SPC统计制程管理15798.pptx

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1、SPC 统计制程控制 Statistical Process ControlYangfei2007-7-27第一部分：SPC的起源于发展QC七大手法回顾SPC起源、背景QC七大手法ReviewQCQC七大手法：七大手法：检查检查表表 层别法层别法 柏拉图法柏拉图法 特性要因图法特性要因图法 散布图散布图 直方图直方图 控制图控制图七大手法口决：七大手法口决：查检查检集数据集数据 层别层别作解析作解析 柏拉柏拉抓重点抓重点 鱼骨鱼骨追原因追原因 散佈散佈看相关看相关 直方直方显分布显分布 控制控制找异常找异常品管新七大手法浅说 关联图关联图理清理清复杂因素复杂因素间的关系间的关系 系统图系统图系

2、统地系统地寻求寻求实现目标的实现目标的手段手段 亲和图亲和图从杂乱的语言数据从杂乱的语言数据中中汲取信息汲取信息 矩阵图矩阵图多角度考察存在的问题多角度考察存在的问题,变量关系变量关系 PDPCPDPC法法预測预測设计中可能出现的设计中可能出现的障礙障礙和结果和结果 箭条图箭条图合理制定合理制定进度计划进度计划 矩阵资料解析法矩阵资料解析法多变數多变數转化转化少变數少变數资料分析资料分析什么是SPC?SPCSPC是英文是英文Statistical ProcessControlStatistical ProcessControl的前缀简称的前缀简称,即即统计过程控制。统计过程控制。SPCSPC就

3、是应用就是应用统计技術统计技術对过程中的各个阶段收集的数据对过程中的各个阶段收集的数据进行进行分析分析，并调整，并调整制程制程，从而达到改进与保证质量的目，从而达到改进与保证质量的目的。的。SPCSPC强調强調预防预防，防患于未然是，防患于未然是SPCSPC的宗旨。的宗旨。SPC兴起的背景 美國美國W.A.ShewhartW.A.Shewhart博士于博士于19241924年年5 5月月1616日发明日发明了第一张控制图，开启了统计品管的新时代了第一张控制图，开启了统计品管的新时代 经验挂帅时代的结束经验挂帅时代的结束如果工作经验对产品质量有举足轻重的影响（例如：手工裁缝），那么，如果工作经验

4、对产品质量有举足轻重的影响（例如：手工裁缝），那么，SPCSPC就没有太多挥洒的空间。相反地，如果某一公司开始将经验加以整理，就没有太多挥洒的空间。相反地，如果某一公司开始将经验加以整理，而纳入设备、制程或系统时；也就是说，该公司开始宣告经验挂帅时代而纳入设备、制程或系统时；也就是说，该公司开始宣告经验挂帅时代将要结束，那么将要结束，那么SPCSPC的导入时机也就自然成熟了的导入时机也就自然成熟了 ISO9000ISO9000品保体系的要求品保体系的要求ISO9000ISO9000要求为客户提供合格的产品，只有稳定而一贯要求为客户提供合格的产品，只有稳定而一贯（ConsistentConsis

5、tent）的过程与系统，才能保证长期做出合格的产品。然）的过程与系统，才能保证长期做出合格的产品。然而，如何检核此一贯过程与系统仍然稳定的存在呢？这必须仰赖而，如何检核此一贯过程与系统仍然稳定的存在呢？这必须仰赖SPCSPC来发挥功能来发挥功能SPC的起源和发展19241924年年发明发明19311931年年发表发表1941194219411942制定成美国制定成美国标准标准W.A.ShewhartW.A.Shewhart（休哈特博士）（休哈特博士）19311931年，休哈特博士发表了年，休哈特博士发表了制造业制造业产品质量的经济控制法产品质量的经济控制法一书一书Z1-1-1941Z1-1-1

6、941质量控制指南质量控制指南Z1-2-1941Z1-2-1941数据分析的控制图法数据分析的控制图法Z1-3-1942Z1-3-1942产品制造过程中的质量控制图法产品制造过程中的质量控制图法第二部分：SPC的目的预防与检测过程控制系统基本原理过程变化的基本统计特征SPC的目的预防或是容忍？原料原料PROCESSPROCESS人人机机法法环环 测量测量结果结果测量测量好好不好不好不要等产品做出来后再去看它好不好，而是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在制造的时候就要把它制造好SPC的目的预防与检测检测 生产出产品，通过质量控制来检查最终产品并剔除生产出产品，通过

