控制图原理及应用简介.ppt

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1、控制图原理及应用简介控制图原理及应用简介 目目 录录1 统计过程控制概述统计过程控制概述 2 控制图原理及应用控制图原理及应用 3 过程能力与过程能力指数过程能力与过程能力指数 4 示例示例 统计过程控制概述统计过程控制概述定义：定义：统计过程控制统计过程控制（Statistical Process Control，简称，简称SPC）：）：利用利用统计技术统计技术对过程中对过程中的各个阶段进行的各个阶段进行评估和评估和监控监控监控监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定的要求品与服务符合规定的要求。解决两个基

2、本问题：解决两个基本问题：、过程运行状态是否稳定过程运行状态是否稳定过程运行状态是否稳定过程运行状态是否稳定利用利用控制图控制图测定，对过程存在的异常因素进行预警；测定，对过程存在的异常因素进行预警；、过程能力是否充足过程能力是否充足过程能力是否充足过程能力是否充足计算计算过程能力指数过程能力指数，分析其满足技术要求的程度，对过程，分析其满足技术要求的程度，对过程质量进行评价。质量进行评价。预防为主预防为主首先首先过过程管理程管理其次提高工程能力其次提高工程能力特殊特殊原因原因产生偏差的状态产生偏差的状态普通原因普通原因产生偏差的状态产生偏差的状态时间范围规规格上限格上限USLUSL受控但没有

3、能力符合规范受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）（普通原因造成的变差太大）受控且有能力符合规范受控且有能力符合规范（普通原因造成的变差已减少）（普通原因造成的变差已减少）规规格下限格下限LSLLSL附：附：3 控制方式与控制方式与6 控制方式的比较：控制方式的比较：合格率：.1 1、强调强调运用统计方法来保证运用统计方法来保证预防原则预防原则的实现；的实现；2 2、强调强调全员参与全员参与，而不是依靠少数质量管理人员；，而不是依靠少数质量管理人员；3 3、强调强调整个过程整个过程，并不是简单地解决对特定工序用什么样的控制图的问题。，并不是简单地解决对特定工序用什么样的控制图的问题。

4、的特点的特点：控制图的原理控制图的原理控制图的形成控制图的形成定义：定义：控制图：控制图：对对过程质量特性值过程质量特性值进行测定、记录、评估，以监察过程是否处于控制状态的进行测定、记录、评估，以监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。（也称一种用统计方法设计的图。（也称休哈特控制图休哈特控制图）最优控最优控制间隔制间隔：平均值，表分布中心平均值，表分布中心：标准差，表分散程度标准差，表分散程度控制图的基本结构控制图的基本结构样本号（或时间）上控制限上控制限UCL中心线中心线CL下控制限下控制限LCL样本统计量数值x或R0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

5、14 15 16 17 181 1、以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标；、以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标；2 2、三条具有统计意义的控制线：上控制线、三条具有统计意义的控制线：上控制线UCLUCL、中心线中心线CLCL、下控制线、下控制线LCLLCL；3 3、一条质量特性值或其统计量的波动曲线。、一条质量特性值或其统计量的波动曲线。控制图原理的解释控制图原理的解释第一种解释：第一种解释：“点出界就判异点出界就判异”小概率事件原理：小概率事件实际上不发生，若发生即判异常。控制图就是统计假设检小概率事件原理：小概率事件实际上不

6、发生，若发生即判异常。控制图就是统计假设检验的图上作业法。验的图上作业法。第二种解释：第二种解释：“抓异因抓异因，弃偶因弃偶因”控制限控制限就是区分偶然波动与就是区分偶然波动与异常异常波动的科学界限。波动的科学界限。休哈特控制图的实质就是区分偶然因素与休哈特控制图的实质就是区分偶然因素与异常异常因素的。因素的。始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的如如材料成分的微小变化、材料成分的微小变化、设备的轻微震动、刃具的正常磨损、夹具的弹性变型等设备的轻微震动、刃具的正常磨损、夹具的弹性变型等偶然因素有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避

