SPC中級(jí)統(tǒng)計(jì)制成培訓(xùn)課程

1、Statistical Process Control Advanced Course德昌 電機(jī) 中級(jí)統(tǒng)計(jì)制成控制課程Ph. D. &Professor:JimLiuMotorolaCAMP graduateMotorolaSixSigmaBlackBeltgraduateRich experienceinmanufacturingas:ScessengineerSr.design &productengineerProcess group leaderManufacturing managerEngineeringmanagerProject managerMTTSAchiefed

2、itorand keymemberMotorolaSPCtrainerExpertinProcessCharacterization &OptimizationWith successfulproblemsolving recordsfor5yearswithinMotorolaCPD授課人簡(jiǎn)簡(jiǎn)介課程大綱綱SPC介紹控制圖計(jì)量型控控制圖計(jì)數(shù)型控控制圖分析及解解釋控制制圖制程能力制程能力計(jì)算算TheProcessSpeaktous!SPC-什么是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過程程控制(SPC)下面按字字面意思思來解釋釋一下什什么是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過程程控制(StatisticalProcess Control).統(tǒng)計(jì)學(xué)(Sta

3、tistics)是數(shù)學(xué)的的一個(gè)分分支:1.從所所有同類類項(xiàng)目(總體)(population)中抽取一一些項(xiàng)目目(樣本本)(samples)2.計(jì)算集中中趁特征征(central tendency),如算術(shù)平平均數(shù)(average或mean)中位數(shù)(median)和眾數(shù)(mode),以及離散散特征(dispersion),如級(jí)差(range),方差(variance)和標(biāo)準(zhǔn)差差(standarddeviation).3.對(duì)于總體體分布,通過對(duì)對(duì)抽樣分分布做假假定,便便可提供供對(duì)總體體采取措措施的基基礎(chǔ).例如,根根據(jù)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)/接受受抽樣樣樣本的品品質(zhì)去推推斷應(yīng)否否接受或或拒收整整批貨物物.統(tǒng)計(jì)學(xué)中中

4、利用變變異(variation)的概念衡衡量產(chǎn)品品或過程程抽樣分分布圍繞繞著平均均值波動(dòng)及及在可接接受的范范圍以內(nèi)內(nèi)或以外外波動(dòng)的的趨勢(shì).變異可可能是隨隨機(jī)(random)(由于偶然然因素造造成)或或非隨機(jī)機(jī)的(assignable)(由于機(jī)械械,方法法,物料料與/或或人事引起).統(tǒng)計(jì)計(jì)學(xué)有助助我們分分辨隨機(jī)機(jī)與非隨隨機(jī)因素素.過程(process)是指生產(chǎn)產(chǎn)產(chǎn)品/服務(wù)的的一系列列行動(dòng)或或操作,也指支支持產(chǎn)品品/服務(wù)的過程程如管理理,財(cái)務(wù)務(wù),采購(gòu)購(gòu)與工藝藝.控制(control)的意思是是通過過過程控制制成功地地控制產(chǎn)產(chǎn)品服務(wù)務(wù).控制制是指通通過經(jīng)預(yù)預(yù)先設(shè)計(jì)計(jì)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)及采用用統(tǒng)計(jì)技技巧成功功地

5、:1)過程程進(jìn)行控控制;2)維持持或改善善控制.目標(biāo)是是使品質(zhì)質(zhì)維持不不變.把統(tǒng)計(jì),過程及及控制三三個(gè)名詞詞的英文文字頭起起來就是是SPC.什么是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過程程控制(SPC)-續(xù)1SPC就是利用用統(tǒng)計(jì)方方法去:1.分析析過程的的輸出并并指出其其特性.2.使過過程在統(tǒng)統(tǒng)計(jì)控制制情況下下成功地地進(jìn)行和和維持.3.有系系統(tǒng)地減減少該過過程主要要輸出特特性的變變異.SPC幾個(gè)重要要概念.第一個(gè)個(gè),也是是最重要要的是你你能否確確定過程程的輸入入和輸出出并把它它們定量量化,然然后才開開始控制制該過程程-不不是先先行控制制.SPC是以預(yù)防防代替檢檢驗(yàn),制制業(yè)與其其他行業(yè)業(yè)一樣,預(yù)防發(fā)發(fā)生錯(cuò)誤誤永遠(yuǎn)比比事后矯矯

