控制圖的應(yīng)用20773ppt課件

1 控制圖的應(yīng)用 第一講SPC的概念第二講控制圖第三講過程能力分析 2 第一講SPC的概念 質(zhì)量控制過程控制統(tǒng)計過程控制 SPC 術(shù)語 3 質(zhì)量控制 質(zhì)量控制包括以下3個方面1 過程控制 預(yù)防性工作 2 驗收檢驗 鑒定性工作 3過程改進(jìn) 改進(jìn)型工作 4 過程控制 過程控制 確定并識別過程 以做到及時發(fā)現(xiàn)和排除產(chǎn)品實現(xiàn)過程中的異常變異 使上工序的問題不帶到下一工序去 以保證過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性 5 統(tǒng)計過程控制 統(tǒng)計過程控制 SPC 用統(tǒng)計技術(shù)對過程進(jìn)行控制 統(tǒng)計過程控制 SPC 為了達(dá)到并維持統(tǒng)計性控制狀態(tài)從而提高工程能力 所應(yīng)采取的具有針對性的 對工序或生產(chǎn)工序輸出品進(jìn)行分析時所運(yùn)用的控制圖及同樣運(yùn)用統(tǒng)計學(xué)技術(shù)所進(jìn)行的一系列控制措施 6 StatisticalProcessControl 規(guī)格過程USLUCLSLCLLSLLCL s aCpCpk 總體樣本 Xbar xNnR 計量值 均值 級差圖 計數(shù)值 P不良率圖 7 術(shù)語 統(tǒng)計技術(shù) 統(tǒng)計學(xué)技術(shù) 數(shù)理統(tǒng)計 是建立在概率論基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)的一門分支 是推斷型的統(tǒng)計技術(shù) 圖表等 利用數(shù)據(jù)的特征值或有關(guān)圖表描述事物 是描述型統(tǒng)計技術(shù) 總體 是研究對象的總體 8 術(shù)語 個體 組成總體的每個單位稱個體 樣本 從總體中抽取的部分個體稱為樣本 組成樣本的每一個體稱為樣品 樣本中包含樣品的數(shù)量稱樣本容量或樣本大小 樣本 SAMPLE 從要檢查的對象或整個被統(tǒng)計的對象中所抽出的數(shù)據(jù)或資料 9 術(shù)語 過程能力 過程能力是指當(dāng)過程處于統(tǒng)計過程控制狀態(tài) 過程符合容差范圍的輸出能力 一般用特性值的6倍標(biāo)準(zhǔn)差 6 衡量 標(biāo)準(zhǔn)差 在統(tǒng)計過程控制狀態(tài)下 反映單個數(shù)據(jù)偏離數(shù)據(jù)平均值的數(shù)值 標(biāo)準(zhǔn)偏差 指一種偏差的測量標(biāo)準(zhǔn) 是過程輸出物或從過程中抽樣所得值的分布范圍 寬度 的量度 10 術(shù)語 過程能力指數(shù)Cp 反映過程處于統(tǒng)計過程控制狀態(tài) 過程能力是否充足的數(shù)值 通常將容差的范圍除以6 的比值 稱為過程能力指數(shù) 工程能力指數(shù) Cp或Cpk 量產(chǎn)時 對工序在穩(wěn)定的狀態(tài)下所生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量所發(fā)生的變化量的一個統(tǒng)計值 11 術(shù)語 工序性能指數(shù)Pp 反映生產(chǎn)狀態(tài)下 工序能力是否滿足的數(shù)值 通常將容差的范圍除以6 的比值 稱為工序性能指數(shù) 為過程標(biāo)準(zhǔn)差 工序性能指數(shù) Pp或Ppk 是指在正常生產(chǎn)的狀態(tài)下 對較長的一個周期內(nèi)所存在的異常因素對產(chǎn)品的質(zhì)量能產(chǎn)生何種程度影響的一個統(tǒng)計值 運(yùn)用于在產(chǎn)品的開發(fā)初期 對該產(chǎn)品的初期工程能力所進(jìn)行評價 12 術(shù)語 正態(tài)分布 概率論中最常見因而也是最重要的隨機(jī)變量分布 正態(tài)分布 作為計量型控制圖的根據(jù) 該計量數(shù)據(jù)的總體分布趨勢應(yīng)承連續(xù)性和對稱性頻度的分布 