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SPC Training Material第一部分：第一部分：SPC概述概述SPC Technique and Practice2023/3/272Flextronics Corporate PresentationSPC的起源与发展的起源与发展 1924年休哈特博士年休哈特博士(Dr.Walter Shewhart)在在贝尔实验室室发明了第一明了第一张管制管制图-P Chart，运用了，运用了3倍标准差的理念倍标准差的理念；二二战期期间，美国，美国军方将品方将品质控制控制图的方法引的方法引进军工企工企业，并，并应用于生用于生产过程中，但程中，但应用范用范围并不广泛；并不广泛；直至二直至二战结束，作束，作为战败国的日本将品国的日本将品质作作为提升提升竞争力的根本，于争力的根本，于1950年邀年邀请了戴明博士到日本演了戴明博士到日本演讲，介，介绍了了SQC的技的技术与与观念，念，SPC技技术在日本在日本产生了很大的功效；生了很大的功效；而真正将而真正将SPC广泛推广的是美国著名的汽广泛推广的是美国著名的汽车制造商福特（制造商福特（Ford）,通通用（用（G.M.）以及克莱斯勒（）以及克莱斯勒（Chrysler）公司。）公司。SPC Technique and Practice2023/3/273Flextronics Corporate PresentationSPCSPC的全称是的全称是的全称是的全称是统计过统计过程控制（程控制（程控制（程控制（Statistical Process ControlStatistical Process Control）它运用它运用它运用它运用统计统计学技学技学技学技术术来分析制程或其来分析制程或其来分析制程或其来分析制程或其输输出，出，出，出，为为达到和达到和达到和达到和维维持持持持统计统计受控的状受控的状受控的状受控的状态态以及制程能力的提高提供了科学的理以及制程能力的提高提供了科学的理以及制程能力的提高提供了科学的理以及制程能力的提高提供了科学的理论论依据。依据。依据。依据。我我我我们们收集数据：收集数据：收集数据：收集数据：研究我研究我研究我研究我们们的制程何的制程何的制程何的制程何时发时发生了生了生了生了变变化（不受控制）化（不受控制）化（不受控制）化（不受控制）,使制程达到统计受控状使制程达到统计受控状使制程达到统计受控状使制程达到统计受控状态态态态；监监控我控我控我控我们们的制程确保的制程确保的制程确保的制程确保输输出的出的出的出的稳稳定性定性定性定性，维持统计受控的状态，维持统计受控的状态，维持统计受控的状态，维持统计受控的状态；帮助我帮助我帮助我帮助我们们持持持持续续改改改改进进制程制程制程制程，改善我们制程的能力，改善我们制程的能力，改善我们制程的能力，改善我们制程的能力。SPC Technique and PracticeSPC定定义和目的和目的2023/3/274Flextronics Corporate Presentation第二部分：第二部分：SPC基础理论基础理论SPC Technique and Practice2023/3/275Flextronics Corporate Presentation观察的偏差观察的偏差当重复测量时,经常产生不同的结果,这就是偏 差普通原因的偏差普通原因的偏差测量中的差异是被期望的并可以预测的特殊原因的偏差特殊原因的偏差(随机随机)测量中的差异是不可预测的SPC Technique and Practice2023/3/276Flextronics Corporate Presentation普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因TimeTime时间时间普通原因普通原因Common cause随着时间的推移是稳定的，可预测的；流程或产品是处于统计受控的。特殊原因特殊原因Special cause变异的来源是间断的（不经常作用在流程上），不可预测的；由于一个或几个主要的因素；可以纠正；如未进行预防措施可重复发生；随着时间的推移，流程或产品处于不稳定状态；2023/3/277Flextronics Corporate Presentation偏差的特性偏差的特性偏差是自然的,固有的.是我们周围世界上任何事物的固有特性.没有任何事物或一种服务完全一致.测量设备越精密,越能发现事物之间的区别.