如何用MINITAB进行过程能力分析33071.docx
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1、过程能力概述 一旦过程处处于统计控控制状态,并并且是连续续生产,那那么你可能能想知道这这个过程是是否有能力力满足规范范的限制,生生产出好的的零件(产产品),通通过比较过过程变差的的宽度和规规范界限的的宽度可以以确定过程程能力。在在评估过程程能力之前前,过程必必须受控。如如果过程不不受控,你你将得到不不正确的过过程能力值值。 .你能通过过画能力柱柱状图和能能力图来评评估过程能能力。这些些图形能够够帮助你评评估数据的的分布和检检验过程是是否受控。你你也可以估估计包括规规范公差与与正常过程程变差之间间比率的能能力指数。能能力指数或或统计指数数都是评估估过程能力力的一种方方法,因为为它们都没没有单位,
2、所所以,可以以用能力统统计表来比比较不同过过程的能力力。 选择能力力命令 MINITTAB提供供了一组不不同的能力力分析命令令,你可以以根据数据据的性质和和分布从中中选择命令令,你可以以对以下情情况进行能能力分析: 正态或或Weibbull概概率模式(对对于测量数数据) 不同子子组之间可可能有很强强变差的正正态数据 二项式式或Poiissonn概率模式式(对于计计数数据或或属性数据据) 当进行能力力分析时,选选择正确的的公式是基基本要求,例例如,MIINITAAB提供基基于正态或或Weibbull分分布模型上上的能力分分析工具,使使用正态概概率模型的的命令提供供了更完全全的统计设设置,但是是,
3、适用的的数据必须须近似于正正态分布. 例如,利用用正态概率率模型,能能力分析(正正态)可以以估计预期期零件的缺缺陷PPMM数。这些些统计分析析建立在两两个假设的的基础上,1、数据来自于一个稳定的过程,2、数据服从近似的正态分布,类似地,能力分析(Weibull)计算零件的缺陷的PPM值利用的是Weibull分布。在这两个例子中,统计分析正确性依赖于假设分布模型的正确性。 如果数据是是歪斜非常常严重,那那么用正态态分布分析析将得出与与实际的缺缺陷率相差差很大的结结果。在这这种情况下下,把这个个数据转化化比正态分分布更适当当的模型,或或为数据选选择不同的的概率模式式.用MINITTAB,你可以使使
4、用Boxx-Coxx能力转化化或Weiibulll概率模型型,非正态态数据比较较了这两种种方法. 如果果怀疑过程程中子组之之间有很强强的变差来来源,可以以使用能力力分析(组组间/组内)或或SIXppack能能力分析(组组间/组内)。除除组内数据据具有随机机误差外,组组间还可能能有随机变变差。明白白了子组变变差的来源源,可以为为你提供过过程更真实实的潜在能能力评估。能能力分析(组组间/组内)或或SIXppack能能力分析(组组间/组内)既既计算组内内标准偏差差也计算组组间标准偏偏差,然后后,集中它它们来计算算总的标准准偏差。 MIINITAAB也提供供基于二项项式和Pooissoon概率模模型属
5、性数数据(计数数型)的能能力分析,例例如,产品品可与标准准比较分为为有缺陷和和没有缺陷陷(用能力力分析(二二项式)。也也可以根据据缺陷个数数对产品进进行分类(用用能力分析析(Poiissonn)。 MINIITAB的的能力分析析命令 能能力分析(正正态) 画出单个个测量值的的能力柱状状图,用一一条基于过过程平均值值和标准偏偏差的正态态曲线覆盖盖在柱状图图上,这个个图形有助助于进行正正态假设的的视觉评估估。这个报报告包括了了过程能力力统计表,既既包括组内内也包括整整体统计。 能能力分析(组组间/组内) 画出了用用正态曲线线覆盖的单单个测量值值的能力柱柱状图。这这有助于进进行正态假假设的视觉觉评估
6、。用用这种分析析方法可进进行组间组内有很很强变差来来源的子组组数据的分分析,这个个报告包括括组间/组内和整整个过程能能力的统计计分析 能力分分析(Weeibulll分布) 画出出基于过程程形状和比比例的Weeibulll曲线覆覆盖单个测测量值的能能力柱状图图,这有助助于进行WWeibuull分布布的视觉评评估。这个个报告也包包括了整个个过程能力力的统计分分析 SSIXPAACK能力力分析(正正态分布) 连同这个能能力统计的的子集一起起,结合下面面的图表深深入了解单单个的显示示值的含义义: 单个数数据图,RR 或 S(离差差),以及运运行图,可用来检检验过程是是否受控. 能力柱柱状图和正正态分布
