統(tǒng)計過程控制培訓(xùn)講座

1、統(tǒng)計過程控制培訓(xùn)講座持續(xù)改進及過程控制 企業(yè)目標-客戶滿意 實現(xiàn)目標-持續(xù)改進，強調(diào)缺陷的預(yù)防 有效方法-統(tǒng)計過程控制檢驗和預(yù)防 檢驗是對過程結(jié)束后的輸出進行測量 通過抽樣檢驗-發(fā)現(xiàn)合格/不合格 通過100%檢驗-發(fā)現(xiàn)合格/不合格 預(yù)防是在生產(chǎn)中對過程進行測量 通過對過程的測量，使質(zhì)量問題在導(dǎo)致報廢、返工和成本增加之前對其進行糾正抽樣和100%檢驗的不足 簡單抽樣可能會誤導(dǎo) 100%檢驗是一種非常昂貴的方法，同時并不比抽樣精確多少 盡管檢驗把關(guān)，但返工/報廢已經(jīng)發(fā)生 通過抽樣和檢驗進行檢驗把關(guān)并不能發(fā)現(xiàn)問題 一些不合格品仍然可能到達客戶手中統(tǒng)計過程控制定義 用于了解、改進、預(yù)防和控制過程狀態(tài)的

2、一組分析工具和方法 于專業(yè)技術(shù)結(jié)合，才能很好地控制過程 持續(xù)質(zhì)量改進的一個組成部分，是一種預(yù)防型的質(zhì)量管理方法SPC的作用 對設(shè)計和過程能力進行可靠性的評估 統(tǒng)計有助于區(qū)分正常波動和異常波動 可以依據(jù)以往過程的運行情況預(yù)測將來過程如何運行 降低發(fā)現(xiàn)質(zhì)量問題對檢驗的依賴性 驗證問題是否已經(jīng)永久地糾正了還是需要進一步糾正 有助于了解當前過程是否有能力形成100%滿足要求的輸出提高質(zhì)量和生產(chǎn)率，降低成本 統(tǒng)計的基本概念數(shù)據(jù)類型 計量值數(shù)據(jù)：測量某物是“多少” 例 間隙的大小；缸徑大小；支架厚度；抗拉強度。數(shù)據(jù)類型 記數(shù)值數(shù)據(jù)：測量出現(xiàn)/不出現(xiàn) 例： 通/止數(shù)據(jù) 安裝正確/錯誤數(shù)據(jù) 孔鉆通/未通 表面

3、劃傷/未劃傷特殊原因一種間斷性的，不可預(yù)計的，不穩(wěn)定的變差來源。有時被稱為可查明原因，存在它的信號是：存在超過控制線的點或存在在控制線之內(nèi)的鏈或其他非隨機性的情形。普通原因造成變差的一個原因，它影響被研究過程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機過程變差的一部分。局部措施和對系統(tǒng)采取措施 局部措施通常用來消除變差的特殊原因通常由與過程直接相關(guān)的人員實施通?？杉m正大約15%的過程問題對系統(tǒng)采取措施通常用來消除變差的普通原因幾乎總是要求管理措施，以便糾正大約可糾正85%的過程問題統(tǒng)計的核心概念 波動 自然界中沒有完全相同的東西 波動是指過程中的件與件之間的區(qū)別 正是波動的存在，工程師才在技術(shù)

4、上要求給出公差 質(zhì)量控制根本無法完全消除波動，僅測量波動，預(yù)測發(fā)生的可能性，并不斷地降低存在的波動 產(chǎn)品/特性間的波動可分為正常波動（短期的、零件間的差異）和異常波動（發(fā)生規(guī)則和不規(guī)則的變化正常波動 由偶然的或隨機因素造成的，并且不能控制 設(shè)備震動 原材料批與批之間的區(qū)別 僅存在正常波動的過程是“受控”的過程，其輸出是可預(yù)測的異常波動 不是由偶然的或隨機因素造成的，而是由特殊原因引起，并且可以控制 材料不合格 不同供應(yīng)商提供的原材料 不正確的設(shè)備調(diào)試 存在異常波動的過程是“不穩(wěn)定”的，其輸出是不可預(yù)測的統(tǒng)計方法提供波動的信息 兩個度量參數(shù) 集中趨勢 集中趨勢用于度量分布中心 集中趨勢的一個主要