管理层的工作之一是与雇员一起尽可能减少差异.SPC Technique and Practice2023/3/278Flextronics Corporate Presentation每件产品的尺寸与别的都不同每件产品的尺寸与别的都不同但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围范围SPC Technique and Practice2023/3/279Flextronics Corporate PresentationLSLUSLCL次数次数组组规格范围制程范围由分布图可与规格比较由分布图可与规格比较SPC Technique and Practice2023/3/2710Flextronics Corporate Presentation分布又可以通过以下因素来加以区分分布又可以通过以下因素来加以区分*位置位置*分布宽度分布宽度(从最小值至最大值之间的距离从最小值至最大值之间的距离)*形状形状(是否对称、偏斜等是否对称、偏斜等)范围范围范围范围范围范围SPC Technique and Practice2023/3/2711Flextronics Corporate Presentation分布之中心倾向分布之中心倾向-准确度准确度SPC Technique and Practice2023/3/2712Flextronics Corporate Presentation分布的散布状态分布的散布状态-精密度精密度SPC Technique and Practice2023/3/2713Flextronics Corporate Presentation准确度准确度(居中性居中性)精密度精密度(离散性离散性)No准确?精确精确?YesYesNoxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxNo准确?精确精确?YesYesNoNo准确?精确精确?YesYesNoNo准确?精确精确?YesYesNoSPC Technique and Practice2023/3/2714Flextronics Corporate Presentation精密度与准确度精密度与准确度精密度准确度规格上限规格上限规格下限规格下限规格上限规格上限规格下限规格下限规格上限规格上限规格下限规格下限规格上限规格上限规格下限规格下限SPC Technique and Practice2023/3/2715Flextronics Corporate Presentation所以我们最希望得到的分布是：所以我们最希望得到的分布是：既准确又精密SPC Technique and Practice2023/3/2716Flextronics Corporate Presentation-3-1+1+2+3-299.73%95.45%68.27%正正正正态态分布分布分布分布大量的实例证明，在现实世界中，正态分布是最具有代表性的分布形态，它能描述众多质量特性x随机取值的统计规律性它的概率密度分布函数形式为正态分布含有两个参数和，常记为N(,2).其中为正态均值，它为正态分布的中心。质量特性x在附近取值的机会最大。2 是正态方差，0是正态标准差。方差2和标准差 都是描述质量特性x随机取值的分散程度。2023/3/2717Flextronics Corporate Presentation1 2N(1,2)N(2,2)相同，不同（12）正正正正态态曲曲曲曲线线的比的比的比的比较较N(,12)N(,22)相同，不同（1Cpk1.331.33Cpk1.001.00Cpk0.670.67CpkLSLUSLLSLUSLLSLUSLLSLUSLLSLUSL2345Cpk分布与规格之关系分布与规格之关系制程能力判断制程能力判断太佳可考虑缩小规格简化或降低成本理想，保持必须保持，需注意有不良品要改善不足警告合格应采取紧急措施非常不足处置处置No.sssss本公司要求当本公司要求当Cpk1.50(Dell)&Cpk1.33(X-Box)时必须有改善行动之计划。时必须有改善行动之计划。SPC Technique and Practice2023/3/2734Flextronics Corporate PresentationProcess Capability (a)(b)Specification Specification Natural variation Natural variation (c)(d)Specification Specification Natural variation Natural variation2023/3/2735Flextronics Corporate Presentation总结总结1.Cpk=Cp1.Cpk10n10）,在在在在样样本数本数本数本数较较小小小小时时两者差异不大。两者差异不大。两者差异不大。两者差异不大。.单值单值移移移移动动极差控制极差控制极差控制极差控制图图 I-MR chartI-MR chart 此此此此图图在在在在实际实际情况中，不易得到子情况中，不易得到子情况中，不易得到子情况中，不易得到子组组，仅仅能得到一个数据能得到一个数据能得到一个数据能得到一个数据时时使用，它以不分使用，它以不分使用，它以不分使用，它以不分组组的方式描点，要求每次或每的方式描点，要求每次或每的方式描点，要求每次或每的方式描点，要求每次或每组组的的的的样样本数本数本数本数为为1 1。