第4章 統(tǒng)計(jì)過程控制ppt課件

1、第四章第四章 統(tǒng)計(jì)過程控制統(tǒng)計(jì)過程控制SPC）（中級(jí)）（中級(jí)） 第一節(jié)第一節(jié) 統(tǒng)計(jì)過程控制概述統(tǒng)計(jì)過程控制概述 一、過程控制的基本概念一、過程控制的基本概念 為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量而進(jìn)行的有組為實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量而進(jìn)行的有組 織、有系統(tǒng)的過程管理活動(dòng)織、有系統(tǒng)的過程管理活動(dòng) 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 （1對(duì)過程進(jìn)行分析并建立控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過程進(jìn)行分析并建立控制標(biāo)準(zhǔn) （2對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)價(jià)對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)控和評(píng)價(jià) （3對(duì)過程進(jìn)行維護(hù)和改進(jìn)對(duì)過程進(jìn)行維護(hù)和改進(jìn)二、統(tǒng)計(jì)過程控制二、統(tǒng)計(jì)過程控制 應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過程中的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過程中的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng) 估和監(jiān)控，建立并保持過程處于可接受的估和監(jiān)控

2、，建立并保持過程處于可接受的 并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符 合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。 內(nèi)容內(nèi)容 （1利用控制圖分析過程的穩(wěn)定性，對(duì)利用控制圖分析過程的穩(wěn)定性，對(duì)過程存在的異常原因進(jìn)行預(yù)警；過程存在的異常原因進(jìn)行預(yù)警； （2計(jì)算過程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過程計(jì)算過程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過程能力滿足技術(shù)要求的程度，對(duì)過程質(zhì)量進(jìn)行能力滿足技術(shù)要求的程度，對(duì)過程質(zhì)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。評(píng)價(jià)。三、統(tǒng)計(jì)過程控制的特點(diǎn)三、統(tǒng)計(jì)過程控制的特點(diǎn) 是一種預(yù)防性的方法是一種預(yù)防性的方法 貫徹預(yù)防原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核心貫徹預(yù)防原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核

3、心 強(qiáng)調(diào)全員參與強(qiáng)調(diào)全員參與 為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過程各階段評(píng)估和監(jiān)控，建立并保持過程過程各階段評(píng)估和監(jiān)控，建立并保持過程處于可接受的并且穩(wěn)定的水平從而保證產(chǎn)處于可接受的并且穩(wěn)定的水平從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理品與服務(wù)符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。技術(shù)。 SPC的涵義的涵義 （四）（四） 統(tǒng)計(jì)過程診斷統(tǒng)計(jì)過程診斷SPD SPC 判斷過程是否異常，及時(shí)告警判斷過程是否異常，及時(shí)告警 SPD 對(duì)過程的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控與對(duì)過程的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控與 診斷診斷第二節(jié)第二節(jié) 控制圖原理控制圖原理 一、控制圖的結(jié)構(gòu)一、控制圖的結(jié)構(gòu) 1 2

4、3 4 5 6 時(shí)間h）樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值LCLCLUCL二、重要性二、重要性1. 1. 控制圖是貫徹預(yù)防原則的控制圖是貫徹預(yù)防原則的SPCSPC的重要工的重要工具；可用以直接控制與診斷過程；具；可用以直接控制與診斷過程； 2. 2. 國外先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的企業(yè)廣泛應(yīng)用；國外先進(jìn)發(fā)達(dá)國家的企業(yè)廣泛應(yīng)用； 3. 3. 控制圖的數(shù)量與產(chǎn)品種類和工藝復(fù)雜性控制圖的數(shù)量與產(chǎn)品種類和工藝復(fù)雜性有關(guān)；有關(guān)； 4. 4. 反映管理現(xiàn)代化的程度。反映管理現(xiàn)代化的程度。 三、控制圖原理三、控制圖原理 正態(tài)分布正態(tài)分布 圖圖 正態(tài)概率密度曲線正態(tài)概率密度曲線 3原理：原理： 正態(tài)分布中，不論正態(tài)分布中，不論與與取值如何，

