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1、第五章第五章质 量 控 制10/26/20221本章内容本章内容 质量控制概述质量控制概述 控制图原理控制图原理 两类错误与两类错误与3方法方法 控制图的判断准则控制图的判断准则 常用的休哈特控制图常用的休哈特控制图 工序能力分析工序能力分析10/26/202225.1 质量控制概述质量控制概述 一、什么是一、什么是SPC （一）（一）SPC的含义的含义 （二）（二）SPC的特点的特点 （三）实施（三）实施SPC的益处的益处 二、二、SPC发展史发展史三、什么是三、什么是SPCD与与SPCDA四、四、SPC和和SPCD的步骤的步骤10/26/20223（一）（一）SPC的含义的含义wSPC 是

2、英文是英文Statistical Process Control的字首简的字首简称称，即统计过程控制。即统计过程控制。wSPC 就是应用统计技术对就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监过程中的各个阶段进行监控，从而达到改进与保证控，从而达到改进与保证质量的目的。质量的目的。wSPC 强调全过程的预防。强调全过程的预防。wSPC是美国休哈特在是美国休哈特在20世纪世纪二三十年代所创造的理论。二三十年代所创造的理论。w它能科学地区分出生产过程它能科学地区分出生产过程中产品质量的偶然波动与异中产品质量的偶然波动与异常波动，从而对过程的异常常波动，从而对过程的异常及时告警，以便人们采取措及时告警，以

3、便人们采取措施，消除异常，恢复过程的施，消除异常，恢复过程的稳定。稳定。w这就是所谓统计过程控制。这就是所谓统计过程控制。10/26/20224（二）（二）SPC的特点的特点 1.SPC是全系统的，全过程的，要求全员参加，人是全系统的，全过程的，要求全员参加，人人有责。这点与全面质量管理的精神完全一致。人有责。这点与全面质量管理的精神完全一致。2.SPC强调用科学方法（主要是统计技术，尤其是强调用科学方法（主要是统计技术，尤其是控制图理论）来保证全过程的预防。控制图理论）来保证全过程的预防。3.SPC不仅用于生产过程，而且可用于服务过程和不仅用于生产过程，而且可用于服务过程和一切管理过程。一切

4、管理过程。10/26/20225（三）实施（三）实施SPC的益处的益处wSPC 给企业各类人员都带来好处给企业各类人员都带来好处:对于生产第一线的操作者，可用对于生产第一线的操作者，可用SPC方法改方法改进他们的工作；进他们的工作；对于管理干部，可用对于管理干部，可用SPC方法消除在生产部方法消除在生产部门与质量管理部门间的传统的矛盾；门与质量管理部门间的传统的矛盾；对于领导干部，可用对于领导干部，可用SPC方法控制产品质量，方法控制产品质量，减少返工与浪费减少返工与浪费，提高生产率提高生产率，最终可增加最终可增加利税。利税。10/26/20226二、二、SPC发展史发展史认识阶段认识阶段w过

5、程控制的概念与实施过程监控过程控制的概念与实施过程监控的方法早在的方法早在20世纪世纪20年代就由美年代就由美国的休哈特（国的休哈特（WAShewhart）提出。）提出。今天的今天的SPC与当年的休哈特方法与当年的休哈特方法并无根本的区别。并无根本的区别。w在第二次世界大战后期，美国开在第二次世界大战后期，美国开始将休哈特方法在军工部门推行。始将休哈特方法在军工部门推行。但是，上述统计过程控制方法尚但是，上述统计过程控制方法尚未在美国工业牢固扎根，第二次未在美国工业牢固扎根，第二次世界大战就已结束。战后，美国世界大战就已结束。战后，美国成为当时工业强大的国家，没有成为当时工业强大的国家，没有外

6、来竞争力量去迫使美国公司改外来竞争力量去迫使美国公司改变传统方法，只存在美国国内的变传统方法，只存在美国国内的竞争。由于美国国内各公司都采竞争。由于美国国内各公司都采用相似的方法进行生产，竞争性用相似的方法进行生产，竞争性不够强，于是过程控制方法在不够强，于是过程控制方法在19501980年这一阶段内，逐渐年这一阶段内，逐渐从美国工业中消失。从美国工业中消失。w战后经济遭受严重破坏的日本在战后经济遭受严重破坏的日本在1950年通过休哈特早期的一个同事戴明年通过休哈特早期的一个同事戴明（WEdwards Deming）博士，将）博士，将 SPC的概念引入日本。从的概念引入日本。从19501980