SPC Technique and Practice2023/3/2743Flextronics Corporate Presentationp p控制控制控制控制图图 p chart p chart 此此此此图图用于跟踪每个子群中缺陷用于跟踪每个子群中缺陷用于跟踪每个子群中缺陷用于跟踪每个子群中缺陷产产品的比率，品的比率，品的比率，品的比率，样样本大小可以本大小可以本大小可以本大小可以变变化化化化 npnp控制控制控制控制图图 np chartnp chart 同上，用于跟踪每个子群中缺陷同上，用于跟踪每个子群中缺陷同上，用于跟踪每个子群中缺陷同上，用于跟踪每个子群中缺陷产产品的数目，但品的数目，但品的数目，但品的数目，但样样本大小不本大小不本大小不本大小不变变 c chart cc chart c控制控制控制控制图图 此此此此图图用于跟踪在一个恒定的用于跟踪在一个恒定的用于跟踪在一个恒定的用于跟踪在一个恒定的样样本数中存在缺陷点的数目本数中存在缺陷点的数目本数中存在缺陷点的数目本数中存在缺陷点的数目,（每个（每个（每个（每个单单位可以位可以位可以位可以有多个缺陷点）有多个缺陷点）有多个缺陷点）有多个缺陷点）u chart uu chart u控制控制控制控制图图 此此此此图图用于用于用于用于绘绘制每个制每个制每个制每个样样本子群中的本子群中的本子群中的本子群中的单单位缺陷数，位缺陷数，位缺陷数，位缺陷数，样样本大小是可本大小是可本大小是可本大小是可变变的。的。的。的。逻辑变量逻辑变量控制控制控制控制图图种种种种类类SPC Technique and Practice2023/3/2744Flextronics Corporate Presentation控制图的使用范围控制图的使用范围?控制图控制图数据描述数据描述样本大小样本大小子组的均值子组的均值子组的差值子组的差值单个数据单个数据两个相邻数据的差值两个相邻数据的差值XRXMoving R必须相等必须相等必须相等必须相等12pnpc 每个样本的不良比例每个样本的不良比例每个样本不良项目的数量每个样本不良项目的数量每个样本的不良个数每个样本的不良个数每单位的不良每单位的不良可以不相等可以不相等必须相等必须相等必须相等必须相等可以不相等可以不相等连续变量控制论图连续变量控制论图逻辑变量控制图逻辑变量控制图SPC Technique and Practice2023/3/2745Flextronics Corporate Presentation连续变量控制图连续变量控制图连续变量控制图连续变量控制图控制限控制限控制限控制限控制控制图的名称与符号的名称与符号CLUCLLCL均值-极差控制图(Xbar-R Chart)Xbar ChartXX+A2RbarX-A2RbarR ChartRbarD4RbarD3Rbar均值-标准差控制图(Xbar-s Chart)Xbar ChartXX+A3SbarX-A3SbarS ChartSbarB4SbarB3Sbar单值-移动极差控制图(I-MR Chart)X ChartXbarX+E2RbarX-E2RbarMR ChartRbarD4RbarD3Rbar注：表中A2,A3,D3,D4,B3,B4 与样本量n有关，可查表得 表中E2=3/d2,当n=2时,E2=3/1.128=2.55.2023/3/2746Flextronics Corporate Presentation某金属零件的长度是一个重要的质量特性。为对其进行控制，在生产现场每隔某金属零件的长度是一个重要的质量特性。为对其进行控制，在生产现场每隔1小小时连续测量时连续测量3件产品的长度，数据如下：件产品的长度，数据如下：序号测量值序号测量值序号测量值xi1xi2xi3xi1xi2xi3xi1xi2xi31 109.9710.0511109.910.122110.0910.069.9210.0210.011012109.910.0322101010.0239.989.9610.02131010.02102310.0510.029.941010.0510149.989.9710.0124109.81059.9610.029.98151010.0110.0525109.910.1610.0910.0610.116109.9710261010.0110.2710109.91710.0210.0110.0227109.910.03810.0510.0210.02189.989.9610281010.02109109.89.9191010.059.98299.989.9710.0110109.910.1209.9610.0210.1301010.0110.1控制控制控制控制图图 Xbar-R Chart Xbar-R Chart2023/3/2747Flextronics Corporate Presentation计算过程平均值计算过程平均值x与平均极差与平均极差Rbar:X=10.001,Rbar=0.105计算计算Xbar-R图的中心线与控制限：图的中心线与控制限：Xbar图：图：CL=10.001 UCL=CL+A2 Rbar=10.001+1.023*0.105=10.108 LCL=CL-A2 Rbar=10.001-1.023*0.105=9.894 R图：图：CL=0.105 UCL=D4 Rbar=2.574*0.105=0.270 LCL=D3 Rbar=0控制限控制限控制限控制限计计算算算算2023/3/2748Flextronics Corporate