SPC-过程能力分析(共9页).doc

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1、精选优质文档-倾情为你奉上统计过程控制（SPC）一、 基本概念1. 变差1.1 定义:过程的单个输出之间不可避免的差别。1.2 分类:1.2.1 固有变差(普通变差)：仅由普通原因造成的过程变差,由R/d2来估计。1.2.2 特殊变差:由特殊原因造成的过程变差。1.2.3 总变差:由于普通和特殊两个原因造成的变差,S估计。2. 过程2.1 定义:能产生输出- 一种给定的产品或服务的人、设备、材料、方法和环境的组合。过程可涉及到我们业务的各个方面，管理过程的一个有力工具，即为统计过程控制。2.2 分类:2.2.1 受控制的过程:只存在普通原因的过程。2.2.2 不受控制的过程:同时存在普通原因及

2、特殊原因的过程。又称不稳定过程。3. 过程均值: 一个特定过程的特性的测量值,分布的位置即为过程平均值,通常用X 来表示。4. 过程能力:一个稳定过程的固有变差( 6R/d2)的总范围.5. 过程性能:一个过程总变差的总范围( 6S).6. 正态分布：一种用于计量型数据的、连续的、对称的钟型频率分布，它是计量型数据用控制图的基础，当一组测量数据服从正态分布时，有大约68.26%的测量值落在平均值处正负一个标准差的区间内,大约95.44%的测量值将落在平均值处正负二个标准的区间内。这些百分数是控制界限或控制图分析的基础,而且是许多过程能力确定的基础。7. 统计过程控制:使用诸如控制图等统计技术来

3、分析过程或其输出以便采取适当的措施来达到并保持统计控制状态,从而提高过程能力。8. 措施8.1 定义:减小或消除变差的方法。8.2 分类:8.2.1 局部措施:用来消除变差的特殊原因,由与过程直接相关人员实施,大约可纠正15%的过程问题。8.2.2 对于系统采取措施:用来消除变差的普通原因,要求管理措施,以便纠正,大约可纠正85%的过程问题。9. 标准差: 过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值(如:子组均值)的分布宽度的量度,用希腊字母或字母S(用于样本标准差)表示。10. 规范:某特定特性是否可接受的技术要求。11. 控制图:用来表示一个过程特性的图像,图上标有根据那个特性收集到的一些统计

4、数据,如一条中心线,一条或两条控制限,它能减少I类错误和类错误的净经济损失.它有两个基本用途:一是用来判定一个过程是否一直受统计控制;二是用来帮助过程保持受控状态。12. I类错误:拒绝一个真实的假设;例如:采取了一个适用于特殊原因的措施而实际上过程还没有变化;过度控制。13. 类错误:没有拒绝一个错误的假设;例如:对实际受控特殊原因影响的过程没有采取适当的措施;控制不足。14. 计量型数据:定量的数据,可用测量值来分析。15. 计数型数据:可用来记录和分析的定性数据,通常以不合格品或不合格形式收集。二、 控制图1、 控制图的构成：以X图为例：特性值UCL：上控制线CL：中心线LCL：下控制线

5、 取样时间2、 均值和极差图（X-R图）2.1 收集数据:2.1.1 选择子组的大小,一般为4-5件,连续生产的产品的组合.各子组样本容量应一致.选择的原则:应使得一个子组内在该单元中的各样本之间出现的变差的机会小,目的是使零件在很短时间间隔内及非常相似生产条件下生产出来,互不影响。此时子组内变差主要由普通原因造成。2.1.2 选择子组的频率:应当在适当的时间收集足够的子组,这样子组才能反映潜在的变化,在过程的初期研究中,通常是连续进行分组或很短时间间隔进行分组,以便检查过程在很短的时间间隔内是否有其他不稳定的因素存在,当过程已处于稳定状态时,子组间的时间间隔可以增加。2.1.3 选择子组的组