7、图图,可用来检检验数据是是否服从正正态分布. SIXPAACK能力力分析(组组间/组内)适用用于组间有有很强变差差来源的子子组数据, SIXXPACKK能力分析析(组间/组内)连同同这个能力力统计的子子集一起,结合下面面的图表深深入了解单单个的显示示值的含义义: 单个极极差,离差图和和极差和离离差图,可用于检检验过程受受控状态. 柱状图图和正态分分布图可用用于检验数数据的正态态分布情况况 能力图图显示了与与规范比较较后的过程程变异 SIXPPACK能能力(Weeibulll) 在一个显显示面上显显示了下面面的多个图图形,和各项能能力统计数数据: 一个个(或单个个数据)图图、R(或移动动极差)图
8、图,以及运运行图,通通常用于检检验过程是是否受控。 能力力柱状图和和Weibbull性性能图通常常用于检验验数据是否否服从Weeibulll分布。 能力力图显示了了与规范比比较过程的的可变性。 虽然SIXXPACKK能力命令令提供了比比能力分析析命令少的的统计,但但是图形的的排列通常常用于检验验过程是否否受控,以以及数据是是否服从所所选择的分分布模型。 能力分析(Binoomiall) 适用于于数据由总总的抽样零零件的缺陷陷数组成时时,它画了了一个P图,这有有助于检验验过程是否否受控,这这个报告还还包括缺陷陷累积率的的图形,缺缺陷百分比比的柱状图图和缺陷率率图。 能力分析(泊泊松) 适用于数数
9、据由每个个项目的缺缺陷数构成成时,报告告画了一个个U图,它有有助于检验验过程是否否受控,报报告还包括括了累积的的平均DPPU(每单单位缺陷数数)的柱状状图和缺陷陷率图。 能力统计分分析 过程能力统统计是过程程能力的数数值,用来衡量量过程满足足标准的能能力程度,这些统计计量是单个个的和没有有单位的,所所以可以比比较不同过过程的的能能力,能力力统计基本本上是允许许的过程波波动(标准准界限的范范围)与实实际过程波波动(6)的比值值。某些统统计考虑了了过程平均均值或目标标值。 说明:能力力统计使用用简单,但但是,具有有未完全了了解的分布布特性。总总的来说,依依靠单个能能力统计来来评价(表表现)一个个过
10、程不是是好的习惯惯,许多业内人人士认为11.33是是过程能力力的最小可可接受的值值,几乎没没有人相信信小于1的值是可可接受的,小小于1的值表明明过程变差差比规范的的公差宽,这这里有一些些如何使用用能力统计计的指导方方针:过程能力命命令能力统统计 能力分析(正正态)和能力SIXXPACKK (正态态) Cp, CCpk, CPU, CPLL, annd Cppm(如果果你指定目目标值)与组内内变差有关关, Pp, PPpk, PPU, PPLL与整整体变差有有关 能力分析(组组间/组内)和能力SIXXPACKK (组间间/组内) Cp, CCpk, CPU, CPLL, annd Cppm(如果
11、果你指定一一个目标值值)与组内内和组间变变差有关 Pp, PPpk, PPU, PPLL与整整体变差有有关 能力统计 适用场场合 定义 Cp或Ppp 适用于过程程在规范界界限的中心心时 是公差(规规范界限的的宽度)与与实际宽度度(过程公公差)的比比值。 (USL - LSL) / 66s Cpk或PPpk 适用于过程程不在规范范界限的中中心位置,但但是落在界界限之内时时 公差(规范范界限宽度度)与实际际宽度的比比值,考虑虑了过程平平均值和规规范中点的的关系。mminimmum (USLL - m) / 3s, (m - LSLL) / 3s CPU 或或 PPUU 适用于仅有有规范上限限时 U