Presentation用用Minitab作图：作图：控制控制控制控制图图 Xbar-R Chart Xbar-R Chart2023/3/2749Flextronics Corporate PresentationXbar-R Chart 显示：过程受控显示：过程受控 控制控制控制控制图图 Xbar-R Chart Xbar-R Chart2023/3/2750Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图 Xbar-S Chart Xbar-S ChartXbar S S Chart Chart 的制作极似的制作极似XbarXbar-R Chart,-R Chart,只是把只是把R(R(全距全距)改成了标准差。改成了标准差。引用上一案例数据，作引用上一案例数据，作Xbar-S ChartXbar-S Chart:计算过程平均值计算过程平均值X X与全体数据的标准差与全体数据的标准差:X=10.001,Sbar=0.055 X=10.001,Sbar=0.055计算计算Xbar-S图的中心线与控制限：图的中心线与控制限：Xbar图：图：CL=10.001 UCL=CL+A2 Rbar=10.001+1.023*0.105=10.108 LCL=CL-A2 Rbar=10.001-1.023*0.105=9.894 S图：图：CL=0.055 UCL=B4 Rbar=2.568*0.055=0.141 LCL=B3 Rbar=02023/3/2751Flextronics Corporate Presentation用用Minitab作图：作图：控制控制控制控制图图 Xbar-S Chart Xbar-S Chart2023/3/2752Flextronics Corporate PresentationXbar-S Chart 显示：过程受控显示：过程受控 控制控制控制控制图图 Xbar-S Chart Xbar-S Chart2023/3/2753Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图I-MR ChartI-MR Chart在这些场合可以运用单值在这些场合可以运用单值-移动极差控制图：移动极差控制图：1.生产效率、消耗定额、单位成本等要在一天或数天内才能得到一个数据；生产效率、消耗定额、单位成本等要在一天或数天内才能得到一个数据；2.液体浓度、化学溶液的液体浓度、化学溶液的PH值等，由于生产过程质量均匀，不需多抽样品；值等，由于生产过程质量均匀，不需多抽样品；3.取得测量值的成本高或需时间长，如复杂的化学分析，破坏性检查等。取得测量值的成本高或需时间长，如复杂的化学分析，破坏性检查等。数据的收集与处理数据的收集与处理设在设在k个时间段内各收集一个测量值，共有个时间段内各收集一个测量值，共有k个测量值，记为个测量值，记为X1,X2,Xk。那。那么用于作控制图的点是：么用于作控制图的点是：单值点：单值点：X1 X2 X3 ,Xk-2 Xk-1 Xk 移动极差点：移动极差点：R2 R3,Rk-2 Rk-1 Rk (当选取的移动距离为当选取的移动距离为1时时)其中其中R2=|X2 X1|,R3=|X3 X2|等，可以看出，若单值有等，可以看出，若单值有25个，当移动距离个，当移动距离为为1时，则移动极差只有时，则移动极差只有24个，当移动距离为个，当移动距离为2时，则移动极差只有时，则移动极差只有23个个2023/3/2754Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图I-MR ChartI-MR Chart某车间产品质量与酸洗浓度关系密切，因此决定每隔某车间产品质量与酸洗浓度关系密切，因此决定每隔2小时测量一次酸洗浓度，测小时测量一次酸洗浓度，测得数据如下：得数据如下：X M R8.008.50 0.507.40 0.9010.5 3.109.30 1.2011.1 1.8010.4 0.7010.4 0.009.00 1.4010.0 1.0010.3 0.3012.2 1.9011.6 0.6011.5 0.1011.0 0.5012.0 1.008.60 3.4010.2 1.6010.1 0.1010.5 0.409.10 1.4011.5 2.4011.1 0.40过程平均值过程平均值XbarXbar和平均移动极差和平均移动极差Rbar:Rbar:计算控制限：计算控制限：XbarXbar图：图：CL=10.187CL=10.187 UCL=X UCL=X+E+E2 2 R=10.187+(3/1.128)*1.132=13.R=10.187+(3/1.128)*1.132=13.197197 LCL=X LCL=X+E+E2 2 R=10.187-R=10.187-(3/1.128)*1.132=7.177(3/1.128)*1.132=7.177 R R图：图：CL=1.132CL=1.132 UCL=UCL=D D44 Rbar=3.267*1.132=3.698Rbar=3.267*1.132=3.698 LCL=D LCL=D3 3 