SPC統(tǒng)計過程控制培訓課程課件

1、SPC統(tǒng)計過程控制培訓課程2課程大綱一、SPC的基本概念;二、計量型控制圖;三、計數(shù)型控制圖;四、過程控制圖判定和注意事項31.什么是SPC?S = StatisticalP= ProcessC = Control 統(tǒng)計製程控制一.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.領班品管 3.檢驗員品管 4.統(tǒng)計品管 5.全面品管 6.全面品質(zhì)經(jīng)營 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)濟控制”以後,統(tǒng)計方法在品質(zhì)控制的運用,即接連不斷,現(xiàn)今ISO9000系列另專章說明統(tǒng)計方法的應用,其不僅用於生產(chǎn)後(檢驗)階段,舉凡市場開發(fā)及至顧客抱怨均

2、派上用場。 5 2.過程控制的需要檢測容忍浪費預防避免浪費63.變差是什么？在一個程序的個別項目/ 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變差的起源測量Measurement變差人力Manpower環(huán)境Mother-natured機械Machine方法Methods物料Material84.變差的類型沒有任何兩樣事物是一模一 樣的； 例如： 兩片雪花， 兩個人的指紋， 同一臺機器所生產(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)標準執(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：機器突然變化、未按照作業(yè)標準操作、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成品都不相同如果過程中，只有普通原因之變異存在，則其成品將形成一個很穩(wěn)定之分布，而且是可以預測的。118.變差的特殊原因如果過程中,有異常原因之變異存在，則其成品將為不穩(wěn)定，而且無法預測。129.關于變差，我們想知道什么？多大？種類？可預測嗎？139.關于變差，我們想知道什么？多大？種類？可預測嗎？14可以通過直方圖的方式關注過程分布情況當你測量了一定數(shù)量的產(chǎn)品后，就會形成一條曲線，這便是質(zhì)量特性X的分布：10.變差與

4、過程分布關系1511.什么是正態(tài)分布 ?一種用于計量型數(shù)據(jù)的,連續(xù)的,對稱的鐘型頻率分布,它是計量型數(shù)據(jù)用控制圖的基礎.當一組測量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時,有大約68.26%的測量值落在平均值處正負一個標準差的區(qū)間內(nèi),大約95.44%的測量值將落在平均值處正負兩個標準差的區(qū)間內(nèi);大約99.73%的值將落在平均值處正負三個標準差的區(qū)間內(nèi).16LSLUSL合格品缺陷品缺陷品我們將正態(tài)曲線和橫軸之間的面積看作1,可以計算出上下規(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標準的正態(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準差的數(shù)量,表示如下圖:LSLUSL123

5、1912.過程分類過程可以用受控/不受控/滿足規(guī)范/不滿足規(guī)范來分類2013.過程分類 滿足要求 受 控 不受控 滿足規(guī)范 1 類 3 類 不滿足規(guī)范 2 類 4 類2115.過程的改進循環(huán)及過程控制分析過程本過程應該做些什么？會出現(xiàn)什么錯誤？本過程正在做什么？達到統(tǒng)計控制狀態(tài)？確定能力。維護（控制）過程監(jiān)控過程性能查找偏差的特殊原因并采取措施改進過程改變過程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差22二、計量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標準差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X -R)4 單值與移動極差控制圖(X-MR)231.計量型控制圖(均值極差圖)1-1. 定

6、義：在計量值控制圖中，均值與極差控制圖系最實用的， 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,控制圖主要用來控制異常,追查真因,采取行動,使制程恢復正常.24 1-3.均值和極差圖的適用范圍:可用以控制分組的計量數(shù)據(jù)即每次同時取到幾個數(shù)據(jù)之地方，數(shù)據(jù)屬于計量型，如長度、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：從生產(chǎn)線抽取并測量2個2.628 inch2

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

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上按不同之機器,不同之操作人員等分別取樣，這樣可避免機器、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)濟及有效,大多取4或5。取樣時最重要是合理樣組,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或更多個子組可以很好地用來檢驗穩(wěn)定性。（將收集的數(shù)據(jù)繪制以下圖表中）301-6.繪制X-R控制圖實例組號 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.如何計算控制界限？X控制圖:中心線 CL=X 上限 UCL=X+A2R 下限 LCL=X-A2RR控制圖:中心線CL=R 上限 UCL=D4R 下限 LCL=D3RA2, D4, D3可查表繪控制界限,并將點點入圖中.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.過程能力解釋Cp- 穩(wěn)定過程的能力指數(shù)，代表過程的長期能力，已排除過程的特殊原因；Cpk-穩(wěn)定過程的能力指數(shù)，定義為CPL或CPU中的最小值；Pp-過程表現(xiàn)的性能指數(shù)，代表過程在一段時間內(nèi)的表現(xiàn)，未排除過程的特殊原因；Ppk-過程表現(xiàn)的性能指數(shù)，定義為PPL或PPU中的最小值。341-12.過程能力計算Cp=(USL-LSL)/6USL:工程規(guī)范的上限LSL:工程規(guī)范的下限=R/d2:為過程特性標準差的估計值，這里指過程中統(tǒng)計抽樣值的分布寬度的