7、质量控制来检查最终产品并剔除不符合规范的产品不符合规范的产品 管理部门则经常靠检查来找出错误并要求改进；管理部门则经常靠检查来找出错误并要求改进；预防：在第一步就避免产生无用的输出，从而避免浪费在第一步就避免产生无用的输出，从而避免浪费 第一次就把工作做好第一次就把工作做好SPC的目的过程控制系统基本原理有关过程性能的信息：通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能相关的信息能相关的信息与性能相关最有用的信息还是从研究过程本质与性能相关最有用的信息还是从研究过程本质及内在的变化性中得到的及内在的变化性中得到的过程的特性是关心的重点过程的特性是关心的重点S

8、PC的目的过程控制系统基本原理对过程采取措施 通常对重要特性（过程或输出）采取措施而避免它通常对重要特性（过程或输出）采取措施而避免它们偏离目标值太远是经济的。这样能保持过程的稳们偏离目标值太远是经济的。这样能保持过程的稳定性并保持过程输出的变差在可接受范围内。应监定性并保持过程输出的变差在可接受范围内。应监测采取措施后的效果，如有必要还应进一步分析并测采取措施后的效果，如有必要还应进一步分析并采取措施。采取措施。对输出采取措施 如果仅限于对输出检测并纠正不符合规范的产品，如果仅限于对输出检测并纠正不符合规范的产品，而没有分析过程中的根本原因，常常是最不经济的而没有分析过程中的根本原因，常常是

9、最不经济的SPC的目的过程变化的基本统计特征SPC的目的过程变化的基本统计特征位置（典型值）位置（典型值）分布宽度（丛最小值分布宽度（丛最小值至最大值的距离）至最大值的距离）形状（是否对称、偏形状（是否对称、偏斜等）斜等）第三部分：基本的统计概念 数据的种类数据的种类 波动（变差）波动（变差）波动（变差）的原因波动（变差）的原因 波动（变差）的种类波动（变差）的种类 普通原因与特殊原因普通原因与特殊原因 基本统计量说明基本统计量说明 统计控制状态统计控制状态 过程控制与过程能力过程控制与过程能力基本的统计概念数据的种类：计量型、计数型波动（变差）-波动的概念、原理及波動的种类普通原因/异常原因

10、基础的统计量-平均值、中位数、极差R、标准偏差、S基本的统计概念数据的种类计量型：计量型：可以连续取值也称连可以连续取值也称连续型数据。续型数据。如：零件的尺寸、强如：零件的尺寸、强度、重量、时间、温度、重量、时间、温度等度等计数型：计数型：不可以连续取值，也不可以连续取值，也称离散型数据。称离散型数据。如：废品的件数、缺如：废品的件数、缺陷数陷数基本的统计概念波动的(变差)概念 波动：波动：是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的 生产实践证明，无论用多么精密的设备和工具，多么生产实践证明，无论用多么精密的设备和工具，多么高超的操作技术，甚至由同一操作

11、工，在同一设备上，高超的操作技术，甚至由同一操作工，在同一设备上，用相同的工具，生产相同材料的同种产品，其加工后用相同的工具，生产相同材料的同种产品，其加工后的质量特性（如：重量、尺寸等）总是有差异，这种的质量特性（如：重量、尺寸等）总是有差异，这种差异称为波动差异称为波动 公差制度实际上就是对这个事实的客观承认。消除波公差制度实际上就是对这个事实的客观承认。消除波动不是动不是SPCSPC的目的，但通过的目的，但通过SPCSPC可以对波动进行预测和可以对波动进行预测和控制控制基本的统计概念波动的原因 波动原因波动原因材料材料机器机器人人环境环境测量测量方法方法基本的统计概念波动的种类 正常波动

12、：正常波动：是由普通是由普通(偶然偶然)原因造成的原因造成的 如操作方法的微小变动，机床的微小振动，刀具的正常磨损，夹如操作方法的微小变动，机床的微小振动，刀具的正常磨损，夹具的微小松动，材质上的微量差异等具的微小松动，材质上的微量差异等 正常波动引起工序质量微小变化，难以查明或难以消除。它不能正常波动引起工序质量微小变化，难以查明或难以消除。它不能被操作工人控制，只能由技术、管理人员控制在公差范围内被操作工人控制，只能由技术、管理人员控制在公差范围内 异常波动：异常波动：是由特殊是由特殊(异常异常)原因造成的。原因造成的。如原材料不合格，设备出现故障，工夹具不良，操作者不熟练等如原材料不合格

