统计过程管制.pptx

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1、SPCStatistical Process Control统计过程管制Excellent Quality Consultant Co.,Ltd.SPC统计过程管制nSPC由来nSPC定义nSPC发展历程nSPC应用现状nSPC基本统计观念nSPC基本概念SPC展开步骤n确定管制项目n选择管制图n收集数据n绘制管制图n计算CPKn判定n长期控制n异常处理n公式n常用数据nXBAR-R范例nPN范例2SPC的由来n生产力发展的世纪n新的世纪-品质的世纪n品质的趋势-世界级的品质n百分比千分比PPMPPBNEAR ZEROnQS9000要求: PPK=1.67 CPK=1.333SPC的由来n指数

2、与不良率的关系指数不良率说明0.674.55%210.27%3 1.3363.3PPM4 1.670.57PPM5 22PPB6 4SPC的由来n我们的不良率是多少?n我们的制程能力是多少?n我们能做到吗?n赶快应用SPC5SPC的定义nSPC:Statistical Process Control S-Statistical 统计 P-Process 过程 C-Control 控制 利用统计统计的方法,对过程过程中的各个阶段进行监监控与诊断控与诊断,从而达到改进与保证改进与保证产品品质的目的. PQC+S=SPC 6SPC的发展历程nBell Telephone LaboratoryShew

3、hartnControl Chart(1924) &Economic Control of Quality of manufactured Products(1931)n美军SQC(1941-1942):强制性战时规格nZ1-1-1941 Guide for Quality ControlnZ1-2-1941 Control Chart Method for anaalyzing DatanZ1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production 7SPC发展历程n1950,Dr.Deming送“经”日本,日本崛起

4、nISO9000:1994统计方法的引入nQS9000:1998,SPC的强制应用n未来:nSPCD:Statistical Process Control &DiagnosisnSPCDA:Statistical Process Control ,Diagnosis & Adjustment8SPC的应用现状n日本名古屋大学调查,115家企业平均每家使用137张控制图n美国柯达公司5000人,使用35000张控制图,平均每人应用7张n日本DEMING奖10大项目中,七大项目强调统计,尤其是SPCnISO9000统计的需要,QS9000SPC的需要n我国80%的ISO认证通过企业,SPC几乎为

5、零9SPC的基本统计观点n无论生产过程,还是产品结果,都是具有规律的.n正常情况下,具有一定的数据分布:n计量值数据,服从正态分布n计件值数据,服从二项分布n计点值数据,服从泊松分布n最为常见的是正态分布-钟形分布10SPC的基本统计概念n群体:一组过程的输出结果的全体.n样本:从群体中按照一定的抽样方法选择出来的研究对象.n群体具有一定的分布特性n合理的抽样(足够的样本容量随机的抽样方法),可以保证样本与群体具有共同的分布特性,也即是说可以由样本的状况推断群体的状况.n群体通常是未知的研究对象,从经济成本的角度,可以研究分析样本而知群体.11SPC的基本概念n分布的集中性-Xn平均值,为所有

6、数值的平均值,读做X-BAR n = Xi/n i=1XX1X212SPC的基本概念n分布的分散性- n各具体数值与平均值之间的偏差,通常以标准差 来表示.读做SIGMA(西格码) n =(Xi- )2/(n-1) i=1X13SPC的基本概念n分散性的图解2114SPC的基本概念n管制界限:是指实际作业的特性的分布所遵从的上下界限.用于在实际工作中,进行动态控制,以判断作业的有效性.n规格界限:是指根据设计(产品设计和过程设计)的要求,所确定的工程界限.用于在进行工程分析中,对特性的分布状况是否满足预定要求的判断,从而确信满足设计要求的能力.n在实际控制过程中,使用的应该是管制界限.管制界限

7、来自于对作业过程的调查.15SPC的基本概念n过程能力:实际作业的结果满足预计工程要求的能力.n过程的影响因素有两个方面:一是普通原因,二是特殊原因.n普通原因:在既定的4M1E下,属于过程本身先天存在的变动因素,一般是不可控制的,如需改善,需从管理和设备技术的角度予以全面改进.n特殊原因:在过程运行中,随机发生的可控因素.n普通原因通常影响分布的分散度和均值.直接决定过程能力.16SPC的基本概念n特殊原因导致超出界限或规律变动的现象,可以直接从管制图中看出.影响分布的波形.n管制图的重要作用便在于动态过程中,看出特殊原因的存在,发出需要处理的警报.n过程能力只有在不存在特殊原因的前提下,才