7、免的有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避免的如如材料成分的显著变化、设备安装不当、零件损坏、人员违反规程操作等材料成分的显著变化、设备安装不当、零件损坏、人员违反规程操作等异常因素常规控制图分类常规控制图分类 控制控制图图缺陷数控制缺陷数控制图图 控制控制图图单单位缺陷数控制位缺陷数控制图图泊松分布泊松分布计计点型点型 控制控制图图不合格品数控制不合格品数控制图图 控制控制图图不合格品率控制不合格品率控制图图二二项项分布分布计计件型件型计计数型数型 控制控制图图单值单值移移动动极差控制极差控制图图 控制控制图图中位数极差控制中位数极差控制图图 控制控制图图均均值值标标准差控制准差控制图

8、图 控制控制图图均均值值极差控制极差控制图图正正态态分布分布计计量型量型简记简记控制控制图图分布分布数据数据类类型型按用途分类：按用途分类：1、分析用控制图、分析用控制图用于质量和过程分析，研究工序或设备状态；或者确定某一用于质量和过程分析，研究工序或设备状态；或者确定某一“未知的未知的”工序是否处于控工序是否处于控制制状态；状态；2、控制用控制图、控制用控制图用于实际的生产质量控制，可及时的发现生产异常情况；或者确定某一用于实际的生产质量控制，可及时的发现生产异常情况；或者确定某一“已知的已知的”工序工序是是否处于控制状态。否处于控制状态。分分析用析用控制图控制图过程过程稳定稳定控制用控制用

9、控制图控制图 控制图的应用控制图的应用Step：中心线与控制界限计算中心线与控制界限计算Step1：质量特性的选择质量特性的选择Step2：控制图类型的选择控制图类型的选择Step：抽样频率、合理子组、子组大小的确定抽样频率、合理子组、子组大小的确定Step6：判断是否满足技术要求判断是否满足技术要求Step7：日常管理日常管理Step：判断是否处于稳态判断是否处于稳态 控制图的绘制控制图的绘制、确定控制对象（统计量）、确定控制对象（统计量）一般应选择技术上最重要的、能以数字表示的、容易测定并对过程易采取措施的、大家理解并同一般应选择技术上最重要的、能以数字表示的、容易测定并对过程易采取措施的

10、、大家理解并同意的关键质量特性进行控制。意的关键质量特性进行控制。、选择控制图、选择控制图对于计量数据而言，对于计量数据而言，X-RX-R控制图是最常用最基本的。控制图是最常用最基本的。X X控制图用于观察均值变化，控制图用于观控制图用于观察均值变化，控制图用于观察分散或变异情况变化，二者合用，用于观察正态分布的变化。察分散或变异情况变化，二者合用，用于观察正态分布的变化。、取预备数据、取预备数据1 1）取）取个子组（）；个子组（）；）国际推荐子组大小）国际推荐子组大小 个样本量（）；个样本量（）；）合理子组原则。（短间隔内取、过程不稳时多取）合理子组原则。（短间隔内取、过程不稳时多取）、计算

11、控制限（见、计算控制限（见示例示例）n2345678均值控制限系数A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.373极差控制限系数D30.0760.136D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.864极差中心线系数d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.847注：注：7时为负，但因不可能为负，故计算时将下控制限表示为：。图中略过不画该控制线。、绘制分析用控制图，并判定、绘制分析用控制图，并判定）先绘图，并判稳）先绘图，并判稳稳，绘图；不稳，除去可查明原因后重新计算、；稳，绘图；不稳，除去可查明原因后重新计算、；在坐

12、标图上画出三条控制线，中心线一般以细实线表示，控制上下线以虚线表示；在坐标图上画出三条控制线，中心线一般以细实线表示，控制上下线以虚线表示；将预备数据点绘在控制图中；将预备数据点绘在控制图中；根据根据控制图的判断规则控制图的判断规则判断工序状态是否稳定。判断工序状态是否稳定。）再绘图，并判稳）再绘图，并判稳步骤同上。步骤同上。、计算过程能力指数计算过程能力指数 由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图的控制线

13、作为控制用控制图的控又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图的控制线作为控制用控制图的控制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控制图。制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控制图。满足稳定要求满足稳定要求控制状态（过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态）；控制状态（过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态）；满足规格要求满足规格要求技术稳态（过程能力指数满足给定的技术稳态（过程能力指数满足给定的CpCp值要求）。值要求）。、作控制用控制图、作控制用控制图过程调整到稳态后，延长分析控制图的控制线作为控制用控制图，进入日常管

