X-R控制圖操作及應(yīng)用

1、XR控制圖操作及應(yīng)用指南控制圖操作及應(yīng)用指南培訓(xùn)教材培訓(xùn)教材 統(tǒng)計過程控制的來源和作用n統(tǒng)計過程控制(SPC)，主要應(yīng)用于對過程變量的控制，它的基本控制原理為3原則,即平均值 3作為過程控制的上下限,它是由美國WALTERA博士在1924年提出。3-3統(tǒng)計過程控制的來源和作用n其作用為:n1、從數(shù)據(jù)到圖形應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)可以反饋生產(chǎn)或服務(wù)過程性質(zhì)變化的信息。n2、幫助我們分析過程變化的原因n3對于超出控制界限的點(diǎn)采取整改行動。n4根據(jù)樣本數(shù)據(jù)可以對過程性質(zhì)作出評價n5、評定生產(chǎn)/過程性質(zhì)變化與原來過程狀態(tài)進(jìn)行比較。n節(jié)約成本節(jié)約成本n使標(biāo)準(zhǔn)趨于準(zhǔn)確使標(biāo)準(zhǔn)趨于準(zhǔn)確n使過程更加穩(wěn)定使過程更加穩(wěn)定n使控

2、制規(guī)格更加真實(shí)使控制規(guī)格更加真實(shí)n減少檢驗(yàn)頻度減少檢驗(yàn)頻度n減少問題出現(xiàn)的頻度減少問題出現(xiàn)的頻度n改善和提高客戶的滿意度改善和提高客戶的滿意度n可靠地測出實(shí)際過程能力可靠地測出實(shí)際過程能力n改善測量結(jié)果的準(zhǔn)確度改善測量結(jié)果的準(zhǔn)確度n改善產(chǎn)品品質(zhì)改善產(chǎn)品品質(zhì)n減少出貨周期時間減少出貨周期時間： n定義：用于長度、重量、時間、強(qiáng)度、力值、成份等以計量值來管理工程的控制圖，利用統(tǒng)計手法，設(shè)定控制均值X和極差R的界限，同時利用統(tǒng)計手法判定導(dǎo)致工程質(zhì)量變異是隨機(jī)原因，還是異常原因的圖表。： n目的：對公司生產(chǎn)現(xiàn)場制程的初始能力進(jìn)行分析和監(jiān)控，對有規(guī)格變異的產(chǎn)品質(zhì)量特性或過程質(zhì)量特性值進(jìn)行動態(tài)控制，以判定

3、工程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，并依據(jù)制定相應(yīng)的措施糾正變異 。X-R控制圖示X控制圖控制圖UCLLCLUCLXR n（1）控制圖編號：HN-QCTZ HN為華南公司， QCT為控制圖，Z為工程代號，表示總裝、進(jìn)貨檢驗(yàn)為I，完車檢驗(yàn)為W，機(jī)加工為J， 為流水號n（2）部門：工程責(zé)任部門或單位n（3）工序：X-R控制圖控制的工序 n（4）操作者：工序操作者n（4）質(zhì)量特性：說明控制何種計量特性，如工件長度、安裝扭矩、摩托車車速等n（5）工程規(guī)范：產(chǎn)品質(zhì)量特性值或過程特性值設(shè)計或規(guī)范公差如長度尺寸20+0。2-0。1n（6）樣本容量/頻率：抽樣測量數(shù)據(jù)的數(shù)量/抽樣頻次，如5次（件）/每小時，5次/每日等n（

4、7）產(chǎn)品型號：受控產(chǎn)品的型號 如FY125-7摩托車n（8）零件名稱：受控產(chǎn)品零件的名稱 如摩托車發(fā)動機(jī)n（9）測量工具：抽樣測量質(zhì)量或過程特性數(shù)據(jù)的測量工具，如游標(biāo)卡尺、深度尺、萬能表n（11）機(jī)器編號：受控工序操作的機(jī)器編號n（12）控制時段：控制圖收集數(shù)據(jù)的時段，如2002/8/22-2002/8/26 n合理的子組大小、頻率和數(shù)據(jù)合理的子組大小、頻率和數(shù)據(jù)n在控制時段內(nèi)，按抽樣容量/頻率要求，收集產(chǎn)品工序質(zhì)量或過程特性數(shù)據(jù)125個或者100個，并按連續(xù)性將數(shù)據(jù)分成25個子組，每個子組由45數(shù)據(jù)組成，每個子組數(shù)據(jù)是在非常相似的生產(chǎn)條件下生產(chǎn)出來的，并且相互之間不存在著系統(tǒng)的關(guān)系，因此，每

