SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制培訓(xùn)課程課件

1、SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制培訓(xùn)課程2課程大綱一、SPC的基本概念;二、計(jì)量型控制圖;三、計(jì)數(shù)型控制圖;四、過(guò)程控制圖判定和注意事項(xiàng)31.什么是SPC?S = StatisticalP= ProcessC = Control 統(tǒng)計(jì)製程控制一.SPC的基本概念41.什么是SPC?品質(zhì)控制的發(fā)展六階段為: 1.操作工品管 2.領(lǐng)班品管 3.檢驗(yàn)員品管 4.統(tǒng)計(jì)品管 5.全面品管 6.全面品質(zhì)經(jīng)營(yíng) 在第4階段,修瓦特博士(1924年)發(fā)表“製造產(chǎn)品品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)控制”以後,統(tǒng)計(jì)方法在品質(zhì)控制的運(yùn)用,即接連不斷,現(xiàn)今ISO9000系列另專(zhuān)章說(shuō)明統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用,其不僅用於生產(chǎn)後(檢驗(yàn))階段,舉凡市場(chǎng)開(kāi)發(fā)及至顧客抱怨均

2、派上用場(chǎng)。 5 2.過(guò)程控制的需要檢測(cè)容忍浪費(fèi)預(yù)防避免浪費(fèi)63.變差是什么？在一個(gè)程序的個(gè)別項(xiàng)目/ 輸出之間的不可避免的差異(可分普通和特殊原因)變差的例子你的操作有變化機(jī)器有變化你的儀器有變化產(chǎn)品的質(zhì)量特性有變化7變差的起源測(cè)量Measurement變差人力Manpower環(huán)境Mother-natured機(jī)械Machine方法Methods物料Material84.變差的類(lèi)型沒(méi)有任何兩樣事物是一模一 樣的； 例如： 兩片雪花， 兩個(gè)人的指紋， 同一臺(tái)機(jī)器所生產(chǎn)的兩件產(chǎn)品。所有工序都存在變差；95.變差產(chǎn)生的原因普通原因又叫系統(tǒng)原因、不可查原因等如：天氣的變化、環(huán)境的影響、物料在一定范圍內(nèi)的變

3、化、已經(jīng)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行作業(yè)的變化、其他未知的原因等特殊原因又叫異常原因、可查明原因等如：機(jī)器突然變化、未按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作、使用規(guī)格外的物料、工治具磨損等107.變差的普通原因每一個(gè)成品都不相同如果過(guò)程中，只有普通原因之變異存在，則其成品將形成一個(gè)很穩(wěn)定之分布，而且是可以預(yù)測(cè)的。118.變差的特殊原因如果過(guò)程中,有異常原因之變異存在，則其成品將為不穩(wěn)定，而且無(wú)法預(yù)測(cè)。129.關(guān)于變差，我們想知道什么？多大？種類(lèi)？可預(yù)測(cè)嗎？139.關(guān)于變差，我們想知道什么？多大？種類(lèi)？可預(yù)測(cè)嗎？14可以通過(guò)直方圖的方式關(guān)注過(guò)程分布情況當(dāng)你測(cè)量了一定數(shù)量的產(chǎn)品后，就會(huì)形成一條曲線(xiàn)，這便是質(zhì)量特性X的分布：10.變差與

4、過(guò)程分布關(guān)系1511.什么是正態(tài)分布 ?一種用于計(jì)量型數(shù)據(jù)的,連續(xù)的,對(duì)稱(chēng)的鐘型頻率分布,它是計(jì)量型數(shù)據(jù)用控制圖的基礎(chǔ).當(dāng)一組測(cè)量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時(shí),有大約68.26%的測(cè)量值落在平均值處正負(fù)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)間內(nèi),大約95.44%的測(cè)量值將落在平均值處正負(fù)兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)間內(nèi);大約99.73%的值將落在平均值處正負(fù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)間內(nèi).16LSLUSL合格品缺陷品缺陷品我們將正態(tài)曲線(xiàn)和橫軸之間的面積看作1,可以計(jì)算出上下規(guī)格界限之外的面積,該面積就是出現(xiàn)缺陷的概率,如下圖:17標(biāo)準(zhǔn)的正態(tài)分布 18從上述公式可看出,工序西格瑪值是平均值與規(guī)格上下限之間包括的標(biāo)準(zhǔn)差的數(shù)量,表示如下圖:LSLUSL123