測量所得值的波動符合規(guī)定的分布規(guī)律 約有占所有測量所得數(shù)據(jù)68 26 的數(shù)據(jù)處在全體數(shù)據(jù)的平均值 1的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi) 約有95 44 的數(shù)據(jù)處在全體數(shù)據(jù)的平均值 2的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi) 約有近99 73 的數(shù)據(jù)處在整體數(shù)據(jù)的平均值 3的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi) 13 術(shù)語 14 術(shù)語 幾個關(guān)鍵的數(shù)字總體數(shù)值落在 1 界限范圍內(nèi)的概率為68 28 2 界限范圍內(nèi)的概率為95 46 3 界限范圍內(nèi)的概率為99 73 1 96 界限范圍內(nèi)的概率為95 0 而數(shù)據(jù)落在 3 界限范圍之外的概率應(yīng)小于3 1 96 界限范圍之外的概率應(yīng)小于5 15 術(shù)語 控制圖 是將一個過程定期收集的樣本數(shù)據(jù)按順序點繪而成的一種圖示技術(shù) 控制圖可展示過程變異并發(fā)現(xiàn)異常變異 并進(jìn)而成為預(yù)防采取措施的重要手段 控制圖 指通過對產(chǎn)品相應(yīng)的特性值進(jìn)行收集 以統(tǒng)計出的該特性值中心線的上下一個或兩個單位為該特性值控制界限所得出的一種圖解方式 它是我們用來判斷工序是否是在處于統(tǒng)計控制的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)的基準(zhǔn) 以及運(yùn)用于維持統(tǒng)計控制的狀態(tài) 16 術(shù)語 規(guī)格界限 USL 規(guī)格上限 LSL 規(guī)格下限 是指按各不同工序所制定的規(guī)格上限值及規(guī)格下限值 一旦超出所定的規(guī)格界限 則可以推斷其為不良 控制界限 UCL 規(guī)格上限 LCL 規(guī)格下限 為了判斷工序的穩(wěn)定性所使用的由一條或兩條線所劃定控制界限的圖示 如若超出了該控制界限 則可以判斷該工序被異常原因影響所引起了波動 17 術(shù)語 計量值資料 指為了分析所測量值所使用的例如尺寸 力 濃度等定量資料 計數(shù)值資料 指用于進(jìn)行記錄和分析的 可計數(shù)的真實性資料 計數(shù)值資料收集并記錄著著一般不適合品或不適合事項的形態(tài) 并用P Pn C和U控制圖來進(jìn)行分析 極差 R 子組 樣本或所有數(shù)據(jù)中的最大值與最小值的差 18 術(shù)語 控制圖的形狀 19 第二講控制圖 控制圖種類控制圖原理控制圖的使用方法 20 控制圖種類 控制圖 是將一個過程定期收集的樣本數(shù)據(jù)按順序點繪而成的一種圖示技術(shù) 控制圖可展示過程變異并發(fā)現(xiàn)異常變異 并進(jìn)而成為預(yù)防采取措施的重要手段 控制圖分兩大類計量型控制圖計數(shù)型控制圖 21 計量型控制圖 均值 級差圖 Xbar R圖 最常用 最重要的控制圖均值 標(biāo)準(zhǔn)差圖 X S圖 中位數(shù) 級差圖 X R圖 單值 移動差圖 X Rs圖 22 計數(shù)型控制圖 不合格品率的P圖不合格品數(shù)的np圖不合格數(shù)的C圖單位產(chǎn)品不合格數(shù)的U圖 23 控制圖的原理 產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)計觀點正態(tài)分布討論正態(tài)分布曲線的形狀兩個參數(shù)的討論幾個關(guān)鍵的數(shù)字3 原則兩類錯誤的概率上下控制限的設(shè)計思想 24 產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)計觀點 產(chǎn)品質(zhì)量的變異性 產(chǎn)品質(zhì)量不是一模一樣的 同樣的人 同樣的設(shè)備 同樣的原料 同樣的工藝 