5、組之間的變差為普通原因造成的，對于所有的子組的樣品應(yīng)保持恒定。 n頻率的選擇頻率的選擇n頻率：在過程的初期研究中通常是連續(xù)進(jìn)行分組或很短時間間隔進(jìn)行分組，檢查時間間隔內(nèi)有否不穩(wěn)定的因素存在。當(dāng)證明過程處于穩(wěn)定時，子組間的時間間隔可以增加。 n1） XR通常把數(shù)據(jù)欄位于X圖和R 圖的上方，X圖畫在R圖的上方，X和R的值為縱坐標(biāo)，按時間先后的子組為橫坐標(biāo)，數(shù)據(jù)值以及極差和均值點(diǎn)縱向?qū)R，數(shù)據(jù)欄應(yīng)記錄讀數(shù)的和均值(X)、極差(R)以及日期時間或其它識別子組代碼的空間 n X1X2Xn X = n R=X最大值X最小值 式中：X1、X2Xn為子組內(nèi)的每個測量值，n為子組樣本容量，一般取4-5個數(shù)據(jù)。

6、n X圖：坐標(biāo)上的刻度值的最大與最小之差應(yīng)至少圖：坐標(biāo)上的刻度值的最大與最小之差應(yīng)至少為子組均值為子組均值X的最大與最小值差的的最大與最小值差的2倍。倍。nR圖；刻度值應(yīng)從最低值圖；刻度值應(yīng)從最低值0開始到最大值之間的差開始到最大值之間的差值為初期階段所遇到最大極差值為初期階段所遇到最大極差R的的2倍。倍。 nX圖nR圖6。1） 計算控制限n計算平均極差（R）及過程平均值（X）。nR= R1R2Rkn kn nX= X1X2 Xkn K n式中：K為子組數(shù)量，R1和X1即為第1個子組的極差和均值，R2和X2為第2個子組的極差和均值，其余類推。一般取25子組數(shù)據(jù)。n2） 計算控制限nUCLX X

7、A2R 均值上限均值上限nLCL X XA2R 均值下限均值下限 nUCLRD4R 極差上限極差上限nLCLR D3R 極差下限極差下限 N34567D42.572.282.112.001.98D3*0.08A21.020.730.580.480.42（n 將平均極差(R)和均值X畫成水平線虛線，各控制限UCLR、LCLR、UCLX、LXLX畫成水平線,把線標(biāo)上記號。nUCLXnLXLXnXn就這樣就這樣標(biāo)注，懂標(biāo)注，懂嗎？嗎？（ 將各子組計算出X、R值各作X圖和R 圖的縱坐標(biāo)值，以子組序號為橫坐標(biāo)值，描出X圖和R 圖中的相應(yīng)的點(diǎn)，注意，在控制界內(nèi)的點(diǎn)打記，在控制圖界外的作 記，并連成點(diǎn)鏈X-

8、R控制圖示X控制圖控制圖UCLLCLUCLXRR控制圖控制圖n（1） 分析均值極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)分析均值極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)nA） 點(diǎn)在控制界線外；一個或多個點(diǎn)超出控制限是該點(diǎn)點(diǎn)在控制界線外；一個或多個點(diǎn)超出控制限是該點(diǎn)處于失控狀態(tài)的主要證明依據(jù)。因?yàn)橹淮嬖谄胀ㄔ蛞幱谑Э貭顟B(tài)的主要證明依據(jù)。因?yàn)橹淮嬖谄胀ㄔ蛞鹱儾畹那闆r下超出控制限的點(diǎn)會很少，我們便假設(shè)超起變差的情況下超出控制限的點(diǎn)會很少，我們便假設(shè)超出的是由于特殊原因（如工裝和設(shè)備異常突發(fā)變化等）出的是由于特殊原因（如工裝和設(shè)備異常突發(fā)變化等）造成的，給任何超出控制限的點(diǎn)作上標(biāo)識，以便根據(jù)特造成的，給任何超出控制限的點(diǎn)作上標(biāo)識，以便根據(jù)特殊

9、原因?qū)嶋H開始的時間進(jìn)行調(diào)查，采取糾正措施。（但殊原因?qū)嶋H開始的時間進(jìn)行調(diào)查，采取糾正措施。（但連續(xù)連續(xù)35點(diǎn)允許一點(diǎn)、連續(xù)點(diǎn)允許一點(diǎn)、連續(xù)100點(diǎn)有二點(diǎn)逸出控制界外，點(diǎn)有二點(diǎn)逸出控制界外，可暫不采取糾正措施）可暫不采取糾正措施）UCLXLCLB）控制限之內(nèi)的圖形或趨勢，當(dāng)出現(xiàn)非隨機(jī)有規(guī)律的圖控制限之內(nèi)的圖形或趨勢，當(dāng)出現(xiàn)非隨機(jī)有規(guī)律的圖形或趨勢時，盡管所有極差都在控制限內(nèi)，也表明出現(xiàn)形或趨勢時，盡管所有極差都在控制限內(nèi)，也表明出現(xiàn)這種圖形或趨勢的時期內(nèi)，過程質(zhì)量異?；蜻^程分布寬這種圖形或趨勢的時期內(nèi)，過程質(zhì)量異?；蜻^程分布寬度發(fā)生變化。度發(fā)生變化。 nl na. 輸出值分布寬度增加，其原因可能

