SPC统计控制培训讲义.pptx

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1、Statistical Process Control统 计 过 程 控 制In God, we trust; All others, need data.In God, we trust; All others, need data.Ivan05.10.13 SPC的历史 2020世纪世纪2020年代，美国贝尔电话实验室成立了年代，美国贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题组，其中之一的过程控制两个研究质量的课题组，其中之一的过程控制组的学术领导人为休哈特组的学术领导人为休哈特( Dr. Walter A. ( Dr. Walter A. ShewhartShewhart) ) ，后来他被世

2、人尊称为，后来他被世人尊称为“统计控统计控制之父制之父”。 休哈特在休哈特在19241924年年5 5月月1616日提出了世界上第一日提出了世界上第一张张“不合格品率不合格品率p p控制图控制图”，19311931年他的代表年他的代表作作加工产品质量的经济控制加工产品质量的经济控制标志着统计过标志着统计过程控制时代的开始。程控制时代的开始。 19401940年年SPCSPC正式正式引进制造业。引进制造业。 19501950年，戴明博士在日本傳授年，戴明博士在日本傳授SPCSPC講義，講義，SPCSPC開始在日本企業大量普及。開始在日本企業大量普及。 什麼是什麼是SPCSPC是英文Statist

3、ical Process Control的字首簡稱,即 統計過程控制。 SPC就是應用統計技術統計技術對過程中的各個階段收集的數據進行分析，並調整制程制程，從而達到改進與保證質量的目的。 SPC強調預防，防患於未然是SPC的宗旨。 SPC SPC 的基本觀念的基本觀念 世上沒有任何兩件事.人員.產品是完全一樣 製造過程中所產生之變異是可以衡量的 事情.產品的變異通常根據一定的模式而產生 宇宙萬物及工業產品大都呈常態分配 例如 :身高.體重.智力.考試成績.所得分配 變異的原因可分為偶因及異因 偶因屬管理系統的範圍 異因卻是作業人員本身就能解決的 應用SPC 可以確保作業人員的自尊 應用SPC

4、可以指出製程最需要改善的地方 控制图的基本模式控制图的基本模式质量特性 x公差上限公差上限TuTu公差下限公差下限T TL L中心线中心线CLCLCentral LimitCentral Limit样品编号（或取样时间）控制上限控制上限UCLUpper Control Limit控制下限控制下限LCLLower Control Limit 控制图的种类控制图的种类 控制图实施循环控制图实施循环抽取样本抽取样本检验检验绘制管制图绘制管制图制程制程是是否否异常异常制程制程正常正常制程制程异常异常原因分析原因分析对策措施对策措施YesNo定義：為了解被定義：為了解被調調查查群體群體的某些隱含的某些隱

5、含的特性，運用合理的抽樣方法從被的特性，運用合理的抽樣方法從被調查群體中取得適當的調查群體中取得適當的樣本樣本，通過，通過研究樣本來發現群體的特性研究樣本來發現群體的特性! ! 統計學是科學的統計學是科學的以偏概全以偏概全的方法的方法 一葉知秋一葉知秋春霧雨春霧雨 夏霧熱夏霧熱 秋霧太陽秋霧太陽 冬霧雪冬霧雪主要統計學名詞主要統計學名詞 群體群體於制造業而言，通常指在同一生產條件於制造業而言，通常指在同一生產條件下符合特定要求的下符合特定要求的所有所有個體的集合個體的集合! ! 也可稱為也可稱為批量批量 記為記為NN 樣本樣本 於群體中抽樣而得的於群體中抽樣而得的部份部份個體的集合個體的集合!

