统计过程控制培训课件(PPT 91页).pptx
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1、1 统计过程控制统计过程控制(Statistical Process Control ) SPC 伍建华伍建华2目录目录概论概论SPC的起源和发展的起源和发展统计基本概念统计基本概念控制图原理控制图原理控制图的选择控制图的选择控制图的控制图的画画法法控制图稳定性分析控制图稳定性分析Ppk 和和 Cpk 的计算的计算3概概 论论4规格管理的危险性规格管理的危险性Not just to meet customer or contractual requirements!被BOSS训斥的痛苦!5控制线管理的益处控制线管理的益处SpecLSLUSLVery Centered变异是我们的敌人变异是我们的
2、敌人 LCLUCL不良品已经产生不良品已经产生潜潜潜潜6 下面按字面意思来解释一下什么是统计过程控制下面按字面意思来解释一下什么是统计过程控制 (Statistical Process Control). 统计学统计学(Statistics)是数学的一个分支是数学的一个分支:1.从所有同类项目从所有同类项目(总体总体)(population)中抽取一些项目中抽取一些项目(样本样本)(samples)2.计算集中特性计算集中特性(central tendency),如算术平均数如算术平均数(average或或mean), 如极差如极差 (range),方差方差(variance)和标准差和标准差
3、(standard deviation).3.对于总体分布对于总体分布,通过对抽样分布做假设通过对抽样分布做假设,便可提供对总体采取措施的基础便可提供对总体采取措施的基础. 例如例如,根据经验根据经验/接受抽样样本的品质去推断应否接受或拒收整批货物接受抽样样本的品质去推断应否接受或拒收整批货物.统计学中利用变异统计学中利用变异(variation)的概念衡量产品或过程抽样分布围绕着平均的概念衡量产品或过程抽样分布围绕着平均值波动及在可接受的范围以内或以外波动的趋势值波动及在可接受的范围以内或以外波动的趋势.变异可能是随机变异可能是随机(random)(由于偶然因素造成由于偶然因素造成)或非随机
4、的或非随机的(assignable)(由于机械由于机械,方法方法,物料与物料与/或人或人事引起事引起).统计学有助我们分辨随机与非随机因素统计学有助我们分辨随机与非随机因素. 什么是统计过程控制什么是统计过程控制(SPC)7过程过程(process)是指生产产品是指生产产品/服务的一系列行动或操作服务的一系列行动或操作,也指支也指支持产品持产品/服服务的过程如管理务的过程如管理,财务财务,采购与工艺采购与工艺.控制控制(control)的意思是通过过程控制成功地控制产品服务的意思是通过过程控制成功地控制产品服务.控控制是指通过经预先设计的实验及采用统计技巧成功地制是指通过经预先设计的实验及采用
5、统计技巧成功地: 1)过程进行控制过程进行控制; 2)维持或改善控制维持或改善控制.目标是使品质维持不变目标是使品质维持不变.把统计把统计,过程及控制三个名词的英文字头起来就是过程及控制三个名词的英文字头起来就是SPC.什么是统计过程控制什么是统计过程控制(SPC)8SPC就是利用统计方法去就是利用统计方法去: 1.分析过程的输出并指出其特性分析过程的输出并指出其特性. 2.使过程在统计控制情况下成功地进行和维持使过程在统计控制情况下成功地进行和维持. 3.有系统地减少该过程主要输出特性的变异有系统地减少该过程主要输出特性的变异. SPC几个重要概念几个重要概念.第一个第一个,也是最重要的是你
6、能否确定过程也是最重要的是你能否确定过程的输入和输出并把它们定量化的输入和输出并把它们定量化,然后才开始控制该过程然后才开始控制该过程- - 不不是先行控制是先行控制. SPC是以预防代替检验是以预防代替检验,制业与其他行业一样制业与其他行业一样,预防发生错预防发生错误永远比事后矫正为好误永远比事后矫正为好,而且简单得多而且简单得多.什么是统计过程控制什么是统计过程控制(SPC)9简单来说,简单来说,SPCSPC是透过运用是透过运用统计学统计学上的技巧如控制图分上的技巧如控制图分析析过程过程或其输出,从而作出适当的行动以达至及保持或其输出,从而作出适当的行动以达至及保持统计控制统计控制状况及改