8、能予以计算,并以此推断未来的输出结果.17SPC展开的步骤确定管制项目选择管制图收集数据绘制管制图并计算Cpk稳定否绘制管制图收集数据稳定否查明原因,消除异常YESYESNONO18确定管制项目确定管制项目选择管制图收集数据绘制管制图并计算Cpk稳定否绘制管制图收集数据稳定否查明原因,消除异常YESYESNONO19确定管制项目n管制项目的对象为产品的特性和过程的特性n产品特性:尺寸电性值亮度焊接效果功能等n过程特性:波峰电流电压流水线速度温度药液浓度等n确定的方法:n产品特性:QFDn过程特性:因果图n来源:n客户要求的信息n设计规格n产品特性形成的工序及关键工序(工序流程图)n历史经验(曾

9、经出现的问题)nAPQP的展开的结果20选择管制图确定管制项目选择管制图收集数据绘制管制图并计算Cpk稳定否绘制管制图收集数据稳定否查明原因,消除异常YESYESNONO21选择管制图n管制项目的特性n计量值n计数值(计件值还是计点值)n样本数据的特点nn 9(样本少)nn 9(样本多)nn =1(单值)n每组数据n是否相等n使用的对象n可采用计算器或计算机进行分析的工程人员n现场作业人员22选择管制图(计量值)性质上是否均匀或不能按组取样使用X-MR各组均值计算是否方便使用 -RXX样本容量是否大于或等于9各组标准差S是否容易计算使用 -R使用 -SXNONONONOYESYESYESYES

10、当由现场人员使用时,尽量用?图23选择管制图(计数值)是否关心不合格品率使用np或p样本大小是否一致使用u图使用c或u图NONONOYESYESYES样品大小是否一致使用p图当由现场人员使用时,尽量用c/np图24收集数据n样本组数最好不要少于25np图或np图每组数据的要求n1/Pn5/P (P为预估的总体不良率,目的为在n中尽量能抽到多于一个的不合格品)n计量值数据的要求n组内数据变异小,组间数据变异大n采用中位数控制图时,尽量用奇数样本n现场使用的XBAR-R图,样本以不超过5为宜25收集数据n计量值数据合理的抽样间隔和样本大小n抽样的随机性,以充分代表群体每小时生产量抽样间隔样本大小不

11、稳定稳定10以下8小时8小时410194小时8小时420492小时8小时450991小时4小时4100以上1小时2小时426绘制管制图n计算各统计量n计算管制界限(不能使用规格界限)nCLUCLLCLn建立管制图形n纵坐标为各组相应数值中最大和最小值差的两倍(以便超过管制界限的点可以绘入)n极差R或标准差S图的单格刻度代表的数值是均值单格刻度代表的数值的两倍(图形宽度基本一致)n标注数据项目及描绘各数据点27计算CPK(计量值)n过程稳定,即不存在特殊原因时,才能计算过程能力.n计量值CPK的计算n分布中心与规格中心重叠时极差图CPK=MIN(USL- )/(3* /d2), ( - LSL)

12、/(3* /d2)标准差图CPK=MIN(USL- )/(3* /c4), ( - LSL)/(3* /c4)XXRRXXSS28计算CPK(计量值)n分布中心与规格中心发生偏离时:n计算Ca(过程准确度)nCa=( -SL)/(USL-LSL)/2)n以中心重叠时的Cpk值作为Cp(过程精确度)nCpk=(1- Ca )CpX29计算CPK(计数值)n计数值管制的过程能力为图形p图Np图C图U图过程能力PCPU30管制图的判断-稳定原则n原则一:不可超出管制界限141414.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.415.415.615.615

13、.815.8折线图 1折线图 1!31管制图的判断-稳定原则n原则二:不可呈现规律变动n连续7点上升或下降n呈现规律性波动,具有显著的波动周期14.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.415.415.615.6折线图 1折线图 132管制图的判断-稳定原则n原则二:不可呈现规律变动n连续7点在管制界限一侧n连续11点中,有10点在管制界限一侧(间断)14.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.415.415.615.6东部东部33管制图的判断稳定原则n原则三:不可过于集中分布n显著多于2/3的