6、 ! 記為記為n n 群體平均值群體平均值 X bar X bar 樣本平均值樣本平均值 群體標准差群體標准差 x x 樣本標准差樣本標准差 R 全距全距 概率概率( (六合彩六合彩) ) 正態分布正態分布总体与样本(Population ad Sample)自制程取样检查之目的是籍样本来了解总体, 我们无法直接了解总体是何种状态, 除非把总体整个检查，在很多的情况下，这是不经济且不合理的。 既然是利用样本的情况来推断总体的，那么所取之样本必须合理可靠，否则就失去了抽样的意义。总体、样本数据之间的关系总体、样本数据之间的关系N:N:总体总体n:n:样本样本随机抽样随机抽样检验检验行动行动分析样

7、本数据分析样本数据判定判定数据数据N Nn n製程（製程（Process） 品質的源品質的源頭、頭、SPC的焦點的焦點製程的起伏變化是造成品質變異（Variation）的主要根源，而品質變異的大小也才是決定產品優劣的關鍵。這種因果關係，可進一步表示如下：結論：製程是結論：製程是SPC的焦點的焦點普通原因引起的波动普通原因引起的波动普通原因引起的波动由大量的、微小的不可控因素的作用而引起，这种波动具有随机性。这种波动称为正常波动。工序质量控制的任务是使正常波动维持在适度的范围内。也稱為機遇原因特殊原因引起的波动特殊原因引起的波动操作者操作者man材料材料material机器设备机器设备machi

8、ne工艺方法工艺方法method测试手段测试手段measurement环境条件环境条件environment产品设计工艺选择计划调度人员培训工装设备物资供应计量检验安全文明人际关系劳动纪律质量特性值的波动具有统计规律性质量特性值的波动具有统计规律性质量波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状态下质量波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状态下的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的规律性。的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的规律性。这种统计规律性是统计过程控制的必要前提和客观基础这种统计规律性是统计过程控制的必要前提和客观基础统计过程控制是统计质量管理中的一个重要问题统计过程控制是统计质量

9、管理中的一个重要问题所谓统计过程控制，就是对生产过程中过程质量特性值所谓统计过程控制，就是对生产过程中过程质量特性值进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计推断，采进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计推断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。过程质量的两种状态过程质量的两种状态生产过程中，过程质量有两种状态：生产过程中，过程质量有两种状态：受控状态受控状态In controlIn control失控状态失控状态Out of controlOut of control 受控状态受控状态 0 X(X) 0上控制界限UCL下控制界限LCL t 1

10、 X(X) 0上控制界限UCL下控制界限LCL t 0 0 ， = 0 ， 保持稳定。这时，从表面看，过程状态是稳定的，保持稳定。这时，从表面看，过程状态是稳定的，但由于质量特性或其统计量的分布集中位置（但由于质量特性或其统计量的分布集中位置（ ）已偏离控制中心（）已偏离控制中心（ 0 ），），黑点越出控制界限某侧的可能性变大。黑点越出控制界限某侧的可能性变大。失控状态失控状态 0 X(X) 0上控制界限UCL下控制界限LCL t =0 ， 0 ， 保持稳定。这时，由于质量特性或其统计量的分保持稳定。这时，由于质量特性或其统计量的分布分散程度（布分散程度（ ）变大，导致黑点越出控制限两侧的可能

11、性变大。）变大，导致黑点越出控制限两侧的可能性变大。失控状态失控状态 和和 中至少有一个不稳定，随时间变化。中至少有一个不稳定，随时间变化。下图表示分布集中位置下图表示分布集中位置 不断增大时的工不断增大时的工序质量失控状态。序质量失控状态。 X(X) 上控制界限UCL下控制界限LCL t 质量特性值质量特性值 质量特性值通常表现为各种数值指标，即质量指标。 一个具体产品常需用多个指标来反映它的质量。 测量或测定质量指标所得的数值，即质量特性值，一般称为数据。 根据质量指标性质的不同，质量特性值可分为计数值和计量值两大类。a.计数值。当质量特性值只能取一组特定的数值，而不能取这些数值之间的数值

