SPC统计过程控制课程.pptx
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1、Designed 2001统计过统计过程控制程控制 工作坊工作坊SPC Work ShopDesigned 2001基本统计概念基本统计概念Designed 2001统计学(Statistics) n收集、 整理、展示 、分析 、解析统计资料n由样本(sample)推论母体/群体(population)n能在不确定情况下作决策n是一门科学方法、决策工具基本统计概念基本统计概念抽样推论xDesigned 2001统计量nR 全距(range)n 算术平均数 (arithmetic mean)nMd 中位数(median)nMo众数(mode)n2 方差/变异(variance)n 标准差(sta
2、ndard deviation)基本基本统计概统计概念念)(xDesigned 2001nR 全距(range)R = Xmax - Xminn 算术平均数 (arithmetic mean)基本基本统计概统计概念念nxfxniii1)(xDesigned 2001nMd 中位数(median)顺序数列中的中心项的数值nMo众数(mode)资料中出现最多的数值基本基本统计概统计概念念Designed 2001n2 方差/变异(variance)基本基本统计概统计概念念)xx(.)xx()xx(1n11n)xx(f2n2221n1i2ii21n)xx(.)xx()xx(n1n)xx(f2n222
3、1n1i2ii2nDesigned 2001基本基本统计概统计概念念n2 方差/变异(variance)n n =數据分組nX = X1, X2, X3, X4,Xn的平均數Designed 2001n 标准差(standard deviation)基本基本统计概统计概念念2222112)(.)()(1)(xxxxxxnnxxnniiin22221121)(.)()(111)(xxxxxxnnxxnniinDesigned 2001例:1, 1, 2, 3, 4, 6, 11nR = 10n = 4nMd = 3nMo= 1nn 2 = 10.86 n-12 = 12.67nn= 3.29 n
4、-1= 3.56 基本基本统计概统计概念念xDesigned 2001数列 : 12, 11, 12, 13, 18, 30, 24, 9请计算下列统计量nR n nMd nMo nn 2 = n-12 =nn= n-1=练习练习xDesigned 2001数数据的收集据的收集与与整理整理群体群体样样本本数数据据结论结论抽抽样样分析分析测测试试行行动动Designed 2001数数据收集据收集333330313131282929342733273029333128273433263235322632283428282930282934323031283027322930263028313031
5、322925272930273033292929263132Designed 2001数数据整理据整理 - - 次次数数分配分配数值次数划记次数25X126XX427XXXXXX628XXXXXXXX829XXXXXXXXXX1030XXXXXXXXXX1031XXXXXXXX832XXXXXX633XXXXXX634XXXX435X1Designed 2001直方圖的應用直方圖的應用n收集數据n 80n計算極差 R = Xmax Xminn适當分組 k = 1/10 x nn組距 h = R/kn縱為頻次n橫為數据分組Designed 2001直方直方图图 ( (Histogram)Hist
6、ogram)Designed 2001分布曲分布曲线线Designed 2001正正态态( (常常态态) )分布的曲分布的曲线图线图0.4)(zf0.30.20.1-2.5-2.0-1.5-1.0-0.500.51.01.52.02.522121)(zezf11Designed 2001正正态态分布的性分布的性质质- 3 - 2 -1 1 2 3 机会率机会率 0.67 50.00 % 1 68.26 % 1.96 95.00 % 2 95.45 % 2.58 99.00 % 3 99.73 % Designed 2001数数据据 直方直方图图 分布曲分布曲线线xxxxxxxxxxxxxxxx
7、xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx3333303131312829293427332730293331282734332632353226322834282829302829343230312830273
