质量spc-控制图与过程能力分析—公司培训用电子教案.ppt
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1、质量SPC-控制图与过程能力分析公司培训用控制图的历史与发展控制图的历史与发展n控制图是控制图是19241924年由美国品管大师修华特年由美国品管大师修华特(W.A.(W.A.Shewhart)Shewhart)博士发明博士发明n19401940年前后年前后,英美逐渐将控制图引入工厂实际英美逐渐将控制图引入工厂实际应用其效果也渐被肯定应用其效果也渐被肯定n1941-19421941-1942制定成美国标准制定成美国标准n19501950年戴明年戴明(W.E.Deming)(W.E.Deming)到日本开讲习会到日本开讲习会,此此后后,控制图的应用在日本企业广为普及控制图的应用在日本企业广为普及
2、,并于并于19541954年开始制定成为年开始制定成为JISJIS里的条款陆续订了里的条款陆续订了JISZ9021JISZ9021,90229022,902390232何为控制图何为控制图n以产品的实际品质为特性值与代表过程实力的控制以产品的实际品质为特性值与代表过程实力的控制界限比较界限比较,而以推移图而以推移图(时间序列时间序列)形式表现出来形式表现出来n其中其中:纵轴表制品的品质特性纵轴表制品的品质特性,横轴表制品制造时间横轴表制品制造时间;用中心线及上下界限来反应品质变动情况用中心线及上下界限来反应品质变动情况.n 图例图例:中心线上控制线下控制线有异常有异常3控制图目的控制图目的做好
3、预防工作做好预防工作 PROCESSPROCESS原料原料人人机机 法法环环测测量量测测量量结结果果好好不好不好不要等产品做出来后再去看它好不好不要等产品做出来后再去看它好不好而是在制造的时候就要把它制造好而是在制造的时候就要把它制造好4控制图优点控制图优点 控制图和一般的统计图不同,因其不仅能将数值以曲线表示出来,以观其变异之趋势,且能显示变异系属于机遇性或非机遇性,以指示某种现象是否正常,而采取适当之措施。名称作法优点直方图制程完成后才调制程完成后才调查收集数据查收集数据便于掌据某时期之过程状况便于掌据某时期之过程状况,属静属静态态控制图于制程中连续调于制程中连续调查收集数据查收集数据在连
4、续的过程中了解过程之变化在连续的过程中了解过程之变化,属动态属动态5THE WAYWE WORK/BLENDING OFPREVIOUSLYPEOPLEEQUIPMENTMATERIALMETHODSENVIRONMENTPRODUCTOR SERVICECUSTOMERIDENTIFYINGCHANGING NEEDSAND EXPECTATIONSVOICE OF CUSTOMERSTATISTICALMETHODSVOICE OF THE PROCESSINPUTPROCESS/SYSTEMOUTPUTPROCESS CONTROL SYSTEM MODELWITH FEEDBACK6计
5、数值和计量值计数值和计量值n何为计数值何为计数值?n何为计量值何为计量值?例:例:1、课堂的人数属于、课堂的人数属于?2、大家的平均年龄属于、大家的平均年龄属于?物体数目只能用自然数来计量的可能连续的数值来计量的计数值计量值7计量值的分布表达计量值的分布表达位置:中心值形状:峰态分布宽度8控制图原理说明控制图原理说明群体平均值=标准差=+k+k-k-k抽樣9控制图原理控制图原理k在内的概率在外的概率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%699.9997%3.4PPM1
6、0正态分布概率正态分布概率99.73%68.26%95.45%+1+2+3-1-2-311中央极值定理中央极值定理12有限群体修正系数有限群体修正系数13控制图原理说明控制图原理说明个别值的正态分布个别值的正态分布平均值的正态分布平均值的正态分布控制图的正态分布控制图的正态分布14控制图使用时机控制图使用时机n只有制程在稳定、控制状态才能使用控只有制程在稳定、控制状态才能使用控制图制图n控制状态判定标准是:过程的变动大部控制状态判定标准是:过程的变动大部分是偶然原因引起;分是偶然原因引起;4M皆按一定标准、皆按一定标准、很稳定的进行作业;结果稳定可预测,很稳定的进行作业;结果稳定可预测,有异常