同樣的環(huán)境生產(chǎn)的產(chǎn)品有細(xì)微的差別 產(chǎn)品質(zhì)量的變異有統(tǒng)計規(guī)律性 正態(tài)分布 計量型數(shù)據(jù) 二項分布 計數(shù)型 不合格品率 泊松分布 單位缺陷數(shù) 25 正態(tài)分布討論 正態(tài)分布是最常見 應(yīng)用最廣泛的一種分布 例如軸徑加工尺寸 化工產(chǎn)品的化學(xué)成分 測量誤差都屬正態(tài)分布 正態(tài)分布曲線的數(shù)學(xué)模式 26 正態(tài)分布曲線的形狀 27 兩個參數(shù)的討論 總體均值 總體標(biāo)準(zhǔn)差 任何一個正態(tài)分布僅由 和 決定 決定分布的位置 決定分布的形狀 28 29 幾個關(guān)鍵的數(shù)字 總體數(shù)值落在 1 界限范圍內(nèi)的概率為68 28 2 界限范圍內(nèi)的概率為95 46 3 界限范圍內(nèi)的概率為99 73 1 96 界限范圍內(nèi)的概率為95 0 而數(shù)據(jù)落在 3 界限范圍之外的概率應(yīng)小于3 1 96 界限范圍之外的概率應(yīng)小于5 30 31 3 原則 一個控制圖通常有三條線1 中心線 CL 其位置與總體均值 重合2 上控制線 UCL 其位置在 3 處3 下控制線 LCL 其位置在 3 處控制圖實際上就是橫過來的正態(tài)分布圖的具體應(yīng)用 32 33 兩類錯誤的概率 第1類錯誤 錯判 用 表示第2類錯誤 漏判 用 表示 34 上下控制限的設(shè)計思想 調(diào)整上下控制限的間距使兩種錯判的損失達(dá)到最小 當(dāng)上下控制限定在 3 時 總損失最小 35 控制圖的使用方法 控制圖的制作控制圖的判穩(wěn)原則控制圖的判異原則控制圖使用實例 36 控制圖的制作 以Xbar R圖為例 1 收集數(shù)據(jù)選擇子組大小 頻率和子組數(shù)量建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)計算每個子組的X平均值和極差R將平均值和極差畫到圖上 37 控制圖的制作 以Xbar R圖為例 2 計算控制限計算極差的平均值和過程平均值計算控制限在控制圖上畫出中心線及控制線 38 控制圖的制作 以X R圖為例 39 控制圖的制作 以X R圖為例 40 控制圖的判穩(wěn)原則 在點子隨機(jī)排列的情況下 符合下列各點之一就認(rèn)為過程處于穩(wěn)態(tài) 1 連續(xù)25個點子都在控制界限內(nèi) 2 連續(xù)35個點子至多1個點子落在控制界限外 3 連續(xù)100個點子至多2個點子落在控制界限外 如果過程正常 發(fā)生下述情況的概率為 1 連續(xù)25個點子有1個點子在控制界限外 0 0654 2 連續(xù)35個點子有2個點子在控制界限外 0 0041 3 連續(xù)100個點子有3個點子在控制界限外 0 0026 41 42 控制圖的判異原則1 0 0027 43 控制圖的判異原則2 0 0038 44 控制圖的判異原則3 0 00273 45 控制圖的判異原則4 0 0027 46 控制圖的判異原則5 0 00268 47 控制圖的判異原則6 0 0027 48 控制圖的判異原則7 0 00326 49 控制圖的判異原則8 0 0002 50 控制圖使用實例 某手表廠為了提高手表的質(zhì)量 應(yīng)用排列圖分析造成手表不合格的各種原因 發(fā)現(xiàn) 停擺 占第一位 為了解決停擺問題 再次應(yīng)用排列圖分析造成停擺的原因 結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要是由于螺栓脫落造成的 而后者是由螺栓松動造成的 為此廠方?jīng)Q定應(yīng)用控制圖對裝配作業(yè)中的螺栓扭矩進(jìn)行過程控制 分析 螺栓扭矩是一計量特性值 故可選用基于正態(tài)分布的計量控制圖 又由于本例是大量生產(chǎn) 不難取得數(shù)據(jù) 故決定選用靈敏度高的X R圖 51 控制圖使用實例 解 我們按照下列步驟建立Xbar R圖 步驟1 選取數(shù)據(jù)25組 根據(jù)判穩(wěn)準(zhǔn)則的要求 樣本量為5 一般4 