5、1912.過(guò)程分類(lèi)過(guò)程可以用受控/不受控/滿(mǎn)足規(guī)范/不滿(mǎn)足規(guī)范來(lái)分類(lèi)2013.過(guò)程分類(lèi) 滿(mǎn)足要求 受 控 不受控 滿(mǎn)足規(guī)范 1 類(lèi) 3 類(lèi) 不滿(mǎn)足規(guī)范 2 類(lèi) 4 類(lèi)2115.過(guò)程的改進(jìn)循環(huán)及過(guò)程控制分析過(guò)程本過(guò)程應(yīng)該做些什么？會(huì)出現(xiàn)什么錯(cuò)誤？本過(guò)程正在做什么？達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)？確定能力。維護(hù)（控制）過(guò)程監(jiān)控過(guò)程性能查找偏差的特殊原因并采取措施改進(jìn)過(guò)程改變過(guò)程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差22二、計(jì)量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X -R)4 單值與移動(dòng)極差控制圖(X-MR)231.計(jì)量型控制圖(均值極差圖)1-1. 定

6、義：在計(jì)量值控制圖中，均值與極差控制圖系最實(shí)用的， 所謂均值與極差控制圖，就是平均值控制圖(X-Chart)和極差控制圖(R-Chart)二者合并使用，平均值控制圖就是控制平均值之變化，即分配之集中趨勢(shì)之變化，極差控制圖則控制變異之程度，即分配之散布狀況。1-2.功用:制程變異的原因可分為:偶然原因和異常原因,控制圖主要用來(lái)控制異常,追查真因,采取行動(dòng),使制程恢復(fù)正常.24 1-3.均值和極差圖的適用范圍:可用以控制分組的計(jì)量數(shù)據(jù)即每次同時(shí)取到幾個(gè)數(shù)據(jù)之地方，數(shù)據(jù)屬于計(jì)量型，如長(zhǎng)度、重量、阻抗、零件厚度、內(nèi)外徑等等。251-4.均值和極差圖制作假設(shè)：從生產(chǎn)線(xiàn)抽取并測(cè)量2個(gè)2.628 inch2

7、.632 inch以上兩個(gè)數(shù)據(jù)有差距嗎？26這兩個(gè)數(shù)據(jù)能？它們可以告訴我們一個(gè)大概的情況。但是該工序變差到底有多大？下一個(gè)產(chǎn)品又會(huì)怎樣呢？27結(jié)論： 少量的測(cè)量數(shù)據(jù)不能說(shuō)明過(guò)程的變 差范圍。！問(wèn)題：那怎樣才能知道過(guò)程的變差范圍呢？?jī)H靠這兩個(gè)數(shù)據(jù)不能回答這兩個(gè)問(wèn)題！28控制圖的繪制A. X-R控制圖的作法 (1)收集100個(gè)以上數(shù)據(jù),依測(cè)定時(shí)間順序或群體順序排列. (2)把2-6個(gè)(一般采4-5個(gè))數(shù)據(jù)分為一組. (3)把數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)表. (4)計(jì)算各組的均值X. (5)計(jì)算各組的全距R. (6)計(jì)算總平均X= (7)計(jì)算全距平均R= X組數(shù)X組數(shù)291-5.取樣方法控制圖是由樣本之?dāng)?shù)據(jù),推測(cè)制

