SPC應(yīng)用(控制圖作圖)步驟和最新發(fā)展

1、 SPC應(yīng)用（控制圖作圖）步驟和最新發(fā)展SPC即統(tǒng)計過程控制（Statistical Process Control）。SPC是美國美國貝爾實驗室休哈特(Shewhart)博士首先應(yīng)用正態(tài)分布特性于生產(chǎn)過程中的管理，目前已成為生產(chǎn)過程中控制穩(wěn)定產(chǎn)出的主要工具之一，在生產(chǎn)型企業(yè)中應(yīng)用的非常廣泛。 SPC主要是指應(yīng)用統(tǒng)計分析技術(shù)對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動與異常波動，從而對生產(chǎn)過程的異常趨勢提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達到提高和控制質(zhì)量的目的。在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的質(zhì)量特征值的波動是不可避免的。它是由4M1E，即人、機器、

2、材料、方法和環(huán)境等基本因素的波動綜合影響所致。波動分為兩種：正常波動和異常波動，或稱為偶然誤差和系統(tǒng)誤差。正常波動是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它對產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟上也不值得消除。異常波動是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的，它對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，但能夠采取措施避免和消除。過程控制的目的就是消除、避免異常波動，使過程處于正常波動狀態(tài)。 一、SPC技術(shù)原理統(tǒng)計過程控制（SPC）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。它對生產(chǎn)過程進行分析評價，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制質(zhì)量的目的。當(dāng)過

3、程僅受隨機因素影響時，過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）；當(dāng)過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(tài)）。由于過程波動具有統(tǒng)計規(guī)律性，隨機誤差具有一定的分布規(guī)律，當(dāng)過程受控時沒有系統(tǒng)誤差，根據(jù)中心極限定理，這些隨機誤差的總和，即總體質(zhì)量特性服從正態(tài)分布N（，2）。正態(tài)分布的特征直觀看就是大多數(shù)值集中在以為中心位置，越往邊緣個體數(shù)越少。在正態(tài)分布正負(fù)3范圍內(nèi)，即樣品特征值出現(xiàn)在（-3，+3）中的概率為99.73%，即超出正負(fù)3范圍發(fā)生概率僅為0.27%。而失控時，過程分布將發(fā)生改變，數(shù)據(jù)的中心位置或離散程度發(fā)生很大變化。當(dāng)數(shù)據(jù)出現(xiàn)正負(fù)3范圍以外，根據(jù)小概率事件實際不可能發(fā)生

4、原理，即認(rèn)為已出現(xiàn)失控。如果加工處于受控狀態(tài)，則認(rèn)為樣品特征值一定落正負(fù)3范圍內(nèi)，即存在3原理。SPC正是利用過程波動的統(tǒng)計規(guī)律性對過程進行分析控制的。在世界上大多數(shù)國家均以正負(fù)3范圍為控制界限。因而，它強調(diào)過程在受控和有能力的狀態(tài)下運行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。下圖是控制圖的基本形式。控制圖有兩個坐標(biāo)，縱坐標(biāo)代表質(zhì)量特性值，橫坐標(biāo)表示樣本號。中心線CL=，上控制限UCL=+3，下控制限LCL=-3。生產(chǎn)中，定期抽取樣本，測出其質(zhì)量特性值數(shù)據(jù)，計算后標(biāo)在圖上，觀察點是否越限，判斷生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀況。二、控制圖類型控制圖是畫有控制界限，對生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量進行控制的一種圖。用

