统计过程控制和基本概念.pptx

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1、1统计过统计过程控制 工作坊SPC Work Shop2什么是什么是SPC nSPCSPC（StatisticalStatistical Process Control Process Control）统计过程控制，简称统计过程控制，简称SPCSPC，是美国休哈特是美国休哈特博士在二十世纪二十年代所创造的理论。是一种借助数理统计方法的过程控制博士在二十世纪二十年代所创造的理论。是一种借助数理统计方法的过程控制工具。在企业的质量控制中，可应用工具。在企业的质量控制中，可应用SPCSPC对质量数据进行统计、分析，从而区分对质量数据进行统计、分析，从而区分出生产过程中产品质量的正常波动与异常波动，以

2、便对过程的异常及时提出预出生产过程中产品质量的正常波动与异常波动，以便对过程的异常及时提出预警，提醒管理人员采取措施消除异常，恢复过程的稳定性，从而提高产品的质警，提醒管理人员采取措施消除异常，恢复过程的稳定性，从而提高产品的质量。而传统的质量控制有赖于检验最终产品并筛选出不符合规范的产品，这种量。而传统的质量控制有赖于检验最终产品并筛选出不符合规范的产品，这种检验策略通常是浪费和不经济的，因为它是当不合格品产生以后的事后检验。检验策略通常是浪费和不经济的，因为它是当不合格品产生以后的事后检验。SPCSPC技术的出现，让质量管理从这种被动的事后把关发展到过程中积极的事前预技术的出现，让质量管理

3、从这种被动的事后把关发展到过程中积极的事前预防为主，从而大大降低了企业的生产成本，同时也提高了企业的竞争能力。防为主，从而大大降低了企业的生产成本，同时也提高了企业的竞争能力。n近十年来，随着计算机应用技术的飞速发展，使得近十年来，随着计算机应用技术的飞速发展，使得SPCSPC所需要的对大量数据实时所需要的对大量数据实时收集、计算和分析可以借助于计算机和软件来轻松地实现，从而在全球掀起了收集、计算和分析可以借助于计算机和软件来轻松地实现，从而在全球掀起了SPCSPC应用的热潮并持续至今。应用的热潮并持续至今。SPCSPC业已成为企业质量管理必不可少的工具。业已成为企业质量管理必不可少的工具。3

4、什么是统计过程控制（什么是统计过程控制（SPC)？n过程（请举例）n过程控制（请举例）n统计过程控制（请举例）41. 过程 : 过程是指人员, 设备, 材料, 方法及环境的输入, 经由一定的整理程序而 得到输出的结果, 一般称之成品. 2. 过程控制 : 对流程的运行状态进行识别，监控，适当时进行调整 。如对回焊炉的炉温曲线控制3. 统计过程控制 : 通过收集流程相关参数的数据，分析其稳定状态，以达到对过程控制的目的。.5SPC的三个目标的三个目标n达到统计受控状态n维持统计受控状态n改进过程能力6 制程品質衡量方式的演進常態分布 管制圖(%) Ca/Cp/Cpk(ppm) 61850 192

5、4 1960 1980高斯 W .A Shewhart 日本 Motorola 美國 1992 TI 1994 Allied Signal 95 GE 98 Sony7企业有效实施企业有效实施SPC的效益的效益通过有效实施SPC，可以从以下几个方面使企业受益： n 提高产品质量水平 n 降低质量成本 n 提高客户满意度，赢得更多客户 n 实物质量和管理质量的持续改进 n 帮助取得ISO9000、QS9000认证 n 以科学理论依据和量化管理保证最终输出 n 提高整个供应链的信心 8SPC能解决之问题1. 经济性: 有效的抽样管制,不用全部检验不良率,得以控制成本. 全检会增加人力成本，且只能发

6、现问题；而SPC则可以控制问题的发生，减少品质成本。.2. 预警性: 可以根据数据分析及时发现流程异常,以減少浪费.3. 分辨特殊原因: 作为局部问题的对策或管理階层系统改进的参考.4. 更好的利用机器设备: 通过数据估计流程能力指数,可妥善安排适当机器生产适当零 件.5. 改善的评估: 流程能力可作为改善前后比较的对比指标.9统计学(Statistics) n收集、 整理、展示 、分析 、解析统计资料n由样本(sample)推论母体/群体(population)n能在不确定情况下作决策n是一门科学方法、决策工具基本统计概念基本统计概念抽样推论x10统计量nR 全距(range)，亦称极差n