7、可马上发现。有异常可马上发现。15管制界限和规格界限管制界限和规格界限n规格界限:是用以说明品质特性之最大许可值,来保证各个单位产品之正确性能。n管制界限:应用于一群单位产品集体之量度,这种量度是从一群中各个单位产品所得之观测值所计算出来者。16过程变动与管制界限过程变动与管制界限n过程必定会有变动,无法做出完全同样的产品,其变动的原因可分为两类:一为偶然原因,另一为异常原因。n过程的变动如在管制界限以内,我们可以认为过程处在受控状态;反之如变动点超过管制界限则认为过程中有异常,以此告诉我们应对过程进行不再处于稳定状态17过程的组成及分析方法过程的组成及分析方法人人机机器器材料材料方法方法测测
8、量量环环境境 制程为何变动特性要因图特性要因图过程分析的常用手法过程分析的常用手法18偶然原因与异常原因偶然原因与异常原因偶然原因:指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复分布过程中的许多变差的原因,我们称之为:“处于统计控制状态”、“受统计控制”,或简称“受控”,表现为一个稳定系统的原因。只有变差的原因存在且不改变时,过程的输出才可以预测。异常原因:指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因,即当它们出现时将造成(整个)过程的分布改变。除非所有的原因都被查找出来并且采取了措施,否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统内存在变差的原因随时间的推移,过程的输出将不稳定。属外界变化引
9、起的19偶然原因与异常原因偶然原因与异常原因偶然原因异常原因1)大量微小的原因2)每个微小原因变动小3)不易除去例如:同批原料内 机器振动引起,天气转热,熟手操作等微小变动1)一个或几个大原因2)任何一个皆可能发生大变动3)对品质影响大,可避免且必须除去例如:原料群体不良,机器磨损,刀具磨损、生手未训练等20控制图常见的两种错误说明控制图常见的两种错误说明n对对于仅仅存在偶然因素的情况下于仅仅存在偶然因素的情况下,点子越出控制点子越出控制界限外而判断过程发生变化的错误界限外而判断过程发生变化的错误,即将正常判即将正常判断为异常的错误是可能发生的断为异常的错误是可能发生的.这种错误称为第这种错误
10、称为第一种错误即一种错误即错误错误.n当过当过程具有某种非偶然因素影响程具有某种非偶然因素影响,致使过程发生致使过程发生程度不同的变化程度不同的变化.但由于此变化相应的一些点落但由于此变化相应的一些点落在控制界限內在控制界限內,从而有可能发生判断过程未发生从而有可能发生判断过程未发生变化的错误变化的错误,这种错误称为第二种错误即这种错误称为第二种错误即错误错误.21控制图常见的两种错误说明控制图常见的两种错误说明n发生第一种错误时,虛发警报,由于徒劳地查找原因並为此采取了相应的措施,从而造成损失.因此,第一种错误又称为徒劳错误.发生第二种错误时漏发警报,过程已经处于不稳定状态,但並未采取相应的
11、措施,从而不合格品增加,也造成損失.n两种错误带来的风险见下图表说明22“”及及“”风险说风险说明明“”风险说明“”风险说明23“”及及“”风险说风险说明明控制界限控制界限“”值值32%24.56%30.27%40.005%均值移动均值移动“”值值97.72%284.13%350%415.87%24控制图设计原理控制图设计原理01362兩種損失的合計第一钟错误损失第二种错误损失25控制图的种类控制图的种类n计计量值控制图量值控制图n平均值与全距控制图平均值与全距控制图(X-R图)图)n平均值与标准差控制图平均值与标准差控制图n中位值与全距控制图中位值与全距控制图n个別值与移动全距控制个別值与移