12、SL - m / 33s CPL 或或 PPLL 适用于只有有规范下限限时 m - LSLL / 33s 说明:如果果过程目标标值不是规规范中心点点,应使用用Cpm代替替Cpk,因因为Cpmm衡量相对对于目标值值的过程平平均值优于于相对于规规范中心值值的过程平平均值。见见9的讨讨论,Cppm可通过过在选项子子对话框中中输入一个个目标值来来计算。 非正态数据据 数据为非非正态分布布时,可以以选择转化化数据得到到更合适的的正态分布布,或选择择Weibbull分分布模式, 转化化数据,使使用带优化化BoxCox能能力转化的的能力分析析(正态),SIXPACK能力分析(正态),能力分析(组间/组内)或
13、SIXPACK(组间/组内)命令。见非正态数据的BoxCox能力转化。 使用用Weibbull分分布模型,使使用能力分分析(Weeibulll)和SIXXPACKK能力(Weeibulll)。 下面的表格格概述了两两种方法之之间的不同同。 带BoxCox能能力转化的的正态模型型 Weibuull模型型 用转化后的的数据可进进行柱状图图,规格界限限,目标值,过程参数数(均值,组内和整整体标准偏偏差)以及能力力统计计算算. 用实际数据据可进行柱柱状图,过程参数数(形状和比比例)和能力统统计. 计算组内和和整体过程程参数和能能力统计 仅计算整体体过程参数数和能力统统计 在柱状图上上画正态曲曲线以确定
14、定转化是否否使数据“更符合正正态分布”。 在柱状图上上画Weiibulll曲线以确确定数据是是否满足WWeibuull分布布. 哪一种种方法更好好?唯一的的答案是看看哪种模型型拟合数据据更好,如如果两种模模型拟合数数据一样,则则选择正态态模式可能能更好,因因为它能评评估整体和和组内过程程能力。 能力分析(正正态分布) 当数据服从从正态分布布或具有BBox-CCox转化化数据时,可可用能力分分析(正态态分布)来来产生一个个能力分析析报告。这这个报告包包括覆盖着着两条正态态曲线的能能力柱状图图和整体和和组内能力力统计的完完整表格,这这两条正态态曲线是分分别用过程程平均值和和组内标准准偏差和过过程平
15、均值值和整体标标准偏差产产生的。 这个报告还还包括了过过程数据的的统计,如如过程平均均值、目标标值(如果果输入了的的话),组组内和整体体标准偏差差,和过程程规范,观观察到的性性能,和预预期的组内内和整体性性能。 能力分析(正态分布布)过程能力力 进行能力分分析,从报告上上可直观地地判定数据据是否是正正态分布,过程是否否在目标中中心,以及是否否有能力连连续满足过过程规范要要求。假设大多数数的过程数数据都服从从正态分布布。如数据据严重歪斜斜,见非正正态数据的的讨论。 数据 你可以使用用单个的观观察值或子子组数据,单个的观观察值应在在一列中,子组数据据可以在单单个列中,或几列的的行中,当子组数数据个
16、数不不等时,在一列中中输入数据据,然后,建立一列列存放子组组指示器.举例见数据据. 如果为分组组数据,为了评估估过程标准准偏差,一个子组组中必须至至少有两个个观察值. 在使用Boox-Coox转化时时,数据必必须是正数数。 如果一个观观察值丢失失了,MINITTAB在计计算时将予予以忽略。 运行能力分分析(正态态概率模型型) 1、 选选择“统计”菜单栏下下的“质量工具具”栏中的“能力分析析(正态)”。 2、进行以以下操作: 当子组组或单个的的观测值在在同一列时时,输入数数据列号到到“Singgle ccolummn”中,在“subggroupp sizze”中,输入入子组大小小或子组指指示器的
17、列列号,对于于单个数据据,输入子子组大小为为 1。 当子组组在不同的的列时,选选择“Subggroupps accrosss rowws off”,输包含含数据所有有行的列号号。 3、在“LLowerr speec ”或“ Uppeer sppec,”中,输入入规范的下下限和/或上限。必必须至少输输入其中的的一个数据据。 4、如果需需要,可以以使用下面面列出的所所有选项,然然后点击“OK” 选项 能力分析(正正态分布)对对话框 定义规规范的上、下下界为“界限”,表示测测量值不能能落在界限限之外,因因此,对于于界限来说说,希望的的规范外的的百分率为为0,如果选选择界限,那那么规范的的上、下限限在