7、算术平均数 (arithmetic mean)nMd 中位数(median) nMo众数(mode)n2 方差/变异(variance)n标准差(standard deviation)基本统计概统计概念)(x11nR 全距(range)R = Xmax - Xminn 算术平均数 (arithmetic mean)基本统计概统计概念nxfxniii1)(x12nMd 中位数(median)在顺序数列中处于中心位置的数值nMo众数(mode)数据中出现次数最多的数基本统计概统计概念13n2 方差/变异(variance)基本统计概统计概念)xx(.)xx()xx(1n11n)xx(f2n2221

8、n1i2ii21n)xx(.)xx()xx(n1n)xx(f2n2221n1i2ii2n14基本统计概统计概念n2 方差/变异(variance)n n =数据分组nX = X1, X2, X3, X4,Xn的平均數15n标准差(standard deviation)基本统计概统计概念2222112)(.)()(1)(xxxxxxnnxxnniiin22221121)(.)()(111)(xxxxxxnnxxnniin16正态态(常态态)分布的曲线图线图0.4)(zf0.30.20.1-2.5-2.0-1.5-1.0-0.500.51.01.52.02.522121)(zezf1117正态态分

9、布的性质质- 3 - 2 -1 1 2 3 机会率机会率 0.67 50.00 % 1 68.26 % 1.96 95.00 % 2 95.45 % 2.58 99.00 % 3 99.73 % 18例：1, 1, 2, 3, 4, 6, 11nR = 10n = 4nMd = 3nMo= 1nn 2 = 10.86 n-12 = 12.67nn= 3.29 n-1= 3.56 基本统计概统计概念x19数列 ： 12, 11, 12, 13, 18, 30, 24, 9请计算下列统计量nR n nMd nMo nn 2 = n-12 =nn= n-1=练习练习x20数字数据处理的步骤1. 原始

10、资料审核 : 确保资料的真实性.2. 分类的决定 : 分成几类, 避免重复及遗漏3. 分类后整理 : 进行归类.4. 列 表 : 根据结果编成适用用的数据表格.5. 绘图 :绘制成统计表21数数据的收集与与整理包括抽样的时间间隔、样本的大小、随机抽样的安排、抽样的分包括抽样的时间间隔、样本的大小、随机抽样的安排、抽样的分布等方面的内容。布等方面的内容。 群体样样本数数据结论结论抽样样分析测测试试行动动22数数据收集3333303131312829293427332730293331282734332632353226322834282829302829343230312830273229302

11、6302831303132292527293027303329292926313223数数据整理 - 次数数分配数值次数划记次数25X126XX427XXXXXX628XXXXXXXX829XXXXXXXXXX1030XXXXXXXXXX1031XXXXXXXX832XXXXXX633XXXXXX634XXXX435X124直方直方图图的的应应用用n收集数据n 80n计算极差 R = Xmax Xminn适当分组 kn组距 h = R/kn纵为数据出现频次n橫为数据分组25直方图图 (Histogram)26分布曲线线27数数据 直方图图 分布曲线线xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

12、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx3333303131312829293427332730293331282734332632353226322834282829302829343230312830273229302

13、6302831303132292527293027303329292926313228一个工序的模式n工序是指生产产品/服务的一系列行动或操作，及指支持产品/服务的程序。人方法环境品质问題设备物料工作方法/把资源分配组合服务产品客戶回馈 29 成 品制程管制系统制 程 中 对 策绩 效 报 告成 品 改 善制程中对策人 员设备材 料方法环境30制程管制系统1. 制程 : 制程乃指人员, 设备, 材料, 方法及环境的输入, 经由一定的整理程序而 得到输出的结果, 一般称之成品. 成品经观察, 量测或测试可衡量其绩效. SPC所管制的制程必须符合连续性原則.2. 绩效报告 : 从衡量成品得到有关制

