SPC工程绪论.pptx

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1、SPC工程绪论工程绪论生产质量管理课程 H U AW EIH U AW EI什么是SPC与SPCD工程？20世纪20年代美国W.A.休哈特（W.A.Shewhart）首创过程控制理论以及监控过程的工具控制图SPC即统计过程控制（Statistical Process Control），是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证产品质量的目的。控制图理论是核心SPCD即统计过程控制与诊断（Statistical Process Control and Diagnosis），是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到缩短诊断异常的时间，以便迅速采取措施，保证产品质量的目的

2、。H U AW EIH U AW EISPC与SPCD工程特点？SPC与SPCD工程特点？与TQM相同，强调全员参与强调应用统计方法来保证预防原则的实现SPC与SPCD工程是系统工程，不是解决个别工序采用什么控制图的问题，而是从整个过程、整个体系出发来解决问题H U AW EIH U AW EI为什么要推行SPC与SPCD工程？为什么要推行SPC与SPCD工程？时代的要求，21世纪是质量的世纪，提出超严 质量要求，这是世界发展的大方向，质量科学 应运而生；科学的要求，要保证产品质量，要满足21世纪 超严质量要求就需应用质量科学。认证的要求，现今认证工作的弱点之一即未应 用科学措施与统计方法保证

3、产品质量。外贸的要求，企业如不推行SPC与SPCD, 外商 就不定货；美国与日本的经验教训值得借鉴。 H U AW EIH U AW EI如何推行SPC与SPCD工程的实施如何推行SPC与SPCD工程的实施 1、培训SPC；2、确定关键质量因素；3、制定过程控制标准；4、编制过程控制标准手册，在各部门落实；5、对过程进行监控；6、对过程进行诊断并采取措施解决问题。H U AW EIH U AW EI什么是控制图什么是控制图 控制图（Control chart）是对过程质量加以测定，记录并从而进行控制管理的一种用统计方法设计的图。 上控制界限（Upper Control Linit）下控制界限（

4、Lower Control Limit）按时间顺序抽取的样本统计数值的描点序列样本统计量数值UCLCLLCL时间或样本号中心线（Centrol Line）控制图原理H U AW EIH U AW EI常见的统计规律常见的统计规律正态分布 二项分布 泊松分布 计量特性值 计件特性值 计点特性值 分布的类型 应用的范围 形态 控制图原理H U AW EIH U AW EI示例：测量50个蛋糕的重量 N=50 重量规格=310 8g，具体数据如下：308 317 306 314 308 315 306 302 311 307305 310 309 305 304 310 316 307 303 31

5、8309 312 307 305 317 312 315 305 316 309313 307 317 315 320 311 308 310 311 314 304 311 309 309 320 309 312 316 312 318基础知识直方图基础知识直方图控制图原理H U AW EIH U AW EI直方图频数分布表直方图频数分布表组组界中心值频数1301-304302.542304-307305.5103307-310308.5134310-313311.595316-316314.586316-319317.557319-322320.51控制图原理组数计算经验公式：组数计算经验

6、公式：K nH U AW EIH U AW EI画直方图画直方图20151051 2 3 4 5 6 7LSL=302CL=310X=311USL=318组次数直方图的形状特点，中间高、双头低，左右对称。控制图原理H U AW EIH U AW EI1、数据越多，分组越密，则直方图也越赵近于一条光滑的曲线，这样的一条光滑曲线即正态分布曲线，其特点为中间高、两头低，左右对称并延伸到无穷。基础知识正态分基础知识正态分布布直方图趋进光滑曲线控制图原理H U AW EIH U AW EI基础知识正态分基础知识正态分布布控制图原理2、正态分布的表达式： 为方便讨论，正态分布用两参数表示：y12eX 22

7、总体的平均值 总体的标准差因而得表达式：H U AW EIH U AW EI基础知识正态分基础知识正态分布布控制图原理2、正态分布的表达式： 为方便讨论，正态分布用两参数表示：y12eX 22总体的平均值 总体的标准差因而得表达式：H U AW EIH U AW EI基础知识正态分基础知识正态分布布 ，则正态曲线右移： ，正态曲线变宽，加工质量越分散：3、 和 与正态曲线分布之间的关系 控制图原理H U AW EIH U AW EI正态分布重要特点： 不管 与取值为何，产品质量特 性值落在，范围 内的概率为99.73%基础知识正态分基础知识正态分布布控制图原理H U AW EIH U AW E