8、造工程是否在穩(wěn)定之控制狀況中,因此選取之樣本必須具有代表性,所以原則上在工作線(xiàn)上按不同之機(jī)器,不同之操作人員等分別取樣，這樣可避免機(jī)器、操作人員等因素之變異而發(fā)生特殊原因。X-R控制圖之樣本,為了合理、經(jīng)濟(jì)及有效,大多取4或5。取樣時(shí)最重要是合理樣組,欲盡量使樣組內(nèi)之變異小,樣組與樣組間之變異大.控制圖才易生效。要使樣組內(nèi)之變異小，必須使樣本在相同條件下制造，一般情況下，包含100或更多單值讀數(shù)的25或更多個(gè)子組可以很好地用來(lái)檢驗(yàn)穩(wěn)定性。（將收集的數(shù)據(jù)繪制以下圖表中）301-6.繪制X-R控制圖實(shí)例組號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18

9、19 20 21 22 23 24 25 X1X2X3X4X5XR46 49 48 54 53 47 49 47 47 48 48 48 52 48 51 53 49 47 52 48 51 46 50 50 5051 51 52 50 49 54 52 45 46 52 51 51 52 50 51 49 48 49 50 48 52 53 50 54 5154 52 52 50 49 51 52 53 53 50 50 53 51 47 51 53 50 49 52 52 50 51 48 50 5152 50 52 46 53 51 51 50 50 48 50 50 48 49 52

10、46 50 50 47 48 49 51 50 49 5148 50 54 50 49 51 50 51 51 51 46 50 53 51 51 48 52 52 49 52 54 50 50 51 4650.2 50.4 51.6 50 50.6 50.8 50.8 49.2 49.4 49.8 49 50.4 51.2 49 52.2 51.2 49.8 49.4 50 49.6 51.2 50.2 49.6 50.8 49.88 3 4 8 4 7 3 8 7 4 5 5 5 4 1 7 4 5 5 4 5 7 2 7 5 XRUCL=53.08CL=50.15LCL=47.22UCL

11、=10.77CL=5.081) X=X/25=50.15 R=R/25=5.08 (A2=0.577, D4=2.12)2) X控制圖: CL=X=50.15 UCL=X+A2R=53.08 LCL=X-A2R=47.223) R控制圖: CL=R=5.08 UCL=D4R=10.77 LCL=D3R (n7,故不考慮)311-7.如何計(jì)算控制界限？X控制圖:中心線(xiàn) CL=X 上限 UCL=X+A2R 下限 LCL=X-A2RR控制圖:中心線(xiàn)CL=R 上限 UCL=D4R 下限 LCL=D3RA2, D4, D3可查表繪控制界限,并將點(diǎn)點(diǎn)入圖中.記入數(shù)履歷及特殊原因,以備查 考,分析,判斷.3

12、232nA2d2d3D3D4 2 1.880 1.125 0.853 - 3.267 3 1.023 1.693 0.888 - 2.574 4 0.729 2.059 0.880 - 2.282 5 0.577 2.326 0.864 - 2.114 6 0.483 2.534 0.848 - 2.004 7 0.419 2.704 0.838 0.076 1.924 8 0.373 2.847 0.820 0.136 1.864 9 0.337 2.970 0.808 0.187 1.816 10 0.308 3.078 0.797 0.223 1.777 11 0.285 3.173 0

13、.787 0.256 1.744 12 0.266 3.258 0.778 0.283 1.717CASE 11-8 X-R控制圖用的系數(shù)331-11.過(guò)程能力解釋Cp- 穩(wěn)定過(guò)程的能力指數(shù)，代表過(guò)程的長(zhǎng)期能力，已排除過(guò)程的特殊原因；Cpk-穩(wěn)定過(guò)程的能力指數(shù)，定義為CPL或CPU中的最小值；Pp-過(guò)程表現(xiàn)的性能指數(shù)，代表過(guò)程在一段時(shí)間內(nèi)的表現(xiàn)，未排除過(guò)程的特殊原因；Ppk-過(guò)程表現(xiàn)的性能指數(shù)，定義為PPL或PPU中的最小值。341-12.過(guò)程能力計(jì)算Cp=(USL-LSL)/6USL:工程規(guī)范的上限LSL:工程規(guī)范的下限=R/d2:為過(guò)程特性標(biāo)準(zhǔn)差的估計(jì)值，這里指過(guò)程中統(tǒng)計(jì)抽樣值的分布寬度的