5、它來判斷產(chǎn)品質(zhì)量波動的原因（系統(tǒng)原因或偶然原因），進而判斷生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。按不同用途，控制圖可分為用于預(yù)防不合格品產(chǎn)生的管理用控制圖和主要用于分析用的控制圖兩類。根據(jù)不同的質(zhì)量特性值，控制圖可分為計量型控制圖和計數(shù)型控制圖。三、SPC應(yīng)用步驟實施SPC分為兩個階段，一是分析階段，二是監(jiān)控階段。在這兩個階段所使用的控制圖分別被稱為分析用控制圖和控制用控制圖。分析階段的主要目的在于：一是使過程處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)；二是使過程能力足夠。 分析階段首先要進行的工作是生產(chǎn)準(zhǔn)備，即把生產(chǎn)過程所需的原料、勞動力、設(shè)備、測量系統(tǒng)等按照標(biāo)準(zhǔn)要求進行準(zhǔn)備。生產(chǎn)準(zhǔn)備完成后就可以進行，注意一定要確保生產(chǎn)是在影響生產(chǎn)

6、的各要素?zé)o異常的情況下進行；然后就可以用生產(chǎn)過程收集的數(shù)據(jù)計算控制界限，作成分析用控制圖、直方圖、或進行過程能力分析，檢驗生產(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)、以及過程能力是否足夠。如果任何一個不能滿足，則必須尋找原因，進行改進，并重新準(zhǔn)備生產(chǎn)及分析。直到達到了分析階段的兩個目的，則分析階段可以宣告結(jié)束，進入SPC監(jiān)控階段。 監(jiān)控階段的主要工作是使用控制用控制圖進行監(jiān)控。此時控制圖的控制界限已經(jīng)根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定，生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)及時繪制到控制上，并密切觀察控制圖，控制圖中點的波動情況可以顯示出過程受控或失控，如果發(fā)現(xiàn)失控，必須尋找原因并盡快消除其影響。監(jiān)控可以充分體現(xiàn)出SPC預(yù)防控制的作用。 在工廠

7、的實際應(yīng)用中，對于每個控制項目，都必須經(jīng)過以上兩個階段，并且在必要時會重復(fù)進行這樣從分析到監(jiān)控的過程。分析用控制圖作圖步驟1）選取控制圖要控制的質(zhì)量特性；2）根據(jù)質(zhì)量特性及適用的場合選取控制圖類型；3）確定合適樣本組、樣本大小和抽取間隔，并假定在樣本組內(nèi)波動為系統(tǒng)因素引起；4）收集并記錄2025個樣本組的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)，通常每組樣本量n=4-5個，這樣保證控制過程的檢出率為8490；5）計算各組樣本的統(tǒng)計量（均值、標(biāo)準(zhǔn)差，極差等）；6）計算中心線和控制限；7）繪制控制圖（畫坐標(biāo)軸，畫中心線和上下控制限，根據(jù)樣本值打點，記入相關(guān)事項）；8）分析樣本點的排列形狀，判斷過程是否受控。控

8、制用控制圖作圖步驟當(dāng)分析用控制圖中點子均在控制限之內(nèi)或排列無缺陷時，能表明生產(chǎn)過程穩(wěn)定、無系統(tǒng)因素影響生產(chǎn)過程，尚不能說明不合格率小于允許值。因此，在分析用控制圖基礎(chǔ)上需要繪制控制用控制圖。相關(guān)步驟如下：1）消除系統(tǒng)因素。依據(jù)分析用控制圖提供的信息判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定，即是否有系統(tǒng)因素在起作用。如果存在系統(tǒng)因素，應(yīng)設(shè)法消除。2）重新計算控制限。剔除分析用控制圖中無代表性的數(shù)據(jù)（如落在界限外點子的數(shù)據(jù)）后，重新計算中心線和控制限。3）確認(rèn)分布范圍位于公差界限之內(nèi)。只有當(dāng)生產(chǎn)過程穩(wěn)定且產(chǎn)品質(zhì)量特性值分布范圍位于公差界限之內(nèi)時，才能保證不出現(xiàn)大量不合格品。因此應(yīng)該利用分析用控制圖的數(shù)據(jù)繪制直方圖，并