13、，设备出现故障，工夹具不良，操作者不熟练等 异常波动引起工序质量变化较大，容易发现，应该由操作人员发异常波动引起工序质量变化较大，容易发现，应该由操作人员发现并纠正现并纠正基本的统计概念普通原因、特殊原因 普通原因：普通原因：指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因，我们称之为：的原因，我们称之为：“处于统计控制状态处于统计控制状态”、“受统计控制受统计控制”，或有，或有时间称时间称“受控受控”，普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因，普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因 只有变差的普通原因存在且不改变时，

14、过程的输出才可以预测只有变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测 特殊原因：特殊原因：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(整个整个)过程的分布改变。除非所有的特殊原因都被查找出来并且采取了措过程的分布改变。除非所有的特殊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特殊原因，随时间的推移，过程的输出将不稳定如果系统内存在变差的特殊原因，随时间的推移，过程的输出将不稳定基本的统计概念普通原因和特

15、殊原因的区别普通原因和特殊原因的区别以车床为例存在性存在性方向方向影响大小影响大小消除难易消除难易普通原因普通原因:车床震车床震始终存在始终存在或大或小或大或小小小难难特殊原因特殊原因:车刀磨断车刀磨断有时有时偏向偏向大大易易如果仅存在变如果仅存在变差的普通原因，差的普通原因，随着时间的推随着时间的推移，过程的输移，过程的输出将形成一个出将形成一个稳定、可预稳定、可预測測的分布的分布基本的统计概念：变化的变化的“普通原因普通原因”和和“特殊原因特殊原因”如果仅存在变如果仅存在变差的特殊原因，差的特殊原因，随着时间的推随着时间的推移，过程的输移，过程的输出将不稳定、出将不稳定、不可预测不可预测基

16、本的统计概念：变化的变化的“普通原因普通原因”和和“特殊原因特殊原因”SPC的基本观念 世上没有任何两件事、世上没有任何两件事、人员人员、产品是完全一样、产品是完全一样 制造过程中所产生之变异是可以衡量的制造过程中所产生之变异是可以衡量的 事情事情、产品的变异通常根据一定的模式而产生、产品的变异通常根据一定的模式而产生 宇宙万物及工业产品大都呈常态分配宇宙万物及工业产品大都呈常态分配 例如例如：身高身高、体重体重、智力智力、考试成绩考试成绩、所得分配所得分配 变异的原因可分为偶因及异因变异的原因可分为偶因及异因 偶因属管理系统的范围偶因属管理系统的范围 异因却是作业人员本身就能解决的异因却是作

17、业人员本身就能解决的 应用应用SPCSPC可以指出制程最需要改善的地方可以指出制程最需要改善的地方基本的统计概念基本统计量说明1平均值x,如X1 1、X2 2Xn n为大小为为大小为n n的样本的样本,则：则：X=(XX=(X1 1+X+X2 2+X+Xn n)/n)/n中位数x 将数据按数值大小顺序排列，位于中间位置的数，将数据按数值大小顺序排列，位于中间位置的数，称为中位数称为中位数 如如4,5,4,5,7 7,9,10,9,10,中位数中位数x=7x=7 如如4,5,4,5,7,87,8,9,10,9,10,中位数中位数x=(7+8)/2=7.5x=(7+8)/2=7.5基本的统计概念基

18、本统计量说明2极差R样本数据中的最大值Xmaxmax与最小值Xminmin的差值:R=Xmaxmax-Xminmin标准偏差、s总体标准偏差总体标准偏差 样本的标准偏差样本的标准偏差s s基本的统计概念局部措施和系统措施局部措施：通常用来消除变差的特殊原因通常用来消除变差的特殊原因 通常由与过程直接相关的人员进行通常由与过程直接相关的人员进行 通常可纠正大约通常可纠正大约15%15%的过程问题的过程问题系统措施：通常用来消除变差的普通原因通常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施，以便纠正几乎总是要求管理措施，以便纠正 大约可纠正大约可纠正85%85%的过程问题的过程问题基本的统计概念统

19、计控制状态描述一个工序只存在造成变化的普通原因，而不存在特殊原因的情况，即所观察到的变化可以归结为一个常规系统中的偶然原因引起的表现为在控制图上没有数据点超过控制上下限，在控制上下限的图形和趋势没有呈现非随机性基本的统计概念过程控制 预测预测受控受控（消除了特殊原因）（消除了特殊原因）不受控不受控（存在特殊原因）（存在特殊原因）目标值线目标值线范围范围时间时间过程控制首先应通过检过程控制首先应通过检查并消除变差的特殊原查并消除变差的特殊原因，使过程处于统计控因，使过程处于统计控制状态制状态过程控制过程控制基本的统计概念过程能力 过程能力由造成变差的普通原因来确定，通常代表过程能力由造成变差的普