12、时，这样的特性值称为计数值。计数值可进一步区分为计件值和计点值。对产品进行按件检查时所产生的属性(如评定合格与不合格)数据称为计件值。每件产品中质量缺陷的个数称为计点值。如棉布上的疵点数、铸件上的砂眼数等。b.计量值。当质量特性值可以取给定范围内的任何一个可能的数值时，这样的特性值称为计量值。如用各种计量工具测量的数据(长度、重量、时间、温度等)，就是计量值。检验还是预防检验还是预防过程控制应当以预防为目的，而不是简单地在发现问题后返工。过程控制应当以预防为目的，而不是简单地在发现问题后返工。如果输入符合规范，且过程变量被控制在一定的范围内，则如果输入符合规范，且过程变量被控制在一定的范围内，

13、则输出就是正确的。输出就是正确的。三芯电源插头只能以唯一的位置插入三芯插座含铅汽油无铅汽油防止将含铅汽油加入适用无铅汽油的车辆控制图设计原理控制图设计原理3准则准则正态性假定正态性假定小小概率原理概率原理反证法思想反证法思想正态性假设正态性假设 任何生产过程生产出来的产品，其质量特性值总会存在一定程度的波动，当过程稳定或者说受控时，这些波动主要是由5MIE的微小变化造成的随机误差。此时，绝大多数质量特性值均服从或近似服从正态分布。这一假定，称之为正态性假定。5MIE:人、机器、原材料、工艺方法、测量及生产环境所谓小概率原理，即认为小概率事件一般是不会发生的。 由准则可知，若服从正态分布，则的可

14、能值超出控制界限的可能性只有0.27%。因此，一般认为不会超出控制界限。 小概率原理又称为实际推断原理，当然运用小概率原理也可能导致错误，但犯错误的可能性恰恰就是此小概率。一旦控制图上点子越出界限线或其他小概率事件发生，则怀疑原生产过程失控，也即不稳定，此时要从5MIE去找原因，看是否发生了显著性变化。控制图的分类 计量值控制图(Control Charts for Variables) 均值-极差控制图(X-R Chart) 均值-标准差控制图(X-Chart) 中位数-极差控制图(X-R Chart) 单值-移动极差控制图(X-Rm Chart) 计数值控制图(Control Charts

15、 for Attribute) 不合格品率控制图(p Chart) (n可以不同) 不合格品数控制图(pn Chart) (要求n相同) 不合格数控制图(c Chart) (要求n相同) 单位不合格数控制图(u Chart) (n可以不同)X-R Chart绘制步骤 建立建立分析用控制图分析用控制图1.建立控制项目；建立控制项目；2.收集数据收集数据100个个以上以上，适当分组后计，适当分组后计入数据记录表；入数据记录表； 样本样本大小大小(n)=25 (分析用分析用) 组数组数(k)=20253.计算各组平均值计算各组平均值( X ) X= 4.计算各组极差计算各组极差( R ) R=Xma

16、x-Xmin (各各组组最大值最大值-最最小值小值)5.计算总平均值计算总平均值 ( X ) X= 6.计算极差的平均值计算极差的平均值( R ) R= 7.计算并绘出控制限计算并绘出控制限 X控制图控制图 中心中心限限 CLx = X 上上 限限 UCLx = X+A2R 下下 限限 LCLx = X-A2R R控制图控制图 中心中心限限 CLR =R 上上 限限 UCLR=D4R 下下 限限 LCLR=D3R A2, D4, D3由由系数表查得系数表查得8.描点描点 将数据点描到控制图上，然后将相将数据点描到控制图上，然后将相邻的两点直线连接邻的两点直线连接9.对状态判断，对状态判断，R图

