spc控制圖理論及作圖

1、統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)一 統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)的涵義統(tǒng)計(jì)過程控制(Statistical Process Control,簡(jiǎn)稱SPC)是為了貫徹預(yù)防原則,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)察,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)品符合規(guī)定的要求的一種技術(shù)。二 SPC的特點(diǎn)1、強(qiáng)調(diào)全員參加，而不是只依靠少數(shù)質(zhì)量管理人員；2、強(qiáng)調(diào)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法來保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)；3、SPC不是用來解決個(gè)別工序采用什么控制的問題，SPC強(qiáng)調(diào)從整個(gè)過程，整個(gè)體系出發(fā)來解決問題。SPC的重點(diǎn)就在于“P（Process,過程）；、SPC中的主要統(tǒng)計(jì)技術(shù)為控制圖，SPC可以判斷過程的異常，對(duì)過程中

2、的各個(gè)階段階段監(jiān)控與診斷,針對(duì)異常迅速采取糾正措施，減少損失、降低成本、以達(dá)到保證產(chǎn)品質(zhì)量、持續(xù)改進(jìn)的目的。5過程的定義：將各項(xiàng)輸入資源按一定要求組合起來并能轉(zhuǎn)化為輸出產(chǎn)品及其質(zhì)量特性的活動(dòng)。任何一個(gè)產(chǎn)品的制造可分解為若干個(gè)過程通過并聯(lián)或串聯(lián)組成。過程能力指數(shù)CPK評(píng)價(jià)一個(gè)過程的質(zhì)量以及過程滿足顧客要求的能力。三 控制圖1.定義：控制圖是生產(chǎn)過程質(zhì)量的一種記錄圖形，圖上有中心線和上下控制界限，并有按時(shí)間順序抽取的各樣本統(tǒng)計(jì)量的數(shù)值。2.作用：利用控制圖所提供的信息，把一個(gè)過程維持在受控狀態(tài)；一旦發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)，就分析對(duì)質(zhì)量不利的原因，采取措施加以消除，使質(zhì)量不斷提高，并把一個(gè)過程從失控狀態(tài)變?yōu)槭?/p>

3、控狀態(tài)，以保持質(zhì)量穩(wěn)定。3.常規(guī)控制圖的種類（1）計(jì)量值控制圖均值-極差控制圖( bar-R 圖)。均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(Xbar-s 圖)。X-s控制圖與X-R圖相似，只是用標(biāo)準(zhǔn)差s圖代替極差R圖而已。極差計(jì)算簡(jiǎn)便，故R圖得到廣泛應(yīng)用，但當(dāng)樣本量n10，這時(shí)應(yīng)用極差估計(jì)總體標(biāo)準(zhǔn)差的效率減低，需要應(yīng)用s圖來代替R圖。中位數(shù)-極差控制圖( X -R 圖，也有用Me-R圖表示)單值-移動(dòng)極差控制圖(X-Rs 圖)2）計(jì)數(shù)值控制圖不合格品率控制圖(p 圖)不合格品數(shù)控制圖(pn 圖)單位缺陷數(shù)控制圖(u 圖)缺陷數(shù)控制圖(c 圖)、控制圖的構(gòu)造控制上限（記為UCL）為 +3控制下限（記為L(zhǎng)CL）為 -

4、3控制中心線（記為CL）為 將這三條水平線畫在一張坐標(biāo)紙上,其橫軸為時(shí)間或樣本序號(hào)，縱軸為過程變量的觀察值這就形成了一張控制圖。當(dāng)把觀察值按序點(diǎn)在圖上，就可用于過程控制。這些上、下控制界限就被用來判斷生產(chǎn)過程有無(wú)異常。UCL與LCL稱為行動(dòng)限，當(dāng)點(diǎn)超出上 下控制界限時(shí)表示過程失控，需要采取措施。有時(shí)還把控制界限內(nèi)分成幾個(gè)區(qū)域：+2 與+3 之間稱為A上區(qū)+與+2 之間稱為B上區(qū)-與+ 之間稱為C區(qū)T -2 與T -之間稱為B下區(qū)-3 與-2之間稱為A下區(qū)4、異常原因的識(shí)別常見的異常情況與模式有如下八種：（1）一點(diǎn)超出控制界限（2）九點(diǎn)在中心線的同側(cè)（3）六點(diǎn)呈上升或下降趨勢(shì)（4）14點(diǎn)交替上升