20、通原因来确定，通常代表过程本身的最佳性能过程本身的最佳性能 但是顾客关心的是过程输出与他们的要求（定义为但是顾客关心的是过程输出与他们的要求（定义为规范）是否相一致规范）是否相一致 一般来說，稳定过程的分布是可以预测的，从而可一般来說，稳定过程的分布是可以预测的，从而可以估计出符合规范要求的比例以估计出符合规范要求的比例 因此，过程能力的第一步是过程定位在目标值处。因此，过程能力的第一步是过程定位在目标值处。然后，如果过程的分布宽度不可接受，则对系统采然后，如果过程的分布宽度不可接受，则对系统采取措施减少变差的普通原因取措施减少变差的普通原因基本的统计概念过程能力 范围范围时间时间过程能力过程

21、能力受控但能力不足受控但能力不足(存在普通原因，存在普通原因，但过多但过多)受控且能力充足受控且能力充足(减少了普通原因减少了普通原因)目标值线目标值线过程控制和过程能力过程控制的目标是对影响过程的措施作出经济合理的决定以避免：平衡不需控制时采取了措施（过度控制或擅自平衡不需控制时采取了措施（过度控制或擅自改变）改变）需要控制时未采取措施（控制不足）需要控制时未采取措施（控制不足）第四部分：控制图原理SPC使用的统计技术控制图定义控制图的目的控制图的原理及形成控制图的种类控制图的選择使用控制图的准备SPC使用的统计技术柏拉图（决定管控制的重点）直方图控制图抽样计划变异数分析/回归分析控制图定义

22、 控制圖是用于分析和控制过程质量的一种方法。控制图是一种带有控制界限控制圖是用于分析和控制过程质量的一种方法。控制图是一种带有控制界限的反映过程质量的记录图形，图的纵轴代表产品质量特性值的反映过程质量的记录图形，图的纵轴代表产品质量特性值(或由质量特性值获或由质量特性值获得的某种统计量得的某种统计量)；横轴代表按时间顺序；横轴代表按时间顺序(自左至右自左至右)抽取的各个样本号；图内有中抽取的各个样本号；图内有中心线心线(记为记为CL)CL)、上控制界限、上控制界限(记为记为UCL)UCL)和下控制界限和下控制界限(记为记为LCL)LCL)三条线三条线(见下图见下图)。控制图示例控制图示例:UC

23、LCLLCL控制图的目的 控制图和一般的统计图不同，因其不仅能将数值以曲线表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，且能显示变异属于机遇性或示出来，以观其变异之趋势，且能显示变异属于机遇性或非机遇性，以指示某种现象是否正常，而采取适当之措施非机遇性，以指示某种现象是否正常，而采取适当之措施UCLCLLCL利用控制限区隔是否为非利用控制限区隔是否为非机遇性机遇性控制图的原理 工序处于稳定状态下，其计量值的分布大致符合正工序处于稳定状态下，其计量值的分布大致符合正态分布。由正态分布的性质可知：质量数据出现在态分布。由正态分布的性质可知：质量数据出现在平均值的正负

24、三个标准偏差平均值的正负三个标准偏差(X3)(X3)之外的概率仅之外的概率仅为为0.27%0.27%。这是一个很小的概率，根据概率论。这是一个很小的概率，根据概率论“视视小概率事件为实际上不可能小概率事件为实际上不可能”的原理，可以认为：的原理，可以认为：出现在出现在X3X3区间外的事件是异常波动，它的发生区间外的事件是异常波动，它的发生是由于异常原因使其总体的分布偏离了正常位置。是由于异常原因使其总体的分布偏离了正常位置。控制限的宽度就是根据这一原理定为控制限的宽度就是根据这一原理定为33。3 原理-2-2-3368.26%95.45%99.73%变量范围正态分布概率0.68264920.9

25、5449930.997300变量范围正态分布概率40.9999365750.99999974260.999999998控制图的形成 旋转90规格界限和控制界限规格界限：是用以说明质量特性的最大许可值，来保证各个单位产品的正确性能。控制界限：应用于一群单位产品集体的量度，这种量度是从一群中各个单位产品所得观测值中计算出来的。控制图的种类计量型控制图计量型控制图 平均数与极差控制图平均数与极差控制图(x-R)(x-R)平均数与标准偏差控制图平均数与标准偏差控制图(x-S)(x-S)中位数与极差控制图中位数与极差控制图(x-R)(x-R)个别值与移动极差控制图个别值与移动极差控制图(X-MR)(X-