14、量度，與子組大小相關(guān)。Cpk=Min(CpU或CpL)Pp =(USL-LSL)/6S：= (Xi-X)2/n-1一個(gè)過(guò)程特性單值分布的標(biāo)準(zhǔn)差，與整個(gè)過(guò)程的分布寬度相關(guān)。Ppk=Min(PPU或PPL)i=135過(guò)程能力計(jì)算CPU=(USL-X)/ 3R/d2CPL=(X -LSL)/ 3R/d2PPU=(USL-X)/ 3S PPL=(X -LSL)/ 3S36製程能力分析與製程基準(zhǔn)：代號(hào)判斷計(jì)算公式等級(jí)分級(jí)基準(zhǔn)雙邊規(guī)格時(shí)單邊規(guī)格時(shí)Ca準(zhǔn)確值(比較製程分配中心與規(guī)格平均值一致之情形) X - Ca = T/2 -ABCD Ca12.5% 12.5% Ca25% 25% Ca50% 50% C

15、aCp精密度(比較製程分散寬度與公差範(fàn)圍) TCp = 6 Su - X Cp= 3 X - SlCp= 3ABCD 1.33 Cp 1.00 Cp 1.33 0.83 Cp 1.00 Cp 0.83註：上表之符號(hào)意義如下 1. = 規(guī)格中心 2. T (公差) = Su - Sl = 規(guī)格上限 規(guī)格下限 3. = 製程分配之群體標(biāo)準(zhǔn)差估計(jì)值。 4. X = 製程分配之平均值 37製程能力指數(shù)(總合指數(shù))：代號(hào)判斷計(jì)算公式等級(jí)分級(jí)基準(zhǔn)PPK初期製程能力指數(shù)(初期分析用) 見(jiàn)公式ABCD 1.67 PPK 1.33 PPK 1.67 1.00 PPK 1.33 PPK 1.00CPK量產(chǎn)製程能力

16、指數(shù)(製程中如以控制圖執(zhí)行控制可代PPK) 見(jiàn)公式ABC 1.33 CPK 1.00 CPK 1.33 CPK 1.00381-13.控制線(xiàn)延用如果均值和極差控制圖過(guò)程波動(dòng)不存在異常現(xiàn)象；初始過(guò)程能力達(dá)到預(yù)期的期望值，即PPK1.67以上；那么均值極差控制圖中的控制線(xiàn)將為相同條件過(guò)程，（同過(guò)程、同特性）量產(chǎn)時(shí)的過(guò)程管控線(xiàn)，即為：過(guò)程管控標(biāo)準(zhǔn)。注：過(guò)程存在4M1E變更時(shí)，則由工程、生產(chǎn)、品管等與過(guò)程相關(guān)的部門(mén)一起討論判定重新進(jìn)行過(guò)程能力研究，計(jì)算新的控制線(xiàn)。39二、計(jì)量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X -R)4 單值與移動(dòng)極差控制圖(

17、X-MR)402.均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖：X-s圖均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖與X-R圖一樣，也是從測(cè)得的過(guò)程輸出數(shù)據(jù)中發(fā)展來(lái)的；一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)出現(xiàn)以下一種或多種情況時(shí)，可采用均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖：數(shù)據(jù)是由計(jì)算機(jī)按實(shí)時(shí)時(shí)序記錄和/或描圖的，則 s的計(jì)算程序容易集成化；有方便適用的器具使s的計(jì)算能簡(jiǎn)單按程序算出；使用的子組樣本容量較大，更有效的變差容量是合適的。收集數(shù)據(jù)：如果原始數(shù)據(jù)量大，常將他們記錄在單獨(dú)的數(shù)據(jù)表上，只有每組的均值和標(biāo)準(zhǔn)差出現(xiàn)在圖上。412.均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖：X-s圖注： XS控制圖與XR控制圖之使用地方大致相同，唯一區(qū)別在每組內(nèi)樣本大小多少不同，因當(dāng)樣本增多時(shí)，測(cè)定值亦增多。以R值代表其變異已不夠準(zhǔn)確，故必