5、下降（5）三點(diǎn)中有兩點(diǎn)處于A上或A下區(qū)（6）五點(diǎn)中有四點(diǎn)在C區(qū)之外（7）15點(diǎn)在中心線附近的C區(qū)內(nèi)（8）連續(xù)8點(diǎn)在中心線兩側(cè)而無(wú)一點(diǎn)在C區(qū)四、SPC工作思路1. 確定SPC控制點(diǎn),選擇適合的統(tǒng)計(jì)技術(shù)、控制圖類型2. 建立分析用控制圖2.1確定樣本組數(shù)和樣本容量.根據(jù)取樣檢驗(yàn)的可能性和必要性來確定打點(diǎn)頻度，使組內(nèi)變差小，組間變差大；一般可使用每班打一點(diǎn)或每天打一點(diǎn)；通常要求25或更多個(gè)子組內(nèi)包含100或更多的單值讀數(shù)。2.2 收集數(shù)據(jù)，運(yùn)用minitab統(tǒng)計(jì)軟件作分析用控制圖，主管工程師對(duì)異常情況分析原因，采取措施，消除異常因素。補(bǔ)充數(shù)據(jù)，重新計(jì)算控制界限，直到找到統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)，進(jìn)行初始過程能力

6、研究分析。3建立控制用控制圖31主管工程師把統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)下（穩(wěn)定狀態(tài)）確定的控制圖轉(zhuǎn)化為控制用控制圖，在控制圖標(biāo)準(zhǔn)格式上按適用的控制界限作圖?，F(xiàn)場(chǎng)操作人員進(jìn)行生產(chǎn)控制，并對(duì)SPC控制點(diǎn)按確定的打點(diǎn)頻度以時(shí)間先后在控制圖上打點(diǎn)。一般可使用每班打一點(diǎn)或每天打一點(diǎn)。4、診斷與解決問題41主管工程師定期對(duì)SPC控制點(diǎn)進(jìn)行診斷，對(duì)發(fā)現(xiàn)的問題進(jìn)行根本原因分析，提出解決措施，消除產(chǎn)生異常的原因，必要時(shí)調(diào)整控制界限。42 SPC應(yīng)用分析主管工程師定期對(duì)SPC控制點(diǎn)應(yīng)用情況進(jìn)行分析，計(jì)算過程能力指數(shù)，分析過程能力改進(jìn)情況，需要時(shí)調(diào)整過程。五、建立控制圖，進(jìn)行控制的一般步驟：（以-R圖為例）（1）確定SPC控制點(diǎn)

7、、樣本組數(shù)和樣本容量,選擇適合的統(tǒng)計(jì)技術(shù)、控制圖類型（2）收集k組預(yù)備數(shù)據(jù)(也稱為參考數(shù)據(jù))，計(jì)算每一個(gè)樣本的均值與極差。(通常要求25或更多個(gè)子組內(nèi)包含100或更多的單值讀數(shù)。)（3）首先計(jì)算k個(gè)樣本極差的均值,記為，這便是R控制圖的中心線。并計(jì)算R圖的控制限。（4）作R圖，將各樣本點(diǎn)與控制限進(jìn)行比較，檢查數(shù)據(jù)點(diǎn)有無(wú)失控或異常模式。對(duì)發(fā)現(xiàn)的失控或異常進(jìn)行分析，找出原因。（5）剔除異常的子組，重新計(jì)算R圖CL，UCL，LCL，再次確認(rèn)所有點(diǎn)受控。必要時(shí)，可以反復(fù)“識(shí)別-糾正-重新計(jì)算”這一過程，直到所有點(diǎn)受控。（6）當(dāng)異常的子組剔除后，用留下的子組數(shù)據(jù)，計(jì)算和，并計(jì)算它們的上下控制界限。（7）

8、當(dāng)R圖是處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí)，認(rèn)為過程的波動(dòng)是穩(wěn)定的，在分析圖，類似于對(duì)R圖的分析，對(duì)任意失控情況及異常模式分析原因。也可能要經(jīng)過反復(fù)的“識(shí)別-糾正-重新計(jì)算”這一過程。（8）當(dāng)兩個(gè)圖都顯示處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí),并且滿足過程能力的要求時(shí)，可以用于實(shí)際的過程控制，分析用控制圖轉(zhuǎn)化為控制用控制圖。一旦發(fā)現(xiàn)失控或出現(xiàn)異常模式的信號(hào)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)分析原因，并采取行動(dòng)。（9）當(dāng)過程發(fā)生變化（人、材料、設(shè)備、方法、環(huán)境等因素）或控制圖使用了一段時(shí)間后，應(yīng)根據(jù)實(shí)際的質(zhì)量水平，對(duì)控制圖的中心線和上、下控制線進(jìn)行修正，使控制水平能夠不斷提高。六、MINITAB概況在Minitab里進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，需要使用各種窗口和工