5、度量參數(shù)是平均值 分散程度 分散程度用于度量分布范圍 分散程度的一個重要度量參數(shù)是標準偏差 在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品的加工尺寸的波動是不可避免的。它是由人、機器、材料、方法和環(huán)境等基本因素的波動影響所致。波動分為兩種：正常波動和異常波動。正常波動是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它對產(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟上也不值得消除。異常波動是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的。它對產(chǎn)品質(zhì)量影響很大，但能夠采取措施避免和消除。過程控制的目的就是消除、避免異常波動，使過程處于正常波動狀態(tài)。為什么要應(yīng)用SPC 統(tǒng)計過程控制（SPC）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。它對生產(chǎn)過程進行分析評價，根據(jù)反

6、饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，以達到控制質(zhì)量的目的。當過程僅受隨機因素影響時，過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）；當過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(tài)）。由于過程波動具有統(tǒng)計規(guī)律性，當過程受控時，過程特性一般服從穩(wěn)定的隨機分布；而失控時，過程分布將發(fā)生改變。SPC正是利用過程波動的統(tǒng)計規(guī)律性對過程進行分析控制的。因而，它強調(diào)過程在受控和有能力的狀態(tài)下運行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。 SPC技術(shù)原理SPC的概念使用諸如控制圖等統(tǒng)計技術(shù)來分析過程或其輸出以便采取適當?shù)拇胧﹣磉_到并保持統(tǒng)計

7、控制狀態(tài)從而提高過程能力。一組重要的統(tǒng)計概念平均值、中位數(shù)極差、標準差計量型數(shù)值與計數(shù)型數(shù)值中位數(shù)（ ）極差（R)，組距作用: 表明數(shù)據(jù)之間的離散程度標準差 （Sigma)標準差 =標準差的意義：一組數(shù)中各單個值與總體平均數(shù)之間的平均離差，說明該組數(shù)的離散程度 標準偏差與極差的關(guān)系（對于給定的樣本容量,平均極差-R越大,標準偏差- 越大）X范圍范圍XX范圍RRR過程控制 受控 （消除了特殊原因） 時間 范圍 不受控 （存在特殊原因）過程能力過程能力是指過程處于受控狀態(tài)下（不存在變差的特殊原因）的實際加工能力一個穩(wěn)定過程的固有變差的總范圍過程能力是由造成變差的普通原因造成工序能力高時：產(chǎn)品品質(zhì)出

8、現(xiàn)異常的幾率越小工序能力低時：產(chǎn)品品質(zhì)出現(xiàn)異常的幾率越大過程能力指數(shù)（Cp)過程能力用過程能力指數(shù)來加以量化Cpk=(T-2)/6 其中，=|Xbar-(T/2)|Cp=T/6 T=（USL-LSL)USL:公差上限LSL:公差下限無偏情況下：存在偏移時：Cpk值的判定原則Cpk值處理原則1.67Cpk 無缺點考慮降低成本 1.33Cpk1.67 維持現(xiàn)狀 1Cpk1.33有缺點發(fā)生 Cpk0.67 采取緊急措施，進行品質(zhì)改善，并研討規(guī)格 過程控制的工具-控制圖 上控制限 中心限 下控制限控制圖是1924年休哈特博士在貝爾實驗室發(fā)明的?；诳煽刂坪筒豢煽刂频淖儾畹膮^(qū)分。二戰(zhàn)后的日本工業(yè)企業(yè)將控

9、制圖應(yīng)用到極致，為戰(zhàn)后日本的經(jīng)濟復(fù)蘇做出了很大的貢獻控制圖的控制線中心線（CL): X上控制線/限（UCL): X+ 3 下控制線/限（LCL): X- 3 右轉(zhuǎn)90度3 3 x+ 3 x- 3 xx公差界限與控制界限的區(qū)別公差界限： 區(qū)分合格品與不合格品控制界限： 區(qū)分偶波與異波合理使用控制圖的益處供正在進行過程控制的操作者使用有助于過程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)的、可預(yù)測的保持下去使過程達到：更高的質(zhì)量更低的單件成本更高的有效能力為討論過程的性能提供共同的語言區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南使用控制圖的基本步驟1、收集收集數(shù)據(jù)并畫在圖上2、控制 根據(jù)過程數(shù)據(jù)