7、年，年，经过经过30年的努力，日本跃居世界质量年的努力，日本跃居世界质量与生产率的领先地位。当时美国与日与生产率的领先地位。当时美国与日本产品质量之间的差距已很明显。本产品质量之间的差距已很明显。w以汽车零件的不合格品率为例，北美以汽车零件的不合格品率为例，北美汽车零件不合格品率为汽车零件不合格品率为14，而，而日本汽车零件的不合格品率为，是日本汽车零件的不合格品率为，是北美的北美的1/1000至至1/4000。仅此一项，。仅此一项，北美的汽车装配线现场零件的储备就北美的汽车装配线现场零件的储备就达达10亿美元，日本要少得多，难怪日亿美元，日本要少得多，难怪日本汽车能够打入北美市场。本汽车能够

8、打入北美市场。w美国著名质量管理专家伯格（美国著名质量管理专家伯格（Roger WBerger）教授指出，日本成功的基）教授指出，日本成功的基石之一就是石之一就是SPC。10/26/20227二、二、SPC发展史发展史推广阶段推广阶段w在日本强有力的竞争之下，从在日本强有力的竞争之下，从80年代起，年代起，SPC在西方工业国在西方工业国家复兴，并列为高科技之一。家复兴，并列为高科技之一。例如，加拿大钢铁公司例如，加拿大钢铁公司（STELCO）在在1988年列出的该公年列出的该公司七大高科技方向如下：司七大高科技方向如下：（l）连铸；）连铸；（2）炉外精炼钢包冶金站；）炉外精炼钢包冶金站；（3）

9、真空除气；）真空除气；（4）电镀锌流水线；）电镀锌流水线；（5）电子测量；）电子测量；（6）高级电子计算机；）高级电子计算机；（7）SPC。w美国从美国从20世纪世纪80年代起开始推行年代起开始推行SPC。w美国汽车工业大规模推行美国汽车工业大规模推行SPC，三大汽车公司在三大汽车公司在 ISO9000的基础的基础上还联合制定了上还联合制定了QS 9000标准，标准，在与汽车有关的行业中，颇为流在与汽车有关的行业中，颇为流行。行。w美国钢铁工业也大力推行美国钢铁工业也大力推行SPC，如美国如美国LTV钢铁公司，内陆钢铁钢铁公司，内陆钢铁公司，伯利恒钢铁公司等等。公司，伯利恒钢铁公司等等。w经过

10、十五六年的努力，美国直到经过十五六年的努力，美国直到1994、1995年才基本上弥补了日年才基本上弥补了日美两国产品质量方面的差距。美两国产品质量方面的差距。10/26/20228三、什么是三、什么是SPCD与与SPCDAwSPCD是英文是英文 Statistical Process Control and Diagnosis的字首简称，即统计过程控的字首简称，即统计过程控制与诊断。制与诊断。wSPC 虽然能对过程的异常进虽然能对过程的异常进行告警，但它并不能告诉我行告警，但它并不能告诉我们是什么异常，发生于何处，们是什么异常，发生于何处，即不能进行诊断。即不能进行诊断。w1982年我国张公绪

11、首创两种年我国张公绪首创两种质量诊断理论，突破了传统质量诊断理论，突破了传统的美国休哈特质量控制理论，的美国休哈特质量控制理论，开辟了统计质量诊断的新方开辟了统计质量诊断的新方向。向。w从此从此SPC上升为上升为SPCD。wSPCDA是英文是英文 Statistical Process Control，Diagnosis and Adjustment的字首简称，即统的字首简称，即统计过程控制、诊断与调整。计过程控制、诊断与调整。w正如同病人确诊后要进行治正如同病人确诊后要进行治疗，过程诊断后自然要加以疗，过程诊断后自然要加以调整，故调整，故SPCDA是是SPCD的的进一步发展，也是进一步发展，

12、也是SPC的第的第三个发展阶段。三个发展阶段。w这方面国外刚刚起步，他们这方面国外刚刚起步，他们称之为称之为ASPC（Algorithmic Statistical Process Control，算算法的统计过程控制），目前法的统计过程控制），目前尚无实用性的成果。尚无实用性的成果。10/26/20229四、四、SPC和和SPCD的步骤的步骤1w步骤步骤1：培训培训SPC和和SPCD。w培训内容主要有下列各项：培训内容主要有下列各项：SPC的重要性；的重要性；正态分布等统计基本知识；正态分布等统计基本知识；质量管理七种工具，其中特质量管理七种工具，其中特别是要对控制图深入学习；别是要对控制图

13、深入学习；两种质量诊断理论；两种质量诊断理论；如何制订过程控制网图；如何制订过程控制网图；如何制订过程控制标准等。如何制订过程控制标准等。w步骤步骤2：确定关键变量（即确定关键变量（即关键质量因素）。具体又分关键质量因素）。具体又分为以下两点：为以下两点：对全厂每道工序都要进行分对全厂每道工序都要进行分析析（可用因果图）（可用因果图），找出对最，找出对最终产品影响最大的变量，即终产品影响最大的变量，即关键变量关键变量（可用排列图）。（可用排列图）。如如美国美国LTV钢铁公司共确定了钢铁公司共确定了大约两万个关键变量。大约两万个关键变量。找出关键变量后，列出过程找出关键变量后，列出过程控制网图。