26、MR)计数值控制图计数值控制图 不良率控制图不良率控制图(P(P图图)不良数控制图不良数控制图(nP(nP图图)缺点数控制图缺点数控制图(C(C图图)单位缺点数控制图单位缺点数控制图(U(U图图)按数据性质分类按数据性质分类控制图的种类 按控制图的用途分类按控制图的用途分类 分析用控制图：根据样本数据计算出控制图的中心线分析用控制图：根据样本数据计算出控制图的中心线和上、下控制界限，画出控制图，以便分析和判断过和上、下控制界限，画出控制图，以便分析和判断过程是否处于于稳定状态。如果分析结果显示过程有异程是否处于于稳定状态。如果分析结果显示过程有异常波动时，首先找出原因，采取措施，然后重新抽取常

27、波动时，首先找出原因，采取措施，然后重新抽取样本、测定数据、重新计算控制图界限进行分析。样本、测定数据、重新计算控制图界限进行分析。控制用控制图：经过上述分析证实过程稳定并能满足控制用控制图：经过上述分析证实过程稳定并能满足质量要求，此时的控制图可以用于现场对日常的过程质量要求，此时的控制图可以用于现场对日常的过程质量进行控制质量进行控制控制图的种类分析用控制图分析用控制图 决定方针用决定方针用 制程解析用制程解析用 制程能力研究用制程能力研究用 制程控制准备用制程控制准备用控制用控制图控制用控制图 追查不正常原因追查不正常原因 迅速消除此项原因迅速消除此项原因 并且研究采取防止此项并且研究采

28、取防止此项原因重复发生之措施。原因重复发生之措施。解析用稳定控制用控制图的选择 选择什么样的控制图质量特性质量特性样本数样本数选用什么控制图？选用什么控制图？长度长度5 5重量重量1010乙醇比重乙醇比重1 1电灯亮电灯亮/不亮不亮100100每一百平方米布中的脏点每一百平方米布中的脏点100100平方米平方米缺陷率和缺陷的说明测量不泄漏/泄漏灯亮/不亮螺钉滑牙或不滑牙考试及格人数风窗玻璃上的气泡门上油漆缺陷P/nPC/U测定孔径所测定孔径所得的结果是得的结果是计数值还是计数值还是计量值？计量值？使用控制图的准备 建立适合于实施的环境建立适合于实施的环境 排除阻碍人员公正的因素排除阻碍人员公正

29、的因素 提供相应的资源提供相应的资源 管理者支持管理者支持 定义过程定义过程 根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响 因素。因素。确定待控制的特性确定待控制的特性 应考虑到：应考虑到：顾客的需求顾客的需求 当前及潜在的问题区域当前及潜在的问题区域 特性间的相互关系特性间的相互关系使用控制图的准备 确定测量系统确定测量系统 规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。使不必要的变差最小使不

30、必要的变差最小 确保过程按预定的方式运行确保过程按预定的方式运行 确保输入的材料符合要求确保输入的材料符合要求 恒定的控制设定值恒定的控制设定值 应在过程记录表上记录所有的过程事件，如：刀具更新，应在过程记录表上记录所有的过程事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。第五部分：计量型控制图的制作步骤和控制原理计量型控制图的制作步骤和控制原理控制图应用流程Xbar-R管理图的4个步骤计量型控制图控制图应用流程 建立X-R管理图的4个步骤 AA收集数据收集数据B B计算控制限计算控制限C C过程控制解释过程控制解释DD过程能力计算过程能力计

31、算/解释解释建立X-R管理图的4个步骤-A A1A1选择子组大小、频率和数据选择子组大小、频率和数据A2A2建立控制图及记录原始数据建立控制图及记录原始数据A3A3计算每个子组的均值和极差计算每个子组的均值和极差A4A4选择控制图的刻度选择控制图的刻度A5A5将均值和极差画到控制图上将均值和极差画到控制图上子组大小子组大小子组频率子组频率子组数大小子组数大小AA阶阶段段收收集集数数据据A1：选择子组大小、频率和数据每组样本数：2-5，样本容量应保持恒定；组数要求：最少25组共100个样本；频率可参考右表：抽样原则：组内变差小，组间变差大。每小时每小时产量产量抽样间隔抽样间隔不稳定不稳定稳定稳定

32、1010以下以下8 8小时小时8 8小时小时101019194 4小时小时8 8小时小时202049492 2小时小时8 8小时小时505099991 1小时小时4 4小时小时100100以上以上1 1小时小时2 2小时小时A1：选择子组大小 选择子组应使得一个子组在该单元中的各样本之间出现变差的机会小。选择子组应使得一个子组在该单元中的各样本之间出现变差的机会小。如果一个子组内的变差代表很短时间内的零件间的变差，则在子组之如果一个子组内的变差代表很短时间内的零件间的变差，则在子组之间出现不正常的变差则表明过程发生变化，应进行调查并采取适当的间出现不正常的变差则表明过程发生变化，应进行调查并采