8、I控制图的形成控制图的形成旋转90度反转180度控制图原理H U AW EIH U AW EI控制图的两种解控制图的两种解释释第一种解释：1、若过程正常，即分布不变，则点子超过 UCL的概率只有0.1%左右；2、若过程异常， 逐渐增大，于是分布曲线上 移，点子超出UCL的概率将大为增加。 由于第1种情况属小概率事件，而第2种情况发生概率比第1种情况大得多，则点出界就判异控制图原理H U AW EIH U AW EI第二种解释：质量因素可分为：偶因偶波（对质量影响小难以除去）听之任之异因异波（对质量影响大不难除去）过程注意对象控制界限是区分偶波与异波的科学界限： 偶因偶波典型分布质因 异因异波偏

9、离典型分布控制图检出休哈特控制图的实质是区分偶因和异因控制图原理控制图的两种解释控制图的两种解释H U AW EIH U AW EI控制图如何贯彻预防原则控制图如何贯彻预防原则1、点出界就判异；2、查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准(二十字真经)。控制图显示异常贯彻=十字真经调整控制图界限有无异常因素稳态NO控制图原理H U AW EIH U AW EI控制图的目的是稳控制图的目的是稳态态什么是稳态： 稳态(State in Control)）即统计控制状态，是指过程中只有偶因而没有异因的变异的状态。稳态的好处（为什么稳态是生产追求的目标）： 1、对产品的质量有完全的把握(至少9

10、9.73%合格品) 2、生产也是最经济的(不合格品很少) 3、产品质量特性值的变异也是最小的(无异因影响)控制图原理H U AW EIH U AW EI两种类型的抽样误两种类型的抽样误差差1、第一类误差即虚发警报； 把一个本来是正确的假设给否定了，也称“ 显著性水平” ，用“ a” 表示。2、第二类误差即漏发警报： 把一个本来是错误的假设给接收了，常用表示。控制图原理H U AW EIH U AW EI两种错误不可避免两种错误不可避免间距 a ，间距 a ，使两种误差造成的总损失最小 确定间距 3 方式较好。方式较好。3 3 方式方式（休图用3方式主要是减少虚报，增强使用者信心）UCL=UCL

11、= +3+3 CL=CL=LCL=LCL= -3-31、这是休图的总公式，实际应用时需经过具体化、对总体参 1、这是休图的总公式，实际应用时需经过具体化、对总体参 数进行估计两个步骤；数进行估计两个步骤；2、注意规格界限与控制界限的区别（规格界限用以区分合格与2、注意规格界限与控制界限的区别（规格界限用以区分合格与不合格）。不合格）。两种误差不可避免控制图原理H U AW EIH U AW EI常用休哈特控制图常用休哈特控制图常用休哈特控制图常用休哈特控制图分布控制图代号控制图名称应用范围备注正态分布(计量值)X-RX-SX-RX-Rs均值-报差控制图均值-标准差控制图中位数-极差控制图单值-

12、移动极差控制图控制个别的特性X-R图可由X-S图代替X-R图可淘汰故只剩下X-S图与X-Rs二项分布(计件值)PPn不合格品率控制图不合格品数控制图控制一个工序中总不合格品百分比可由通用不合格品数Pn图代替消松分布(计量值)uc单位缺陷数控制图缺陷数控制图控制每个单位的总缺陷数目可用通用缺陷数G图代替控制图原理H U AW EIH U AW EI分析用控制图分析用控制图分析用控制图主要分析以下两点：1、所分析的过程是否为统计稳态；2、该过程的过程能力是否满足要求，即技术稳态。分析用控制图就是要调整到确定的状态，调整过程就是质量改进的过程否是技术稳态否是统计稳态H U AW EIH U AW E

13、I控制用控制图控制用控制图控制图判断准则 当过程达到了我们所确定的状态后，才能将 分析用控制图的控制线延长作为控制用控制 图，进行日常管理，日常管理的关键是保持所确定的状态控制用控制图经过一个阶段的使用后，可能又出现异常，这时要执行“ 20字真经” ，恢复所确定的状态。H U AW EIH U AW EI判稳准则判稳准则控制图判断准则连续25个点，界外点数d=0连续35个点，界外点数d 1连续100个点，界外点数d 2H U AW EIH U AW EI1、点出界就判异；1、点出界就判异；2、界内点排列不随机就判2、界内点排列不随机就判 异（因为两类错误的原 异（因为两类错误的原 因） 因）判

14、异准则判异准则控制图判断准则H U AW EIH U AW EI （1）点子在控制限外或在控制限上 ；（1）点子在控制限外或在控制限上 ；U C LC LL C L（2）连续3个点子中，至少有二点接近控制界限；U C LC LLC L +3 +2 -2 -3常见异常情况常见异常情况控制图判断准则H U AW EIH U AW EI（3）连续7个点子落在中心线的一侧。（3）连续7个点子落在中心线的一侧。U C LC LL C L（4）连续11个点子中，至少有10个点子落在中心线的一侧；（4）连续11个点子中，至少有10个点子落在中心线的一侧；U C LC LL C L常见异常情况常见异常情况控制