12、动全距控制图(图(X-Rm图)图)n计数计数值控制图值控制图n不良率控制图(不良率控制图(P图)图)n不良数控制图(不良数控制图(P n图)图)n缺点数控制图(缺点数控制图(C图)图)n单位缺点控制图(单位缺点控制图(U图)图)26两种两种控制图的比较控制图的比较优 点缺 点计量值控制图1、用于过程的控制较灵敏,控、用于过程的控制较灵敏,控制特性的相关工程若有偏差,制特性的相关工程若有偏差,较易显在化较易显在化2、能及时并正确地找出不良原、能及时并正确地找出不良原因,使品质稳定。因,使品质稳定。在制造过程需要经常在制造过程需要经常抽样并测定打点,故抽样并测定打点,故较为麻烦而费时较为麻烦而费时
13、计数值控制图1、只在生产完成后,才抽取样、只在生产完成后,才抽取样本来判断良品与不良品,帮所本来判断良品与不良品,帮所需数据可以简单方法获得。需数据可以简单方法获得。2、对于整体品质概况的了解较、对于整体品质概况的了解较方便方便只靠此种控制图,常只靠此种控制图,常无法迅速找到异常的无法迅速找到异常的真因,而延误时机真因,而延误时机27控制图的选择控制图的选择“n”=1025控制控制图的选择图的选择资料性质不良数或缺陷数单位大小是否一定“n”是否一定样本大小n2Cl的性质“n”是否图大“u”图“c”图“pn”图“p”图X-Rm图X-R图X-R图X-s图计数值计量值“n”=1n1中位数平均值“n”
14、=25缺陷数不良数不一定一定一定不一定28使用控制图的准备使用控制图的准备n建立适用于实施的环境n定义过程n确定待管理的特性,考虑到n顾客的需求n当前及潜在的问题区域n特性间的相互关系n确定测量系统n使不必要的差异最小化29质质量特性与控制图的选择量特性与控制图的选择n为保证最终产品的质量特性,需要考虑以下几个方面:n认真研究用户对产品质量的要求,确定这些要求哪些与质量特性有关,应选择与使用目的有重要关系的质量特性來作为控制的項目.n有些虽然不是最终产品的质量特性,但为了达到最终产品的质量目标,而在生产过程中所要求的质量特性也应列为控制项目30质质量特性与控制图的选择量特性与控制图的选择n在同
15、样能夠满足对产品质量控制的情況下,应该选择容易测定的控制項目.用统计方法进行质量控制如无质量特性数据就无法进行.n在同样能夠滿足产品质量控制的情況下,应选择对生产过程容易采取措施的控制項目.31质质量特性与控制图的选择量特性与控制图的选择n为了使控制最终取得最佳效果,应尽量采取影响产品质量特性的根本原因有关的特性或接近根本原因的特性作为控制項目。n产品的质量特性有時不止一个,则应同時采取几个特性作为控制項目。32使用控制图的注意事項使用控制图的注意事項n分分组问题组问题n主要是使在大致相同的条件下所收集的质量主要是使在大致相同的条件下所收集的质量特性值分在一组特性值分在一组,组中不应有不同本质
16、的数组中不应有不同本质的数据据,以保证组内仅有偶然因素的影响以保证组内仅有偶然因素的影响.n我们所使用的控制图是以影响过程的许多变我们所使用的控制图是以影响过程的许多变动因素中的偶然因素所造成的波动为基准来动因素中的偶然因素所造成的波动为基准来找出异常因素的找出异常因素的,因此因此,必須先找出过程中必須先找出过程中偶然因素波动这个基准。偶然因素波动这个基准。33分组时应考虑的问题分组时应考虑的问题时间质量特性过程的变化让组让组內內变变化只有偶然因素化只有偶然因素让组间变让组间变化只有非偶然因素化只有非偶然因素组内变异小组内变异小组间变异组间变异大大34使用控制图的注意事項使用控制图的注意事項n
17、分层问题分层问题n同样产品用若干台设备进行加工时同样产品用若干台设备进行加工时,由于每由于每台设备工作精度、使用年限、保养状态等都台设备工作精度、使用年限、保养状态等都有一定差异有一定差异,这些差异常常是增加产品质量这些差异常常是增加产品质量波动、使散差加大的原因波动、使散差加大的原因.因此因此,有必要按有必要按不同的设备进行质量分层不同的设备进行质量分层,也应按不同条件也应按不同条件对质量特性值进行分层控制对质量特性值进行分层控制,作分层控制图作分层控制图.另外另外,当控制图发生异常时当控制图发生异常时,分层又是为了分层又是为了确切地找出原因、采取措施所不可缺少的方确切地找出原因、采取措施所