14、量度，與子組大小相關。Cpk=Min(CpU或CpL)Pp =(USL-LSL)/6S：= (Xi-X)2/n-1一個過程特性單值分布的標準差，與整個過程的分布寬度相關。Ppk=Min(PPU或PPL)i=135過程能力計算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：代號判斷計算公式等級分級基準雙邊規(guī)格時單邊規(guī)格時Ca準確值(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. = 製程分配之群體標準差估計值。 4. X = 製程分配之平均值 37製程能力指數(shù)(總合指數(shù))：代號判斷計算公式等級分級基準PPK初期製程能力指數(shù)(初期分析用) 見公式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) 見公式ABC 1.33 CPK 1.00 CPK 1.33 CPK 1.00381-13.控制線延用如果均值和極差控制圖過程波動不存在異?，F(xiàn)象；初始過程能力達到預期的期望值，即PPK1.67以上；那么均值極差控制圖中的控制線將為相同條件過程，（同過程、同特性）量產(chǎn)時的過程管控線，即為：過程管控標準。注：過程存在4M1E變更時，則由工程、生產(chǎn)、品管等與過程相關的部門一起討論判定重新進行過程能力研究，計算新的控制線。39二、計量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標準差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X -R)4 單值與移動極差控制圖(

17、X-MR)402.均值和標準差圖：X-s圖均值和標準差圖與X-R圖一樣，也是從測得的過程輸出數(shù)據(jù)中發(fā)展來的；一般來說，當出現(xiàn)以下一種或多種情況時，可采用均值和標準差圖：數(shù)據(jù)是由計算機按實時時序記錄和/或描圖的，則 s的計算程序容易集成化；有方便適用的器具使s的計算能簡單按程序算出；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的數(shù)據(jù)表上，只有每組的均值和標準差出現(xiàn)在圖上。412.均值和標準差圖：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，因當樣本增多時，測定值亦增多。以R值代表其變異已不夠準確，故必

18、須改用標準差替代極差R。規(guī)定每組樣本在10個以下時，則必須用XR控制圖，若超過10個時，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、計量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標準差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X-R )4 單值與移動極差控制圖(X-MR)463.中位數(shù)圖 (X-R)中位數(shù)圖在應用中的優(yōu)點：易于使用，不要求很多計算；由于描的是單值的點（以及中位數(shù)），可顯示過程輸出的分布寬度并且給出過程變差的趨勢；

19、由于一張圖上可顯示中位數(shù)及分布寬度，所以它可以用來對幾個過程的輸出或同一過程的不同階段的使出進行比較；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)時更方便。如果子組樣本容量為偶數(shù)，中位數(shù)是中間兩個數(shù)的均值；將每個子組的中位數(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、計量型控制圖1 均值與極差控制圖(X-R)2 均值與標準差控制圖(XS)3 中位數(shù)與極差控制圖(X-R )4 單值與移動極差控制圖(X-MR)514.單值和移動極差圖（X-MR圖）當測量費用很大時（如破壞性試驗）或當任何時刻點的輸出性質(zhì)比較一致時（如化學溶液的PH值），可使用X-MR圖，但要注意：單值控制在檢查過程變化時不夠敏感；如果過程的分布不是對稱的，則在解釋控制圖

21、時要十分小心；不能區(qū)分過程的零件間重復性；由于每一子組僅有一個單值，X均值和標準差值會有較大的變異性。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）計算移動極差（MR），請注意極差的個數(shù)會比單值讀數(shù)的個數(shù)少一個(25個讀值可得24個移動極差) 。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 缺點數(shù)控制圖(C)4多單位缺點數(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.計算每組之不良率P.計算平均

22、不良率P=總不良個數(shù)N / 總檢查數(shù)n計算控制界限 中心線 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,并將點點圖中.記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原因,以備查考,分析,判斷. 57P控制圖實例批號 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 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 缺點數(shù)控制圖(C)4單位缺點數(shù)控制圖(U )592.不良數(shù)控制圖(nP-Chart)不良數(shù)控制圖即一般所稱之nP控制圖，應用這種控制圖，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，當滿足下列情況可選用nP圖：不合格品的實際數(shù)量比不合格品率更有意義或更容易報告。各階段子組的樣本容量相同。59602.不良數(shù)控制圖(nP-Chart)受檢驗樣本的容量必須相等。分組的周期應按照生產(chǎn)間隔和反饋系統(tǒng)而定。樣本容量應足夠大使每個子組內(nèi)都出現(xiàn)幾個不合格品，在數(shù)據(jù)表上記錄樣本的容量。記錄并描繪每個子組內(nèi)的不合格品數(shù)(nP)。計算控制界限：60CASE 6UCL：CL：nPLCL：61三、計數(shù)型控制圖1不良率控制圖(P)2 不良數(shù)控制圖(nP)3 缺點數(shù)控制圖(C)4單位缺點數(shù)控制圖(U )623. 缺點數(shù)圖(C-Chart)C圖用來測量一個檢驗批內(nèi)的缺點的數(shù)量，C圖要求樣本的容量或受檢材料的數(shù)量恒定，它主要用以下兩類檢驗：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上絕緣層薄的點)，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)。在單個的產(chǎn)品檢驗中可能發(fā)現(xiàn)許多不同潛在原因造成的不合格(例如：在一個修理部記錄，每輛車或元件可能存在一個或多個不同的不合格)。62633. 缺點數(shù)圖(C-Chart)63CASE 7計算控