6、正為好好,而且且簡(jiǎn)單得得多.什么是統(tǒng)統(tǒng)計(jì)過程程控制(SPC)-續(xù)2簡(jiǎn)單來說說，SPC是透過運(yùn)運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)上的技巧巧如控制制圖分析析過程或其輸出出，從而而作出適適當(dāng)?shù)男行袆?dòng)以達(dá)達(dá)至及保保持統(tǒng)計(jì)控制制狀況及改改善過程能力力。SPC解釋為.運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法於過程控制制上SPCSPC簡(jiǎn)介SPC-控制改善善的工具具參加SPC訓(xùn)練的好好處完成課程程後，學(xué)學(xué)員能：從整體的的品質(zhì)改改善程序序中，能解釋SPC的作用認(rèn)識(shí)及懂懂得使用用計(jì)量型型極差及及計(jì)數(shù)型型圖表理解基本本的SPC概念選擇合適適的控制制圖明暸失控控情況解釋品質(zhì)質(zhì)的目標(biāo)標(biāo)及要求求在過程中中能應(yīng)用用SPC統(tǒng)計(jì)學(xué)在在生產(chǎn)中中應(yīng)用的的目的1.x,s-了解解產(chǎn)品總

7、總體性能能2.Eliminateoutlierduetoassignablecause-取取消人為為特殊因因素造成成的極端端值以穩(wěn)穩(wěn)定制程程3.Hittarget()-規(guī)規(guī)格趨向向目標(biāo)值值4.Reducevariance(s)-減減小差異異5.Spec Reviewforfeasibility-審核規(guī)格格，看看看是否適適用什么是解解決問題題策略的的步驟？用統(tǒng)計(jì)方方法去解解決問題題是以我我們從工工作方面面得到的的知識(shí)為為基礎(chǔ)的的.每一一個(gè)問題題都是隨隨機(jī)變異異(因統(tǒng)統(tǒng)計(jì)數(shù)字字的隨意意波動(dòng)而而引起的的變異)及非隨隨機(jī)變異異(因有有特殊的的成因而而引起的的變異)的結(jié)果果.這種種變異可可以被確確認(rèn)和加

8、加以定量量,并可可將可能能的原因因范圍縮縮小,以以經(jīng)驗(yàn)協(xié)協(xié)助我們們尋找解解決方法法.這種種解決問問題方法法的目標(biāo)標(biāo)是找出出問題原原因,以以系統(tǒng)的的方法減減少可能能的原因因數(shù)目,從而減減少整個(gè)個(gè)問題的的類別和和變異原原因.我們每個(gè)個(gè)人都要要對(duì)整個(gè)個(gè)解決問問題策略略有概括括的認(rèn)識(shí)識(shí),詳細(xì)細(xì)了解策策略中你你個(gè)人負(fù)負(fù)責(zé)的那那些部分分.現(xiàn)在在就讓我我們逐一一看看解解決問題題的八個(gè)個(gè)步驟.步驟一:第一步驟驟是確認(rèn)認(rèn)(identify),搜集(collect)和展示(display)數(shù)據(jù),使使變異顯顯示出來來.你的目的的是描述述你的過過程,這這是統(tǒng)計(jì)計(jì)學(xué)上的的一個(gè)分分支,稱稱為描述述統(tǒng)計(jì)(descripti