15、图判断准则H U AW EIH U AW EI（5）连续7个点子上升或下降；（5）连续7个点子上升或下降；U C LC LL C L（6）连续11个点子集中在中心线的附近；（6）连续11个点子集中在中心线的附近； UCLCLLCL +3 + - -3常见异常情况常见异常情况控制图判断准则H U AW EIH U AW EI（7）点子呈现周期性变化。（7）点子呈现周期性变化。UCLCLLCL常见异常情况常见异常情况控制图判断准则H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制图常用控制图介绍Xbar-R控制图是计量值最常用、最重要的控制图Xbar-R控制图特点：1、适用范围广 Xbar

16、图： X正态Xbar正态 X非正态Xbar近似正态 中心极限定理R图：计算机模拟验证，只要X不是非常不对称， 则R分布无大的变化H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制图2、灵敏度高 偶因基本抵消 Xbar图通过平均 异因突出 灵敏度高 异因不变R图无此优点。常用控制图介绍H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制图常用控制图介绍X-R控制图计算公式：X图：UCL=X+A2R R图：UCL=D4R CL=X CL=R LCL=X-A2R LCL=D3R 0.3730.4190.4830.5770.7291.0231.88A28765432nX-R控制图X-R控

17、制图常用控制图介绍A2系数D3、D4系数1.8641.9242.0042.1142.2822.5743.267D42.0040.07600000D38765432nH U AW EIH U AW EIX-R控制图 X-R控制图 常用控制图介绍Xbar-R控制图作图步骤（结合实例）：1、确定所控制的质量指标（如实例中的齿轮钻孔孔径）2、取预备数据：确定样本容量（一般45，本例为4）； 确定组数（一般取3540组，本例为25组）；注意：合理子组原则即组内差异由偶因组成，组间差异 主要由异因造成（同一组中的样品取样时间短）3、计算Xi ，Ri（即每组均值和极差）4、计算X，R（即各组均值，各组极差均

18、值）5、计算R图控制线，并作图6、将预备数据在R图中打点，判稳。若稳则进行步骤7；若不稳则执行20字真径后转入步骤2重新开始H U AW EIH U AW EI常用控制图介绍7、计算X图控制线，并作图8、将预备数据在X图中打点，判稳。若稳，则进行步骤9；若不稳则执行20字真径后转入步骤2重新开始9、计算过程能力指数并检验其是否满足技术要求若过程能力指数满足技术要求，则转入步骤10，否则调整过程能力直至满足技术要求10、延长X-R控制图控制线，作控制用控制图，进行日常管理 上述19为分析用控制图；10为控制用控制图X-R控制图X-R控制图H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制

19、图常用控制图介绍Xbar-R作图实例：1、收集数据：从齿轮钻孔工序收集100个孔径尺寸数据2、取样本容量为4，将100个数据分成25组3、数据分组表及均值、极差计算略（见教材）4、计算得X=6.41，R=0.095、确定控制界限当n=4时，查表得A2=0.729，D3=0，D4=2.282X图控制界限为：CL=X=6.41UCL=X+A2R=6.41+0.729 0.09=6.48LCL=X-A2R=6.41-0.729 0.09=6.34H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制图常用控制图介绍R图控制界限为：CL=R=0.09UCL=D4R=20282 0.09=0.2LC

20、L=D3R=06、绘制控制图（图略，见教材）7、控制界限修正由控制图可看出：X图中第4、9、20号三个样本点出界，R图中第18号样本点出界，通过实际分析第9点为偶因引起，其它三点为异因引起，计算控制线时应剔除。H U AW EIH U AW EIX-R控制图X-R控制图常用控制图介绍首先按以下公式计算修正后的Xnw，Rnw ：Xnw=（ X-Xd）/（m-md）=6.40Rnw=（ R-Rd）/（m-md）=0.079其中：Xd剔除的样本组的平均值 md剔除的样本组数 Rd剔除的样本组的极差 m原有的样本组数计算修正控制界限为：X图：CL=6.40，UCL=6.46，LCL=6.34R图：CL

21、=0.08，UCL=0.18，LCL=08、控制线修正后的图表（略，见教材）H U AW EIH U AW EIP控制图P控制图常用控制图介绍P控制图的稳态：指过程的不合格品率为一常数 P，且各个产品的生产是独立的P控制图的统计基础：二项分布P控制图计算公式：UCLP3P（ 1P）nCLPLCLP3P（ 1P）nH U AW EIH U AW EIP控制图常用控制图介绍P图作图步骤：基本与Xbar-R图类似。但有几点说明：1、若P很小，则需选样本容量充分大，使得nP 1通常取1/Pn5/P2、P图的LCL有时为负，若要LCL非负，则需增大样本容量n（从公式推导）3、当n变化时，P图的UCL、L

