SPC基礎知識-5

1、第六章 控制圖與過程能力第一節(jié) 控制圖第二節(jié) 過程能力 返回目錄第一節(jié) 控制圖一、概述二、應用控制圖的步驟三、應用實例四、控制圖的觀察與分析一、概述控制圖又叫管理圖。它是用來區(qū)分由異常原因引起的波動、或是由過程固有的隨機原因引起的偶然波動的一種工具。控制圖建立在數(shù)理統(tǒng)計學的基礎上，它利用有效數(shù)據(jù)建立控制界限?？刂平缦抟话惴譃樯峡刂葡蓿║CL）和下控制限（LCL）。質量特性值抽樣時間和樣本序號UCLCLLCL3倍標準偏差（3）3倍標準偏差（3） 一、概述控制圖的種類很多，一般按數(shù)據(jù)的性質分為計量值控制圖、計數(shù)值控制圖兩大類。類別名稱控制圖符號特點適用場合計量值控制圖平均值極差控制圖x R最常用，

2、判斷工序是否正常的效果好，但計算工作量很大。適用于產(chǎn)品批量較大的工序。中位數(shù)極差控制圖x R計算簡便，但效果較差。適用于產(chǎn)品批量較大的工序。單值移動極差控制圖x R S 簡便省事，并能及時判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。因各種原因（時間、費用等）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因。計數(shù)值控制圖不合格品數(shù)控制圖Pn較常用，計算簡單，操作工人易于理解。樣本容量相等。不合格品率控制圖P計算量大，控制線凹凸不平。樣本容量不等。缺陷數(shù)控制圖c較常用，計算簡單，操作工人易于理解。樣本容量相等。單位缺陷數(shù)控制圖u計算量大，控制線凹凸不平。樣本容量不等。 一、概述控制

3、圖的作用：1.在質量診斷方面，可以用來度量過程的穩(wěn)定性，即過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)；2.在質量控制方面，可以用來確定什么時候需要對過程加以調整，而什么時候則需使過程保持相應的穩(wěn)定狀態(tài)；3.在質量改進方面，可以用來確認某過程是否得到了改進。二、應用控制圖的步驟應用步驟如下：1.選擇控制圖擬控制的質量特性，如重量、不合格品數(shù)等；2.選用合適的控制圖種類；3.確定樣本容量和抽樣間隔；4.收集并記錄至少20 25個樣本的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)；5.計算各個樣本的統(tǒng)計量，如樣本平均值、樣本極差、樣本標準差等；6.計算各統(tǒng)計量的控制界限；7.畫控制圖并標出各樣本的統(tǒng)計量；8.研究在控制線以外的點子和

4、在控制線內(nèi)排列有缺陷的點子以及標明異常（特殊）原因的狀態(tài)；9.決定下一步的行動?？刂茍D控制界限線的計算公式-I圖別中心線（C L）上控制界限（UCL）下控制界限（LCL） RR A2D4 A2D3 x R Rm 3A2D4m 3A2D3 x Rx RS2.6593.2672.659不考慮xRx xxxRRxRRx x RSRSRRSx x x RRRRRSx控制圖控制界限線的計算公式IIPu c Pn圖別中心線（C L）上控制界限（UCL）下控制界限（LCL）PPnuc3P（1 ）PPnP（1 ）PPn3（1 ）PnPn3Pn Pn （1 ）PnPn3u3nu u3nu - c3c c3c 控

5、制系數(shù)選用表n2345678910A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.308D43.2672.5752.2822.1152.0041.9241.8641.8161.777E22.6601.7721.4571.2901.1341.1091.0541.0100.975m3A21.8801.1870.7960.6910.5490.5090.4300.4100.360D30.0760.1360.1840.223d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.087三、應用實例某公司新安裝一臺裝填機。該機器每次可

6、將5000g的產(chǎn)品裝入固定容器。規(guī)范要求為5000 （g）。050使用控制圖的步驟如下：1.將多裝量（g）看成應當加以研究并由控制圖加以控制的重要質量特征。2.由于要控制的多裝量使計量特性值，因此選用 x R 控制圖。3.以5個連續(xù)裝填的容器為一個樣本（n5），每隔1h抽取一個樣本。4.收集25個樣本數(shù)據(jù)（k5），并按觀測順序將其記錄與表中（見多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量）。5.計算每個樣本的統(tǒng)計量 x （5個觀測值的平均值）和 R（5個觀測值的極差） （見多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量） 。多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量樣本號x 1x 2x 3x 4x 5 x x R1473244352017835.627

7、2193731253414629.2183191116114410120.2334292942593819739.4305281245362514629.2336403511383315731.4297153012332611623.2218354432113816032.0339273726203514529.01710234526373216332.62211284440311816132.22612312524322213426.81013223719471413927.83314373212383014929.926多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量樣本號x 1x 2x 3x 4x 5 x x