5個 抽樣的時間間隔根據(jù)生產(chǎn)情況確定步驟2 計算各組樣本的平均值Xi步驟3 計算各組樣本的級差Ri步驟4 計算樣本總均值X與平均樣本級差RXbar 163 272R 14 280 52 53 控制圖使用實例 步驟5 計算R圖的參數(shù) 當(dāng)n 5時 D4 2 114 D3 0代入R圖的公式 得到上控制限UCLR D4 R 2 114 14 280 30 118中線CLR R 14 280下控制限LCLR D3 R 0做出R圖 54 控制圖使用實例 根據(jù)判穩(wěn)原則對R圖進(jìn)行判斷 1 連續(xù)25個點子都在控制界限內(nèi) 2 連續(xù)35個點子至多1個點子落在控制界限外 3 連續(xù)100個點子至多2個點子落在控制界限外 本例R圖判穩(wěn)注意只有R圖判穩(wěn)才能進(jìn)行X圖的制作思考題 為什么只有R圖判穩(wěn)才能進(jìn)行X圖的制作 55 控制圖使用實例 計算X圖的參數(shù) 當(dāng)n 5時 A2 0 577代入X圖的公式 得到上控制限UCLX X A2 R 163 272 0 577 14 280 171 572中線CLX X 163 272下控制限LCLX X A2 R 163 272 0 577 14 280 155 032做出X圖 56 第13個點子超出下控制限 根據(jù)判穩(wěn)原則 過程均值失控 經(jīng)調(diào)查其原因后 改進(jìn)夾具 并采取措施防止這種現(xiàn)象在發(fā)生 然后去掉第13組數(shù)據(jù) 再重新計算R圖和X圖的參數(shù) 查出異因 采取措施 加以消除 不再出現(xiàn) 納入標(biāo)準(zhǔn) 57 控制圖使用實例 去掉第13組數(shù)據(jù) 重新計算R圖和X圖的參數(shù) 此時 R 357 18 24 14 125X 4081 8 155 0 24 163 617代入R圖和X圖公式 R圖上控制限UCLR D4 R 2 114 14 125 29 860中線CLR R 14 125下控制限LCLR D3 R 0 58 控制圖使用實例 X圖上控制限UCLX X A2 R 163 617 0 577 14 125 171 767中線CLX X 163 617下控制限LCLX X A2 R 163 617 0 577 14 125 155 467 59 60 控制圖使用實例 由圖中可見 R圖中第16個點出界 于是再次執(zhí)行20字方針后 舍去第16組數(shù)據(jù) 重新計算如下 R 339 30 23 13 435X 3926 8 8 162 4 23 163 670 61 控制圖使用實例 R圖上控制限UCLR D4 R 2 114 13 435 28 402中線CLR R 13 435下控制限LCLR D3 R 0X圖上控制限UCLX X A2 R 163 670 0 577 13 435 171 422中線CLX X 163 670下控制限LCLX X A2 R 163 670 0 577 13 435 155 918 62 控制圖使用實例 63 控制圖使用實例 根據(jù)判穩(wěn)準(zhǔn)則 知道此時過程的波動和平均值均處于穩(wěn)態(tài) 步驟61 計算過程能力指數(shù)2 檢驗過程能力指數(shù)是否滿足技術(shù)要求如果滿足要求 延長控制線 用于日常管理如果不滿足要求 則需要調(diào)整過程直至過程能力指數(shù)滿足要求為止 64 控制圖使用實例 注意事項 此時的控制圖為分析用控制圖關(guān)鍵工序一般使用控制圖分析如果在判穩(wěn)時發(fā)現(xiàn)異常點 必須要執(zhí)行20字方針進(jìn)行處理 查出異因 采取措施 加以消除 不再出現(xiàn) 納入標(biāo)準(zhǔn) 發(fā)現(xiàn)異常后 一般采用舍去異常數(shù)據(jù)的方法 事實上 若采取的措施影響整個過程 則不能簡單地舍去數(shù)據(jù) 而應(yīng)該從過程中重新收集數(shù)據(jù) 從頭開始 測量系統(tǒng)分析應(yīng)該先進(jìn)行 特別要注意測量系統(tǒng)的分辨率 注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性 判穩(wěn)后 