22、CL成凹凸状。作图判稳、判异不便。H U AW EIH U AW EIP控制图P控制图常用控制图介绍作图实例：1、计件值控制图的设计设计样本大小n相同的P图（本例样本为300）2、收集数据本例收集某产品5月份检验不合格品率，收集了25组数据（数据表格略，见教材）3、计算Pbar为0.0184、计算控制限（按公式）CL=0.018UCL=0.041LCL=0H U AW EIH U AW EIP控制图P控制图常用控制图介绍5、绘制P控制图（图略，见教材）从图上可看出，第19号样本点出界，经分析由于异因引起，要剔除6、控制线修正（具体过程见教材）将异常点剔除后，重新计算控制限：CL=0.017UC

23、L=0.039LCL=07、修正后的P图略，见教材H U AW EIH U AW EIC控制图C控制图常用控制图介绍C控制图特点：是计点值最常用控制图之一。在某些场合必须使用如：印染、造纸等行业C控制图统计基础：泊松分布C控制图计算公式：UCL C3 CCL CLCL C3 CH U AW EIH U AW EIC控制图C控制图常用控制图介绍C图变换(常用不良率DPM控制图):计算公式:UCL S3000Sn元件数贴放数焊端数CL SLCL S3000Sn元件数贴放数焊端数H U AW EIH U AW EI常用控制图介绍C控制图C控制图C图实例(不良率DPM控制图)：1、收集数据 假设从SM

24、T工序收集记录了30个数据，样本量为50PCS，计算出每个数据DPM（数据表略，见教材）2、确空控制界限 已知元件、贴放、焊端数量，应用公式计算：UCL=34.94CL=6.84LCL=-21.26 03、绘制控制图（图略，见教材）H U AW EIH U AW EI概念概念过程能力分析过程能力(Process Capability)：是指过程的加工质量满足技术标准的能力，它是衡量过程加工内在一致性的标准过程能力指数(Process Capability Index)：表示过程能力满足产品技术标准（产品规格、公差）的程度，用以衡量过程能力大小的数值H U AW EIH U AW EI过程能力指

25、数计过程能力指数计算算 1、双侧规格情况的过程能力指数CpT6TUTL6TUTL6s其中，为技术规格的公差幅度，TU、TL分别为规格上、下限，为质量特性值分布的总体标准差，可用样本标准差s来估计。2、单侧规格情况的过程能力指数若只有上限要求，则上单侧过程能力指数CpUTU3TUx3s 当时，令CpU=0，表示过程能力严重不足，过xTU程的不合格品率高达50%以上，故上述公式仅适用于的范围。x TU若只有下限要求，下单侧过程能力指数CpLTL3xTL3s当时，令CpL=0，表示过程能力严重不足，过xTL程的不合格品率高达50%以上，故上述公式仅适用于的范围。xTL过程能力分析过程能力指数计过程能

26、力指数计算算3、有偏移情况的过程能力指数设分布中心 与公差中心M的偏移，则偏移度 M K T/22T过程能力指数为CPK （1 K）CP （1 K）T6（1 K）T6s说明：本公式只适用于偏移量 不太大，即KCp过程能力不足，需要采取措施。1.0Cp0.67过程能力尚可，但接近1.0时要注意。1.33Cp1.0过程能力充分。1.67Cp1.33过程能力过高（应视具体情况而定）。Cp1.67过程能力的评价级别Cp值的范围H U AW EIH U AW EI提高工序能力的对策提高工序能力的对策提高工序能力的对策提高工序能力的对策当CP1.33时，表明工序能力充分，需控制工序的稳定性，以保持工序能力

27、不发生显著变化。如果认为工序能力过大时，应对标准要求和工艺条件加以分析，一方面降低要求，避免设备精度的浪费；另一方面也可以考虑修订标准，提高产品质量水平；当1.0CP1.33时，表明工序能力满足要求，但不充分，很接近1时，则有产生超差的危险，应采取措施加强对工序控制；当CP1.0时，表明工序能力不足，不能满足标准要求，应采取改进措施，改变工艺条件，修订标准，或严格进行全检控制等。H U AW EIH U AW EIC Cpkpk应用实例应用实例过程能力分析配套部某电烙铁温度Cpk评估：1、工艺规格：320 402、数据表（单位：）实测350340350340352355350335335330

28、温度33534033035034033035345350335值340345350340335 Xbar=3423、Cpk计算：按公式计算得(具体见教材)：S=7.7，Cpk=078H U AW EIH U AW EI过程能力分析C Cpkpk应用实例应用实例3.073.083.093.103.113.123.133.143.153.163.173.183.193.203.213.223.233.243.253.263.273.283.293.303.31270280290300310320330340350360370LSLUSL实测值图表：H U AW EIH U AW EISPC应用流程SPC应用工作流程SPC应用工作流程参见教材或查阅SPC应用工作流程（NOTES中“ 文档中心” ）