9、與公差界限比較，或直接計算工序能力指標(biāo)，進而采取相應(yīng)措施。 4）控制用控制圖的使用。在確認(rèn)和平過程穩(wěn)定并具備足夠的工序能力后，便可開始批量生產(chǎn)，并用控制圖控制生產(chǎn)過程，即根據(jù)控制圖類型抽取樣本進行計算、繪圖和分析。四、SPC應(yīng)用的好處和不足SPC利用控制圖，強調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強調(diào)用科學(xué)方法（主要是統(tǒng)計技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。SPC不僅適用于質(zhì)量控制，更可應(yīng)用于一切管理過程（如產(chǎn)品設(shè)計、市場分析等）。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實施SPC可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到事前預(yù)防和控制，SPC可以：l 對過程作出可靠的評估；l 確定過程的統(tǒng)計控制界限，判斷過程是否失控和過程

10、是否有能力；l 為過程提供一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生；l 減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統(tǒng)的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作；l 區(qū)分散布的正常原因和異常原因，作為采取局部措施和對系統(tǒng)采取措施的指南。有了以上的預(yù)防和控制，應(yīng)用SPC還可以促進企業(yè)：l 降低成本；l 降低不良率，減少返工和浪費；l 提高勞動生產(chǎn)率；l 提供核心競爭力；l 贏得廣泛客戶；l 更好地理解和實施質(zhì)量體系。應(yīng)用SPC對生產(chǎn)進行工序質(zhì)量控制時，可能會出現(xiàn)兩類錯誤。如圖所示：第I類錯誤：把處于統(tǒng)計控制狀態(tài)下的生產(chǎn)工序誤判為處于非統(tǒng)計控制狀態(tài)，稱為第I類錯誤。把犯第I類錯誤的概率稱為第I類

11、風(fēng)險，記為。第II類錯誤：把處于非統(tǒng)計控制狀態(tài)下的生產(chǎn)工序誤叛為處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，稱為第II類錯誤。把犯第II類錯誤的概率稱為第II類風(fēng)險，記作。一般情況下，要同時避免兩類錯誤是不可能的。當(dāng)樣本大小一定時，越小，則越大，反之，越大，則越小。實踐證明，3范圍可使兩類錯誤造成的總損失最小，較為經(jīng)濟合理。五、SPC的最新發(fā)展經(jīng)過近70年在全世界范圍的實踐，SPC理論已經(jīng)發(fā)展得非常完善，其與計算機技術(shù)的結(jié)合日益緊密，其在企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用范圍、程度也已經(jīng)非常廣泛、深入。概括來講，SPC的發(fā)展呈現(xiàn)如下特點： 1、分析功能強大，輔助決策作用明顯。 在眾多企業(yè)的實踐基礎(chǔ)上發(fā)展出繁多的統(tǒng)計方法和分析工具，應(yīng)用這些方

12、法和工具可根據(jù)不同目的、從不同角度對數(shù)據(jù)進行深入的研究與分析，在這一過程中SPC的輔助決策功能越來越得到強化。2、體現(xiàn)全面質(zhì)量管理思想。隨著全面質(zhì)量管理思想的普及，SPC在企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量管理上的應(yīng)用也逐漸從生產(chǎn)制造過程質(zhì)量控制擴展到產(chǎn)品設(shè)計、輔助生產(chǎn)過程、售后服務(wù)及產(chǎn)品使用等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，強調(diào)全過程的預(yù)防與控制。3、與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合。現(xiàn)代企業(yè)質(zhì)量管理要求將企業(yè)內(nèi)外更多的因素納入考察監(jiān)控范圍、企業(yè)內(nèi)部不同部門管理職能同時呈現(xiàn)出分工越來越細與合作越來越緊密兩個特點，這都要求可快速處理不同來源的數(shù)據(jù)并做到最大程度的資源共享。適應(yīng)這種需要，SPC與計算機技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合越來越緊密。 4、系統(tǒng)自動化程度不斷加強。傳統(tǒng)的SPC系統(tǒng)中，原始數(shù)據(jù)是手工抄錄，然后人工計算、打點描圖，或者采用人工輸入計算機，然后再利用計算機進行統(tǒng)計分析。隨著生產(chǎn)率的提高