9、具。下面是環(huán)境下各部分的簡(jiǎn)介。各窗口作用會(huì)話窗口（Session window ）顯示諸如統(tǒng)計(jì)報(bào)表之類的輸出文本。數(shù)據(jù)窗口（Data window）在此可以輸入、修改數(shù)據(jù)和查看每個(gè)工作表的數(shù)據(jù)列。信息窗口（Info window）概括了每個(gè)打開的工作表?？梢詮南吕斜肀砜蛑羞x擇要查看的工作表。歷史窗口（History window）記錄了所用過的命令。圖形窗口（Graph windows）顯示各種圖形。一次最多只能打開15個(gè)圖形窗口.一個(gè)MINITAB Project文件包含了所有的工作：收集的數(shù)據(jù)、輸出的文本、圖形等。當(dāng)保存一個(gè)project文件時(shí)，所有的東西都保存下來了。project文件

10、里的各種工作表（data, worksheet, graph）可以單獨(dú)進(jìn)行處理，可以生成數(shù)據(jù)、圖形、也可以從別的文件中通過拷貝的形式向一個(gè)project文件添加數(shù)據(jù)和圖形。project文件的大部分窗口的內(nèi)容都能夠單獨(dú)保存和打印。每當(dāng)保存一個(gè)時(shí)，保存了以下一些內(nèi)容：所有窗口的內(nèi)容，其中包括：每個(gè)數(shù)據(jù)窗口（Data window）的數(shù)據(jù)列。信息窗口（Info window）中的常量、矩陣。會(huì)話窗口（Session window）和歷史窗口（History window）中的所有的文本。每個(gè)圖形窗口（Graph window）。利用Minitab軟件作控制圖，計(jì)算工序能力指數(shù)七、下面以熱軋卷厚度偏

11、差的Xbar-R圖為例1 先用minitab統(tǒng)計(jì)軟件作分析用控制圖.收集30組預(yù)備數(shù)據(jù)（熱軋9月份），每個(gè)班連續(xù)取5塊鋼的數(shù)據(jù)。步驟一：生成一個(gè)新的Project.(FileNew-Minitab Project)步驟二：在工作表中輸入收集的數(shù)據(jù)。步驟三：先作R圖。R圖判穩(wěn)后，再作X圖。若R圖未判穩(wěn)，則不能開始作X圖。選擇StatControl Charts-R。在會(huì)話窗口中，說明了這些檢驗(yàn)表示的意思。Test Results for R Chart of C1, ., C5 TEST 1. One point more than 3.00 standard deviations from c

12、enter line.Test Failed at points: 10, 14剔除異常的子組，重新作圖,計(jì)算R圖CL，UCL， LCL，再次確認(rèn)所有點(diǎn)受控。步驟四：作Xbar-R圖，選擇StatControl Charts-Xbar-R。對(duì)特殊原因測(cè)試。(選擇StatControl Charts-Xbar-R- Xbar-R OptionsTests(all tests)在會(huì)話窗口中，說明了這些檢驗(yàn)表示的意思。TEST 1. One point more than 3.00 standard deviations from center line.Test Failed at points:

13、 3, 10, 27剔除異常的子組，重新計(jì)算圖CL，UCL， LCL，再次確認(rèn)所有點(diǎn)受控。步驟五：生成正態(tài)曲線的直方圖。1.選擇StatBasic StatisticsDisplay Descriptive Statistics。2.在Variables中輸入變量。3.點(diǎn)擊Graph，出現(xiàn)一個(gè)對(duì)話框。4.選中Histogram of data,with normal curve。步驟六：進(jìn)行工序能力分析。選擇StatQulity ToolsCapability Analysis(Normal)從上面這個(gè)圖形可以看出，工序能力指數(shù)為1.99表明工序能力充分。2、當(dāng)兩個(gè)圖都顯示處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí),并且滿足過程能力的要求時(shí)，可以用于實(shí)際的過程控制，分析用控制圖轉(zhuǎn)化為控制用控制圖。一旦發(fā)現(xiàn)失控或出現(xiàn)異常模式的信號(hào)時(shí)，應(yīng)該及時(shí)分析原因，并采取行動(dòng)。附件：控制圖的常數(shù)和公式表控制圖中心線CL上控制限UCL下控制限LCL-R圖 +A2-A2 D4D3-S圖 +A3-A3 B4B3X-MR圖 +E2-E2 D4D3常用控制圖系數(shù)表n系數(shù)AA2D1D2D3D4d2E222.1211.8800.0003.6860.0003.2671.1282.66031.7321.0230.0004.3580.0002.5741.6931.77241.5000.7290.0004.6980.000