14、在图中按工艺流控制网图。在图中按工艺流程顺序将每道工序的关键变程顺序将每道工序的关键变量列出。量列出。10/26/202210四、四、SPC和和SPCD的步骤的步骤2w步骤步骤3：提出或改进规格标准。提出或改进规格标准。具体又分为以下两点：具体又分为以下两点：（1）对步骤对步骤2 得到的每一个关得到的每一个关键变量进行具体分析。键变量进行具体分析。（2）对每个关键变量建立过程对每个关键变量建立过程控制标准，并填写过程控制控制标准，并填写过程控制标准表。标准表。w本步骤最困难，最费时间。本步骤最困难，最费时间。制订一个部门或车间的所有制订一个部门或车间的所有关键变量的过程控制标准，关键变量的过程

15、控制标准，大约需要两个多人年（即一大约需要两个多人年（即一个人要工作两年多）。个人要工作两年多）。w步骤步骤4：编制控制标准手册编制控制标准手册，在在各部门落实。将具有立法性质各部门落实。将具有立法性质的有关过程控制标准的文件编的有关过程控制标准的文件编制成明确易懂、便于操作的手制成明确易懂、便于操作的手册，供各道工序使用。册，供各道工序使用。如美国如美国LTV钢铁公司共编了钢铁公司共编了 600本上述手册。本上述手册。w步骤步骤5：对过程进行统计监控。对过程进行统计监控。主要应用控制图对过程进行监主要应用控制图对过程进行监控。若发现问题，则须对上述控。若发现问题，则须对上述控制标准手册进行修

16、订，即反控制标准手册进行修订，即反馈到步骤馈到步骤4。10/26/202211四、四、SPC和和SPCD的步骤的步骤3w步骤步骤6：对过程进行诊断并采取措施解决问题。可注对过程进行诊断并采取措施解决问题。可注意以下几点：意以下几点：（1）可以运用传统的质量管理方法，如七种工具，进行）可以运用传统的质量管理方法，如七种工具，进行分析。分析。（2）可以应用诊断理论，如两种质量诊断理论，进行分）可以应用诊断理论，如两种质量诊断理论，进行分析和诊断。析和诊断。（3）在诊断后的纠正过程中有可能引出新的关键质量因）在诊断后的纠正过程中有可能引出新的关键质量因素，即反馈到步骤素，即反馈到步骤2，3，4。w推

17、行推行SPC的效果是显著的。如美国的效果是显著的。如美国LTV钢铁公司钢铁公司1985年实施了年实施了SPC后，劳动生产率提高了后，劳动生产率提高了20以上。以上。10/26/202212过程控制标准表过程控制标准表10/26/2022135.2 控制图原理控制图原理一、控制图的重要性一、控制图的重要性二、控制图原理的第一种解释二、控制图原理的第一种解释三、控制图原理的第二种解释三、控制图原理的第二种解释四、质量控制的预防原则四、质量控制的预防原则10/26/202214一、控制图的重要性一、控制图的重要性w贯彻预防原则是依靠推行贯彻预防原则是依靠推行 SPC和和SPCD来实现的，来实现的，而

18、居而居QC七个工具核心地位的控制图是七个工具核心地位的控制图是SPC和和SPCD的重要工具。的重要工具。w1984年日本名古屋工业大学调查了年日本名古屋工业大学调查了 115 家日本各家日本各行各业的中小型工厂，结果发现平均每家工厂使行各业的中小型工厂，结果发现平均每家工厂使用用 137 张控制图。这个数字对于我们推行张控制图。这个数字对于我们推行SPC和和SPCD是有一定的参考意义的。是有一定的参考意义的。w可以说，工厂中使用控制图的张数在某种意义上可以说，工厂中使用控制图的张数在某种意义上反映了管理现代化的程度。反映了管理现代化的程度。10/26/202215二、控制图原理的第一种解释二、

19、控制图原理的第一种解释w在绘制直方图时，如数据越多，在绘制直方图时，如数据越多，分组越密，则直方图也越趋近一分组越密，则直方图也越趋近一条光滑曲线。条光滑曲线。w在极限情况下得到的光滑曲线即在极限情况下得到的光滑曲线即为分布曲线，它反映了产品质量为分布曲线，它反映了产品质量的统计规律。的统计规律。w在质量特性值为连续值时，最常在质量特性值为连续值时，最常见的典型分布为正态分布。它的见的典型分布为正态分布。它的特点是中间高、两头低、左右对特点是中间高、两头低、左右对称并且延伸至无限。称并且延伸至无限。w正态分布可用两个参数即均值正态分布可用两个参数即均值和标准差和标准差来决定。来决定。w正态分布