14、点集中在CL附近:即90%的数据在1 线以内n显著少于40%的数据落在1 线以内n数据集中分布在2 到管制线之间(超过2/3)n3点中,有两点接近一侧之管制界限n7点中,有3点以上接近控制界限n原则四:符合过程能力要求34长期控制n符合以下条件,可将管制图用于长期控制:n过程稳定n符合过程能力的要求n再收集15组数据,无异常情形n利用已经算出之管制界限进行管制n按要求收集数据,并进行管制分析/控制n在下列情况下,重新计算管制界限:n初次过程能力研究,异常消除时n对4M1E进行重大改进时n产品修正时n经过长期运行后35异常处理n可以采取的措施n有效后,不要忘了标准化的处理现象可能原因处理分布不稳

15、定计算错误数据未层别查清原因,重新计算存在特殊原因查清原因,予以消除过程能力不足过于分散平均值偏移采用管理性/技术性措施,进行改进36管制图中应用的公式管制图相关统计量CLUCLLCL -R图n:各组样本数K:组数 n = Xi/n i=1 K = j/K j=1Rj=Max-Min K = Rj/K j=1 +A2 -A2 D4 D3XXRXXXRRRRRXX37管制图中应用的公式管制图相关统计量CLUCLLCL -R图n:各组样本数K:组数 k = j/n j=1 Rj=Max-Min K = Rj/K j=1 +A2 -A2 D4 D3XXXRRRRRRXXX38管制图中应用的公式管制图

16、相关统计量CLUCLLCL -S图n:各组样本数K:组数 n = Xi/n i=1 K = j/K j=1 Sj= (Xi- )2 /(n-1) K = Sj/K j=1 +A3 -A3 B4 B3XXSXXXSSSSSXXX39管制图中应用的公式管制图相关统计量CLUCLLCLX-MR图n:样本数 n = Xi/n i=1 Ri= Xi-Xi+1 n-1 = Ri/(n-1) i=1 +2.66 -2.66 3.27 0XRRRRRXXX40管制图中应用的公式图形统计量CLUCLiLCLip = di/ n + 3( (100- )/n) -3( (100- )/n)1/2np = di/

17、k + 3( (1- /n) -3( (1- /n)1/2ppppppppdddddddd41管制图中应用的公式图形统计量CLUCLLCLc = ci/ k + 3 -3 1/2u = c/ n + 3( /n) -3( /n)1/2CCccccuuuuuu42管制图中常用的数据nd2A2A2A3B3B4D3D4C421.1281.8801.8802.6593.2673.2670.79831.6931.0231.191.9542.5682.5740.88642.0590.7290.8001.6282.2662.2820.92152.3260.5770.6901.4272.0892.1140.9

18、4062.5340.4830.5501.2870.3031.9702.0040.95272.7040.4190.5101.1820.1181.8820.0761.9240.95982.8470.3730.4301.0990.1851.8150.1361.8640.96592.9700.3370.4101.0320.2391.7610.1841.8160.969103.0780.3080.3600.9750.2841.7160.2231.7770.973113.1730.2850.3500.9270.3211.6790.2561.7440.97543 -R图范例Xn所测量的活塞直径数据:n=5,

19、 k=25,规格为74.000 0.02样本序号X1X2X3X4X5174.03074.00274.01973.99274.008273.99573.99274.00174.00174.011373.99874.02474.02174.00574.002474.00273.99673.99374.01574.009573.99274.00774.01573.98974.014674.00973.99473.99773.98573.993773.99574.00673.99474.00074.005873.98574.00373.99374.01573.998974.00873.99574.00

20、974.00574.0041073.99874.00073.99074.00773.9951173.99473.99873.99473.99573.9901274.00474.00074.00774.00073.9961373.98374.00273.99873.99774.01244 -R图范例X样本序号X1X2X3X4X51474.00673.96773.99474.00073.9841574.01274.01473.99873.99974.0071674.00073.98474.00573.99873.9961773.99474.01273.98674.00574.0071874.006