6、数:两个原则:子组组数不小于25个,以及总单值读数不少于100个。2.2 建立控制图及记录原始数据: X-R图通常是将X图画在R图之上方,下面再接一个数据栏X和R值为纵坐标,按时间先后的子组为横坐标。数据值以及极差和均值的点应纵向对齐.数据栏应包括每个读数的空间,同时还应包括记录读数的和、均值（X）、极差（R）以及日期/时间或其他识别子组的代码的空间。2.3 计算每个子组的均值(X)和极差(R):X1+X2+Xn n X=; X1、X2为子组内的测量值，n为子组容量R = Xmax-Xmin;2.4 选择控制图的刻度：对于X图，坐标上刻度值的最大值与最小值之差，应至少为子组均值（X）的最大值与

7、最小值差的2倍。对于R图，刻度值应从最低值为0开始到最大值之间的差值为初始阶段所遇到的最大极差（R）的二倍。2.5将均值和极差值画到控制图上:将均值和极差分别画在各自的图上,用直线将各点连接起来,从而得到可见的图形和趋势。注:在初期操作的控制图上应清楚注明“初始研究”字样.2.6计算控制限:2.6.1计算平均极差(R)及过程平均值( X ) R1+R2+RKR=KX1+X2+XKX= K 式中:K为子组的数量,R1和X1为第一个子组的极差和均值,R2和X2为第二个子组的极差和均值。 2.6.2计算控制限:UCLR=D4R; UCLX =X+A2RLCLR=D3R LCLX =X-A2R式中:

8、D3, D4, D2为常数,他们随样本容量不同而不同,具体数值可以从表中查。2.7在控制图中做出平均值和极值控制限的控制线:将平均极差(R)和过程均值(X)画成水平实线,各控制限(UCLR、LCLR、UCLX 、LCLX )画成水平虚线。把线标上记号，在初始研究阶段，这些手段称为试验控制限。3过程控制解释： 目的：能深入了解影响过程的特殊原因，以便采取适当措施.3.1极差图分析:3.1.1点: 坐标点未超出控制限过程中仅存在普通原因导致的变差，过程稳定受控。 坐标点超出控制限过程中存在特殊原因导致的变差，过程不稳定、不受控。 超出原因：a. 零件间变差（分布宽度）增大（变坏）；b. 测量系统变

9、化（不同的检验员或量具）或测量系统分辨力不足；c. 计算或描点错误。3.1.2链(线):有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势:连续7点位于平均值的一侧;连续7点上升或下降;原因分析:a. 升:输出值的分布宽度增加,其原因可能是无规律(如:设备不正常、新的或不一致的原料等)；降：输出值分布宽度减小.好的状态应研究推广。b. 测量系统变化，（如：新的检验员或量具）。3.1.3明显的非随机图形:3.1.3.1非随机图形的表现:明显的趋势、同期性、数据点的分布在整个控制限内，或子组内数据间有规律的关系等。3.1.3.2子组内数据点总体分布准则: 一般地,大约2/3的描点应落在控制限的中间三分之一

10、区域内,大约1/3的点落在其外的三分之二区域。原因分析:l 控制限或描点已计算错或描错;l 过程或取样方法被分层;l 数据已经过编辑。3.1.4识别并标识特殊原因:对于极差数据内每个特殊原因进行标识,作一个过程操作分析,从而确定主要原因并改进对过程的理解;纠正并防止它再发生。3.1.5重新计算控制极限: 失控原因已被识别和消除,可将已识别和消除的点去掉,然后重新计算极差图控制限。 由于出现特殊原因而从R图中去掉的子组,也应从X图中去掉.3.2均值图分析:3.2.1点: 超出控制限的点存在特殊原因变差。3.2.2链: 连续7点位于平均值的一侧或7点连续上升/下降存在特殊原因变差。3.2.3明显的