33、取适当的措施措施 在过程的初期研究中，子组一般由在过程的初期研究中，子组一般由4 4到到5 5件连续生产的产品的组合，仅件连续生产的产品的组合，仅代表单一刀具、冲头、模槽（型腔）等生产出的零件（即一个单一的代表单一刀具、冲头、模槽（型腔）等生产出的零件（即一个单一的过程流）。这样做的目的是每个子组内的零件都是在很短的时间间隔过程流）。这样做的目的是每个子组内的零件都是在很短的时间间隔内及非常相似的生产条件下生产出来的并且相互之间不存在其他的系内及非常相似的生产条件下生产出来的并且相互之间不存在其他的系统的关系。因此，每个子组内的变差主要应是普通原因造成的。当这统的关系。因此，每个子组内的变差主

34、要应是普通原因造成的。当这些条件不满足时，最后的控制图可能不会有效地区分变差的特殊原因些条件不满足时，最后的控制图可能不会有效地区分变差的特殊原因A1：子组频率 其目的是检查经过一段时间后过程的变化。应当在适当的时间收集足其目的是检查经过一段时间后过程的变化。应当在适当的时间收集足够的子组，这样子组才能反映潜在的变化。这些变化的潜在原因可能够的子组，这样子组才能反映潜在的变化。这些变化的潜在原因可能是换班、或操作人员更换、温升趋势、材料批次等原因造成的。是换班、或操作人员更换、温升趋势、材料批次等原因造成的。在过程的初期研究中，通常是连续进行分组或很短的时间间隔进行分在过程的初期研究中，通常是

35、连续进行分组或很短的时间间隔进行分组，以便检查过程在很短的时间间隔内是否有其他不稳定的因素存在。组，以便检查过程在很短的时间间隔内是否有其他不稳定的因素存在。当证明过程已处于稳定状态（或已对过程进行改进），子组间的时间当证明过程已处于稳定状态（或已对过程进行改进），子组间的时间间隔可以增加，对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班两间隔可以增加，对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班两次、每小时一次或其他可行的频率次、每小时一次或其他可行的频率A1：子组数大小 子组数的大小应满足两个原则，从过程的角度来看，收集子组数的大小应满足两个原则，从过程的角度来看，收集越多的子组可以确保变差的

36、主要原因有机会出现。一般情越多的子组可以确保变差的主要原因有机会出现。一般情况下，包含况下，包含100100或更多单值读数的或更多单值读数的2525或更多个子组可以很或更多个子组可以很好地用来检验稳定性，如果过程已稳定，则可以得到过程好地用来检验稳定性，如果过程已稳定，则可以得到过程位置和分布宽度的有效的估计值。位置和分布宽度的有效的估计值。在有些情况下，可以利用现有的数据来加速这个第一阶段在有些情况下，可以利用现有的数据来加速这个第一阶段的研究。然而，只有它们是最近的，并且对建立子组的基的研究。然而，只有它们是最近的，并且对建立子组的基础很清楚的情况下才能使用。础很清楚的情况下才能使用。A3

37、：计算每个子组的均值和极差每组平均值和极差的计算示例11009899100982989998101973999710010098410010010199995101999910099X99.698.699.410098.2R33322A4：选择控制图的刻度对于X-bar图，坐标上的刻度值的最大值与最小值之差应至少为子组（X-bar）的最大值与最小值差的2倍对于R图，坐标上的刻度值应从0开始到最大值之间的差值为初始阶段所遇到的最大极差值（R）的2倍A5：将均值和极差画到控制图上 在确定了刻度后尽快完成在确定了刻度后尽快完成 将极差画在极差控制图上，将各点用直线依次连接将极差画在极差控制图上，将各

38、点用直线依次连接 将均值画在均值控制图上，将各点用直线依次连接将均值画在均值控制图上，将各点用直线依次连接 确保所画的同一个样本组的确保所画的同一个样本组的X-barX-bar和和R R点在纵向是点在纵向是对应的对应的 分析用控制图应清楚地标明分析用控制图应清楚地标明“初始研究初始研究”字样字样 标明标明“初始研究初始研究”的控制图，是仅允许用在生产现的控制图，是仅允许用在生产现场中还没有控制限的过程控制图场中还没有控制限的过程控制图建立X-R管理图的4个步骤-B B1B1计算平均极差及过程平均计算平均极差及过程平均B2B2计算控制限计算控制限B3B3在控制图上作出平均值和极差在控制图上作出平