10、計算實驗控制限 識別變差的特殊原因并采取措施3、分析及改進確定普通原因變差的大小并采取減小它的措施重復(fù)這三個階段從而不斷改進過程使用控制圖的兩個階段過程分析階段（初始能力研究）過程監(jiān)控階段 分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖 應(yīng)用控制圖時，首先將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，用分析控制圖判斷是否達到穩(wěn)態(tài)。確定過程參數(shù) 特點： 1、分析過程是否為統(tǒng)計控制狀態(tài) 2、過程能力指數(shù)是否滿足要求？控制用控制圖 等過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，延長控制圖的控制線作為控制用控制圖。應(yīng)用過程參數(shù)判斷控制圖類型計量型數(shù)據(jù)X-R 均值和極差圖計數(shù)型數(shù)據(jù)P chart 不合格品率控制圖 X-均值和標準差圖nP chart不合格品

11、數(shù)控制圖X -R 中位值極差圖 C chart 缺陷數(shù)控制圖 X-MR 單值移動極差圖 U chart 單位缺陷數(shù)控制圖 控制圖的選擇方法確定要制定控制圖的特性是計量型數(shù)據(jù)嗎？否關(guān)心的是不合格品率？否關(guān)心的是不合格數(shù)嗎？是樣本容量是否恒定？是使用np或p圖否使用p圖樣本容量是否桓定？否使用u圖是是使用c或u圖是性質(zhì)上是否是均勻或不能按子組取樣例如：化學(xué)槽液、批量油漆等？否子組均值是否能很方便地計算？否使用中位數(shù)圖是使用單值圖X-MR是接上頁子組容量是否大于或等于9？是否是否能方便地計算每個子組的S值？使用XR圖是否使用XR圖使用X s圖注：本圖假設(shè)測量系統(tǒng)已經(jīng)過評價并且是適用的。使用控制圖的準

12、備1、建立適合于實施的環(huán)境 a 排除阻礙人員公正的因素 b 提供相應(yīng)的資源 c 管理者支持2、定義過程 根據(jù)加工過程和上下使用者之間的關(guān)系，分析每個階段的影響 因素。3、確定待控制的特性 應(yīng)考慮到： 顧客的需求 當前及潛在的問題區(qū)域 特性間的相互關(guān)系均值和極差圖（X-R） 1、收集數(shù)據(jù) 以樣本容量恒定的子組形式報告，子組通常包括2-5件連續(xù)的產(chǎn)品，并周性期的抽取子組。 注：應(yīng)制定一個收集數(shù)據(jù)的計劃，將其作為收集、記錄及描圖的依據(jù)。1-1 選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù) 1-1-1 子組大小：一般為5件連續(xù)的產(chǎn)品，僅代表單一刀具/沖頭/過程 流等。（注：數(shù)據(jù)僅代表單一刀具、沖頭、模具等 生產(chǎn)出來的零件

13、，即一個單一的生產(chǎn)流。） 1-1-2 子組頻率：在適當?shù)臅r間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能 反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班/操作人 員更換/材料批次不同等原因引起。對正在生產(chǎn)的產(chǎn) 品進行監(jiān)測的子組頻率可以是每班2次，或一小時一 次等。 接上頁1-1-3 子組數(shù)：子組越多，變差越有機會出現(xiàn)。一般為25組，首次使 用管制圖選用35 組數(shù)據(jù)，以便調(diào)整。 1-2 建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù) （見下圖） 接上頁 對于X 圖，坐標上的刻度值的最大值與最小值的差應(yīng)至少為子組均值（X）的最大值與最小值的差的2倍，對于R圖坐標上的刻度值的最大值與最小值的差應(yīng)為初始階段所遇到的最大極差（R）的2倍。 注：一