8、22930263028313031322925272930273033292929263132Designed 2001两套三颗色子 (骰子),以下列条件,每组各掷120120次次,然后把点数出现频次记录在直方图上。nA 组:如常nB & C 组:色子出现2点,则当5点计算nD & E 组:色子出现5点,则当1点计算每 组:若总数是单数则加1。练习练习Designed 2001直方直方图图 分布分布01020304050525 530 535540 545 550555 560 565570 575 58001020304050-0.75-0.7-0.65-0.6-0.55-0.5-0.45-
9、0.4正常型正常型Designed 2001直方直方图图 分布分布02468101211811912012112212312412512612712812901020304016171819202122232425偏向型偏向型Designed 2001直方直方图图 分布分布02468100.640.660.680.70.720.740.76051015200.530.550.570.590.610.630.650.670.690.710.730.750.770.790.810.83孤岛型孤岛型Designed 2001过过程程变变差差Designed 2001输入 (材料)机器人方法过程 (生
10、产/装配)输出 (产品)反馈 (测量/检验)测量系统材料过过程程变变差差Designed 2001过过程程变变差差n输入材料u不同批次之间的差异u批次内的差异u随时间产生的差异u随环境而产生的差异Designed 2001过过程程变变差差n生产/装配u设备及工装夹具的差异u随时间而产生的磨损,漂移等u操作工之间的差异(如手工操作的过程)u设置的差异u环境的差异Designed 2001过过程程变变差差n输出产品u输出的产品随时间而产生的变化u输出的产品随环境而产生的变化Designed 2001过过程程变变差差n反馈 - 测量u由于测量用于过程中的所有组成部分,测量的变差会对过程的各个阶段产生
11、影响偏倚稳定性重复性再现性分辨率Designed 2001量具精确度量具精确度( (偏差偏差) )量具精确度指测量观察平均值与真实值(基准值)的差异。真实值由更精确的测量设备所确定。测测量系量系统变统变差差观察平均值真实值(基准值)精确度(偏差)Designed 2001量具重量具重复复性性量具重复性是由一个操作者,采用一种测量仪器,多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。测测量系量系统变统变差差重复性Designed 2001量具再量具再现现性性量具再现性是由不同的操作者,采用相同的测量仪器,测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。测测量系量系统变统变差差再现性操作者 A操作者 B操
12、作者 CDesigned 2001量具量具稳稳定性定性量具稳定性是同一测量系统在不同时间测量同一零件时至少两组测量值的总变差。测测量系量系统变统变差差稳定性时间 1时间 2Designed 2001量具量具线线性性量具线性是在量具预期的工作范围内,偏差值的差值。测测量系量系统变统变差差观察平均值真实值(基准值)精确度较好(偏差较小)观察平均值真实值(基准值)精确度较差(偏差较大)Designed 2001过过程程变变差差n对于所有的过程输出,都有两个主要的统计:n对中性指由过程的平均值至最近的规格限的距离n变差(波动)指过程的分布宽度对中性LSLUSL变差(波动)Designed 2001过过
13、程程变变差差n过程的变差分两个类型u特殊原因造成的变差u普通原因造成的变差Designed 2001过过程程变变差差n普通原因变差u影响过程中每个单位u在控制图上表现为随机性u没有明确的图案u但遵循一个分布u是由所有不可分派的小变差源组成u通常需要采取系统措施来减小Designed 2001过过程程变变差差n特殊原因变差u间断的,偶然的,通常是不可预测的和不稳定的变差u在控制图上表现为超出控制限的点或链或趋势u非随机的图案u是由可分派的变差源造成该变差源可以被纠正Designed 2001过过程程变变差差n工业经验建议为:u只有过程变差的15%是特殊的可以通过与操作直接有关的人员纠正u大部分
14、(其余的85%) 是管理人员通过对系统采取措施可纠正的Designed 2001过过程程变变差差范围范围范围范围每件产品的尺寸与别的不同Designed 2001过过程程变变差差范围范围范围但它们形成一个模型,若稳定,可以描述为一个分布Designed 2001过过程程变变差差分布可以通用过以下因素来加以区分或这些因数的组合范围范围范围位置位置分布分布宽宽度置度置形形状状Designed 2001过过程程变变差差目标直线预测范围时间如果只存在如果只存在变变差的普通原因,差的普通原因,随随著著时间时间的推移,的推移,过过程的程的输输出出形成一形成一个稳个稳定的分布定的分布并并可可预测预测Desi