14、理。若出现新的异过程调整到稳态后，延长分析控制图的控制线作为控制用控制图，进入日常管理。若出现新的异常，需查因对策，加以消除，以恢复统计过程控制状态。常，需查因对策，加以消除，以恢复统计过程控制状态。控制图的判断准则控制图的判断准则控制图控制图的判稳原则的判稳原则 1 1、连续、连续2525点在控制线内；点在控制线内；2 2、连续、连续3535点最多有一点出界；点最多有一点出界；3 3、连续、连续100100点最多有两点出界。点最多有两点出界。满足上面任意一点都可以判定为稳态。满足上面任意一点都可以判定为稳态。控制图的判异控制图的判异原则原则 1 1、点出界就判异；点出界就判异；2 2、界内点

15、排列不随机判异。其异常的排列和分布主要归纳如下：界内点排列不随机判异。其异常的排列和分布主要归纳如下：中心线某一侧的质控点数明显比另一侧多，这时应考虑均值可能发生偏移；中心线某一侧的质控点数明显比另一侧多，这时应考虑均值可能发生偏移；有多个点接近上、下控制限，提示标准差变大；有多个点接近上、下控制限，提示标准差变大；中心线一侧连续出现多个控制点（链现象）、或连续上升（或下降）倾向，说明有系统因素干扰；中心线一侧连续出现多个控制点（链现象）、或连续上升（或下降）倾向，说明有系统因素干扰；质控点按一定时间间隔呈周期性起伏变化，一般是由于工艺、环境等因素失控造成的结果。质控点按一定时间间隔呈周期性起

16、伏变化，一般是由于工艺、环境等因素失控造成的结果。点子波动集中在中心线附近，有可能是控制图设计中的错误导致控制界限范围过宽而导致的。点子波动集中在中心线附近，有可能是控制图设计中的错误导致控制界限范围过宽而导致的。通常使用以下通常使用以下八个判异准则八个判异准则。（将控制图等分为6个区，每个区宽1。6个区分别标号A、B、C、C、B、A，两个A区、B区及C区都关于中心线对称。）八大判异准则八大判异准则Test 1.一个点超出一个点超出A区区Test 2.九点在中心线一侧排列九点在中心线一侧排列Test 3.六点连续上升或下降六点连续上升或下降Test 4.十四点交互上下十四点交互上下xxxCLU

17、CLLCLAA-BC 1C-B-xxCLUCLLCLAABCCBUCLLCLAABCCBCLxUCLLCLAABCCBCLTest 8.连续连续8点排在点排在C区外区外Test 5.每三点有两点在同侧每三点有两点在同侧B区外区外Test 6.连续五点有四点在同侧连续五点有四点在同侧C区外区外Test 7.十五个点排在十五个点排在C区区xxxxxxxUCLLCLAABCCBCLUCLLCLAABCCBCLUCLLCLAABCCBCLUCLLCLAABCCBCL应用控制图的注意点应用控制图的注意点 1 1、所控制的过程必须具有所控制的过程必须具有重复性重复性，即具有统计规律；，即具有统计规律；2

18、2、选择能代表过程的选择能代表过程的主要质量指标主要质量指标作为控制对象；一般是指关键部位、关健尺寸、工作为控制对象；一般是指关键部位、关健尺寸、工艺本身有特殊要求、对下工存有影响的关键点，如可以选质量不稳定、出现不良品较多的部艺本身有特殊要求、对下工存有影响的关键点，如可以选质量不稳定、出现不良品较多的部位；位；3 3、及时打及时打“点点”，及时发现工序异常；，及时发现工序异常；4 4、如果控制图点子出界或界内点子排列非随机，则应认为生产过程失控。但在判断过如果控制图点子出界或界内点子排列非随机，则应认为生产过程失控。但在判断过程失控前，应首先检查样品的取法是否随机、数据的读取是否正确、计算

19、有无错误、描点有程失控前，应首先检查样品的取法是否随机、数据的读取是否正确、计算有无错误、描点有无差错，然后再来调查生产过程方面的原因；无差错，然后再来调查生产过程方面的原因；5 5、仅打仅打“点点”而不而不做分析判断做分析判断，失去控制图的报警作用。对于判异后的处理，应执行，失去控制图的报警作用。对于判异后的处理，应执行“查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准”的的2020字原则，立即追查原因，并字原则，立即追查原因，并采取措施防止再发；采取措施防止再发；6 6、控制图是根据稳定状态下的条件控制图是根据稳定状态下的条件(人员、设备、原