9、ve).步驟二:下一步驟驟是篩選選(screening)數(shù)據(jù).這這個(gè)步驟驟是利用用簡(jiǎn)單實(shí)實(shí)驗(yàn)前統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工具具(statisticalpre-experimental tools)去消除過過程中所所有無(wú)效效用的變變化源.這是實(shí)實(shí)驗(yàn)前階階段(pre-experimental stage),在此階段段可以利利用一些些工具如如柏拉圖圖(pareto),因果分析析圖(causeandeffect),變量控制制圖(Multi-varicharts),這樣當(dāng)實(shí)實(shí)驗(yàn)直接接涉及變變異目標(biāo)標(biāo)時(shí)你能能更準(zhǔn)確確地把目目標(biāo).假如你的的過程中中變量很很多,才才有必要要用較復(fù)復(fù)雜的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)方方法,如如部分因因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)法去處處理

10、.什么是解解決問題題策略的的步驟？(續(xù))步驟三:現(xiàn)在可以以進(jìn)行實(shí)實(shí)驗(yàn),目目標(biāo)在于于預(yù)測(cè)某某種變動(dòng)動(dòng)對(duì)現(xiàn)行行過程的的作用.這樣才才能把握握地預(yù)測(cè)出出輸入變變量”X”對(duì)輸出”Y”的影響,或至少少能使建建議的過過程(B)比現(xiàn)行過過程(C)產(chǎn)生更良良好的結(jié)結(jié)果.步驟四:繼續(xù)做實(shí)實(shí)驗(yàn).你你的過程程有兩個(gè)個(gè)或四個(gè)個(gè)變量.你的策策略是按按因素設(shè)設(shè)計(jì)用t檢驗(yàn)及f檢驗(yàn)去比比較是否否呈正態(tài)態(tài)分布.步驟五:繼續(xù)做實(shí)實(shí)驗(yàn).你你的策略略是有因因素設(shè)計(jì)計(jì)進(jìn)行方方差分析析.當(dāng)你你有五個(gè)個(gè)或五個(gè)個(gè)以上變變量時(shí),要利用用部分因因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)法.步驟六:你已繪上上X及Y軸,進(jìn)行行過程控控制.利利用控制制圖表去去維持過過程的控控制.步

11、驟七:可以能過過重新確確定所在在和重新新實(shí)驗(yàn)發(fā)發(fā)現(xiàn)新的的解決方方法來改改進(jìn)你的的控制方方式,這這是一項(xiàng)項(xiàng)不重復(fù)復(fù)的過程程.步驟八:99%的的過程變變異已受受你的控控制,可可以運(yùn)用用不同方方法去控控制最后后的1%以完成成任務(wù),這些方方法包括括:響應(yīng)應(yīng)曲面法法(ResponseSurface Methodology),正交旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)應(yīng)曲面面法(OthogonalRotatableRSM),單純形法法(Simplex),最速上升升法(SteepeAscent)以及回歸歸方法(Regression).用以上方方法我們們可以對(duì)對(duì)一些物物理模式式中的參參數(shù)進(jìn)行行估計(jì).Problem solvingstepby

12、step approach:Continuous Improvement RoadmapProcess CharacterizationFlowchartPrioritize Opportunitiesfor improvementSelectteamProcess MappingDefinethe critical characteristicPerform Gauge R&RCapable?ImprovementmeasurementPerform aprocesscapability studyStable& capableControlOptimizationImplementtota

13、lprocesscontrolInstitutionalizationWhat?Why?Towork on critical business issuesToselectacrossfunctionteamTomapthe process(asis&shouldbeToidentify& definemajorproduct,process andmachine parametersToquantifythemeasurementerrorToassessprocessstability&estimateprocess mean&variationTocompare processperfo

14、rmancetocustomerrequirementsToidentifycause& effectrelationshipsToimplementpreventiveprocedures& steps to assurea stable& highperformanceprocessToimplementbestpractices&standardsToleverageresourcesToexpandknowledge &creativityTogetavisualpictureofthe processTouse80/20principle(80% of theperformancew

15、ill becontrolled by 20%oftheparameters)Toverifythe measurement variationisless than10% oftheprocessvariationorspec.Toverifythe processisstableToestimatetheprocessmean/variationTocompare theprocess performancetospec.Tofind importantinputvariablesToassureproactive &preventivethinkingisimplementedToass