39、均值和极差 控制限的控制线控制限的控制线计计算算控控制制限限步骤B1:计算平均极差及过程平均值过程平均值极差平均值步骤B2：计算控制限平均值控制图极差控制图D4D4、D3D3、A2A2为为常数，随样本容量常数，随样本容量n n的不同而不同的不同而不同B3：畵出控制线将平均极差(R)和过程均值(x)画成黑色水平实线，各控制限（UCLR、LCLR、UCLX、LCLX）画成水平虚线在初始研究阶段，这些被称为试验控制限建立X-R管理图的4个步骤-C应用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”，控制状态（稳定状态）指生产过程的波动仅受正常原因的影响，产品质量特性的分布基本上不随时间而变化的

40、状态；反之则为非控制状态或异常状态建立X-R管理图的4个步骤-C C1C1分析极差图上的数据点分析极差图上的数据点C2C2识别并标注特殊原因识别并标注特殊原因(极差图极差图)C3C3重新计算控制界限重新计算控制界限(极差图极差图)C4C4分析均值图上的数据点分析均值图上的数据点C5C5识别并标注特殊原因识别并标注特殊原因(均值图均值图)C6C6重新计算控制界限重新计算控制界限(均值图均值图)C7C7为了继续进行控制延长控制限为了继续进行控制延长控制限超出控制限的超出控制限的点链明显的非点链明显的非随机图形随机图形超出控制限的超出控制限的点链明显的非点链明显的非随机图形随机图形步骤C1控制图的判

41、异原则 超出控制界限的点：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过程处于失控状态的出现一个或多个点超出任何一个控制界限是过程处于失控状态的主要证据主要证据步骤C1控制图的判异原则 链：有下列现象之一即表明过程已改变或出现这种趋势链：有下列现象之一即表明过程已改变或出现这种趋势 连续连续7 7点位于平均值的一侧；点位于平均值的一侧；连续连续7 7点上升或下降。点上升或下降。步骤C1控制图的判定原则 控制图的判定准则：控制图的判定准则：基本判定准则：基本判定准则：当控制图中的点出现下列情况之一，说明生产过程存在特殊原因，需立即采当控制图中的点出现下列情况之一，说明生产过程存在特殊

42、原因，需立即采取措施予以消除以确保过程处于稳定状态：取措施予以消除以确保过程处于稳定状态：超出控制线的点；超出控制线的点；连续七点上升或下降；连续七点上升或下降；连续七点全在中心点之上或之下；连续七点全在中心点之上或之下；点出现在中心线单侧较多时，如：点出现在中心线单侧较多时，如：连续连续1111点中有点中有1010点以上点以上 连续连续1414点中有点中有1212点以上点以上 连续连续1717点中有点中有1414点以上点以上 连续连续2020点中有点中有1616点以上点以上步骤C1控制图的判稳准则 判稳准则判稳准则(1):(1):在在点子随机排列的情况下点子随机排列的情况下,符合下列各点之一

43、就认为过程处于符合下列各点之一就认为过程处于穩态穩态:(1)(1)连续连续2525个点子都在控制个点子都在控制界限内界限内;(2)(2)连续连续3535个点子至多个点子至多1 1个点子落在控制界限个点子落在控制界限外外;(3)(3)连续连续100100个点子至多个点子至多2 2个点子落在控制界限外。个点子落在控制界限外。若若过程正常为正态分布过程正常为正态分布,令令d d为界外点数为界外点数,则连续则连续100,d2100,d2的概率为的概率为P(P(连续连续100100点点,d 2)=0.0026,d 2)=0.0026这这是是与与 0 0=0.0027=0.0027为为同同一一个个数数量量

44、级级的的小小概概率率。因因此此,若若过过程程处处于于稳稳态态,则则连连续续100100点点,在在控控制制界界外外的的点点子子超超过过2 2个个点点(d2)(d2)的的事事件件为为小小概概率率事事件件,它它实实际际上上不不发生发生,若发生则判断过程失控若发生则判断过程失控 3 3=0.0026=0.0026就是准则就是准则(3)(3)的显著性水平。的显著性水平。步骤C1控制图的判异原则明显的非随机图形：明显的非随机图形：根据正态分布，正常应是有根据正态分布，正常应是有2/32/3的的点落在控制限中间点落在控制限中间1/31/3区域，如下区域，如下列情况：列情况：超过超过90%90%的点落在控制限