Rbar=0Rbar=02023/3/2755Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图I-MR ChartI-MR Chart用用Minitab作图：作图：2023/3/2756Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图I-MR ChartI-MR ChartI-MR Chart 显示：过程受控显示：过程受控 2023/3/2757Flextronics Corporate Presentation逻辑变量控制图逻辑变量控制图 Control chart for Attribute Data 许多品质特性是由属性来表达的许多品质特性是由属性来表达的,即使大多数品质特性都可以即使大多数品质特性都可以测量测量,但是有时侯由于成本关系用变量控制图不切实际时采用属性控制图但是有时侯由于成本关系用变量控制图不切实际时采用属性控制图 Many quality characteristics are observed and expressed as attributes,even most of the quality characteristics can be measured,it is sometimes not practical or economical to use variable control chartsa)a)逻辑变量控制图的使用及解释与变量型控制图类似逻辑变量控制图的使用及解释与变量型控制图类似,与变量型控制图相比与变量型控制图相比,属性控制图要求拥有较大的样本数（通常属性控制图要求拥有较大的样本数（通常=50=50）b)The use and interpretation of attribute control charts are similar to variable control charts Larger sample size required compare to variable charts.(usually=50)c)b)仅能提供较少的信息仅能提供较少的信息 Less information逻辑变量逻辑变量逻辑变量逻辑变量控制控制控制控制图图2023/3/2758Flextronics Corporate Presentation控制限控制限控制限控制限控制图的名称与符号CLUCLLCL备注计件控制图不合格品率控制图(P Chart)Pbar样本量相等与不相等均可使用不合格品数控制图(NP Chart)NPbar限于样本量相等场合使用计点控制图缺陷数控制图(C Chart)Cbar限于样本量相等场合使用单位缺陷数控制图(U Chart)Ubar样本量相等与不相等均可使用2023/3/2759Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图P ChartP Chart某喷粉件的外观不合格品件数如下：某喷粉件的外观不合格品件数如下：序号样本容量不良品数序号样本容量不良品数17244814748572763831577051374870167567147488517719535724451875733672756197602977264820737498719672175061975937227523910745522372650117364724730581273950257476113723472023/3/2760Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图P ChartP Chart1.计算过程的平均不合格品率：计算过程的平均不合格品率：2.2.对每一个样本计算上、下控制限对每一个样本计算上、下控制限2023/3/2761Flextronics Corporate Presentation用用Minitab作图：作图：控制控制控制控制图图P ChartP Chart2023/3/2762Flextronics Corporate PresentationI-MR Chart 显示：显示：TEST 1.One point more than 3.00 standard deviations from center line.Test Failed at points:2,4,18,19控制控制控制控制图图P ChartP Chart2023/3/2763Flextronics Corporate Presentation控制控制控制控制图图P ChartP Chart引用上例，当样本容量相等时，设为引用上例，当样本容量相等时，设为741741，则用，则用MinitabMinitab运行结果如下：运行结果如下：2023/3/2764Flextronics Corporate PresentationP Charts计算p chart 上下3倍标准方差的控制线.4如果样本大小不一致,可用以下两种方法计算控制线:方法一:基于最大或最小样本来计算控制线 所以会有两套控制线出现在p chart,基于最大样本计算出的最窄的控制线和基于最小样本计算出的最宽的控制线.