7、善状况及改善过程能力过程能力。SPCSPC解释为解释为 . .运用运用统计统计方法于方法于过程控制过程控制上以控制产品品质上以控制产品品质SPC什么是统计过程控制什么是统计过程控制(SPC)总结总结10SPCSPC的起源和发展的起源和发展11 控制图是1924年由美国质量管理大师W.A. Shewhart(休哈特)博士发明。因其用法简单和效果显著,人人能用、到处可用,逐渐成为实施质量控制不可缺少的主要工具,当时称为(Statistical Quality Control)。 SPCSPC的起源的起源121924年发明W.A. Shewhart1931发表1931年Shewhart发表了“Eco
8、nomic Control of Quality ofManufacture Product”19411942制定成美国标准SPC的发展Z1-1-1941 Guide for Quality ControlZ1-2-1941 Control Chart Method for analyzing DataZ1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production13控制图在英国及日本的历史 1932年,英国邀请.A. Shewhart博士到伦敦,主讲统计质量控制,提高了英国人将统计方法应用到工业方面的气氛。 就控制图在
9、工厂中实施来说,英国比美国为早。 1950年,日本由W.E. Deming(戴明)博士引到日本。 同年日本规格协会成立了品质管制委员会,制定了相产的JIS标准。14SPC的目的PROCESS原料人机 法环 测量测量结果好不好 不要等产品制造出来后再去检测合格与否,而是在制造的時候就要把它制造好。 应用应用SPCSPC保证预防原则的实现。保证预防原则的实现。预防或是容忍?15统计基本概念统计基本概念16数据的种类数据的种类 计量型 特点:可以连续取值也称连续型数据。 如:零件的尺寸、强度、重量、时间、温度等 计数型 特点:不可以连续取值,也称离散型数据。如:废品的件数、缺陷数2、波动(变差)的概
10、念、波动(变差)的概念: 波动的概念是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的。生产实践证明,无论用多么精密的设备和工具,多么高超的操作技术,甚至由同一操作工,在同一设备上,用相同的工具,生产相同材料的同种产品,其加工后的产品质量特性(如:重量、尺寸等重量、尺寸等)总是有差异,这种差异称为波动波动。公差制度实际上就是对这个事实的客观承认。 消除波动不是消除波动不是SPC的目的,但通过的目的,但通过SPC可以对波动进行预测和控制可以对波动进行预测和控制。17统计的基本概念n总体,在一项统计研究中所关心问题的总体,在一项统计研究中所关心问题的一个集合。一个集合。n样本,总体集合中的一个子集。样本,总
11、体集合中的一个子集。一、数据描述一、数据描述集中趋势指标集中趋势指标n总体均值总体均值n样本均值样本均值 NxNxxxNiin121nxnxxxxniin12118统计的基本概念3.中位数(中位数(Median)当一组数据中包含一个或二个非常大或小的数值当一组数据中包含一个或二个非常大或小的数值时,算术平均值就不具有代表性了。如:房价问时,算术平均值就不具有代表性了。如:房价问题最能说明问题。在引情况下可以采用中位数指题最能说明问题。在引情况下可以采用中位数指标。标。所谓中位数就是一组从小到大(或从大到小)按顺序所谓中位数就是一组从小到大(或从大到小)按顺序排列的一组数据中间位置的数据的数值。
12、排列的一组数据中间位置的数据的数值。例(奇数样本):例(奇数样本):1 1 2 3 3 8 11 14 19 19 20例(偶数样本):例(偶数样本):2 5 5 6 7 10 15 21 21 23 23 25 中的中的10+15/2=12.519统计的基本概念二、数据描述二、数据描述离散趋势指标离散趋势指标1. 极差(极差(Range):R样本或总体中的最大值减最小值。样本或总体中的最大值减最小值。2.中位差或误差(中位差或误差(Deviation from the mean): 假定在全体中有假定在全体中有N个数,个数,X1,X2,X3,。,。X n,的均值为的均值为。则。则X i的距离
13、就称为中位差或简的距离就称为中位差或简称为误差。显然,误差有正有负。称为误差。显然,误差有正有负。为了衡量总体的误差,需要计算:为了衡量总体的误差,需要计算:NiixN1)(120统计的基本概念数据描述数据描述集中趋势指标集中趋势指标n总体标准差总体标准差 过程标准差过程标准差NiixN122)(1niixxnss122)(112dR21统计的基本概念 样本样本 与与 母体母体sxn22质量统计规律的描述方法 统计规律常用“分布”来描述 分布可以告诉我们:变差的幅度有多大?出现这么大幅度变差的可能性(概率)有多大?这就是统计规律。 v不同的数据类型具有不同的统计规律23统计数据的类型及分布规律