18、須改用標(biāo)準(zhǔn)差替代極差R。規(guī)定每組樣本在10個(gè)以下時(shí)，則必須用XR控制圖，若超過(guò)10個(gè)時(shí)，必須用XS控制圖。42X-s圖示例43X-s圖公式S= (Xi-X)2/n-1UCLS=B4S LCLS=B3SUCLx=X+A3SLCLx= X-A3SCLS=S4444CASE 2XS控制圖用的系數(shù)45二、計(jì)量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X-R )4 單值與移動(dòng)極差控制圖(X-MR)463.中位數(shù)圖 (X-R)中位數(shù)圖在應(yīng)用中的優(yōu)點(diǎn)：易于使用，不要求很多計(jì)算；由于描的是單值的點(diǎn)（以及中位數(shù)），可顯示過(guò)程輸出的分布寬度并且給出過(guò)程變差的趨勢(shì)；

19、由于一張圖上可顯示中位數(shù)及分布寬度，所以它可以用來(lái)對(duì)幾個(gè)過(guò)程的輸出或同一過(guò)程的不同階段的使出進(jìn)行比較；收集數(shù)據(jù)一般情況下，中位數(shù)圖用在子組的樣本容量小于或等于10的情況，樣本容量為奇數(shù)時(shí)更方便。如果子組樣本容量為偶數(shù)，中位數(shù)是中間兩個(gè)數(shù)的均值；將每個(gè)子組的中位數(shù)和極差填入數(shù)據(jù)表47中位數(shù)圖示例48X-R圖公式CLR= RUCLR=D4R LCLR=D3RUCLx=X+A2RLCLx= X-A2RCLx=X49樣本大小R 圖 用A2D3D4M3A221.880-2.2671.88031.023-2.5751.18740.729-2.2820.79650.577-2.1140.69160.483-

20、2.0040.54970.4190.0761.9240.50980.3730.1361.8640.43290.3370.1841.8160.412100.3080.2231.7770.36349CASE 3X-R圖系數(shù)表50二、計(jì)量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X-R )4 單值與移動(dòng)極差控制圖(X-MR)514.單值和移動(dòng)極差圖（X-MR圖）當(dāng)測(cè)量費(fèi)用很大時(shí)（如破壞性試驗(yàn)）或當(dāng)任何時(shí)刻點(diǎn)的輸出性質(zhì)比較一致時(shí)（如化學(xué)溶液的PH值），可使用X-MR圖，但要注意：?jiǎn)沃悼刂圃跈z查過(guò)程變化時(shí)不夠敏感；如果過(guò)程的分布不是對(duì)稱(chēng)的，則在解釋控制圖

21、時(shí)要十分小心；不能區(qū)分過(guò)程的零件間重復(fù)性；由于每一子組僅有一個(gè)單值，X均值和標(biāo)準(zhǔn)差值會(huì)有較大的變異性。收集數(shù)據(jù)：在數(shù)據(jù)圖上從左到右記錄單值讀數(shù)（X）計(jì)算移動(dòng)極差（MR），請(qǐng)注意極差的個(gè)數(shù)會(huì)比單值讀數(shù)的個(gè)數(shù)少一個(gè)(25個(gè)讀值可得24個(gè)移動(dòng)極差) 。52X-MR圖示例53X-MR圖公式UCLMR=D4R LCLMR=D3RUCLx=X+E2RLCLx= X-E2RCLx=X5454CASE 4X-MR圖系數(shù)表55三、計(jì)數(shù)型控制圖1不良率控制圖(P)2 不良數(shù)控制圖(nP)3 缺點(diǎn)數(shù)控制圖(C)4多單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖(U )561. P控制圖的作法收集數(shù)據(jù),至少20組以上.計(jì)算每組之不良率P.計(jì)算平均