20、有一个结论对质量管理很有正态分布有一个结论对质量管理很有用，即无论均值用，即无论均值和标准差和标准差取何值，取何值，产品质量特性值落在产品质量特性值落在3之间的概之间的概率为，于是落在率为，于是落在 3之外的概率之外的概率为为，而超过任何一侧，即大于，而超过任何一侧，即大于+3或小于或小于3的概率为的概率为2。w美国休哈特就根据这一事实提出了控美国休哈特就根据这一事实提出了控制图。制图。w控制图的控制图的演变过程演变过程是：是：首先把正态分布图按顺时针方向转首先把正态分布图按顺时针方向转 90，数值上大下小不会变化。但不，数值上大下小不会变化。但不符合常规；符合常规；再把上图上下翻转再把上图上

21、下翻转180，这样就得，这样就得到一张控制图，具体说是单值（到一张控制图，具体说是单值（x）控制图。控制图。10/26/202216m-3sm-2sm-sm+3sm+2sm+smm-3sm-2sm-sm+3sm+2sm+smm-3sm-2sm-sm+3sm+2sm+sm10/26/202217三、控制图原理的第二种解释三、控制图原理的第二种解释w我们已经知道，质量因素可我们已经知道，质量因素可分成偶然因素（简称偶因）分成偶然因素（简称偶因）与异常因素（简称异因）两与异常因素（简称异因）两类。偶因是始终存在的，对类。偶因是始终存在的，对质量的影响微小，但难以除质量的影响微小，但难以除去；异因则有

22、时存在，对质去；异因则有时存在，对质量影响大，但不难除去。量影响大，但不难除去。w经验与理论分析经验与理论分析表明：当生表明：当生产过程中只存在偶波时，产产过程中只存在偶波时，产品质量的分布必将形成某种品质量的分布必将形成某种典型分布典型分布，如正态分布。，如正态分布。w如果除去偶波外还有异波，如果除去偶波外还有异波，则产品质量的分布必将偏离则产品质量的分布必将偏离原来的典型分布。原来的典型分布。w典型分布的典型分布的偏离偏离可由控制图可由控制图检出。检出。w控制图上的控制界限就是区控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限。分偶波与异波的科学界限。w休哈特控制图的实质休哈特控制图的实质就

23、是区就是区分偶然因素与异常因素两类分偶然因素与异常因素两类因素。因素。10/26/202218四、质量控制的预防原则四、质量控制的预防原则w控制图是如何贯彻预防原则的可以由以下两点看出：控制图是如何贯彻预防原则的可以由以下两点看出：应用控制图对生产过程进行不断监控，当异常因素刚一露出应用控制图对生产过程进行不断监控，当异常因素刚一露出 苗头，甚至在未造成不合格品之前就能及时被发现。苗头，甚至在未造成不合格品之前就能及时被发现。控制图显示异常，表明异因已经发生，这时一定要贯彻下列控制图显示异常，表明异因已经发生，这时一定要贯彻下列 20个字方针个字方针：“查出异因查出异因，采取措施采取措施，保证

24、消除保证消除，不再出现不再出现，纳入纳入 标准标准。”w由于异因只有有限多个，故经过有限次循环后，最终由于异因只有有限多个，故经过有限次循环后，最终可以达到这样一种状态：在过程中只存在偶因而不存可以达到这样一种状态：在过程中只存在偶因而不存在异因。这种状态称为统计控制状态或稳定状态，简在异因。这种状态称为统计控制状态或稳定状态，简称稳态。称稳态。稳态是生产过程追求的目标稳态是生产过程追求的目标。w一道工序处于稳态称为稳定工序，道道工序都处于稳一道工序处于稳态称为稳定工序，道道工序都处于稳态称为全稳生产线。态称为全稳生产线。SPC 就是通过全稳生产线达到全就是通过全稳生产线达到全过程预防的。过程

25、预防的。10/26/2022195.3 两类错误与两类错误与 3方法方法二、二、3方法方法一、两类错误一、两类错误10/26/202220一、两类错误一、两类错误w控制图利用抽查对生产过程进行监控，因而是十分经济的。但既控制图利用抽查对生产过程进行监控，因而是十分经济的。但既是抽查就不可能没有风险。在控制图的应用过程中可能会犯以下是抽查就不可能没有风险。在控制图的应用过程中可能会犯以下两类错误：两类错误：1虚发警报的错误，也称第虚发警报的错误，也称第类错类错误。误。w在生产正常的情况下，纯粹出在生产正常的情况下，纯粹出于偶然而点子出界的概率虽然于偶然而点子出界的概率虽然很小，但总还不是绝对不可