5、產(chǎn)品取值如何，產(chǎn)品質(zhì)量特性值落在質(zhì)量特性值落在 范圍內(nèi)的概率為范圍內(nèi)的概率為99.73%，落在該范圍外的概率為，落在該范圍外的概率為0.27（千（千分之三是個(gè)小概率事件，而分之三是個(gè)小概率事件，而“在一次觀測(cè)中，在一次觀測(cè)中，小概率事件是不可能發(fā)生的，一旦發(fā)生就認(rèn)小概率事件是不可能發(fā)生的，一旦發(fā)生就認(rèn)為過程出現(xiàn)問題。為過程出現(xiàn)問題。”故故“假定工序過程處假定工序過程處于控制狀態(tài)，一旦顯示出偏離這一狀態(tài)，極于控制狀態(tài)，一旦顯示出偏離這一狀態(tài)，極大可能性就是工序過程失控，需要及時(shí)大可能性就是工序過程失控，需要及時(shí)調(diào)整。調(diào)整?！睋?jù)此休哈特發(fā)明了控制圖。據(jù)此休哈特發(fā)明了控制圖。 33 ,(一一)控制圖

6、的形成控制圖的形成 把正態(tài)分布圖按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)把正態(tài)分布圖按順時(shí)針方向轉(zhuǎn)90，再，再上下翻轉(zhuǎn)上下翻轉(zhuǎn)180，就得到一張控制圖。，就得到一張控制圖。 （二控制圖原理的第一種解釋（二控制圖原理的第一種解釋 點(diǎn)子出界就判異點(diǎn)子出界就判異小概率事件原理小概率事件原理（三控制圖原理的第二種解釋（三控制圖原理的第二種解釋 區(qū)分偶然因素與異常因素兩類因素區(qū)分偶然因素與異常因素兩類因素 四、控制圖在貫徹預(yù)防原則中的作用四、控制圖在貫徹預(yù)防原則中的作用 及時(shí)告警。及時(shí)告警。 五、統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)五、統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)(1) SPC的基準(zhǔn)的基準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，或稱穩(wěn)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，或稱穩(wěn)態(tài)。態(tài)。 (2) 過程中只有偶因而無異因

7、產(chǎn)生的變異的過程中只有偶因而無異因產(chǎn)生的變異的狀態(tài)；狀態(tài)； (3) 統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的好處統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的好處質(zhì)量穩(wěn)定、生質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、過程變異??；產(chǎn)經(jīng)濟(jì)、過程變異??； (4) 全過程預(yù)防全過程預(yù)防全穩(wěn)生產(chǎn)線。全穩(wěn)生產(chǎn)線。 六、兩類錯(cuò)誤：六、兩類錯(cuò)誤： 第一類錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào)第一類錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào) 過程實(shí)際上沒有失控而虛報(bào)失控，這類過程實(shí)際上沒有失控而虛報(bào)失控，這類錯(cuò)誤發(fā)生的概率記為錯(cuò)誤發(fā)生的概率記為。 2. 第二類錯(cuò)誤：漏發(fā)警報(bào)第二類錯(cuò)誤：漏發(fā)警報(bào) 過程已經(jīng)異常，但仍會(huì)有部分產(chǎn)品落在過程已經(jīng)異常，但仍會(huì)有部分產(chǎn)品落在控制線內(nèi)，這類錯(cuò)誤發(fā)生的概率記為控制線內(nèi)，這類錯(cuò)誤發(fā)生的概率記為。 3. 如何減

8、少兩類錯(cuò)誤如何減少兩類錯(cuò)誤 上下控制線最優(yōu)間距上下控制線最優(yōu)間距63方式）。方式）。 七、七、3原則原則 UCL=+3 CL= LCL3其中：其中： 為正態(tài)總體的均值為正態(tài)總體的均值為正態(tài)總體的標(biāo)準(zhǔn)差為正態(tài)總體的標(biāo)準(zhǔn)差八、常規(guī)控制圖分類八、常規(guī)控制圖分類 常用休圖參見表常用休圖參見表4.2-1國標(biāo)國標(biāo)GB 40912019）。）。 -R -R -S -SMe-RMe-RX-RsX-RsP PnPnPu uC CXCLX XCLX 第三節(jié)第三節(jié) 分析用控制圖與控制用分析用控制圖與控制用控制圖控制圖 一、含義一、含義 （一分析用控制圖（一分析用控制圖所分析的過程是否為統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)所分析的過程是否為