過程能力滿足要求的控制圖才能用于生產(chǎn)過程的控制 分析用控制圖使用判穩(wěn)原則判斷 控制用控制圖使用判異原則進(jìn)行判斷 65 66 分析用控制圖與控制用控制圖 分析用控制圖的主要目的是 分析生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)態(tài) 若過程不處于穩(wěn)態(tài) 則須調(diào)整過程 使之達(dá)到穩(wěn)態(tài) 分析生產(chǎn) 過程的工序能力是否滿足技術(shù)要求 若不滿足 則需調(diào)整工序能力 使之滿足 稱此狀態(tài)為技術(shù)穩(wěn)態(tài) 而前一狀態(tài)為統(tǒng)計穩(wěn)態(tài) 根據(jù)統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)的是否達(dá)到可以分為如狀態(tài)分類表所示的四種情況 67 分析用控制圖與控制用控制圖 狀態(tài)分類 68 分析用控制圖與控制用控制圖 狀態(tài) 統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)同時達(dá)到 這是最理想的狀態(tài) 狀態(tài) 統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)未達(dá)到 技術(shù)穩(wěn)態(tài)達(dá)到 狀態(tài) 統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)達(dá)到 技術(shù)穩(wěn)態(tài)未達(dá)到 狀態(tài)IV 統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)均未達(dá)到 這是最不理想的狀態(tài)有時 為了更加經(jīng)濟(jì) 寧可保持在狀態(tài) 也是有的 69 分析用控制圖與控制用控制圖 當(dāng)過程達(dá)到了我們所確定的狀態(tài)后 才能將分析用控制圖的控制線延長作為控制用控制圖 應(yīng)用控制用控制圖的目的是使生產(chǎn)過程保持在確定的狀態(tài) 在應(yīng)用控制用控制圖的過程中 若過程又發(fā)生異常 則應(yīng)執(zhí)行20字方針 使過程恢復(fù)原來的狀態(tài) 查出異因 采取措施 加以消除 不再出現(xiàn) 納入標(biāo)準(zhǔn) 70 第三講過程能力分析 過程能力短期過程能力和長期過程能力過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)和不合格率的關(guān)系過程性能指數(shù) 71 過程能力 過程能力是指過程的加工質(zhì)量滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力 生產(chǎn)能力是指加工數(shù)量方面的能力 影響過程能力的因素是 人 機(jī) 料 法 環(huán) 測 5M1E 72 偶然因素 偶因 和異常因素 異因 偶然因素的變異 大量的微小原因所引起 不可避免 不管發(fā)生哪種偶然原因 其個別之變異極為微小 幾個有代表性的偶然原因如下 原料的微小差別 機(jī)器的微小震動 儀器測量時不十分精確的作法 實際上要除去過程中的偶然原因 是件非常不經(jīng)濟(jì)的處置 73 偶然因素 偶因 和異常因素 異因 異常因素的變異 一個或少時幾個較大原因所引起 可以避免 任何一個異常原因 都可能發(fā)生大的變異 幾個有代表性的異常原因如下 原料群體不良 設(shè)備調(diào)整不良 新員工 異常原因不但可以找出其原因 并且除去這些原因得處置 在經(jīng)濟(jì)觀點上講往往是正確的 74 短期過程能力和長期過程能力 短期過程能力僅由偶因所引起的這部分變異所形成的過程能力 此差異可由控制圖的有關(guān)參數(shù)估計 st R d2 必須在穩(wěn)態(tài)下求得 長期過程能力由偶因和異因之和所引起的總變異所形成的過程能力 此差異可用s估計 s即利用控制圖或研究過程的所有個別讀數(shù)的樣本標(biāo)準(zhǔn)差 s xi x Lt 1 n 1