17、如未企稳则重新收图如未企稳则重新收集数据，转入步骤集数据，转入步骤2；R图企稳后，再图企稳后，再画画X图，如未企稳也转入步骤图，如未企稳也转入步骤210.计算过程能力指数，并检验是否满足技术要求计算过程能力指数，并检验是否满足技术要求 如不满足要求，则需要调整过程，直至过程能力指数满足要求，然后如不满足要求，则需要调整过程，直至过程能力指数满足要求，然后再转入步骤再转入步骤211.延长控制限，作为控制用控制图，监控日常生产延长控制限，作为控制用控制图，监控日常生产例題例題:用用X-R控制图来控制控制图来控制AGP GAP,尺寸尺寸单位为单位为mm,请请利用下列利用下列数据数据资料资料,计算其控

18、制界限并绘图计算其控制界限并绘图.产品名称产品名称:AGP 设备号码设备号码:RK006质量特性质量特性:GAP 操操 作作 者者:55230测定单位测定单位:mm 测测 定定 者者:58664制造场所制造场所:A线线 抽样期抽样期间间:03/10/0503/12/05GROUP1234567891011121314151617181920X10.640.640.640.680.620.700.650.710.700.660.590.620.610.670.720.650.600.720.690.64X20.610.630.700.650.670.660.680.700.680.630.670

19、.660.600.660.680.660.640.720.660.61X30.620.680.680.700.700.650.700.630.640.620.600.650.680.640.610.720.610.700.680.61X40.680.660.670.680.680.650.710.640.630.700.620.580.630.640.660.700.700.650.670.62X50.600.610.690.610.720.730.640.600.670.660.640.600.620.600.700.610.620.660.670.64 X0.630.640.680.660

20、.680.680.680.660.660.650.620.620.630.640.670.670.630.690.670.62 R 0.080.070.060.090.100.080.070.110.070.080.080.080.080.070.110.110.100.070.030.03 Min0.600.610.640.610.620.650.640.600.630.620.590.580.600.600.610.610.600.650.660.61 Max0.680.680.700.700.720.730.710.710.700.700.670.660.680.670.720.720.

21、700.720.690.641.收集收集数据并记入数据记录表数据并记入数据记录表2.计算各组数据的计算各组数据的X3.计算各组计算各组R值值4.计算总平均计算总平均( X ) X= = (0.63+0.64+0.68+0.66+0.68+0.68+0.68+0.66+0.66 +0.65+0.62+0.62+0.63+0.64+0.67+0.67+0.63+0.69 +0.67+0.62) 20 = 0.665.计算极差的平均值计算极差的平均值( R ) R= =(0.08+0.07+0.06+0.09+0.10+0.08+0.07+0.11+0.07 +0.08+0.08+0.08+0.08

22、+0.07+0.11+0.11+0.10+0.07 +0.03+0.03) 20 = 0.086.计算控制限并绘制计算控制限并绘制 X控制图控制图 中心中心线线 ( CLx ) = X = 0.66 上控制限上控制限 ( UCLx ) = X+A2R = 0.66+0.577 0.08 = 0.70 下控制限下控制限 ( LCLx ) = X-A2R = 0.66-0.577 0.08 = 0.61R控制图控制图 中心中心线线 CLR = R = 0.08 上控制限上控制限 UCLR = D4R = 2.115 0.08 = 0.17 下控制限下控制限 LCLR = D3R = 0 0.08

23、= 07.將所求出之各將所求出之各X值及值及R值值点点入入控制图控制图上上并并將將相邻两点用直线连接相邻两点用直线连接8.制程状态检查制程状态检查(直至直至R图和图和X图都企稳图都企稳, 且制程能力指数达到要求为止且制程能力指数达到要求为止)9.记入其他注意事项记入其他注意事项 0.500.600.700.80X-管制圖1234567891011121314151617181920AGP CONN. GAP CONTROL CHART0.000.100.200.30R管制圖1234567891011121314151617181920AGP CONN. GAP CONTROL CHART建立建