9、統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)該過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求該過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求技術(shù)穩(wěn)態(tài)技術(shù)穩(wěn)態(tài) 過程狀態(tài)的分類過程狀態(tài)的分類四種情況四種情況（二控制用控制圖（二控制用控制圖 當(dāng)過程達(dá)到確定的狀態(tài)后，將分析用控當(dāng)過程達(dá)到確定的狀態(tài)后，將分析用控制圖的控制限延長，作為控制用控制圖的控制圖的控制限延長，作為控制用控制圖的控制限，用于日常管理保持所確定的狀態(tài)。制限，用于日常管理保持所確定的狀態(tài)。 交接手續(xù)：交接手續(xù)： 判異準(zhǔn)則判異準(zhǔn)則 新的異常出現(xiàn)新的異常出現(xiàn) 恢復(fù)恢復(fù)二、常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想二、常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想（1） 點(diǎn)出界就判異點(diǎn)出界就判異3方式，確定方式，確定0=0.27%（2

10、界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)第二類判異準(zhǔn)第二類判異準(zhǔn)則則三、判異準(zhǔn)則三、判異準(zhǔn)則常見的異常情況與模式有如下八種：常見的異常情況與模式有如下八種： 一點(diǎn)落在一點(diǎn)落在A區(qū)以外；區(qū)以外； 連續(xù)連續(xù)9點(diǎn)落在中心線的同側(cè)；點(diǎn)落在中心線的同側(cè)； 連續(xù)連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減；點(diǎn)遞增或遞減； 連續(xù)連續(xù)14點(diǎn)中相鄰點(diǎn)上下交替；點(diǎn)中相鄰點(diǎn)上下交替； 連續(xù)連續(xù)3點(diǎn)中有點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線同側(cè)的點(diǎn)落在中心線同側(cè)的B區(qū)以外；區(qū)以外；連續(xù)連續(xù)5點(diǎn)中有點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外；區(qū)以外；連續(xù)連續(xù)15點(diǎn)在點(diǎn)在C區(qū)中心線上下；區(qū)中心線上下； 連續(xù)連續(xù)8點(diǎn)在中心線兩側(cè)而無一點(diǎn)在區(qū)。點(diǎn)在中心線兩側(cè)而無

11、一點(diǎn)在區(qū)。四、局部問題對(duì)策與系統(tǒng)改進(jìn)四、局部問題對(duì)策與系統(tǒng)改進(jìn) （1局部問題局部問題 處理由異常原因造成的質(zhì)處理由異常原因造成的質(zhì)量波動(dòng)通常由過程人員負(fù)量波動(dòng)通常由過程人員負(fù)責(zé)處理責(zé)處理（2系統(tǒng)改進(jìn)系統(tǒng)改進(jìn) 解決由偶然原因造成的解決由偶然原因造成的質(zhì)量波動(dòng)需由高一級(jí)管質(zhì)量波動(dòng)需由高一級(jí)管理人員決策理人員決策第四節(jié)第四節(jié) 過程能力與過程能力指數(shù)過程能力與過程能力指數(shù) 一、過程能力工序能力）一、過程能力工序能力） 是指過程加工質(zhì)量方面的能力，是指過程加工質(zhì)量方面的能力，用于衡量過程加工內(nèi)在一致性。用于衡量過程加工內(nèi)在一致性。過程能力決定于質(zhì)量因素：人、機(jī)、料、過程能力決定于質(zhì)量因素：人、機(jī)、料、法