14、程绩效的资料, 由此提供制程的管制对策或改善成品. 3. 制程中对策 : 是防患于未然的一种措施, 用以预防制造出不合规格的成品.4. 成品改善 : 对已经制造出來的不良品加以鉴定,进行全数检查并修理或报废.31确定关键变量确定关键变量n首先是找出所有可控制的质量指标和相关参数，包括各个工序的控制点、控制内容、数据类型及适用的控制图等。 n其次是从生产中最常出现问题的工序作为突破口，对此工序进行分析和控制，使其生产过程达到稳定状态。 32直方图图 分布01020304050525 530 535540 545 550555 560 565570 575 58001020304050-0.75-

15、0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-0.4正常型正常型33直方图图 分布02468101211811912012112212312412512612712812901020304016171819202122232425偏向型偏向型34图（a） 图呈锯齿状，显示测量方法或目测读数有问題。（或数据分组不当而引起）。 櫛齒型(a)造造成成这样这样分分布布的原因的原因35直方图图 分布02468100.640.660.680.70.720.740.76051015200.530.550.570.590.610.630.650.670.690.710.730.750.770.790.

16、810.83孤岛型孤岛型36图（c） 图中高峰偏向一侧是对超出标准的偏差进行翻修或是加工习惯造成的偏向分布（如孔加工時往往偏小）。偏向型(c)37图（d）在远离分布中心一方另有一小直方图，这表示有某种异常。如由于测量不当所造成的极端值，或是变换加工条件而造成的。鳥型(d)38图（e）双峰型往往是两个不同的分布混在一起所造成的。如机床调整不同，操作不同水平等原因所造成的差异。 雙峰型(e)39图f）直方的峰连接许多直方形成的一个宽平的峰，这多是由于在工程中有某种缓慢的倾向起作用所造成的。例如工具的磨损，操作者的疲劳，或切屑堆积的影响。平頂型(f)40产生产生过过程变变差的原因的原因 1.人为因素

17、 包括包括品质意识品质意识、工序、工序熟练熟练程度、程度、遵守遵守工艺纪律工艺纪律和和疲劳疲劳的的情况情况等因素。等因素。2.机器方面 包括包括机器机器的的制制造造精确精确度、度、维修维修和和保养状态保养状态等因素。等因素。3.材料方面 包括材料的包括材料的均匀均匀程度、切削性能、加工程度、切削性能、加工工艺工艺性能等因素。性能等因素。4.制造方法 包括加工包括加工工艺工艺方法、方法、选选用用的测量的测量方法、操作方法、操作规程规程等因素。等因素。5.环境方面 包括包括工场环境对工场环境对人人体体及物料的及物料的影响影响等因素等因素41输入 (材料)机器人方法过程 (生产/装配)输出 (产品)

18、反馈 (测量/检验)测量系统材料过过程变变差42过过程变变差n输入材料u不同批次之间的差异u批次内的差异u随时间产生的差异u随环境而产生的差异43过过程变变差n生产/装配u设备及工装夹具的差异u随时间而产生的磨损，漂移等u操作工之间的差异(如手工操作的过程)u设置的差异u环境的差异44过过程变变差n输出产品u输出的产品随时间而产生的变化u输出的产品随环境而产生的变化45过过程变变差n反馈 - 测量u由于测量用于过程中的所有组成部分，测量的变差会对过程的各个阶段产生影响偏倚稳定性重复性再现性分辨率46量具精确度(偏差)量具精确度指测量观察平均值与真实值(基准值)的差异。 真实值由更精确的测量设备

19、所确定。测测量系统变统变差观察平均值真实值(基准值)精确度(偏差)47量具重复复性量具重复性是由一个操作者，采用一种测量仪器，多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。测测量系统变统变差重复性48量具再现现性量具再现性是由不同的操作者，采用相同的测量仪器，测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。测测量系统变统变差再现性操作者 A操作者 B操作者 C49量具稳稳定性量具稳定性是同一测量系统在不同时间测量同一零件时至少两组测量值的总变差。测测量系统变统变差稳定性时间 1时间 250量具线线性量具线性是在量具预期的工作范围内，偏差值的差值。测测量系统变统变差观察平均值真实值(基准值)精确度较好

20、(偏差较小)观察平均值真实值(基准值)精确度较差(偏差较大)51过过程变变差n对于所有的过程输出，都有两个主要的统计：n对中性指由过程的平均值至最近的规格限的距离n变差(波动)指过程的分布宽度对中性LSLUSL变差(波动)52-3+3-3+3UCLCLLCL管制界限的搆成轉9053过过程变变差系统因素与偶然因素造成流程波动的因素有许多种，其中一些重复而又稳定的出现，且服从于一定的规律，这些因素叫系统因素。如果系统因素不发生变化，流程就是稳定的，而且流程结果可以预测，这时候可以说流程处于“统计受控状态”或“受控状态”。而另外一些造成流程波动的因素，其出现突然，没有规律，叫偶然因素。偶然因素会导致

21、流程的异常波动，使流程不稳定也不可预测，即失控状态。54过过程变变差n系统因素变差u影响过程中每个单位u在控制图上表现为随机性u没有明确的图案u但遵循一个分布u是由所有不可分派的小变差源组成u通常需要采取系统措施来减小：如更换供应商，更换机器设备，改变操作方法等等55过过程变变差n偶然因素变差u间断的，偶然的，通常是不可预测的和不稳定的变差。u在控制图上表现为超出控制限的点或链或趋势。u非随机的图案。u是由可分派的变差源造成，该变差源可以被纠正。如直接调整机器参数设置56过过程变变差n工业经验建议为：u只有过程变差的15%是偶然的，可以通过与操作直接有关的人员纠正u大部分 (其余的85%) 是

22、管理人员通过对系统采取措施可纠正的57过过程变变差范围范围范围范围每件产品的尺寸与别的不同58过过程变变差范围范围范围但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布59过过程变变差分布可以通用过以下因素来加以区分或这些因数的组合范围范围范围位置分布宽宽度置形状状60过过程变变差目标直线预测范围时间如果只存在变变差的系统因素系统因素，随随著时间时间的推移，过过程的输输出形成一个稳个稳定的分布并并可预测预测61过过程变变差目标直线预测范围时间如果存在变变差的偶然因素偶然因素，随随著时间时间的推移，过过程的输输出不稳稳定？62过过程控制和过过程能力过过程控制受控(消除了偶然因素)时间范围不受控(存在

23、偶然因素)63过过程控制和过过程能力过程能力规范上限受控且有能力符合规范(系统因素造成的变差)时间受控但没有能力符合规范(系统因素造成变差太大)64过过程控制和过过程能力n每个过程可以分类如下：u受控或不受控u是否有满足客户要求满足要求受控 不受控符合(合格) 1类 3类不符合(不合格) 2类 4类65过过程控制和过过程能力1类类 (符合要求，受控)n是理想状况。为持续改进可能需要进一步减小变差2类类 (不符合要求，受控)n存在过大的普通原因变差n短期内，进行100%检测以保护客户不受影响n必须进行持续改进找出并消除普通原因的影响66过过程控制和过过程能力3类类 (符合要求，不受控) n有相对

24、较小的普通原因及特殊原因变差n如果存在的特殊原因已经明确但消除具影响可能不大经济，客户可能接受这种过程状况4类类 (不符合要求，不受控)n存在过大的普通原因及特殊原因的变差n需要进行100%检测以保护客户利益n必须采取紧急措施使过程稳定，并减小变差67过过程控制和过过程能力n判断一个过程是否满足规格要求：能力指数 - Cpk性能指数 - Ppkn判断一个 过程是受控还是不受控用：控制图68控制图图是否 正 常独独立处处理过过程控制图图调调整过过程的声声音(测测量)交付客户户控制图图的应应用69建立可解决问题的系统确认关键制程及特性导入SPC进行关键制程及特性之管制检讨制程能力符合规格程序持续进

25、行制程改善計划提报及执行制程改善计划不足SPC 导入流程70管制图的应用决定管制项目决定管制标准决 定 抽 样 方 法选 用 管 制 图 的 格 式管制图判读绘点.实施记 入 管 制 界 限处 置 措 施NGOKOK重 新 检 讨 管 制 图71控制图的优点是什么？控制图的优点是什么？n给正在进行过程控制的操作者使用n连续的，可预测地保持过程n通过改进达到：更高的质量，更低的单件成本，更高的能力n讨论过程的共同语言n区分变差的原因72数据分类数据分类n数据：是能够客观地反映事实的资料和数字n数据的质量特性值分为：u计量值可以用量具，仪表等进行测量而得出的连续性数值，可以出现小数u计数值不能用量

26、具，仪表来度量的非连续性的正整数值。73 管制图 管制图的选择管制图的选择数据性质?数据是不良数 或缺点数n是否 相等?N是否相等样本大小 n=?CL性質n=?X 管制图 -RXX-R-X 管制图 管制圖 管制图 管制图 管制图 管制图 X-MRPPnuC计量值计数值不良数缺点数是不是不是是 n=3或5n=1n2Xn10n=2574基本概概念n控制图中包括三条线u控制上限 (Upper Control Limit; UCL)u中心线 (Center Line; CL)u控制下限 (Lower Control Limit; LCL)UCLCLLCL75控制图图的种类种类n计量型数据的控制图uXb

27、ar-R图uXbar-S图uX-MR图n计数型数据的控制图up图unp图uc图uu图76控制图图的使用策划划作控制图需要按以下步骤：n计划n资源n评估和改进77控制图图的使用策划划n要点u建立适于采取措施的环境u确定过程u确定待管理的特性考虑：客户的要求当前及潜在的问题特性间的相互关系u确定测量系统u使不必要的变差最小化78控制图策划的三种情况控制图策划的三种情况n用于过程监测n用于过程调整n用于维持过程稳定性举例1，2，379Xbar - R 图图n平均值 极差控制图u数据可以合理分组时分析或控制制程平均使用 Xbar 图制程变差使用R图u工业界最常使用的计量值控制图80Xbar - R 图

28、图RAXLCLRAXUCLRDLCLRDUCLKR.RRRKX.XXX2X2X3R4Rk21k21n2345A21.881.020.730.58D43.272.572.282.11D3*81建立Xbar-R控制图图的步骤骤1.收集数据n选择样本组大小，频率和样本组数量。n建立控制图及记录原始数据。n计算每个样本组的X平均值和极差R。n选择控制图的刻度。n将平均值和极差值画到控制图上。82建立Xbar-R控制图图的步骤骤2.计算控制限n计算极差的平均值和过程平均值n计算控制限n在控制图上画出中心线及控制线83建立Xbar-R控制图图的步骤骤3.过程控制解释n分析极差图(R图)上的数据点n识别并标

29、注特殊原因(R图)n重新计算控制极限(R图)n分析平均值图(Xbar图)上的数据点n识别和标注特殊原因(Xbar图)n重新计算控制极限(Xbar图)n为继续控制延长控制限n控制的最终概念(用控制图于持续的过程控制)84请完成Xbar-R控制图的制作练习.练习练习85 XR 管制圖用數據表 制品名稱: 紫銅管 機械號碼: XXX 品質特性: 內徑 操 作 者: XXX 測定單位: m/m 測 定 者:XXX 制造場所: XXX 抽樣期限: 自 年 月 日 至 年 月 日 測定值 測定值 樣 組X1X2X3X4X5X R 樣 組X1X2X3X4X5X R1505049525150.43145348

30、47525150.262475353455049.6815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515349.0422555451515052.2510495151464849.2523505452

31、504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.46125012086 計 量 值 管 制 圖 常 用 之 系 數 表 n 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 A 2 1.880 1.023 0.729 0.577 0.483 0.419 0.373 0.337 0.308 0.285 0.266 0.249 0.235 0.223 0.212 0.203 0.194 0.187 0.180 A 3

32、 2.659 1.954 1.628 1.427 1.287 1.182 1.099 1.032 0.975 0.927 0.886 0.850 0.817 0.789 0.763 0.739 0.718 0.698 0.680 B 3 - - - - 0.303 0.118 0.185 0.239 0.284 0.321 0.354 0.382 0.406 0.428 0.448 0.466 0.482 0.497 0.510 B 4 3.267 2.568 2.266 2.089 1.970 1.882 1.815 1.761 1.716 1.679 1.646 1.618 1.594 1

33、.572 1.552 1.534 1.518 1.503 1.490 D 3 - - - - - 0.076 0.136 0.184 0.223 0.256 0.283 0.307 0.328 0.347 0.363 0.378 0.391 0.403 0.415 D 4 3.267 2.574 2.282 2.114 2.004 1.924 1.864 1.816 1.777 1.744 1.717 1.693 1.672 1.653 1.637 1.622 1.608 1.597 1.585 E2 2.660 1.772 1.457 1.290 1.184 1.109 1.054 1.01

34、0 0.975 0.945 0.921 0.899 0.880 0.864 0.849 0.936 0.824 0.813 0.803 87答案RRLCLUCLRxLCLxUCLX342DDAn 88控制图图 - 过过程的声声音n控制图可以区分出系统因素变差和偶然因素变差u偶然因素变差要求立即采取措施u减少系统因素变差需要改变产品或过程的设计89控制图图 - 过过程的声声音n错误的措施u试图通过持续调整过程参数来固定住系统因素变差，称为过度调整，结果会导致更大的过程变差造成客户满意度下降u试图通过改变设计来减小偶然因素变差可能解决不了问题，会造成时间和金钱的浪费90控制图图 - 过过程的声声音

35、n控制图可以给我们提供出出现了哪种类型的变差的线索，供我们采取相应的措施91控制图图上的信号号解释释n有很多信号规则适用于所有的控制图(Xbar图和R图)，主要最常见的规则 有以下3种：规则1： 超出控制限的点UCLLCL92控制图图上的信号号解释释规则2： 连续7点在中心线一侧runUCLLCL93控制图图上的信号号解释释规则3： 连续7点升或下降trendUCLLCL94检查规则 1:3 点中有 2 点在 A 区或A区以外者(口诀 :3分之2A)检查规则 2:5 点中有 4 点在 B 区或 B 区以外者(口诀 :5分之4B)ACBCBAUCLLCLXACBCBAUCLLCLX95检查规则

36、3:有8点在中心线之兩侧, 但 C 区并无点子者.(口诀 : 8 缺 C)ABCCBAUCLLCLX96检查规则 4:(1). 连续五点持续上升(或下降)注意以后动态(如图a)(2). 连续六点持续上升(或下降)开始调查原因(如图b)(3). 连续七点持续上升(或下降)必有原因, 应立即采取措施(如图c)-3-2-1+1+2+3UCLCLLCL图 a图 b图 c97过过制图图上的信号号解释释呈现有规律变化。98Xbar - S 图图n平均值 - 标准差控制图u与Xbar - R图相同uS图检出能力较R图大，但计算太麻烦u一般样本大小n小于9使用R图，n大于9使用S图u配合电脑使用99Xbar

37、- S 图图n10111213A30.980.930.890.85B41.721.681.651.62B30.280.320.350.38SAXLCLSAXUCLSBLCLSBUCL1n)X(XiSKX.XXX3X3X3S4S2k21100X - MR 图图n单值 - 移动极差控制图n数据不能合理分组时使用n在下列情况可使用：u一次只能收集到一个数据，生产效率及损耗率。u制程品质极为均匀，不需多取样本，如液体浓度。u取得测定值既费时成本又高，如复杂的化学分析及破坏性试验。101X - MR 图图n2345E22.661.771.461.29D43.272.572.282.11D3*REXLCL

38、REXUCLRDLCLRDUCL2X2X3MR4MR102请完成X - MR (单值 - 移动极差) 控制图的制作练习.练习练习103答案RmRmmLCLUCLRLCLxUCLxX104样样本分组组 - 合理子组组n计量型控制图的第一个关键步骤就是合理样本组的确定。这一点 将决定控制图的效果及效率n样本组中的数据应是随机抽取的n每个子组内的变差主要应是系统因素造成的n当这些条件不满足时，最后的控制图可能不会有效地区分变差的偶然因素105样样本分组组 - 合理分组组n分组问题：日日期期时时间间工工人人设设备备数数据据A111.82上上午午B211.91A211.523-Oct下下午午B111.6

39、1A111.76上上午午B211.83A211.7524-Oct下下午午B111.86A111.71上上午午B211.65A211.8625-Oct下下午午B111.64106样样本分组组 - 合理分组组n分组方法 1将上午，下午的数据各为一组，作 n=2 的Xbar-R控制图。日日期期时时间间工工人人设设备备数数据据A111.82上上午午B211.91A211.523-Oct下下午午B111.61A111.76上上午午B211.83A211.7524-Oct下下午午B111.86A111.71上上午午B211.65A211.8625-Oct下下午午B111.64107样样本分组组 - 合理分

40、组组n分组方法 2把设备1的上午与下午的数据作为一组，作 n=2 的Xbar-R控制图。日日期期时时间间工工人人设设备备数数据据A111.82上上午午B211.91A211.523-Oct下下午午B111.61A111.76上上午午B211.83A211.7524-Oct下下午午B111.86A111.71上上午午B211.65A211.8625-Oct下下午午B111.64108样样本分组组 - 合理分组组日日期期时时间间工工人人设设备备数数据据A111.82上上午午B211.91A211.523-Oct下下午午B111.61A111.76上上午午B211.83A211.7524-Oct下下

41、午午B111.86A111.71上上午午B211.65A211.8625-Oct下下午午B111.64n方法1的分组组内包括设备和操作工人两方面因素的影响，在不能肯定各设备之间没有差异时，最好不采用这种分法。109样样本分组组 - 合理分组组n方法2的分组组内只包括了因工人不同而造成的影响。只有在A，B两工人操作水平差异很小时才能这样分组。日日期期时时间间工工人人设设备备数数据据A111.82上上午午B211.91A211.523-Oct下下午午B111.61A111.76上上午午B211.83A211.7524-Oct下下午午B111.86A111.71上上午午B211.65A211.862

42、5-Oct下下午午B111.64110样样本分组组 - 合理分组组练习练习n两台注塑机，两套模具（均为两模腔），使用相同原材料（分批补充）；零件重量是产品特殊特性，用R&R为6%的电子称来测量。请根据不同目的建立X-R图（包括抽样方案）。 1。监测过程性能，为外部顾客提供信息； 2。调整注塑机设置； 3。检查原材料特性的变化。111 SPC应用之困难 1. 少量多样之生产形态,不胜管制. 2. 管制计划不实际,无法落实. 3. 使用SPC前未作充分准备. 例如: 制程及管制特性之确定,决定量测方法,数据如何收集等. 4. 欠缺统计技术. 5. 统计计算太过烦琐费时. 6. 量测数据之有效数字位

43、数未标准化. 7. 管理阶层不支持. 112计数计数型数数据控制图图np图nnp图nc图nu图113P 图图n不合格品率(不良率)控制图n分析或控制制程不合格品率(不良率)n样本大小n可以不同114P 图图n)P(1P3PLCLpn)P(1P3PUCLpn.nnPn.PnPnPk21kk2211115#npnp11000.222222000.214231000.222241000.242451000.252562000.275472000.234682000.285691000.2424101000.3535111000.3030122000.2040131000.3030142000.234

44、6152000.2856162000.2448171000.3535181000.3030192000.2142202000.2550n)P(1P3PLCLpn)P(1P3PUCLpn.nnPn.PnPnPk21kk2211116nP 图图n不合格品数(不良数)控制图n分析或控制制程不合格品数(不良数)n样本大小n要相同117nP 图图)P(1Pn3PnLCLnp)P(1Pn3PnUCLnpknP.nPnPPnk21118C 图图n缺点数控制图n分析或控制制程缺点数n样本大小 n 要相同119C 图图在样样本大小一致的子组内组内的不合格数数c3cLCLcc3cUCLckc.ccck21120u