20、材料、工艺方法、测量和环境，即人员、设备、原材料、工艺方法、测量和环境，即M1E)M1E)来制定的。上述条件一旦发生变化，控制图也必须重新加以制定，来制定的。上述条件一旦发生变化，控制图也必须重新加以制定，及时调整控制线及时调整控制线。另外，控制图在使用一段时间后，应重新抽取数据，进行计算，加以检验。另外，控制图在使用一段时间后，应重新抽取数据，进行计算，加以检验。7 7、控制线不等于公差线，公差线是用来判断产品是否合格的，而控制线是用来判断工、控制线不等于公差线，公差线是用来判断产品是否合格的，而控制线是用来判断工序质量是否发生变化的；序质量是否发生变化的；过程能力过程能力概念：概念：过程能

21、力（工序能力）：过程能力（工序能力）：指过程加工质量方面的能力，用以衡量过程加工内在一致性。指过程加工质量方面的能力，用以衡量过程加工内在一致性。理解如下：理解如下：、处于稳定状态下的实际加工能力。、处于稳定状态下的实际加工能力。稳定状态指：质量因素（人员、设备、原料、工艺、稳定状态指：质量因素（人员、设备、原料、工艺、测量和环境）处于标准作业条件，无异常波动。测量和环境）处于标准作业条件，无异常波动。、以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示。、以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示。当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有.落在落在33的范围内（的

22、范围内（-总体均值；总体均值；-总体标准差），产品合格率接近于总体标准差），产品合格率接近于1 1。因此，以因此，以33即即6 6的波动范围来衡量过程能力（的波动范围来衡量过程能力（6 6）。）。生产能力生产能力（加工数量方面的能力）过程能力指数过程能力指数概念：概念：过程能力指数：过程能力指数：指过程加工质量满足产品技术要求的程度，记为指过程加工质量满足产品技术要求的程度，记为“”或或“”。通常以质量标准（）与过程能力（）的比值来表示，即：通常以质量标准（）与过程能力（）的比值来表示，即：公差范围，反映对产品的技术要求；反映过程加工的一致性。无偏移无偏移短期过程能力指数短期过程能力指数无偏移

23、上单侧短期过程能力指数无偏移上单侧短期过程能力指数无偏移下单侧短期过程能力指数无偏移下单侧短期过程能力指数有偏移有偏移短期过程能力指数短期过程能力指数分布中心分布中心（）与（）与公差中心重合公差中心重合计算：计算：、单侧公差、单侧公差、只有上限要求：、只有上限要求：(T TU U)当当T TU U 时，时，、只有下限要求：、只有下限要求：(T TU U)当当T T 时，时，、双侧公差、双侧公差、无偏：、无偏：、有偏：（见、有偏：（见示例示例）过程能力分析过程能力分析过程能力判定：过程能力判定：级别工程能力指数CP或CPK对应关系T与不合格品率p工序能力分析特级A+CP1.67T10p0.000

24、06%过于充分一级A1.67CP1.331080.00006%p0.006%充分二级B1.33CP1.860.006%p0.27%尚可三级C1.CP0.67640.27%p4.45%不足四级DCP0.674p4.45%严重不足提高过程能力的途径：提高过程能力的途径：、降、降调整工序加工的分布中心与技术标准中心的偏移量。调整工序加工的分布中心与技术标准中心的偏移量。、降、降提高工序能力减少分散程度：提高工序能力减少分散程度：）改进工艺方法、优化工艺参数、修订操作规程、增中间工序、推广应用新技术；）改进工艺方法、优化工艺参数、修订操作规程、增中间工序、推广应用新技术；）改造更新设备、加强点检维护，确保精度；）改造更新设备、加强点检维护，确保精度；）提高工具工艺装备精度、加强维护保养；）提高工具工艺装备精度、加强维护保养；）加强人员培训，提高操作者的质量意识和技能水平；）加强人员培训，提高操作者的质量意识和技能水平；）加强现场管控，设置关键工序管理点，开展小组活动，使工序处于控制状态。）加强现场管控，设置关键工序管理点，开展小组活动，使工序处于控制状态。、升、升在不影响产品质量和符合顾客要求的前提下，修订标准范围。在不影响产品质量和符合顾客要求的前提下，修订标准范围。示例示例