12、、環(huán)，而與公差無關(guān)。法、環(huán)，而與公差無關(guān)。通常用通常用66表示過程能力。表示過程能力。二、過程能力指數(shù)工序能力指數(shù)）二、過程能力指數(shù)工序能力指數(shù)） （一雙側(cè)公差的過程能力指數(shù)（一雙側(cè)公差的過程能力指數(shù) 6TT6TCpLu（二單側(cè)公差的過程能力指數(shù)（二單側(cè)公差的過程能力指數(shù) 上單側(cè)：上單側(cè)： 3TCpUU UT 3TCpLL LT （三有偏移情況的過程能力指數(shù)（三有偏移情況的過程能力指數(shù) Cpk=min(Cpu，Cpl)T22/TK （0K1） 6TK1CpK1CpK其中：其中：與公差中心與公差中心M偏移量偏移量 T公差帶寬公差帶寬 T=TUTL那么：那么：K: K: 對(duì)對(duì)M M的偏移度，的偏移

13、度，=|M-|=|M-| （四（四Cp和和Cpk的比較與說明的比較與說明 Cp反映過程加工的一致性，即反映過程加工的一致性，即“質(zhì)量能力質(zhì)量能力” Cpk 反映過程中心反映過程中心與公差中心的與公差中心的偏移情況，是偏移情況，是“質(zhì)量能力質(zhì)量能力與與“管理能力綜合的結(jié)果管理能力綜合的結(jié)果 將將CpCp與與CpkCpk兩數(shù)值聯(lián)合使用，可對(duì)產(chǎn)品兩數(shù)值聯(lián)合使用，可對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量有更全面的了解。質(zhì)量有更全面的了解。三、過程改進(jìn)策略三、過程改進(jìn)策略國家標(biāo)準(zhǔn)國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 4091-2019常規(guī)控制圖常規(guī)控制圖 給出過程改進(jìn)策略圖給出過程改進(jìn)策略圖包括：包括：1判斷過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)判斷過程是否處于統(tǒng)

14、計(jì)控制狀態(tài) 2評(píng)價(jià)過程能力評(píng)價(jià)過程能力四、過程性能指數(shù)四、過程性能指數(shù)PP與與PPKPP無偏移過程性能指數(shù)無偏移過程性能指數(shù)PPU無偏移上單側(cè)過程性能指數(shù)無偏移上單側(cè)過程性能指數(shù)PPL無偏移下單側(cè)過程性能指數(shù)無偏移下單側(cè)過程性能指數(shù)PPK有偏移過程性能指數(shù)有偏移過程性能指數(shù) PPK=minPPU，PPL或或PPK=（1-KPP過程能力指數(shù)過程能力指數(shù) 過程性能指數(shù)過程性能指數(shù) STLUP6TTC LTLUP6TTP 其中其中 St 短期波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)，在穩(wěn)態(tài)短期波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)，在穩(wěn)態(tài)下計(jì)算下計(jì)算 或或 2StdR 4CSLt 長期波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)，在實(shí)長期波動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)，在實(shí)際情況下計(jì)算

15、際情況下計(jì)算 SLt 2StdR Lt 過程穩(wěn)定指數(shù)過程穩(wěn)定指數(shù)d= 過程相對(duì)穩(wěn)定系數(shù)過程相對(duì)穩(wěn)定系數(shù)d I =(Lt 2StdR )/Lt 第五節(jié)第五節(jié) 常規(guī)控制圖的作法及其常規(guī)控制圖的作法及其應(yīng)用應(yīng)用 一、各類常規(guī)控制圖的使用場(chǎng)合一、各類常規(guī)控制圖的使用場(chǎng)合 （1計(jì)量值控制圖計(jì)量值控制圖均值均值-極差控制圖（極差控制圖（ 圖）圖） 均值均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（ 圖）圖）中位數(shù)中位數(shù)-極差控制圖（極差控制圖（ 圖）圖）單值單值-移動(dòng)極差控制（移動(dòng)極差控制（ 圖）圖） RX sX RMe RsX （2計(jì)數(shù)值控制圖計(jì)數(shù)值控制圖不合格品率控制圖不合格品率控制圖p圖）圖）不合格品數(shù)控制圖不

