值质量特性且有X=M时：