21、74.01074.01874.00374.0001973.98474.00274.00374.00573.9972074.00074.01074.01374.02074.0032173.99874.00174.00974.00573.9962274.00473.99973.99074.00674.0092374.01073.98973.99074.00974.0142474.01574.00873.99374.00074.0102573.98273.98473.99574.01774.01345 -R图范例-计算统计量(一)管制图相关统计量 -R图n:各组样本数K:组数 n = Xi/n i=

22、1 K = j/K j=1Rj=Max-Min K = Rj/K j=1XXRXXX46 -R图范例计算统计量(一)样本序号X1X2X3X4X5XBARR174.03074.00274.01973.99274.00874.0100.038273.99573.99274.00174.00174.01174.0010.019373.99874.02474.02174.00574.00274.0080.036474.00273.99673.99374.01574.00974.0030.022573.99274.00774.01573.98974.01474.0030.026674.00973.994

23、73.99773.98573.99373.9960.024773.99574.00673.99474.00074.00574.0000.012873.98574.00373.99374.01573.99873.9970.030974.00873.99574.00974.00574.00474.0040.0141073.99874.00073.99074.00773.99573.9980.0171173.99473.99873.99473.99573.99073.9940.0081274.00474.00074.00774.00073.99674.0010.0111373.98374.00273

24、.99873.99774.01273.9980.029X47 -R图范例-计算统计量 (一) 样本序号X1X2X3X4X5XBARR1474.00673.96773.99474.00073.98473.9900.0391574.01274.01473.99873.99974.00774.0060.0161674.00073.98474.00573.99873.99673.9970.0211773.99474.01273.98674.00574.00774.0010.0261874.00674.01074.01874.00374.00074.0070.0181973.98474.00274.00

25、374.00573.99773.9980.0212074.00074.01074.01374.02074.00374.0090.0202173.99874.00174.00974.00573.99673.9960.0332274.00473.99973.99074.00674.00974.0020.0192374.01073.98973.99074.00974.01474.0020.0252474.01574.00873.99374.00074.01074.0050.0222573.98273.98473.99574.01774.01373.9980.035总平均值74.0010.023X48

26、 -R图范例-计算管制界限(二)n查系数,n=5,则有: A2=0.577,D4=2.114,D3=0n 图管制线nCLX= =74.001nUCLX= +A2* =74.001+0.577*0.023=74.014nLCLX= -A2* = 74.001-0.577*0.023=73.988XXXRRXX49 -R图范例-计算管制界限(二)nR图管制线nCLR= =0.023nUCLR= D4 * =2.114*0.023=0.049nLCLR=D3* =0*0.023=0RRRX50 -R图范例-绘制图形(三)n绘制R管制图0 00.010.010.020.020.030.030.040.

27、040.050.050.060.060.070.070.080.081 17 7131319192525样本序号样本序号R RR RUCLCLXLCL51 -R图范例-绘制图形(三)n绘制 图73.9873.9873.98573.98573.9973.9973.99573.995747474.00574.00574.0174.0174.01574.0151 17 7131319192525样本序号样本序号XBARXBARXBARXBARUCLCLLCLXX52 -R图范例-判定n图形状况判定:n两图均未违反判稳原则,属于稳态n管制界限在规格界限内n过程能力评定:d2=2.326n =74.00

28、0, =74.001,中心不重叠nCa=(74.001-74.000)/0.02=0.05nCp=T/(6*0.023/2.326)=0.674nCpk=(1-Ca)Cp=0.95*0.674=0.64n结论:过程是稳定的,但应加强过程能力的提升XX53pn图范例nSMT加工后检查数据如下:n=100,k=25组号d组号d组号d13114214241212213013123044142246531502546316372170821869219110520454Pn图n计算统计量和管制界限n CL= = di/ k=65/25=2.6nUCL= +3( (1- /n) =2.6+3(2.6(1-2.6/100) =7.4nLCL= -3( (1- /n) =2.6-3(2.6(1-2.6/100) =-2.2 取0ddddddd55PN图n绘制图形0 01 12 23 34 45 56 67 78 81 13 35 57 79 911111313151517171919212123232525样本组号样本组号PNPNd dUCLCLLCL56