14、数据类型计量型数据计件型数据计点型数据计数型数据正态分布二项分布泊松分布24 正态分布正态分布控制图由正态分布演变而来。 正态分布可用两个参数即均值和标准差来决定。252221)1 ,0,(xezfxdxxezf2221)1 ,0,(标准正态分布标准正态分布它的密度函数计算公式如下:它的密度函数计算公式如下:标准正态分布标准正态分布它的分布函数计算公式如下:它的分布函数计算公式如下:2626采用均值描述的正态分布规律27采用标准差描述的正态分布规律2828正态分布概率68.26%95.45%99.73%+1+2+3-1-2-329分布的概率k在內的概率在外的概率0.6750.00%50.00%
15、168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%30二项分布泊松分布计数型数据的分布规律计数型数据的分布规律31控制图的构成33样品编号(或取样时间)质量特性 xUCL+3CLLCL-332从上可以看出有一个结论对质量管理很有用,即无论均值和标准差取何值,产品质量特性值落在3之间的概率为99.73%,落在3之外的概率为100%-99.73%= 0.27%,而超过一侧,即大于+3或小于-3的概率为0.27%/2=0.135%1,见图2.1,休哈特就根据这一事实提出了控制图。控制图原理控制图原理33 控制图控制图
16、原理控制图原理1.控制图原理的解释v 第一种解释:1.若过程正常,即分布不变,则点子超过UCL的概率只 有1 左右.2.若过程异常, 值发生偏移,于是分布曲线上、下偏移,则点子超过UCL或LCL的概率大为增加.结论:点出界就判异以后要把它当成一条规定来记住.8 9 10 11UCLCLLCL时间(h)34 控制图控制图原理控制图原理v 第二种解释:1.偶然(普通原因)因素引起偶然波动。偶然波动不可避免,但对质量的影响微小,通常服从正态分布,且其分布不随时间的变化而改变。时间目标线可预测过程受控35 控制图控制图原理控制图原理2.异因(特殊原因)引起异波。异波产生后,其分布会随时间的变化而发生变
17、化。异波对质量影响大,但采取措施后不难消除。v 第二种解释:结论:控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学 界限,休哈特控制图的实质是区分偶然因素与异常 因素两类因素.时间目标线不可预测过程失控36预防原则的实现 控制图的作用是及时告警。在控制图上描点,并不能起到预防作用。要实现预防作用就必须执行下述“二十字原则”: 预防的二十字原则: “查出异因,采取措施,保证消除,纳入标准,不再出现。” “点出界就判异”只是完成了SPC一半的工作,对过程进行调整,尤其是“纳入标准”,才是完成了SPC另一半的工作。 1. 特殊原因之对策(局部面) l 通常会牵涉到消除产生变异的特殊原因 l 可以由制程人员
18、直接加以改善 l 大约能够解决15%之制程上之问题2. 普通原因之对策(系统面) l 通常必须改善造成变异的共同问题 l 经常需要管理阶层的努力与对策 l 大约85%的问题是属于此类系统普通原因与特殊原因之对策普通原因与特殊原因之对策38正常波动和异常波动波动无处不在波动无处不在3939过程受控分类 1类过程-理想的,该过程受统计控制且有能力满足要求,是可接受的。 2类过程是受控过程,但存在因普通原因造成的过大的必须减少的变差。 3类过程符合要求,可接受,但不是受控过程,需要识别变差的特殊原因并消除它。 4类过程即不是受控过程又不可接受,必须减少变差的特殊原因和普通原因 控制满足要求受控不受控
19、可接受1类3类不可接受2类4类40四类过程的例子41控制图的选择控制图的选择42常规的休哈特控制图常规的休哈特控制图数据分布控制图简记计量值正态分布均值-极差控制图Xbar-R控制图均值-标准差控制图Xbar- S 控制图中位数-极差 控制图Xmed-R控制图单值移动极差图X-MR 控制图计件值二项分布不合格品率 控制图P 控制图不合格品数控制图nP 控制图计点值泊松分布单位缺陷数控制图U 控制图缺陷数 控制图C 控制图计数值计量值n=1管制图的选择数据性质?样本大小n=?数据系不良数或缺点数CL性质?n是否相等?单位大小是否相等n=?n2n=25n=3或5n10不是是不是是缺点数不良数RX管
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