26、能很小，但总还不是绝对不可能发生的。因此，在生产正常、发生的。因此，在生产正常、点子出界的场合，根据点子出点子出界的场合，根据点子出界而判断生产异常就犯了虚发界而判断生产异常就犯了虚发警报的错误或第警报的错误或第类错误，发生类错误，发生这种错误的概率通常用这种错误的概率通常用来表示来表示。w虚发警报的错误将引起寻找并虚发警报的错误将引起寻找并不存在的异因的损失。不存在的异因的损失。2漏发警报的错误，也称第漏发警报的错误，也称第类类错误。错误。w在生产异常的情况下，产品质在生产异常的情况下，产品质量的分布偏离了典型分布，但量的分布偏离了典型分布，但总还有一部分产品的质量特性总还有一部分产品的质量

27、特性值是在上下控制界之内的。如值是在上下控制界之内的。如果抽到这样的产品进行检测并果抽到这样的产品进行检测并在控制图中描点，这时由于点在控制图中描点，这时由于点子未出界而判断生产正常就犯子未出界而判断生产正常就犯了漏发警报的错误或第了漏发警报的错误或第类错类错误，发生这种错误的概率通常误，发生这种错误的概率通常用用来表示。来表示。w漏发警报将引起废品、次品增漏发警报将引起废品、次品增加的损失。加的损失。分析分析图示图示10/26/202221两类错误发生的概率两类错误发生的概率10/26/202222两类错误的分析两类错误的分析w由于控制图是通过由于控制图是通过“抽查抽查”来监控产品质量来监控

28、产品质量的，故两类错误是不可避免的。的，故两类错误是不可避免的。w在控制图上，中心线一般是对称轴，而且上在控制图上，中心线一般是对称轴，而且上下控制线是平行的，故所能变动的只是上下下控制线是平行的，故所能变动的只是上下控制限的间距。控制限的间距。w若是将间距增大，则若是将间距增大，则减小而减小而增大，反之，增大，反之，则则增大而增大而减小。减小。w只能根据这两类错误造成的总损失最小来确只能根据这两类错误造成的总损失最小来确定上下控制界限。定上下控制界限。10/26/202223二、二、3方法方法w长期实践经验证明，长期实践经验证明，3方方式，即：式，即：UCL 3 CL LCL3 w就是两类错

29、误造成的总损失就是两类错误造成的总损失较小的控制界限。此时犯第较小的控制界限。此时犯第类错误的概率或显著性水类错误的概率或显著性水平平。w注意，在现场，把规格作为控注意，在现场，把规格作为控制图的控制界限是不对的。制图的控制界限是不对的。w w规格是用来区分产品的合格与规格是用来区分产品的合格与规格是用来区分产品的合格与规格是用来区分产品的合格与不合格，而控制图的控制界限不合格，而控制图的控制界限不合格，而控制图的控制界限不合格，而控制图的控制界限是用来区分偶然波动与异常波是用来区分偶然波动与异常波是用来区分偶然波动与异常波是用来区分偶然波动与异常波动，即区分偶然因素与异常因动，即区分偶然因素

30、与异常因动，即区分偶然因素与异常因动，即区分偶然因素与异常因素这两类因素的。素这两类因素的。素这两类因素的。素这两类因素的。w利用规格界限显示产品质量合利用规格界限显示产品质量合格或不合格的图就叫显示图，格或不合格的图就叫显示图，现场可以应用显示图，但不能现场可以应用显示图，但不能作为控制图来使用。这二者不作为控制图来使用。这二者不能混为一谈。能混为一谈。10/26/2022245.4 控制图的判断准则控制图的判断准则一、分析用控制图与控制用控制图一、分析用控制图与控制用控制图二、休哈特控制图的设计思想二、休哈特控制图的设计思想 三、判断稳态的准则三、判断稳态的准则 四、判断异常的准则四、判断

31、异常的准则 10/26/202225一、分析用控制图与控制用控制图一、分析用控制图与控制用控制图w分析用控制图的目的是：分析用控制图的目的是：（1）分析生产过程是否处于稳）分析生产过程是否处于稳态态统计稳态。统计稳态。（2）分析生产过程的工序能力）分析生产过程的工序能力是否满足技术要求是否满足技术要求技术技术稳态。稳态。w两种稳态的组合：两种稳态的组合：是最优组合；是最优组合；是次优组合；是次优组合；是应该改进的组合；是应该改进的组合；是最差组合。是最差组合。当过程达到了我们所确定的状态（当过程达到了我们所确定的状态（或或）后，才能将分析用控制图）后，才能将分析用控制图的控制线延长作为控制用控