18、分析时时将被上、下下界限替代代。 如果知知道过程参参数或以往往数据的估估计数据,可可以输入m (过程平均值)和s(过程的潜在标准偏差)的历史值 ,如果不指明m 或 s的数值,MINIITAB将将从给出的的数据进行行估算。 评估子对话话框 用不同的方方法来估计计过程标准准偏差(s)。见估计过程程变差 选项子对话话框 当数据严重重歪斜时,可可使用Boox-Coox能力转转化。见非非正态分布布数据的BBox-CCox能力力转化 输入过过程目标值值,或正常常规范值,MINITAB除了进行标准能力统计外,还计算Cpm值。 输入一一个出了66(过程均均值每边33个)以外外的公差间隔隔来计算过过程能力。例例
19、如,输入入12,表示示用12的间隔宽宽度来计算算,均值每每边6个。 仅进行行组内或整整体分析,默默认为两个个都计算。 显示用用百分比或或ppm表示示的看到的的性能,期期望的“组内”性能,和和预期的“整体”性能。 输入一一个能力柱柱状图的最最小和/或最大显显示刻度。 显示代代替能力统统计的Zbbenchh值,缺省省显示能力力统计。 是否显显示能力分分析图,缺缺省为显示示图形。 用自定定义的标题题代替缺省省的图形标标题。 说明:当定定义规范的的上、下限限为边界时时,MINNITABB还计算界界外的%,如果样样本中的界界外%不为0,将有一一个不正确确数据的明明显数据提提示。 存储子对话话框 在工作表
20、的的列中存储储选择的统统计项,可可利用的存存储统计项项取决于在在能力分析析(正态)对对话框和子子对话框中中的选择项项。 能力统计 当使用正态态分布模型型进行能力力分析时,MINITAB计算与组内变差有关的能力统计(Cp, Cpk, CPU, andCPL)和整体变差有关的能力统计(Pp, Ppk PPU, PPL)。在14-4页可见这些统计的说明。 Cp, CCpk, CPU, andd CPLL描述了过过程的潜在在能力在过程的的子组均值值没有改变变和漂移时时过程的能能力。在计计算这些数数据时,MMinittab只考考虑组内变变差,而不不考虑组间间变差。 Pp, PPpk, PPU, andd
21、 PPLL描述了过过程的整体体能力,计计算时,MMINITTAB考虑虑了所有变变差。 整体能力描描述了正在在运行的过过程相对于于规范界限限的实际情情况。组内内能力描述述了在变化化和偏移能能评估时,过过程相对于于规范界限限运行的能能够达到的的能力, 整体和组组内变差的的差异指出出了过程失失控或组内内能力不能能评估的变变差来源。 说明:当子子组容量为为1时,组内变差差的评估是是在移动极极差的基础础上进行的的,相临的测测量值被有有效地认为为是另一组组数据. 估计过程变变差 用标准差(s)来评估过过程变差是是正态能力力分析的一一个重要步步骤,能力力分析(正正态)和能能力SIXXPACKK(正态)都都计
22、算组内内和整体变变差,与组组内变差有有关的能力力统计有CCp,Cpk,CPU,CPL;与与整体变差差有关的是是PP,PPK,PPU,PPL。计计算整体能能力时,MMINITTAB使用用了数据的的整体标准准偏差。计计算组内标标准偏差时时,MINNITABB提供了几几个选项,如如下所示。这这些方法的的相关优点点见参考文文献1。 l 指指定评估组组内标准偏偏差的方法法。 1、在能力力分析(正正态)或能能力SIXXPACKK(正态)主主对话框中中,点击“Estiimatee”。 2、进行下下面中的一一个操作: 对于子组容容量大于11时,计算算的基础为为: 用平均均极差-选择Rbaar. 用组标标准偏差
23、-选择Sbaar,在评评估时,不不使用偏移移常数,不不选Usee unbbiasiing cconsttantss. 用共有有标准差,选择Pooled standard deviation,不使用偏移常数,不选Use unbiasing 对于单个的的观察值(子子组容量为为1时),在在以下基础础上评估: - 平均均移动极差差(默认)选择平均移动极差,可从2改变移动极差的长度,点击“用移动极差长度”,在对话框中输入一个数字。 - 移动动极差的中中值选择移动动极差中值值,点击“用移动极极差长度”,在对话话框中输入入一个数字字,可从22改变移动动极差的长长度, MSSDD的平方根根(连续变变差平方的的
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