10、是無規(guī)律的（例如設(shè)備不正?；蚬潭ㄋ蓜樱?，或是由于過程 中的某個要素變化(例如使用新的或不是很統(tǒng)一的原材料)b. 測量系統(tǒng)的改變（新的測試員或量具的變化）。UCLRRnl n a . 輸出值分布寬度減小，這常常是好的狀態(tài)，應(yīng)研究以便推廣應(yīng)用和改進(jìn)過程。nb. 測量系統(tǒng)改變，這樣會遮掩過程真實(shí)性能的變化。UCLRRnC） 明顯的非隨機(jī)有規(guī)律變化圖形：除明顯的非隨機(jī)有規(guī)律變化圖形：除了會出現(xiàn)超過控制界的點(diǎn)或長鏈之外，了會出現(xiàn)超過控制界的點(diǎn)或長鏈之外，數(shù)據(jù)中還可能出現(xiàn)其他的易分辨的由于數(shù)據(jù)中還可能出現(xiàn)其他的易分辨的由于特殊原因造面的圖形，屬工序質(zhì)量異常。特殊原因造面的圖形，屬工序質(zhì)量異常。UCLLCL

11、Xn下面介紹一種驗(yàn)證數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體分布是否異常下面介紹一種驗(yàn)證數(shù)據(jù)點(diǎn)的總體分布是否異常的準(zhǔn)則：各點(diǎn)與的準(zhǔn)則：各點(diǎn)與R的距離：一般地，大約的距離：一般地，大約2/3的的描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的中間三分之一的區(qū)域內(nèi)，描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的中間三分之一的區(qū)域內(nèi)，大約大約1/3的點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域。如數(shù)的點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域。如數(shù)據(jù)點(diǎn)雖在控制界限內(nèi)，如連續(xù)據(jù)點(diǎn)雖在控制界限內(nèi)，如連續(xù)3點(diǎn)中有點(diǎn)中有2點(diǎn)落在點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域，應(yīng)屬工序質(zhì)量異常其外的三分之二的區(qū)域，應(yīng)屬工序質(zhì)量異常（見（見3圖的說明）圖的說明）3點(diǎn)中有點(diǎn)中有2點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域，屬異常點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域，屬異常n3

12、n-3nn-8、n當(dāng)控制圖出現(xiàn)警告信號時，由責(zé)任人員填寫當(dāng)控制圖出現(xiàn)警告信號時，由責(zé)任人員填寫X-R控制控制圖異常報警表，交工藝人員作出分析并制定糾正措圖異常報警表，交工藝人員作出分析并制定糾正措施，質(zhì)管部施，質(zhì)管部QA負(fù)責(zé)跟蹤和考核。必要時，對超出控負(fù)責(zé)跟蹤和考核。必要時，對超出控制限的點(diǎn)確定為特殊原因引起的，必須對該點(diǎn)加以制限的點(diǎn)確定為特殊原因引起的，必須對該點(diǎn)加以刪除，重新修訂控制圖，重新計算控制限。當(dāng)控制刪除，重新修訂控制圖，重新計算控制限。當(dāng)控制限變得越來越好時，應(yīng)對此時的工藝參數(shù)形成文件限變得越來越好時，應(yīng)對此時的工藝參數(shù)形成文件加以介定，以優(yōu)化管理。加以介定，以優(yōu)化管理。n出界了

13、！出界了！n快報警！快報警！好！我好！我馬上搞定！馬上搞定！n1、X-R圖的控制限為控制圖初始工序能力分析后，工圖的控制限為控制圖初始工序能力分析后，工序穩(wěn)定（即序穩(wěn)定（即CPK1.33時）時控制限，因此開始作一份時）時控制限，因此開始作一份SPC控制圖的第一個點(diǎn)時，控制限已經(jīng)生成，并不是控制圖的第一個點(diǎn)時，控制限已經(jīng)生成，并不是25組數(shù)據(jù)取完后計算的控制限。組數(shù)據(jù)取完后計算的控制限。初始分析就決定了上下界線了！n2、 一份一份X-R圖時必須計算該圖的控制限和圖時必須計算該圖的控制限和CPK，當(dāng)當(dāng)CPK1.33且計算的控制限范圍相對事先設(shè)定的控制限且計算的控制限范圍相對事先設(shè)定的控制限范圍縮窄