32、制图。的控制线延长作为控制用控制图。10/26/202226二、休哈特控制图的设计思想二、休哈特控制图的设计思想 w休哈特控制图（简称休图）的设计思想是先确定第休哈特控制图（简称休图）的设计思想是先确定第类错误类错误的概率的概率，然后再根据第，然后再根据第类错误的概率类错误的概率的大小来考虑是否的大小来考虑是否需要采取必要的措施。需要采取必要的措施。w休哈特取休哈特取3，这样，对于，这样，对于“点出界就判异点出界就判异”这条判异准这条判异准则来讲，虽不百发百中，也是千发九九七中了。则来讲，虽不百发百中，也是千发九九七中了。w但但小，小，就大。为了减少第就大。为了减少第类错误，对于控制图中的界内

33、类错误，对于控制图中的界内点增添了第点增添了第类判异准则类判异准则，即即“界内点排列不随机判异界内点排列不随机判异”。于是判断异常的准则就有两大类：于是判断异常的准则就有两大类：（1）点子出界就判断异常点子出界就判断异常。（2）界内点排列不随机判断异常界内点排列不随机判断异常。10/26/202227三、判断稳态的准则三、判断稳态的准则 w在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一就认为过程处于稳态：就认为过程处于稳态：（1）连续）连续25个点子都在控制界限内；个点子都在控制界限内；（2）连续）连续35个点子至多个点子至多1个点子落在控制界限外；个点子落在

34、控制界限外；（3）连续）连续100个点子至多个点子至多2个点子落在控制界限外个点子落在控制界限外。w当然，即使在判断稳态的场合，对于界外点也当然，即使在判断稳态的场合，对于界外点也必须按必须按“20字方针字方针”来处理。来处理。10/26/202228四、判断异常的准则四、判断异常的准则 w控制线界内点排列不随机的控制线界内点排列不随机的方式原则上有无穷多种，但方式原则上有无穷多种，但在现场实际应用能够保留下在现场实际应用能够保留下来的不过六七种模式。来的不过六七种模式。模式一模式一：点子屡屡接点子屡屡接 近控制界限近控制界限模式二模式二：链链模式三模式三：间断链间断链模式四模式四：倾向倾向模

35、式五模式五：点子集中在点子集中在 中心线附近中心线附近模式六模式六：点子呈周期性变化点子呈周期性变化10/26/202229模式一：点子屡屡接近控制界限模式一：点子屡屡接近控制界限w（1）连续）连续 3 个点中，至少有个点中，至少有 2 个点接近控制界限；个点接近控制界限；w（2）连续）连续 7 个点中，至少有个点中，至少有 3 个点接近控制界限；个点接近控制界限；w（3）连续）连续 10 个点中，至少有个点中，至少有 4 个点接近控制界限。个点接近控制界限。UCL CLLCL+3+2-2-310/26/202230模式二：链模式二：链w在控制图中心线一侧连续出现的点称为链，其点子数目在控制图

36、中心线一侧连续出现的点称为链，其点子数目称作链长。称作链长。w链长不少于链长不少于 7 时判断点子排列非随机，存在异常因素。时判断点子排列非随机，存在异常因素。w直观看来，出现链表示过程均值向链这一侧偏移。直观看来，出现链表示过程均值向链这一侧偏移。UCL CLLCL10/26/202231模式三：间断链模式三：间断链w属下列情况的判断点子排列非随机，属下列情况的判断点子排列非随机，存在异常因素：存在异常因素：连续连续11个点中，至少有个点中，至少有10个点在中心线一侧（见下图）；个点在中心线一侧（见下图）；连续连续14个点中，至少有个点中，至少有12个点在中心线一侧；个点在中心线一侧；连续连

37、续17个点中，至少有个点中，至少有14个点在中心线一侧个点在中心线一侧 连续连续20个点中，至少有个点中，至少有16个点在中心线一侧。个点在中心线一侧。UCL CLLCL10/26/202232模式四：倾向模式四：倾向w点子逐渐上升或下降的状态成为倾向。点子逐渐上升或下降的状态成为倾向。w当有连续不少于当有连续不少于7个点的上升或下降的倾向时，判断点个点的上升或下降的倾向时，判断点子排列非随机，存在异常因素。子排列非随机，存在异常因素。UCL CLLCL10/26/202233模式五：点子集中在中心线附近模式五：点子集中在中心线附近w所谓中心线附近是指点子集中在所谓中心线附近是指点子集中在 l

38、 以内。以内。w出现模式五表明过程方差异常小。通常，模式五可能由下出现模式五表明过程方差异常小。通常，模式五可能由下列两个原因所致：数据不真实或数据分层不当。列两个原因所致：数据不真实或数据分层不当。如果把方差大的数据与方差小的数据混在一起而未分层，则如果把方差大的数据与方差小的数据混在一起而未分层，则数据总的方差将更大。于是控制图控制界限的间隔距离也将数据总的方差将更大。于是控制图控制界限的间隔距离也将较大，这时如将方差小的数据描点就可能出规模式五。较大，这时如将方差小的数据描点就可能出规模式五。UCL CLLCL10/26/202234模式六：点子呈周期性变化模式六：点子呈周期性变化w造成