8、R15254024501915831.6311673123183211122.2251738041403715631.24118351229482014428.83619312035244715731.42720122738403114829.62821524252242519539.028222031153289719.42823294741322217134.22524282722325416332.63225423415292114123.227累計 746.6686平均 X29.86R29.861)計算各樣本平均值（ x）和各樣本極差的平均值（ R ）。 x x xkR Rk2)計算統(tǒng)

9、計量的中心值和控制界限。中心值CL 29.86（g）UCL A2 R 45.69（g） x圖：圖：xLCL A2 R 14.03（g）注：注：A2為隨著樣本容量為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。 x6.計算各統(tǒng)計量的控制界限（UCL、LCL）。 圖：圖：LCL D3 = 0注：注：D3為隨著樣本容量為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。 中心值 CL 27.44（g）UCL D4 58.04（g）注：注：D4為隨著樣本容量為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選

10、用表中選取。而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。RRRR7.畫控制圖一般 放在上方，R圖放在下方；橫軸表示樣本號，縱軸表示質量特性值和極差。 圖x樣本號51015202502040602030405020多裝量x極差 RUCL45.69CL29.86LCL14.03UCL58.04CL27.44n5 8. 控制圖沒有出現(xiàn)越出控制線的點子，也未出現(xiàn)點子排列有缺陷（即非隨機的跡象或異常原因），可以認為該過程是按預計的要求進行，即處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（受控狀態(tài)）。9. 在不對該過程做任何調整的同時，繼續(xù)用同樣的方法對多裝量抽樣、觀察和打點。如果在繼續(xù)觀察時，控制圖顯示出存在異常原因，則應進一步分析

11、具體原因，并采取措施對過程進行調整。四、控制圖的觀察與分析1.點子沒有超出控制線（在控制線上的點子按出超出處理），控制界限內(nèi)的點子排列無缺陷，反映工序處于控制狀態(tài)，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，不必采取措施。2.控制圖上的點子出現(xiàn)下列情形之一時，即判斷生產(chǎn)過程異常：1)點子超出或落在控制線上；2)控制界線內(nèi)的點子排列有下列缺陷：四、控制圖的觀察與分析缺陷缺陷圖例鏈狀況連續(xù)七點以上在中心線同一側出現(xiàn)。趨勢狀況連續(xù)七點以上上升或下降。 UCLCLLCL UCLCLLCL 四、控制圖的觀察與分析缺陷缺陷圖例周期狀況接近控制界限狀況在連續(xù)三點中至少有兩點接近控制界限。UCLCLLCLUCLCLLCL 四、控制圖的觀察

12、與分析應用控制圖的常見錯誤：1.在5M1E因素未加控制、工序處于不穩(wěn)定狀態(tài)時就使用控制圖管理工作；2.在工序能力不足時，即在CP 1的情況下，就使用控制圖管理工作；3.用公差線代替控制線，或用壓縮的公差線代替控制線；4.僅打“點”而不做分析判斷，失去控制圖的報警作用；5.不及時打“點”，因而不能及時發(fā)現(xiàn)工序異常；6.當“5M1E”發(fā)生變化時，未及時調整控制線；7.畫法不規(guī)范或不完整；8.在研究分析控制圖時，對已弄清有異常原因的異常點，在原因消除后，未剔除異常點數(shù)據(jù)。第二節(jié) 過程能力 一、過程能力二、過程能力指數(shù)三、過程能力指數(shù)的評定四、提高過程能力指數(shù)的途徑五、過程能力調查一、過程能力過程能力

13、是指生產(chǎn)過程在一定時間內(nèi)處于統(tǒng)計控制狀態(tài)下制造產(chǎn)品的質量特性值的經(jīng)濟波動幅度，它又叫加工精度。用“B”表示。從兼顧全面性和經(jīng)濟性的角度，一般?。?B6 （99.73%）過程能力是描述加工過程客觀存在著分散的一個參數(shù)。二、過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)是反映過程能力滿足產(chǎn)品質量標準（規(guī)范、公差等）能力的參數(shù)。一般記做CP。過程能力指數(shù)是技術要求和過程能力的比值。CP技術要求過程能力TTUTLMM：公差分布中心：樣本分布中心 T ：公差范圍TU ：上偏差TL ：下偏差二、過程能力指數(shù)雙側公差圖例計算公式例題與M重合某零件質量要求為20 0.15，抽樣100件，測得： 20.00mm 0.05mm 1與M

14、不重合某零件質量要求為20 0.15，抽樣100件，測得： 20.05mm， 0.05mm則：M20.00 0.05 0.67xxMTTUTLxMxT TUTLCP T 6 TU TL6 CPK T 2 6 M xxCPTU TL6 x M xCPK T 2 6 二、過程能力指數(shù)單側公差圖例計算公式例題給定公差上限某部件清潔度的要求不大于95mg，抽樣結果得： 48mg 12mg 1.33給定公差下限某金屬材料抗拉強度的要求不得少于32kg/cm2，抽樣后測得： 38 kg/cm2 1.8 kg/cm2 1.11xTUxCPU TU3 xTLxCPL TL3 xCPU TU3 xxCPL TL