方法二:分别计算每一组不合格分数的控制线.SPC Technique and Practice2023/3/2765Flextronics Corporate Presentationp Charts使用多重控制线:4超出最宽的控制线的任何值均显示过程失控;4在最窄控制线内的数值表明过程受控;4在两条上控制线之间或在两条下控制线之间的数据须重新评估.SPC Technique and Practice2023/3/2766Flextronics Corporate PresentationTest 1.One Point Beyond Zone A=3Sigma某一点超出某一点超出3Sigma 区区Test 2.Nine Points in a Row on One Side of the Center Line连续连续9 9个点分布于中心线的一边个点分布于中心线的一边Test 3.Six Points in a Row Steadily Increasing or Decreasing连续连续6 6点持续上升或下降点持续上升或下降Test 4.Fourteen Points in a Row Alternating Up and Down连续连续14点交替上升下降点交替上升下降UCLLCLAABCCBxxUCLLCLAABCCBxxUCLLCLAABCCBxUCLLCLAABCCBxCL控制控制控制控制图图的判定的判定的判定的判定规则规则2023/3/2767Flextronics Corporate PresentationTest 5.Two Out of Three Points in a Row in Zone A or Beyond连续连续3点中有点中有2点处于点处于A区或超出区或超出Test 6.Four Out of Five Points in a Row in Zone B and Beyond连续连续5点中有点中有4点处于点处于B区及超出区及超出Test 7.Fifteen Points in a Row in Zone C (Above and Below Centerline)连续连续15点在点在C区区(高于和低于中心线高于和低于中心线)Test 8.Eight Points in a Row on Both Sides of Centerline with None-in Zone C连续连续8点处于中心线两边点处于中心线两边 (均不在均不在C区区)xxUCLLCLAABCCBxUCLLCLAABCCBxxUCLLCLAABCCBxUCLLCLAABCCBx控制控制控制控制图图的判定的判定的判定的判定规则规则2023/3/2768Flextronics Corporate Presentation分析用管制图：分析用管制图：1、分析生产过程是否处于稳定。若制程不处于稳定状态，须调、分析生产过程是否处于稳定。若制程不处于稳定状态，须调整制程，使之达到稳定状态；整制程，使之达到稳定状态；2、分析生产的制程能力是否满足技术要求。若不满足，须调整、分析生产的制程能力是否满足技术要求。若不满足，须调整工序能力，使之满足。工序能力，使之满足。制程用管制图：制程用管制图：使生产过程保持在确定的状态。在应用控制用控制图的过程中，使生产过程保持在确定的状态。在应用控制用控制图的过程中，若过程又发生异常，使过程恢复原来的状态。若过程又发生异常，使过程恢复原来的状态。SPC Technique and Practice2023/3/2769Flextronics Corporate Presentation过程控制线的概念过程控制线的概念控制线定义过程稳定的限度范围控制线定义过程稳定的限度范围UCL和和LCL是计算值是计算值,如果过程稳定如果过程稳定,几乎所有的过程输出值都应落入几乎所有的过程输出值都应落入控制范围内控制范围内.3倍标准方差控制线倍标准方差控制线较常使用较常使用UCL是是 均值以上均值以上3倍标准方差控制线倍标准方差控制线LCL是是 均值以下均值以下3倍标准方差控制线倍标准方差控制线如果过程稳定如果过程稳定,超出控制限的机会是千分之三超出控制限的机会是千分之三.控制线内的测量值表明过程稳定控制线内的测量值表明过程稳定;控制线外的测量值表明过程不稳定控制线外的测量值表明过程不稳定,是不期望发生的是不期望发生的,可考虑为特殊原因导致的结果可考虑为特殊原因导致的结果控制线是从过程中抽样的数值直接计算出来的控制线是从过程中抽样的数值直接计算出来的.控制线及均值不为管控制线及均值不为管理层或员工选取理层或员工选取-有规则存在有规则存在.控制线定义了过程当前存在的固有变化的范围控制线定义了过程当前存在的固有变化的范围.SPC Technique and Practice2023/3/2770Flextronics Corporate PresentationSPC Technicals and Practise2023/3/2771Flextronics Corporate Presentation谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH