统计过程控制SPC(PPT 88页).pptx
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1、第第3讲讲 统计过程控制统计过程控制(SPC)胡健胡健 博士博士工商管理学院工商管理学院 工商管理系工商管理系 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 本节主要内容:本节主要内容:1 控制图的判定准则控制图的判定准则n判稳准则判稳准则n判异准则判异准则2 均值均值-极差控制图(极差控制图( 控制图)控制图) 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) XR 判异准则的分析判异准则的分析 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 判 异 准 则 准则
2、准则1: 一个点在一个点在A区之外区之外UCLLCLCLA B CCB A xx 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图准则2:连续 9个点在中心线同一侧统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图UCLLCLCLA B CCB A x基本形式有两种:基本形式有两种: 为什么是为什么是9 9个点?个点? 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图准则2例题:已知加工某零件的尺寸总体的均值已知加工某零件的尺寸总体的均值=10
3、=10,标准方,标准方差差=0.2=0.2,随机从总体中抽取,随机从总体中抽取9 9个样本:个样本:9.629.62,9.549.54,9.839.83,9.929.92,9.459.45,9.559.55,9.889.88,9.949.94,9.999.99,问加工过程是否处于稳态?,问加工过程是否处于稳态? 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 准则准则3:连续:连续6个点递增或递减个点递增或递减统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图UCLLCLCLA B CCB A xx基本形式:基本形式: 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计
4、过程控制(SPCSPC) 准则准则3:连续:连续6个点递增或递减个点递增或递减统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图UCLLCLCLA B CCB A xx 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图已知从加工零件的总体中抽取已知从加工零件的总体中抽取20个样本,个样本,1组:组:15.1,14.6,15.0,14.7 , 14.3 , 14.9, 15.1, 15.3,15.5,16.0 2组:组:15.0,14.7,15.1,14.6 , 14.4, 14.8 , 15.2 , 15.3, 15.
5、6 ,15.9根据已知条件,判断生产是否处于稳态?根据已知条件,判断生产是否处于稳态?准则准则3例题:例题:t13.7316.4815.05 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 1115.05niiuxxn211()0.48nniixx统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图准则准则4:连续:连续14个点上下交替个点上下交替UCLLCLCLA B CCB A x基本形式:基本形式: 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控
6、制(统计过程控制(SPCSPC) 准则准则5:连续连续3点中有点中有2点在同侧点在同侧B区以外区以外UCLLCLCLA B CCB A xxx基本形式多种:基本形式多种: 223(32B)20.02140.99730.0214PC连续 点中有 点在同侧 区外()=0.00268统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 准则准则5:连续连续3点中有点中有2点在同侧点在同侧B区以外,为何限定同侧?区以外,为何限定同侧?UCLLCLCLA B CCB A xxx过程平均值的变化通常过程平均值的变化通常由此准则来判断,
7、对变由此准则来判断,对变异的增加也较灵敏。异的增加也较灵敏。情形情形2: 3点中的点中的2个点子,一个在上个点子,一个在上A,另一个在,另一个在下下A区,另一个点位置在除区,另一个点位置在除A以外的区域以外的区域223(32B)20.02140.99732 0.0214PC 连续 点中有 点在 区外,并且不在同区()=0.00131统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 准则准则6:连续连续5点中有点中有4点在同侧点在同侧C区以外区以外UCLLCLCLA B CCB A xx基本形式多种:基本形式多种: 44
8、5(54)20.157510.99730.15751PC连续 点中有 点在同侧C区以外()=0.0026统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 准则准则6:连续连续5点中有点中有4点在同侧点在同侧C区以外区以外?准则准则6: 连续连续5点中有点中有4点在同侧点在同侧B区区 UCLLCLCLA B CCB A xx基本形式多种:基本形式多种: 445(54B)20.13590.99730.1359PC连续 点中有 点在同侧 区()=0.0029准则准则7:连续:连续15个点在个点在C区内区内统计过程控制的工具统
9、计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) UCLLCLCLA B CCB A x基本形式:基本形式: (14)0.00478(15)0.00326(16)0.00223PPP141516连续点在同侧C区 =0.68268连续点在同侧C区 =0.68268连续点在同侧C区 =0.68268准则准则7:连续:连续15个点在个点在C区内区内统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) UCLLCLCLA B CCB A x基本形式:基本形式:准则准则8:连续
10、:连续8个点都不在个点都不在C区内区内统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) UCLLCLCLA B CCB A x基本形式多种:基本形式多种: 1234567888888888(8)2PCCCCCCCC8连续 点都不在C区(+) 0.15751 =0.0002准则准则8:连续:连续8个点都不在个点都不在C区内区内统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) UCLLCLCLA B CCB A x基本形式多种:基本形式多种:主要原
11、因:数据分层不够主要原因:数据分层不够统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图准则准则8:连续:连续8个点都不在个点都不在C区内区内 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 123456666666(6)2PCCCCCC6连续 点都不在C区(+) 0.15751 =0.00191234555555(5)2PCCCCC5连续 点都不在C区(+) 0.15751 =0.00612345677777777(7)2PCCCCCCC7连续 点都不在C区(+) 0.15751 =0.0006统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图判异准则判异准则控制范
12、围控制范围针对对象针对对象1:点出界:点出界2:链长大于:链长大于93:6点倾向点倾向4:14点中相邻点上点中相邻点上下交替下交替5:3点中点中2点落在中点落在中心线同侧心线同侧B区外区外6:5点中点中4点落在中点落在中心线同侧心线同侧C区外区外7:15点落在中心线点落在中心线两侧两侧C区内区内8:8点落在中心线两点落在中心线两侧且无一在侧且无一在C区内区内控制界限外控制界限外界外点界外点控制界限内半区控制界限内半区参数参数的变化的变化控制界限内全部控制界限内全部参数参数随时间变化随时间变化控制界限内全部控制界限内全部数据分层不够数据分层不够控制界限控制界限A区区参数参数的突然变化的突然变化参
13、数参数的突然变化的突然变化控制界限控制界限A+B区区控制界限控制界限C区区参数参数变小变小或数据分层不够或数据分层不够控制界限控制界限A+B区区数据分层不够数据分层不够统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图判断过程是否处于稳态?判断过程是否处于稳态?统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图判断过程是否处于稳态?判断过程是否处于稳态?统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 练习:练习:统计过
14、程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 练习:练习:统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图统计过程控制的工具统计过程控制的工具-控制图控制图统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图标准的控制图:标准的控制图:X,质量特性数据,质量特性数据要求要求2:X要符合正态分布要符合正态分布 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 要求要求1:X为计量值数据为计量值数据中心极限定理:设从均值为中心极限定理:设从均值为、方差为、方差为2;(有(有限)的任意
15、一个总体中抽取样本量为限)的任意一个总体中抽取样本量为n的样本,的样本,样本均值的抽样分布近似服从均值为样本均值的抽样分布近似服从均值为、方差为、方差为2/n 的正态分布。的正态分布。要求要求3:至少要取:至少要取30个样本个样本n4, 5统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图标准的控制图:标准的控制图:集中度集中度* *均值均值X*极差极差maxminRXX均值控制图均值控制图极差控制图极差控制图+ + 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 均值均值-极差控制图极差控制图1. 适用范围广适用范围广2. 灵敏度高灵敏度高离散度离
16、散度组号组号观测值观测值(n=5)样本样本均值均值样本样本极差极差1X11X12X13X14X15R11X 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图2X21X22X23X24X25R22XmXm1Xm2Xm3Xm4Xm5RmmX数据点的获取:数据点的获取:统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图11CLmiiXXm对于均值控制图:对于均值控制图: 已知条件:已知条件:i个数据个数据12mXXX, ,LCL3XXCLLCLUCL样本统计量数值样本统计量数值时间或样本号
17、时间或样本号 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) UCL3XX统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图Xn2/( )()( )WRE RRE WdE2RdLCL3XnUCL3Xn2LCL3RXdn2UCL3RXdn2213Adn2LCLXA R2UCLXA R某企业对所生产的电子元件进行控制,每小时某企业对所生产的电子元件进行控制,每小时抽样一次,每次抽样抽样一次,每次抽样6件作为一个样本,共抽样件作为一个样本,共抽样25组样本。经测量计算知,样本均值总和组样本。经测量计算知,样本均值总和 =305.8mm,样本极差总和,样本极
18、差总和R=70。试计算。试计算统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图XX控制图的中心线和上下控制界限值。控制图的中心线和上下控制界限值。(注:当样注:当样本量本量n=6时,时,A2=0.483, D3=0, D4=2.004) 练习题练习题1:11imiCLRRm统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图对于极差控制图:对于极差控制图: 已知条件:已知条件:i个数据个数据12iRRR, ,CLLCLUCL样本统计量数值样本统计量数值时间或样本号时间或样本号LCL3RRUCL3RR统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极
19、差控制图3/wWRdRW332RWRddd LCL3RRUCL3RR3322LCL3(1 3)dRRdRdd3322UCL3(1 3)dRRdRdd3421 3dDd 3321 3dDd 3LCLD R4UCLD R某企业对所生产的电子元件进行控制,每小时某企业对所生产的电子元件进行控制,每小时抽样一次,每次抽样抽样一次,每次抽样6件作为一个样本,共抽样件作为一个样本,共抽样25组样本。经测量计算知,样本均值总和组样本。经测量计算知,样本均值总和 =305.8mm,样本极差总和,样本极差总和R=70。试计算。试计算 R统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图X控制图
20、的中心线和上下控制界限值。控制图的中心线和上下控制界限值。(注:当样注:当样本量本量n=6时,时,A2=0.483, D3=0, D4=2.004) 练习题练习题1: (三)(三) -R -R 控制图的分析控制图的分析 -R-R控制图是计量值最常用、最重要控制图。控制图是计量值最常用、最重要控制图。 1. 1. 适用范围广适用范围广 图:若图:若X X服从正态分布,则易证服从正态分布,则易证 也服也服从正态分布;若从正态分布;若X X非正态分布,则根据中心极限非正态分布,则根据中心极限定理定理, ,可证可证 近似服从正态分布。关键是这后一近似服从正态分布。关键是这后一点才使点才使 图得以广为应
21、用。图得以广为应用。 R R图:通过在计算机上的模拟试验证实:只图:通过在计算机上的模拟试验证实:只要要X X不是非常不对称的,则不是非常不对称的,则R R的分布无大的变化,的分布无大的变化,故也适用范围广。故也适用范围广。 XXXXXX 2. 2. 灵敏度高灵敏度高 图:对于偶波,图:对于偶波, 会使标准偏差减少,从会使标准偏差减少,从而使控制线而使控制线UCLUCL和和LCLLCL的间隔缩小。对于异波,的间隔缩小。对于异波,由于一般异波所产生的变异往往是同一个方向由于一般异波所产生的变异往往是同一个方向的,故求平均值的操作对其无影响,因此,当的,故求平均值的操作对其无影响,因此,当异常时,
22、描点出界就更加容易了,也即灵敏度异常时,描点出界就更加容易了,也即灵敏度高。高。 XX 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图 图:图:R R 图:图:XXRAXUCLX2XCLXRAXLCLX2RDUCLR4RCLRRDLCLR3图与图与R图控制线的公式:图控制线的公式: 质量管理学质量管理学 3. .统计过程控制(统计过程控制(SPCSPC) 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图练习题练习题2 某汽车活塞制造厂利用均值某汽车活塞制造厂利用均值-极差控制图对
23、生产进行控制。取极差控制图对生产进行控制。取得得125个样本。画出个样本。画出 图,判断生产状态图,判断生产状态74.03074.00274.01973.99274.00873.99573.99274.00174.00174.01173.99873.02474.02174.00574.00274.00273.99673.99374.01574.00973.99274.00774.01573.98974.01474.00973.99473.99773.98573.99373.99574.00673.99474.00074.00573.98574.00373.99374.01573.98874.0
24、0873.99574.00974.00574.00473.99874.00073.99074.00773.99573.99473.99873.99473.99573.99074.00474.00274.00774.00073.996x-R73.99374.00273.99873.99774.01274.00673.96773.99474.00073.98474.01274.01473.99873.99974.00774.00073.98474.00573.99873.99673.99474.01273.98674.00574.00774.00674.01074.01874.00374.0007
25、3.98474.00274.00374.00573.99774.00074.01074.01374.02074.00373.99874.00174.00974.00573.99674.00473.99973.99074.00674.00974.01073.98973.99074.00974.01474.01574.00873.99374.00074.01073.98273.98473.99574.01774.013解:按照下列步骤建立解:按照下列步骤建立 图:图:RX 统计过程控制的工具统计过程控制的工具-均值均值-极差控制图极差控制图1、收集数据、收集数据 选取一定量的数据,一般为选取一定量
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