14、個有用的建議是將 R 圖的刻度值設(shè)置為 X 圖刻度值的2倍。 （ 例如：平均值圖上1個刻度代表0.01英寸，則在極差圖上 1個刻度代表0.02英寸）1-5、將均值和極差畫到控制圖上 5-1 X 圖和 R 圖上的點描好后及時用直線聯(lián)接，瀏覽各點是否 合理，有無很高或很低的點，并檢查計算及畫圖是否正確。 5-2 確保所畫的X 和R點在縱向是對應(yīng)的。 注：對于還沒有計算控制限的初期操作的控制圖上應(yīng)清楚地注明“初始研究”字樣。計算控制限 首先計算極差的控制限，再計算均值的控制限 。 2-1 計算平均極差（R）及過程均值（X） R=（R1+R2+Rk）/ k（K表示子組數(shù)量） X =（X1+X2+Xk）

15、/ k 2-2 計算控制限 計算控制限是為了顯示僅存在變差的普通原因時子組的均 值和極差的變化和范圍?？刂葡奘怯勺咏M的樣本容量以及反 映在極差上的子組內(nèi)的變差的量來決定的。 計算公式： UCLx=X+ A2R UCLR=D4R LCLx=X - A2R LCLR=D3R 接上頁 注：式中A2,D3,D4為常系數(shù)，決定于子組樣本容量。其系數(shù)值 見下表 ：n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.340.340.31 注： 對于樣本容量小于7的情況，L

16、CLR可能技術(shù)上為一個負值。在這種情況下沒有下控制限，這意味著對于一個樣本數(shù)為6的子組，6個“同樣的”測量結(jié)果是可能成立的。 2-3 在控制圖上作出均值和極差的控制限 平均極差和過程均值畫成實線。 各控制限畫成虛線。 對各條線標上記號（UCLR ，LCLR ，UCLX ，LCLX） 注：在初始研究階段，應(yīng)注明試驗控制限。過程控制分析 分析控制圖的目的在于識別過程變化或過程均值不恒定的證據(jù)。 （即其中之一或兩者均不受控）進而采取適當?shù)拇胧?注1：R 圖和 X 圖應(yīng)分別分析，但可進行比較，了解影響過程 的特殊原因。 注2：因為子組極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差， 因此，首先應(yīng)分析R圖。

17、3-1 分析極差圖上的數(shù)據(jù)點3-1-1 超出控制限的點a 出現(xiàn)一個或多個點超出任何控制限是該點處于失控狀態(tài)的主要 證據(jù)，應(yīng)分析。b 超出極差上控制限的點通常說明存在下列情況中的一種或幾種： b.1 控制限計算錯誤或描點時描錯 b.2 零件間的變化性或分布的寬度已增大(即變壞） b.3 測量系統(tǒng)變化（如：不同的檢驗員或量具） c 有一點位于控制限之下，說明存在下列情況的一種或多種 c.1 控制限或描點時描錯 c.2 分布的寬度變小（變好） c.3 測量系統(tǒng)已改變（包括數(shù)據(jù)編輯或變換） 不受控制的過程的極差（有超過控制限的點）UCLLCLUCLLCL R R受控制的過程的極差3-1-2 鏈- 有下

18、列之現(xiàn)象表明過程已改變或出現(xiàn)某種趨勢： 連續(xù) 7點在平均值一側(cè)； 連續(xù)7點連續(xù)上升或下降； a 高于平均極差的鏈或上升鏈說明存在下列情況之一或全部： a-1 輸出值的分布寬度增加，原因可能是無規(guī)律的（例如：設(shè)備工作不正?；蚬潭ㄋ蓜樱┗蚴怯捎谶^程中的某要素變化（如使用新 的不一致的原材料），這些問題都是常見的問題，需要糾正。 a-2 測量系統(tǒng)的改變（如新的檢驗人或新的量具)。 b 低于平均極差的鏈或下降鏈說明存在下列情況之一或全部： b-1 輸出值的分布寬度減小，好狀態(tài) 。 b-2 測量系統(tǒng)的改好。 注1：當子組數(shù)（n）變得更?。?或更小）時，出現(xiàn)低于 R 的鏈的可能 性增加，則8點或更多點組成