15、3 x二、過程能力指數(shù)注： K為給出雙側公差且分布中心與公差中心偏離時的平均值偏離度，它是平均值偏離量 與公差一半的比值，即：K /（T / 2）。當K 1時，認為CPK0。分布中心的偏離，會影響工序的加工精度。針對不同情況，其處理方法如下表：過程能力指數(shù)CP偏離度K（）對分布中心是否采取措施1.33 CP 12.5不必要1.00CP1.3312.5 K 25注意觀察其變化，必要時采取措施0.67CP1.0025 K 50要采取措施CP0.6750 K 要采取糾正措施，或停止作業(yè)K三、過程能力指數(shù)的評定范圍等級判斷措施CP 1.67特級過程能力過剩為提高產(chǎn)品質量，對關鍵或主要項目再次縮小公差范

16、圍；或為提高效率、降低成本而放寬波動幅度，降低設備精度等級等。1.67 CP 1.331級過程能力充分當不是關鍵或主要項目時，放寬波動幅度；降低對原材料的要求；簡化質量檢驗，采用抽樣檢驗或減少檢驗頻次。1.33 CP 12級過程能力尚可必須用控制圖或其他方法對工序進行控制和監(jiān)督，以便及時發(fā)現(xiàn)異常波動；對產(chǎn)品按正常規(guī)定進行檢驗。1 CP 0.673級過程能力不足分析分散程度大的原因，制定措施加以改進，在不影響產(chǎn)品質量的情況下，放寬公差范圍，加強質量檢驗，全數(shù)檢驗或增加檢驗頻次。0.67 CP4級過程能力嚴重不足一般應停止繼續(xù)加工，找出原因，改進工藝，提高CP值，否則全數(shù)檢驗，挑出不合格品。過程能

17、力等級評定表過程能力等級評定表四、提高過程能力指數(shù)的途徑CPKT 2 6 根據(jù)公式 可知，影響過程能力指數(shù)有3個變量：1.產(chǎn)品質量規(guī)范（公差范圍T）;2.過程加工的分布中心與公差中心的偏移量 ；3.過程加工的質量特性分散程度，即標準偏差 。1.1.調整過程加工的分布中心，減少中心偏移量。調整過程加工的分布中心，減少中心偏移量。1.通過收集數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，找出大量連續(xù)生產(chǎn)過程中由于工具磨損、加工條件隨時間逐漸變化而產(chǎn)生偏移的規(guī)律，及時進行中心調整，或采取設備自動補償偏移或刀具自動調整和補償?shù)龋?.根據(jù)中心偏移量，通過首件檢驗，可調整設備、刀具等的加工定位裝置；3.改變操作者的孔加工偏向下差及

18、軸加工偏向上差大那大傾向性加工習慣，以公差中心值為加工依據(jù)；4.配置更為精確的量規(guī)，由量規(guī)檢驗改為量值檢驗，或采用高一等級的量具檢測。2.2.提高過程能力，減少程度。提高過程能力，減少程度。1.修訂工序，改進工藝方法，修訂操作規(guī)程，優(yōu)化工藝參數(shù)，補充增添中間工序，推廣應用新材料、新工藝、新技術；2.檢修、改造或更新設備，改造、增添與公差要求相適應的精度較高的設備；3.增添工具工裝，提高工具工裝的精度；4.改變材料的進貨周期，盡可能減少由于材料進貨批次的不同而造成的質量波動；5.改造現(xiàn)有的現(xiàn)場條件，以滿足產(chǎn)品對現(xiàn)場環(huán)境的特殊要求；6.對關鍵工序、特種工藝的操作者進行技術培訓；7.加強現(xiàn)場的質量控

19、制，設置過程質量控制點或推行控制圖管理，開展QC小組活動；加強質檢工作。3.3.修訂公差范圍修訂公差范圍修訂公差范圍，其前提條件是必須保證放寬公差范圍不會影響產(chǎn)品質量。在這個前提條件下，可以對不切實際的過高的公差要求進行修訂，以提高過程能力指數(shù)。在工序加工分析時，減少中心偏移量的防誤措施，在技術上、操作上比較容易實現(xiàn)，同時也不必為此花費太多的人力、物力和財力，因此把它作為提高過程能力指數(shù)的首要措施。只有當中心偏移量0，而CP值仍然小于1時，才考慮提高過程能力，減少過程加工的分散程度或考慮是否有可能放寬公差范圍。放寬公差范圍必須不影響產(chǎn)品質量，不影響用戶使用效果。五、過程能力調查1.過程能力調查的意義2. 過程能力調查了解和掌握過程能力的活動。3. 通過工序標準化，消除工序中的異常因素，發(fā)現(xiàn)和解決質量問題，經(jīng)濟合理地選擇和確定工藝標準和操作標準。五、過程能力調查2.過程能力調查的方法3. 直方圖