22、不良率P=總不良個(gè)數(shù)N / 總檢查數(shù)n計(jì)算控制界限 中心線(xiàn) CL=P 上限 UCL=P+3 P(1-P)/n 下限 LCL=P-3 P(1-P)/n 繪控制界限,并將點(diǎn)點(diǎn)圖中.記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原因,以備查考,分析,判斷. 57P控制圖實(shí)例批號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 合計(jì) 平均樣數(shù)100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 2500

23、 100NG數(shù)4 2 0 5 3 2 4 3 2 6 1 4 1 0 2 3 1 6 1 3 3 2 0 7 3 68 -不良率%4 2 0 5 3 2 4 3 2 6 1 4 1 0 2 3 1 6 1 3 3 2 0 7 3 - 2.78UCL=7.6%2640 CL=2.7%1) P=68/2500=2.7% CL=P=2.7%2) UCL=0.0756=7.6% LCL=058三、計(jì)數(shù)型控制圖1不良率控制圖(P)2 不良數(shù)控制圖(nP)3 缺點(diǎn)數(shù)控制圖(C)4單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖(U )592.不良數(shù)控制圖(nP-Chart)不良數(shù)控制圖即一般所稱(chēng)之nP控制圖，應(yīng)用這種控制圖，樣本大小(n

24、)必須相等通常使用不良數(shù)控制圖，樣本大小總是較多，如n=50,100或200以上。與p圖不同，nP圖表示不合格品實(shí)際數(shù)量而不是與樣本的比率。p圖和nP圖適用的基本情況相同，當(dāng)滿(mǎn)足下列情況可選用nP圖：不合格品的實(shí)際數(shù)量比不合格品率更有意義或更容易報(bào)告。各階段子組的樣本容量相同。59602.不良數(shù)控制圖(nP-Chart)受檢驗(yàn)樣本的容量必須相等。分組的周期應(yīng)按照生產(chǎn)間隔和反饋系統(tǒng)而定。樣本容量應(yīng)足夠大使每個(gè)子組內(nèi)都出現(xiàn)幾個(gè)不合格品，在數(shù)據(jù)表上記錄樣本的容量。記錄并描繪每個(gè)子組內(nèi)的不合格品數(shù)(nP)。計(jì)算控制界限：60CASE 6UCL：CL：nPLCL：61三、計(jì)數(shù)型控制圖1不良率控制圖(P)2 不良數(shù)控制圖(nP)3 缺點(diǎn)數(shù)控制圖(C)4單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖(U )623. 缺點(diǎn)數(shù)圖(C-Chart)C圖用來(lái)測(cè)量一個(gè)檢驗(yàn)批內(nèi)的缺點(diǎn)的數(shù)量，C圖要求樣本的容量或受檢材料的數(shù)量恒定，它主要用以下兩類(lèi)檢驗(yàn)：不合格分布在連續(xù)的產(chǎn)品流上(例如每匹維尼龍上的瑕疪，玻璃上的氣泡或電線(xiàn)上絕緣層薄的點(diǎn))，以及可以用不合格的平均比率表示的地方(如每100平方米維尼龍上的瑕疪)。在單個(gè)的產(chǎn)品檢驗(yàn)中可能發(fā)現(xiàn)許多不同潛在原因造成的不合格(例如：在一個(gè)修理部記錄，每輛車(chē)或元件可能存在一個(gè)或多個(gè)不同的不合格)。62633. 缺點(diǎn)數(shù)圖(C-Chart)63CASE 7計(jì)算控