19、的鏈才能表明過程變差減小。注2：標注這些使人們作出決定的點，并從該點做一條參考線延伸 到鏈的開始點，分析時應(yīng)考慮開始出現(xiàn)變化趨勢或變化的時間。UCLLCL RUCL RLCL 不受控制的過程的極差（存在高于和低于極差均值的兩種鏈）不受控制的過程的極差（存在長的上升鏈）d 如果顯著少于2/3以上的描點落在離R很近之處 （對于 25子組，如果有40%的點落在控制限的1/3區(qū)域），則應(yīng)對下列情況的一種或更多進行調(diào)查： d-1 控制限計算錯或描點或描錯。 d-2 過程或取樣方法造成連續(xù)的分組中包含了從兩個或多個具有 明顯不同的變化性的過程流的測量值（如：輸入材料批次混 淆）。 注：如果存在幾個過程流，

20、應(yīng)分別識別和追蹤。3-2 識別并標注所有特殊原因（極差圖）a 對于極差數(shù)據(jù)內(nèi)每一個特殊原因進行標注，作一個過程操作 分析，從而確定該原因并改進，防止再發(fā)生。b 應(yīng)及時分析問題，例如：出現(xiàn)一個超出控制限的點就立即開 始分析過程原因。 3-3 重新計算控制限（極差圖） a 在進行首次過程研究或重新評定過程能力時，失控的原因已 被識別和消除或制度化，然后應(yīng)重新計算控制限，以排除失控 時期的影響，排除所有已被識別并解決或固定下來的特殊原因 影響的子組，然后重新計算新的平均極差R和控制限，并畫下來， 使所有點均處于受控狀態(tài)。b 由于出現(xiàn)特殊原因而從R 圖中去掉的子組，也應(yīng)從X圖中去掉。 修改后的 R 和

21、 X 可用于重新計算均值的試驗控制限，X A2R 。注：排除代表不穩(wěn)定條件的子組并不僅是“丟棄壞數(shù)據(jù)”。而是排除受已知的特殊原因影響的點。并且一定要改變過程，以使特殊原因不會作為過程的一部分重現(xiàn)。3-4 分析均值圖上的數(shù)據(jù)點3-4-1 超出控制限的點： a 一點超出任一控制限通常表明存在下列情況之一或更多： a-1 控制限計算錯或描點時描錯 a-2 過程已更改，或是在當時的那一點（可能是一件獨立的 事件）或是一種趨勢的一部分。 a-3 測量系統(tǒng)發(fā)生變化（例如：不同的量具或QC） 不受控制的過程的均值（有一點超過控制限） 受控制的過程的均值UCLLCL XLCLUCL X3-4-2 鏈- 有下列

22、現(xiàn)象之表明過程已改變或出現(xiàn)某種趨勢： 連續(xù) 7點在平均值一側(cè)或7點連續(xù)上升或下降 a 與過程均值有關(guān)的鏈通常表明出現(xiàn)下列情況之一或兩者。 a-1 過程均值已改變 a-2 測量系統(tǒng)已改變（漂移，偏差，靈敏度）注：標注這些使人們作出決定的點，并從該點做一條參考線延伸到 鏈的開始點，分析時應(yīng)考慮開始出現(xiàn)變化趨勢或變化的時間。 不受控制的過程的均值（長的上升鏈）不受控制的過程的均值（出現(xiàn)兩條高于和低于均值的長鏈）UCL XLCLUCL XLCL3-4-3 明顯的非隨機圖形a 非隨機圖形例子：明顯的趨勢；周期性；數(shù)據(jù)點的分布在整個 控制限內(nèi)，或子組內(nèi)數(shù)據(jù)間有規(guī)律的關(guān)系等。b 一般情況，各點與 X的距離：大約2/3的描點應(yīng)落在控制限的 中間1/3的區(qū)域內(nèi)，大約1/3的點落在其外的2/3的區(qū)域；1/20的 點應(yīng)落在控制限較近之處。c 如果顯著多余2/3以上的描點落在離R很近之處（對于25子組， 如果超過90%的點落在控制限的1/3區(qū)域）