15、gned 2001过过程程变变差差目标直线预测范围时间如果存在如果存在变变差的特殊原因,差的特殊原因,随随著著时间时间的推移,的推移,过过程的程的输输出不出不稳稳定定?Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力过过程控制程控制受控(消除了特殊原因)时间范围不受制(存在特殊原因)Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力过程能力规范上限受控且有能力符合规范(普通原因造成特变差)时间受控但没有能力符合规范(普通原因造成变差太大)Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力n每个过程可以分类如下:u受控或不受控u是否有满足客户要求满足要求受控
16、不受控符合(合格) 1类 3类不符合(不合格) 2类 4类Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力1 1类类 ( (符合要求,受控符合要求,受控) )n是理想状况。为持续改进可能需要进一步减小变差2 2类类 ( (不符合要求,受控不符合要求,受控) )n存在过大的普通原因变差n短期内,进行100%检测以保护客户不受影响n必须进行持续改进找出并消除普通原因的影响Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力3 3类类 ( (符合要求,不受控符合要求,不受控) ) n有相对较小的普通原因及特殊原因变差n如果存在的特殊原因已经明确但消除具影响可能不大经济,客户可
17、能接受这种过程状况4 4类类 ( (不符合要求,不受控不符合要求,不受控) )n存在过大的普通原因及特殊原因的变差n需要进行100%检测以保护客户利益n必须采取紧急措施使过程稳定,并减小变差Designed 2001过过程控制和程控制和过过程能力程能力n判断一个过程是否满足规格要求:能力指数 - Cpk性能指数 - Ppkn判断一个 过程是受控还是不受控用:控制图Designed 2001控制控制图图Designed 2001控制控制图图是是否否 正正 常常独独立立处处理理过过程程控制控制图图调调整整过过程的程的声声音音( (测测量量) )交付交付客客户户控制控制图图的的应应用用Designe
18、d 2001基本基本概概念念n1920年由 W.A. Shewhart 提出n一般称为Shewhart控制图或3控制图n广泛在工业界应用n为判断制程变差的普通原因或特殊原因的主要统计分析工具Designed 2001基本基本概概念念n控制图中包括三条线u控制上限 (Upper Control Limit; UCL)u中心线 (Center Line; CL)u控制下限 (Lower Control Limit; LCL)UCLCLLCLDesigned 2001控制控制图图的的种类种类n数据:是能够客观地反映事实的资料和数字n数据的质量特性值分为:u计量值可以用量具,仪表等进行测量而得出的连续
19、性数值,可以出现小数u计数值不能用量具,仪表来度量的非连续性的正整数值。Designed 2001控制控制图图的的种类种类n计量型数据的控制图uXbar-R图uXbar-S图uX-MR图n计数型数据的控制图up图unp图uc图uu图Designed 2001控制控制图图的使用策的使用策划划作控制图需要按以下步骤:n计划n资源n评估和改进Designed 2001控制控制图图的使用策的使用策划划n要点u建立适于采取措施的环境u确定过程u确定待管理的特性考虑:客户的要求当前及潜在的问题区特性间的相互关系u确定测量系统u使不必要的变差最小化Designed 2001Xbar - R 图图n平均数 -
20、 全距控制图u数据可以合理分组时分析或控制制程平均使用 Xbar 图制程变差使用R图u工业界最常使用的计量值控制图Designed 2001Xbar - R 图图RAXLCLRAXUCLRDLCLRDUCLKR.RRRKX.XXX2X2X3R4Rk21k21n2345A21.881.020.730.58D43.272.572.282.11D3*Designed 2001建立建立Xbar-RXbar-R控制控制图图的步的步骤骤1.收集数据n选择子组大小,频率和子组数量n建立控制图及记录原始数据n计算每个子组的X平均值和极差Rn选择控制图的刻度n将平均值和极差画到控制图上Designed 2001
21、建立建立Xbar-RXbar-R控制控制图图的步的步骤骤2.计算控制限n计算极差的平均值和过程平均值n计算控制限n在控制图上画出中心线及控制线Designed 2001建立建立Xbar-RXbar-R控制控制图图的步的步骤骤3.过程控制解释n分析极差图(R图)上的数据点n识别并标注特殊原因(R图)n重新计算控制极限(R图)n分析平均值图(Xbar图)上的数据点n识别和标注特殊原因(Xbar图)n重新计算控制极限(Xbar图)n为继续控制延长控制限n控制的最终概念(用控制图于持续的过程控制)Designed 2001请完成Xbar-R控制图的制作练习.练习练习Designed 2001答案答案R
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