11、非随机图形:2/3坐标点处于控制限的三分之一中间区域仅存在普通原因变差。4.控制图的益处:4.1提供过程是否稳定(受控)的信息。4.2稳定的过程可提供预测的产品特性,为顾客提供可靠的质量保证。4.3及时消除特殊原因的变差,使过程稳定受控。4.4不断减少普通原因变差,使过程稳定受控。4.5是各班操作人员、生产线和支持人员；供需双方；制造与装配人员间了解过程、交流信息的通过语言。4.6为改善过程明确职责提供依据。5.使用控制图的准备5.1定义过程;5.2建立适用于实施的环境。5.3确定待控制的特性。5.4确定测量系统。6. 其它控制图的解释;6.1用于计量型数据的其他形式控制图:6.1.1均值和标

12、准差图(X-S图)。以每个子组的标准差S代替X-R图中的极差R即可。S=(Xi -X)2/（n-1） 或S=(Xi 2-nX2)/（n-1）-(Xi 2 + X2 2+ Xn 2-nX2)/（n-1）式中: Xi、X和n分别代表子组的单值，均值和样本容量。控制限计算：UCLS=B4S UCLX =X+A3SLCLS=B3S LCLX =X-A3S 式中：S为各子组样本标准差的均值，B4、B3、和A3随样本容量变化的常数可在表中查找。6.1.2单值和移动极差图(X-MR图) X-MR主要使用于在测量费用很大时(如:破坏性试验)或是当在任何时刻点的输出性质比较一致时,(如:化学溶液的PH值)。应注

13、意:l 不如X-R图敏感;l 如分布不对称,解释时要小心;l 不能区分过程的零件间重复性;l 由于一个子组仅一个单值,X和 值会有较大的变异。6.1.2.1收集数据:a. 记录单值读数（X）；b. 计算单值间的移动极差（MR）.6.1.2.2计算控制限:UCLMR=D4R UCLX=X+E2R LCLMR=D3R LCLX=X-E2R 6.1.2.3 过程控制解释：与X-R图相同，不同之处在于：a. 移动极差图中超出控制限的点是存在特殊原因的信息，移动极差之间是有联系的，因为它们至少有一点是共同的，因此，解释趋势时要特别注意。b. 如果过程分布不是对称的，用X-R图的规则来解释时，可能会给出实

14、际上不存在的特殊原因的信息。6.1.2.4过程能力解释:a. 与X-R图一样，可用下式估计过程的标准差：=R/d2=R/d2式中，R为移动极差的均值，d2是常数,可在表中查阅。b. 如果过程处于正态分布，只要过程处于统计控制状态，就可直接用 的估计值来评价过程能力。6.2用于计数型数据的控制图：6.2.1不合格品率的P图: P图用来测量在一批检验项目中不合格品项目的百分数.可以评价一个特性值(是否安装了一个特殊的零件)或是许多特性值。不合格品率： n1p1+n2p2+nkpk P = n1+n2+nk式中：n被控项目数量，np不合格项目的数量。控制限计算： UCLP=P+3P(1-P)/n L

15、CLP=P-3P(1-P)/n6.2.2不合格品数的np图,略。6.2.3不合格品数的e图,略。三、过程能力和过程性能（计量型）：1、基本概念：过程固有变差仅由于普通原因产生的那部分过程变差，用R/d2或s/c4估计。（C4是X-S图中的一个常数）ni=1S= (Xi-X)2/n-1 =S式中：Xi为单值读数，X单值读数的均值，n为所有单值读数为个数。过程能力过程固有变差6范围，记R/d2。过程性能过程总变差的6范围，记s 。能力指数p定义为容差宽度除以过程能力。性能指数p定应为容差范围除以过程性能。能力指数：USL-X X-LSLpk= ,3R/d2 3R/d2 minUSL-X X-LSL性能指数：Ppk= ,3s 3s min2过程能力解释：2.1前提:a. 过程统计受控;b. 测量值服从正态分布;c. 工程规范代表顾客的需求;d. 设计目标值位于规范中心;e. 较小的测量变差。2.2能反映普通原因应引得变差,必须对系统采取管理措施来提高能力。2.3过程能力的评估:工程规范宽度与过程输出分布宽度相比较。 专心-专注-专业