45、中间的点落在控制限中间1/31/3区域，或区域，或 少于少于40%40%的点落在控制限中间的点落在控制限中间1/31/3区域区域应调查过程是否存在特殊原因或资应调查过程是否存在特殊原因或资料是否经过编辑？料是否经过编辑？图示判定准则1当控制图中的点出现下列情况之一，说明生产过程存在特当控制图中的点出现下列情况之一，说明生产过程存在特殊原因，需立即采取措施予以消除以确保生产过程处于稳殊原因，需立即采取措施予以消除以确保生产过程处于稳定状态定状态规则规则1 1：出现：出现超出控制界限超出控制界限的点的点图示判定准则2规则规则2 2：三个点中有两个处于同一个区域：三个点中有两个处于同一个区域A A内

46、或者内或者以外以外图示判定准则3规则规则3 3：5 5个点中有个点中有4 4个处于同一区域个处于同一区域B B内或者以外内或者以外图示判定准则4规则规则4 4：6 6个点连续上升或者下降（个点连续上升或者下降（6 6连串）连串）图示判定准则5规则规则5 5：连续：连续8 8个点处于区域个点处于区域C C外任何一侧（外任何一侧（8 8缺缺C C）图示判定准则6规则规则6 6：连续：连续7 7点或点或7 7点以上在点以上在C C区或区或C C区以外（区以外（7 7单侧）单侧）图示判定准则7规则规则7 7：1414个连续点上下交替（个连续点上下交替（1414升降）升降）图示判定准则8规则规则8 8：

47、1515个连续点处于任一区域个连续点处于任一区域C C内（内（15C15C）步骤C6重新计算控制限当进行首次工序研究或重新评定过程能力时，要排除已发现并解决了的特殊原因的任何失控的点；重新计算并描画过程均值和控制限；确保当与新的控制限相比时，所有的数据点都处于受控状态，如有必要，重复判定/纠正/重新计算的程序。步骤C7延长控制限继续进行控制 当控制图上的点处于受控状态并且当控制图上的点处于受控状态并且CpkCpk大于大于1 1时，将控制限应用于制造过程控时，将控制限应用于制造过程控制，此时控制图称为控制用控制图；制，此时控制图称为控制用控制图；将控制限画在控制用控制图中，用来继续对工序进行控制

48、；将控制限画在控制用控制图中，用来继续对工序进行控制；操作人员或现场检验人员根据规定的取样频率和样本容量抽取样本组、立即操作人员或现场检验人员根据规定的取样频率和样本容量抽取样本组、立即计算计算XbarXbar和和R R并将其画在控制图中并与前点用短直线连接、立即应用前述判并将其画在控制图中并与前点用短直线连接、立即应用前述判定原则和标准判定工序是否处于受控状态；定原则和标准判定工序是否处于受控状态；如工序处于非受控状态，操作人员或现场检验人员应立即分析异常原因并采如工序处于非受控状态，操作人员或现场检验人员应立即分析异常原因并采取措施确保工序恢复到受控状态；取措施确保工序恢复到受控状态；工序

49、质控点的控制图应用的工序质控点的控制图应用的“三立即三立即”原则；原则；工序质控点的控制图出现异常情况的处理工序质控点的控制图出现异常情况的处理2020字方针是字方针是“查出异因，采取措施，查出异因，采取措施，加以消除，不再出现，纳入标准加以消除，不再出现，纳入标准”建立X-R管理图的4个步骤-D D1D1计算过程的标准偏差计算过程的标准偏差D2D2计算过程能力计算过程能力D3D3评价过程能力评价过程能力D4D4提高过程能力提高过程能力D5D5对修改的过程绘制控制图并分析对修改的过程绘制控制图并分析步骤D1:计算过程的标准偏差使用平均极差R-bar来估计过程的标准偏差：使用公式 =（X1-Xb

50、ar)2d2d2是随样本容量变是随样本容量变化的常数化的常数步骤D2：计算过程能力过程能力是指按标准偏差为单位来描述的过程均值与规范界限的距离，用Z表示单向公差单向公差双向公差双向公差Z=(Usl-Xbar)/Z=(Usl-Xbar)/或或Z=(Lsl-Xbar)/Z=(Lsl-Xbar)/Z ZUslUsl=(Usl-Xbar)/=(Usl-Xbar)/或或Z ZLslLsl=(Lsl-Xbar)/=(Lsl-Xbar)/步骤D2:过程偏倚系数K过程偏倚系数KXbar为质量特性平均值,u为公差（规格）中心值步骤D2:过程能力指数Cpk过程能力指数Cpk制程准确度CaCa=L1/L2L1=X