16、合格品數(shù)控制圖nP圖）圖）不合格數(shù)控制圖不合格數(shù)控制圖c圖）圖）單位不合格數(shù)控制圖單位不合格數(shù)控制圖u圖）圖）二、應(yīng)用控制圖需要考慮的問題二、應(yīng)用控制圖需要考慮的問題 控制圖用于何處？控制圖用于何處？ 如何選擇控制對(duì)象？如何選擇控制對(duì)象？ 怎樣選擇控制圖？怎樣選擇控制圖？ 如何分析控制圖？如何分析控制圖？ 對(duì)于點(diǎn)子出界或違反其他準(zhǔn)則的處理。對(duì)于點(diǎn)子出界或違反其他準(zhǔn)則的處理。 控制圖的重新制定?？刂茍D的重新制定。 未給定標(biāo)準(zhǔn)值和給定標(biāo)準(zhǔn)值兩種情形不能混淆未給定標(biāo)準(zhǔn)值和給定標(biāo)準(zhǔn)值兩種情形不能混淆 控制圖的保管問題?？刂茍D的保管問題。 三、三、 控制圖控制圖 Rx （一）（一） 圖的特點(diǎn)：適用范圍廣

17、圖的特點(diǎn)：適用范圍廣 靈敏度高靈敏度高 RX （二）（二） 圖的作法圖的作法RX 1. 預(yù)備數(shù)據(jù)：觀測(cè)值預(yù)備數(shù)據(jù)：觀測(cè)值 樣本均值樣本均值 樣本極差樣本極差 ijXiXiR2.中心線和控制限：中心線和控制限： RAXUCLX2 XCLX 圖：圖： xRAXLCLX2 RDUCLR4 圖：圖： RRRCL RDLCLR3 3. -R3. -R圖中，應(yīng)先做圖中，應(yīng)先做R R圖，在圖，在R R圖上判穩(wěn)圖上判穩(wěn)定后，再作定后，再作 圖。圖。XCLX XCLX （三）（三） 控制圖的操作步驟控制圖的操作步驟 Rx 確定控制對(duì)象統(tǒng)計(jì)量）確定控制對(duì)象統(tǒng)計(jì)量） 收集收集k k組預(yù)備數(shù)據(jù)一般組預(yù)備數(shù)據(jù)一般K=2

18、5K=25；每組數(shù)；每組數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)n 2;n 2;遵循合理子組原則）遵循合理子組原則） 計(jì)算每一個(gè)樣本的均值計(jì)算每一個(gè)樣本的均值 與極差與極差 。 計(jì)算計(jì)算 計(jì)算計(jì)算R R圖控制限并作圖圖控制限并作圖 用各樣本點(diǎn)繪在圖中，判斷狀態(tài)。用各樣本點(diǎn)繪在圖中，判斷狀態(tài)。 iXiRRX與與 分析過程若失控或異常，找出原因，分析過程若失控或異常，找出原因，進(jìn)行糾正，防止再發(fā)生。進(jìn)行糾正，防止再發(fā)生。 計(jì)算計(jì)算 圖控制限并作圖，判斷狀態(tài)。圖控制限并作圖，判斷狀態(tài)。 計(jì)算過程能力指數(shù)驗(yàn)證是否符合要求計(jì)算過程能力指數(shù)驗(yàn)證是否符合要求 延長控制限，作控制用控制圖，進(jìn)行日延長控制限，作控制用控制圖，進(jìn)行日常管理常管理X四、四、 圖掌握）圖掌握） SX 五、五、X-Rs圖理解）圖理解） 六、六、Me-R圖理解）圖理解） 七、七、P控制圖控制圖（一（一P控制圖的控制狀態(tài)控制圖的控制狀態(tài) （二（二P控制圖的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)為二項(xiàng)分布，控制圖的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)為二項(xiàng)分布，其參數(shù)為平均不合格品率。其參數(shù)為平均不合格品率。 常常數(shù)數(shù) PPP nP1PP niiniin/dpp 11，（三建立（三建立P圖的步驟圖的步驟 1. 預(yù)備