16、ureest processmonitoringTolayout C/AprocedureupfrontToimplementwhatwaslearnedacrossBUEdBedellsCIR統(tǒng)計(jì)知識(shí)識(shí)的層次次(針對(duì)一一制程)僅有經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)-沒沒有數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)采集-看看看數(shù)數(shù)據(jù)整合數(shù)據(jù)-圖圖,表表描述統(tǒng)計(jì)計(jì)-平平均值, 方差差特征統(tǒng)計(jì)計(jì)-Cp/Cpk,曲曲/直線線擬合控制統(tǒng)計(jì)計(jì)-SPC控控制圖預(yù)示統(tǒng)計(jì)計(jì)-變變量分析析,實(shí)驗(yàn)驗(yàn)設(shè)計(jì)線性或多多元回歸歸SPC-ICollect &displaydataSPC-IIAnalyze data&take actionSPC-IIIMake adecisionSP

17、C-VEvaluationSPC四個(gè)階段段收集及展展示數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù),采取對(duì)對(duì)策作出決定定評(píng)估FundamentalAdvancedDOEOtherToolsConcept trainingSPC-ISPC-IISPC-IIIBasictermControl chartProbabilityTPM6SigmaCentral tendencyX bar-RBinomialandPoissonprobabilityFMEAMPCpSDispersionX bar-SigmaCentral limit theorem8DTCMHistogramMedian-RRegression andcorrela

18、tionBenchmarkingCOQStem &leafplotXandMoving rangeComparativeExperimentDFMNormaldistributionpHypothesis &confidenceintervalQFDZ scorenpT-testComponentsearchOutlierboxplotcF-testD-optional DOEQuantileboxplotuchi-squareSamplingplanNormalQuantileplotPre-controlchartANOVATaguchi DOENormalitytestMSAIntrod

19、uctiontoDOEChart/graph/formCapability study(Full factorialDOE)BarChartMutivariableanalysisScreeningDOERadarchartRSMDOETrend/RunchartParetoScatter diagramGanttchartChecksheetChecklistCrossreferencematrixCause& effectdiagramTree diagramOtherstoolsBrainstormingMind mappingSWOTProcess mapping不斷進(jìn)步SPC內(nèi)容介紹

20、紹Introductiontocontrolchart解決問題題階段課課程程SPC等級(jí)(應(yīng)用次次序)(學(xué)習(xí)習(xí)次序)把變異顯顯現(xiàn)數(shù)據(jù)確認(rèn)認(rèn)CORE I數(shù)據(jù)收集集數(shù)據(jù)展示示篩選:消除80-90%柏柏拉圖圖無(wú)貢獻(xiàn)變變異原因因因因果果分析圖圖變量控制制圖過程分析析/控制制:維持或改改良統(tǒng)統(tǒng)計(jì)計(jì)基礎(chǔ)COREII過程控制制直直方方圖測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)分析什么是解解決問題題策略的的步驟？(續(xù))變量控制制圖制程能力力研究計(jì)數(shù)值控控制表預(yù)先控制制統(tǒng)計(jì)IICOREIII比較實(shí)驗(yàn)驗(yàn)變量分析析因子實(shí)驗(yàn)驗(yàn)部分因子子實(shí)驗(yàn)器件查詢?cè)儗?shí)驗(yàn)解決問題題階段課課程程SPC等級(jí)(應(yīng)用次次序)(學(xué)習(xí)習(xí)次序)什么是解解決問題題策略的的步驟？(續(xù)

21、)組織改進(jìn)進(jìn)過程小小組,小小組成員員定期計(jì)計(jì)論以確確定問題題的優(yōu)先先次序,確定主主要過程程,編制制過程控控制流程程表(列列出輸入入輸出與與控制問問題關(guān)系系)確定定完整的的量度系系統(tǒng)的制制程能力力,小組組應(yīng)遵循循上述或或類似上上述的解解決問題題策略,除上述述步驟外外還需要要有效溝溝通才能能采取矯矯正措施施.什么是解解決問題題策略的的步驟？(續(xù))團(tuán)隊(duì)工作精神力量基本SPC的統(tǒng)計(jì)工工具(7工具)1.檢檢查表：是邏輯性性的技巧巧，以收收集過程程全面及及準(zhǔn)確的的資料。.2.流流程圖：顯示過程程內(nèi)所涉涉及的活活動(dòng)或間間題解決決方法的的圖表。3.柏柏拉圖：柏拉圖是是一種條條形圖，透過由由左至右右順序排排列有