24、立控制用控制图控制用控制图1.记入必要的事项记入必要的事项 如如产品名称产品名称、管制、管制项项目、目、测定单位测定单位、规规格等格等.2.作作控制界限控制界限 将分析用控制图决定的控制界限用至此控制用控制图将分析用控制图决定的控制界限用至此控制用控制图.3.描图描图 由制程抽取样本由制程抽取样本,测定其质量特性值测定其质量特性值,记录并简单计算数据记录并简单计算数据,按时按时按顺序点入控制图按顺序点入控制图.4.从描点的状态来判定制程是否出于稳定状态从描点的状态来判定制程是否出于稳定状态.5.采取措施改进采取措施改进.6.必要时重新计算控制界限必要时重新计算控制界限(制程能力提高或制程有大的

25、变化时制程能力提高或制程有大的变化时).控制图的判定制程是否在控制稳态制程是否在控制稳态,可用以下两类判异准则可用以下两类判异准则:第一类判异准则第一类判异准则: 点值出界就判异点值出界就判异第二类判异准则第二类判异准则: 点值在控制界限内的排列不随机点值在控制界限内的排列不随机 (有有7条判异准则条判异准则) (1)连续连续9点在中心线同侧点在中心线同侧(可能总体均值变化可能总体均值变化) (2)连续连续6点递增或递减点递增或递减( (可能是总体均值变化的趋势可能是总体均值变化的趋势) )(3) 连连3点点中中2点落在同侧的点落在同侧的B区外区外( (可能总体均值变化可能总体均值变化) )(

26、4) 连连5点点中中4点落在同侧点落在同侧C区外区外( (可能总体均值变化可能总体均值变化) )(5) 连连8点点在中心在中心线的两侧线的两侧,但无一在但无一在C区区(数据分层不够数据分层不够)(6) 连续连续14点上下相邻交替点上下相邻交替( (数据分层不够数据分层不够) )( (也可能是两台测试设备或两个不同员工测试等系统原因也可能是两台测试设备或两个不同员工测试等系统原因) )(7) 连续连续15点在中心线两侧的点在中心线两侧的C区内区内 (在排除虚假数据和数据分层不够等原因后在排除虚假数据和数据分层不够等原因后,可总结减少总体标准差的可总结减少总体标准差的先进经验先进经验,并进一步重新

27、计算控制限并进一步重新计算控制限,以达到持续改进的目的以达到持续改进的目的)如何绘制如何绘制X-bar-RX-bar-R图图2 计算控制限2.1计算极差均值(R-bar)和过程均值(X-double bar)2.3在控制图上描上中心线和控制线2.2计算控制限RRRkk1XXXkk1UCLD RR4LCLD RR3UCLXA RX2LCLXA RX2n2345678910D43.27 2.57 2.28 2.11 2.00 1.92 1.86 1.82 1.78D3*0.08 0.14 0.18 0.22A21.88 1.02 0.73 0.58 0.48 0.42 0.37 0.34 0.31

28、如何绘制如何绘制P P图图1收集数据1.1选择大小、频次和子组数目1.2建立控制表和原始数据记录表原始数据记录表1.3计算每个子组的不合格品率计算每个子组的不合格品率1.4选择控制表刻度1.5在控制表上绘制不合格品率在控制表上绘制不合格品率判斷是否為管制狀態如何绘制如何绘制P P图图2 计算控制限)1(3)1(3ppnPLCLPCLppnPUCLpii图在控制图上描上中心线和控制线某工廠成品的不良率過去以管制圖管制，為加強管制，現將其中某以零件每四小時抽取一百個檢查，檢查所得之不良品數據紀錄於下表，試利用此項資料繪制不良率管制圖，並檢討之!批號檢查數不良數P批號檢查數不良數P批號檢查數不良數P

29、110030.031110030.032110050.05210040.041210060.062210080.08310030.031310080.082310040.04410080.081410050.052410050.05510050.051510020.022510040.04610050.051610030.03合計2500125710070.071710060.06810060.061810020.02平均1000.05910050.051910070.071010060.062010050.05Why?I want to know?別看了，快作圖Ivan 作於05.10.13