45、 图图n单位缺点数控制图n分析或控制制程单位缺点数n样本大小 n 可以不同121u 图图nu3uLCLunu3uUCLun.nnc.ccuncuk21k21122练习练习请完成P图，nP图，C图，U图的 控制图的制作练习.123控制图应图应用的选择选择程序注： 本图设测图设测量系统统已经过经过 评评价并并且是适用的否确定要制定控制图图的特性是计计量型数数据的吗吗？关关心的 是不合格品率 即“坏”零件 的百分比吗吗？关关心的 是不合格数数 即单单位零件 不合格数吗数吗？样样本容量是否恒定？样样本容量是否恒定？使用p图图使用u图图使用np或p图图使用c或u图图是否否否否性质质上是否均匀匀或不能按子

46、组组取样样例如：化学学糟液批量油漆等？子组组均值值是否能很方便地计计算？子组组容量是否大于或等于9？是否能方便地计计算每个个子组组的S值值？使用中位数图数图使用Xbar-R图图使用单值图单值图X-MR是否否是否使用Xbar-R图图使用Xbar-S图图是是是是是是124控制图选择举例控制图选择举例如何监测某零件镀锌防锈的过程？n试样的镀层重量n产品的镀层厚度n每班镀层重量合格的产品比例n镀槽的锌含量浓度125过过程控制和过过程能力n判断一个 过程是受控还是不受控用：控制图 n判断一个过程是否满足规格要求：能力指数 - Cpk性能指数 - Ppk126过过程能力产品具有能力的过过程127过过程能力

47、不具有能力的过过程128工序能力取工序能力取决于决于： 规格 平均工序坐落位置 工序的标准偏差/离散程度n工序能力是：工序能力是：1. 对单一产品特性的评估。2. 工序输出落在规格內的比例。3. 当偶然变异因素消除后，在稳定情况下工序的表現。4. 假设各个价值的分布是常态分布。129n短期n长期过过程能力短期研究长期研究一月星期一星期二二月130过过程能力的研研究输入 (材料)过程 (生产/装配)输出 (产品)反馈 (测量/检验)n短期能力研究 - 过程性能 131过过程能力的研研究短期普通原因特殊原因n短期能力研究 - 过程性能 s6132 流程能力分析的用途1. 提供资料给设计部门,使其能

48、尽量利用目前之制程能力,以设计新产品.2. 决定一项新设备或翻修之设备能否满足要求.3. 机械的利用能力得到适当安排,使其得到最佳应用.4. 选择适当的作业员,材料与工作方法.5. 制程能力较公差为窄時,用于建立经济管制界限.6. 制程能力较公差为宽時,可设定一适当的中心值,以获得最经济之生产.7. 用于建立机器之调整界限.8. 是一项最具价值之技术情报资料133过过程能力的研研究n过程性能 (Process Performance)u过程总变差u由系统因素和偶然因素造成的变差u由 估计出的变差u 是在控制图上所有样本的标准偏差总和ss6134过过程能力的研研究n过程性能 = 子组内变差 +

49、子组间变差= 偶然因素变差 + 系统因素变差=1n)xx(fn1i2iiss6135过过程能力的研研究输入 (材料)过程 (生产/装配)输出 (产品)反馈 (测量/检验)n长期能力研究 - 过程能力136n长期能力研究 - 过程能力过过程能力的研研究长期R7R5R4R1R2R3R62/dR 6137n过程能力 (Process Capability)u过程固有总变差u由系统因素造成的变差u由 估计出的变差u (Rbar)是样本子组的平均极差u 是系统因素变差的测量值过过程能力的研研究 R2/dR 62/dR138n过程能力= 子组内变差的平均值= 系统因素变差 = 6 过过程能力的研研究n23

50、45d21.1281.6932.0592.3262/dR/dR22/dR139n指数 (index)客户要求的过程能力和过程性能的数值指数数Upper SpecLower SpecShort-Term CapabilityLong-Term Capability140指数数分类类能力指数性能指数不考虑过程的对中性CpPp考虑过程的对中性CPU, CPL,CpkPpk141流程能力等级判断及处置建议Cp 等级 Cp 制程精密度 Capability of precision 处置建议 A 1.33Cp (T8) 此一制程甚为穩定，可以将规格允许偏差缩小或胜任更精密之工作。 B 1.00Cp1.3