39、点子周期性变化可能有下列原因：造成点子周期性变化可能有下列原因：操作人员操作人员疲劳；疲劳；原材料的发送有问题；原材料的发送有问题；某些化工过程热某些化工过程热积累或某些机械设备应用过程中的应力积累等。积累或某些机械设备应用过程中的应力积累等。w消除上述周期性变化可以减少产品质量的波动，改消除上述周期性变化可以减少产品质量的波动，改进产品的质量。进产品的质量。UCL CLLCL10/26/2022355.5 常用的休哈特控制图常用的休哈特控制图 一、一、休哈特控制图的休哈特控制图的种种 类类 及及 其其 用用 途途 二、二、应用控制图需要应用控制图需要考虑的一些问题考虑的一些问题 10/26/

40、202236一、休哈特控制图的种类及其用途一、休哈特控制图的种类及其用途 种种类类用用途途10/26/202237（一）常规的休哈特控制图（一）常规的休哈特控制图 u 控制图控制图 c 控制图控制图 单位缺陷数控制图单位缺陷数控制图 缺陷数控制图缺陷数控制图泊松分布泊松分布计点值计点值 p 控制图控制图 pn 控制图控制图 不合格品率控制图不合格品率控制图 不合格品数控制图不合格品数控制图二项分布二项分布计件值计件值 -R 控制图控制图 -s 控制图控制图 -R 控制图控制图 x-Rs 控制图控制图 均值均值极差控制图极差控制图 均值均值标准差控制图标准差控制图 中位数中位数极差控制图极差控制

41、图 单值单值移动极差控制图移动极差控制图正态分布正态分布计量值计量值简记简记控制图控制图分布分布数据数据10/26/202238（二）休哈特控制图的用途（二）休哈特控制图的用途 R控制图控制图 s 控制图控制图 R控制图控制图 说明xRs控制图控制图 p 控制图控制图 pn 控制图控制图 c 控制图控制图 u 控制图控制图 10/26/202239w对于计量值数据而言，这是最对于计量值数据而言，这是最常用最基本的控制图。它用于常用最基本的控制图。它用于控制对象为长度、重量、强度、控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间和生产量等计量值纯度、时间和生产量等计量值的场合。的场合。w由于正态分布的两个

42、参数由于正态分布的两个参数与与是互相独立的，故平均数控制是互相独立的，故平均数控制图主要用于观察分布的均值的图主要用于观察分布的均值的变化，极差控制图用于观察分变化，极差控制图用于观察分布的分散情况或变异度的变化，布的分散情况或变异度的变化，而平均数而平均数-极差控制图则将二者极差控制图则将二者联合运用，用于观察分布的变联合运用，用于观察分布的变化。化。w与均值极差控制图相似，只与均值极差控制图相似，只是用标准差图是用标准差图（S图）图）代替极差代替极差图图（R图）图）而已。而已。w极差计算简便，故极差计算简便，故 R图得到广图得到广泛应用，但当样本大小泛应用，但当样本大小n10或或12，这时

43、应用极差估计总体，这时应用极差估计总体标准差的效率减低，需要应用标准差的效率减低，需要应用S图来代替图来代替R图。图。w现在由于微机的应用已经普及，现在由于微机的应用已经普及，S图的计算已经不成问题，故图的计算已经不成问题，故均值标准差控制图的应用越均值标准差控制图的应用越来越广泛。来越广泛。R控制图 s 控制图 10/26/202240w与均值极差控制图相似，只是与均值极差控制图相似，只是用中位数图代替均值图。用中位数图代替均值图。w所谓中位数即指在一组按大小顺所谓中位数即指在一组按大小顺序排列的数列中居中的数。序排列的数列中居中的数。w中位数的确定中位数的确定当数列为奇数项时，中位数当数列

44、为奇数项时，中位数规定为中间项的值；规定为中间项的值；当数列为偶数项时，中位数当数列为偶数项时，中位数规定为中间两个数的均值。规定为中间两个数的均值。w由于中位数的计算比均值简单，由于中位数的计算比均值简单，所以多用于现场需要把测定数据所以多用于现场需要把测定数据直接记入控制图进行控制的场合，直接记入控制图进行控制的场合，这时为了简便，当然规定为奇数这时为了简便，当然规定为奇数个数据。个数据。w单值单值-移动极差控制图，多用移动极差控制图，多用于下列场合：于下列场合：对每个产品都进行检验，采对每个产品都进行检验，采用自动化检查和测量的场合；用自动化检查和测量的场合；取样费时、昂贵的场合；取样费