14、時，下一份圖的控制限以該圖計算出的控制范圍縮窄時，下一份圖的控制限以該圖計算出的控制限為事先設(shè)定的控制限。限為事先設(shè)定的控制限。CPK1.33，控制圖控制圖控制生效！控制生效！用EXCEL自編軟件算！自動生成！ n1、工序能力客觀地描述工序過程中存在著分、工序能力客觀地描述工序過程中存在著分散的狀況，統(tǒng)計學(xué)有散的狀況，統(tǒng)計學(xué)有CP來評介工程能力的大來評介工程能力的大?。ǚ稚⒊潭龋?，其計算公式為?。ǚ稚⒊潭龋溆嬎愎綖镃P=（UCL-LCL）/6，工程能力工程能力CP的評價基準(zhǔn)為：的評價基準(zhǔn)為：n CP值值 工序能力等級工序能力等級 工序能力說明工序能力說明 CP1.67 特級特級 工序能力

15、過剩，作業(yè)可簡化工序能力過剩，作業(yè)可簡化 1.33CP 1.67 一級一級 工序能力充分工序能力充分,可以考核作業(yè)可以考核作業(yè)簡化簡化 1.33CP1 二級二級 工序能力尚可，可接受，但工序能力尚可，可接受，但不充分不充分1CP 三級三級 工序能力不足，需對作業(yè)改工序能力不足，需對作業(yè)改進(jìn)提高進(jìn)提高 n當(dāng)工程規(guī)范（公差）為兩側(cè)規(guī)格時（如34+0.2-0.1)，工序能力Cpk，其計算為：nCpk=（1-K）（ USL+LSL ）/6= （T-2）/6 n其中：其中：= (USL+LSL)/2-X n 1 ) ( 1 2 1 n x x n i i n 說明：說明： USL、LSL為為工程規(guī)程上限

16、和下限工程規(guī)程上限和下限T為為工程規(guī)范公差值工程規(guī)范公差值為標(biāo)準(zhǔn)差為標(biāo)準(zhǔn)差為工程數(shù)據(jù)中心與為工程數(shù)據(jù)中心與公差中心的偏差公差中心的偏差天書！我算不了！ 用用STDEV計算計算！n當(dāng)工程規(guī)范（公差）為單向公差界限時，當(dāng)工程規(guī)范（公差）為單向公差界限時，Cpk的計算為：的計算為：nCpK=（USL-X）/3（規(guī)定公差上限時）規(guī)定公差上限時） CpK =（X-LSL）/3（規(guī)定公差下限時）規(guī)定公差下限時）n以上以上的計算也可用的計算也可用近似代替，以近似代替，以下為估計過下為估計過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差（用程的標(biāo)準(zhǔn)偏差（用表示）表示）公式公式n = R/d2 式中：式中：R為子組極差的均值為子組極差的均值(在

17、在極極 差受控時期差受控時期)nd2隨樣品容量變化的常數(shù)，見下表隨樣品容量變化的常數(shù)，見下表 N2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08n 在一個生產(chǎn)過程中永遠(yuǎn)無法達(dá)到完美的控制狀態(tài)，過程控制圖的目的不是完美的，而是合理、經(jīng)濟(jì)的控制狀態(tài)，如果某工序控制圖上從來不出現(xiàn)失控點(diǎn)，Cpk一直為1.33以上，則需查詢該工序是否應(yīng)畫控制圖，可考慮用其它通用的工藝控制方式保證產(chǎn)品質(zhì)量。n采這么好果子大容易了！樹又不高，不必用梯子！n3控制圖：以樣本平均值X為中心，以X3為范圍，作成控制圖時，如質(zhì)量特性值呈現(xiàn)正態(tài)分布時（左、右對稱），則測量的數(shù)據(jù)，就有9

18、9.97%機(jī)率落在X3范圍內(nèi)，我們可以判定為隨機(jī)原因的變異，為安定值。當(dāng)數(shù)據(jù)落在界線外側(cè)時，就判定不異常原因時（也限控制點(diǎn)出界時），需要調(diào)查。-33TT/2XM偏移上限產(chǎn)生的次品率n按上述原則判別定，可能會出現(xiàn)兩個誤判；（1）即冒失者之誤：落入控制圖的機(jī)率為即冒失者之誤：落入控制圖的機(jī)率為99.97%，也就，也就是說是說1000個數(shù)據(jù)，有個數(shù)據(jù)，有3個數(shù)據(jù)可能逸出控制界外，這是隨個數(shù)據(jù)可能逸出控制界外，這是隨機(jī)原因，不是異常原因造成的變異。屬正常，但誤判為異機(jī)原因，不是異常原因造成的變異。屬正常，但誤判為異常，此現(xiàn)象為冒失者之誤。用常，此現(xiàn)象為冒失者之誤。用表示。如表示。如=0.3%。-33TT/2XUSL100點(diǎn)有點(diǎn)有2點(diǎn)