18、不可缺少的方法法.35层别的说明层别的说明复合36使用控制图的注意事項使用控制图的注意事項n控制界限的重新计算控制界限的重新计算n为为使控制线适应今后的生产过程使控制线适应今后的生产过程,在确定控在确定控制图最初的控制线制图最初的控制线CLCL、UCLUCL、LCLLCL時時,常常需常常需要反复计算要反复计算,以求得切实可行的控制图以求得切实可行的控制图.但但是是,控制图经过使用一定时期后控制图经过使用一定时期后,生产过程生产过程有了变化有了变化,例如加工工艺改变、刀具改变、例如加工工艺改变、刀具改变、设备改变以及进行了某种技术改革和管理改设备改变以及进行了某种技术改革和管理改革措施后革措施后
19、,应重新收集最近期间的数据应重新收集最近期间的数据,以重以重新計算控制界限并作出新的控制图新計算控制界限并作出新的控制图.37为何控制界限应延用为何控制界限应延用38建立控制图的四步骤建立控制图的四步骤A收集收集数据数据B计计算控制限算控制限C过过程控制解程控制解析析D过过程能力解程能力解析析39建立建立X-R图图的步骤的步骤A阶阶段段收收集集数数据据A1A1选择选择子组大小、頻率和数据子组大小、頻率和数据子子组组大小大小子子组组頻率頻率子组数大小子组数大小A2A2建立控制图及记录原始记录建立控制图及记录原始记录A3A3计计算每个子组的均值算每个子组的均值X X和极差和极差R RA4A4选择选
20、择控制控制图图的刻度的刻度A5A5将将均均值值和和极极差差书书到控制到控制图图上上40分组原则分组原则n分组原则:分组原则:必必须达须达到到组内变异组内变异小,小,组组间变异间变异大大41组数组数的要求的要求(最少最少25组组)当制程中心值偏差了二个标准差時,它在控制限內的概率为0.84那么连续25点在线內的概率为:42每个子组的平均值和极差的计算11009899100982989998101973999710010098410010010199995101999910099平均 99.698.699.410098.2极差 3332243平均值和极差的计算公式n平均值 的计算nR R值的计算值
21、的计算44建立建立X-R图图的步骤的步骤B计计算算控控制制限限B1B1计计算平均极差及过程平均值算平均极差及过程平均值B2B2计计算控制限算控制限B3B3在控制图上作出平均值和在控制图上作出平均值和 极差控制限的控制线极差控制限的控制线45求平均值及控制界限的计算公式求平均值及控制界限的计算公式46绘制控制界限与描点图例绘制控制界限与描点图例UCLCLLCLUCLCLLCL00X R47建立建立X-R图图的步骤的步骤C过程控制解释C1分析极差图上的数据点C2识别并标注特殊原因(R图)C3重新計算控制界限(R图)C4分析均值图上的数据点超出控制限的点链明显的非随机图形超出控制限的点链明显的非随机
22、图形C5识别并标注特殊原因(X图)C6重新計算控制界限(X图)C7为了继续进行控制延長控制限48控制图的判读控制图的判读n超出控制界限的点:出现一个或多个点超出任何一个控制界限是该点处于失控状态的主要依据UCLCLLCL異常異常49控制图的判读控制图的判读n链:有下列现象之一即表明过程已改变n连续7点位于平均值的一侧n连续7点上升(后点等于或大于前点)或下降。UCLCLLCL50控制图的判读控制图的判读n明显的非随机图形:应依正态分布来判定图形,正常应是有2/3的点落於中间1/3的区域。UCLCLLCL51控制图的观察分析控制图的观察分析n作控制图的目的是为了使生产过程或工作过程处于“控制状态
23、”.控制状态即稳定状态,指生产过程或工作过程仅受偶然因素的影响,产品质量特性的分布基本上不随时间而变化的状态.反之,则为非控制状态或异常状态.n控制状态的标准可归纳为二条:n第一条,控制图上点不超过控制界限;n第二条,控制图上点的排列分布没有缺陷.52控制图的观察分析控制图的观察分析n进行控制所遵循的依据:n连续25点以上处于控制界限内;n连续35点中,仅有1点超出控制界限;n连续100点中,不多于2点超出控制界限.n五种缺陷n链:点连续出现在中心线 CL 一側的現象称为链,链的長度用链內所含点数多少來判別.n当出現5点链时,应注意发展情況,检查操作方法有無异常;n当出現6点链时,应开始调查原
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