45、时、昂贵的场合；样品均匀，多抽样也无太大样品均匀，多抽样也无太大意义的场合。意义的场合。w由于它不像前三种控制图那由于它不像前三种控制图那样能取得较多的信息，所以样能取得较多的信息，所以它判断过程变化的灵敏度也它判断过程变化的灵敏度也要差一些。要差一些。R控制图 xRs控制图 10/26/202241w用于控制对象为不合格品率用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数值质量指或合格品率等计数值质量指标的场合。标的场合。w使用使用 p 图时应选择重要的检图时应选择重要的检查项目作为判断不合格品的查项目作为判断不合格品的依据。依据。w常见的不良率有不合格品率、常见的不良率有不合格品率、废品率、交货延

46、迟率、缺勤废品率、交货延迟率、缺勤率，邮电、铁道部门的各种率，邮电、铁道部门的各种差错率等等。差错率等等。w用于控制对象为不合格品数用于控制对象为不合格品数的场合。的场合。w设设n为样本大小，为样本大小，p为不合为不合格品率，则格品率，则pn为不合格品为不合格品个数。所以取个数。所以取pn作为不合作为不合格品数控制图的简记号。格品数控制图的简记号。w当样本大小当样本大小n不等时，不等时，pn 图的上下控制界限及中心线图的上下控制界限及中心线三者都呈凹凸状，作图极其三者都呈凹凸状，作图极其不便，也更难于判异、判稳。不便，也更难于判异、判稳。故故 pn图只用于样本大小图只用于样本大小n相相等时的场

47、合。等时的场合。p 控制图 pn 控制图 10/26/202242w缺陷数控制图，用于控制缺陷数控制图，用于控制一部机器，一个部件，一一部机器，一个部件，一定的长度，一定的面积或定的长度，一定的面积或任何一定的单位中所出现任何一定的单位中所出现的缺陷数目。的缺陷数目。wc图只用于样本大小图只用于样本大小n相等相等时的场合。时的场合。w当上述一定的单位，也即样当上述一定的单位，也即样品的大小保持不变时可以应品的大小保持不变时可以应用用C 控制图，而当样品的大控制图，而当样品的大小变化时则应换算为平均每小变化时则应换算为平均每单位的缺陷救后再使用单位的缺陷救后再使用 u 控控制图。制图。例如，在制

48、造厚度为例如，在制造厚度为2mm的的钢板的生产过程中，一批样钢板的生产过程中，一批样品是品是2m2的，下一批样品是的，下一批样品是3m2的。这时就都应换算为的。这时就都应换算为平均每平方米的缺陷数，然平均每平方米的缺陷数，然后再对它进行控制。后再对它进行控制。c 控制图 u 控制图 10/26/202243对常规控制图的一些说明对常规控制图的一些说明w1.计计量量值值控控制制图图：由由于于现现在在电电脑脑的的应应用用很很普普及及，均均值值S控控制制图图的的计计算算毫毫无无困困难难，而而且且不不论论样样本本大大小小n是是否否大大于于10，平平均均数数S图图计计算算的的结结果果都都是是精精确确的的

49、，故故均均值值S图图完完全全可可以以代代替替均均值值R图图。其其次次，中中位位数数R控控制制图图也也是是在在电电脑脑出出现现以以前前提提出出的的，用用中中位位数数代代替替平平均均数数，以以便便迅迅速速反反映映现现场场。现在有了电脑，故也可淘汰了。现在有了电脑，故也可淘汰了。w2.计计件件值值控控制制图图：由由于于产产图图、pn图图的的控控制制界界限限都都呈呈凹凹凸凸状状，不不但但作作图图不不便便，而而且且难难于于判判异异、判判稳稳，可可以以应应用用通通用用不不合合格品数格品数 pn。图来代替。图来代替。w3.计点值控制图计点值控制图：由于由于C图图、u图的控制界限都呈凹凸状，不图的控制界限都呈

50、凹凸状，不但作图不便但作图不便，而且难于判异而且难于判异、判稳，可以应用缺陷数所图来判稳，可以应用缺陷数所图来代替。故在常规体哈特控制图中代替。故在常规体哈特控制图中，真正起作用的不过只是真正起作用的不过只是均均值值S控制图、控制图、xRs控制图、控制图、pnT控制图与控制图与CT控制图控制图四种控四种控制图而已。制图而已。10/26/202244二、应用控制图需要考虑的一些问题二、应用控制图需要考虑的一些问题 w应用控制图需要考虑以下一些问题：应用控制图需要考虑以下一些问题：1.控制图用于控制图用于何处何处？2.如何选择如何选择控制对象控制对象？3.怎样怎样选择选择控制图？控制图？4.如何如