22、助助找出問題、成成因、情情況、位位置及錢錢的重要要性或影影響性。4.因因果分析析圖：以圖表作作為工具具，以人人、機(jī)器器、物料料、方法法、測(cè)量量及環(huán)境列出出潛在問問題的成成因?；窘y(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念基本SPC的統(tǒng)計(jì)工工具(7工具)5.直直方圖圖：直方圖以以圖表形形式表達(dá)達(dá)對(duì)某數(shù)數(shù)值或量量度範(fàn)圍圍中出現(xiàn)現(xiàn)的測(cè)量次數(shù)。6.分分散圖圖：明白特性性的相互互關(guān)係，以增強(qiáng)強(qiáng)對(duì)過程程控制及及解決困困難的能力。7.控控制圖圖+OCAP：控制圖是是以表達(dá)達(dá)與時(shí)間間有關(guān)或或與批量量表現(xiàn)有有關(guān)的過程，並找出出過程是是否在統(tǒng)統(tǒng)計(jì)控制制範(fàn)圍內(nèi)內(nèi)操作。在眾多的控制制圖類別別中，以以下列為為最常用用的：Shewharts C

23、ontrolCharts (變量控制制圖)Attributes ControlCharts(計(jì)數(shù)量控控制圖)Pre-ControlChart(預(yù)控制圖圖)基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念趨勢(shì)圖檢查表0%10%20%30%40%50%Broken atConnerBroken atmiddleHandlingBroken排列圖-層層層分列標(biāo)準(zhǔn)圖NormalQuantileQuantilesmaximum100.0%27.31499.5%26.19797.5%18.22390.0%12.969quartile75.0%9.175median50.0%5.062quartile25.0%0.92110.0%-

24、3.1692.5%-10.0160.5%-26.302minimum0.0%-26.MomentsMean4.9105StdDev7.0409StdErrorMean0.4333Upper95%Mean5.7637Lower95%Mean4.0572N264.0000SumWeights264.0000Sum1296.3611Variance49.5745Skewness-0.5658Kurtosis2.6744CV143.3862548Capability AnalysisSpecificationValuePercentActualNormalLowerSpec Limit-30%Belo

25、wLSL0.0000.000UpperSpec Limit30%AboveUSL0.0000.018Spec Target0Sigma7.040919CapabilityIndexCPL1.653CPU1.188CPK1.188CP1.420CPM1.165直方圖QUANTILE/OUTLIER-30-20-100102030.01.05.99-3-2-10123 Normal Quantile1.正態(tài)單對(duì)數(shù)坐坐標(biāo)曲線線若所有點(diǎn)點(diǎn)均在圖紙上上幾乎繪繪成一條條直線，數(shù)據(jù)的的分佈是是屬於正正態(tài)的。MachineManpowerDrop to the ground

26、Transportation ShockMaterialChipped BlankWrong HandlingHardness of Base Tabs Poor Slot roughness of baseLead Cutter ShockUltrasonic Levelof Blank WasherHandling brokenLarge Welding PressureStamping ShockMethodUnsafe PackageCement VolumeMount RotationLow viscosity of AdhesiveDead/Broken 魚骨圖Dead/Broke

27、nProduct mixPattern alignmentinsufficient epoxy amountAdhesivecontaminationBubble in epoxySlut knife of lead cutter/formerB/P plate deadLarge spot sizefor some modelUM5 shieldwith poor edgeNot optimized BP maskdesign for MS modelStation1Step1Sation3Step1Station4Step2Step3FinalMeasuremetFinalResponse

28、Step2Step3Step4Step5Model1Model2Model31#2#3#etc.1#2#3#etc.1#2#3#etc.Machine1#2#3#etc.MaterialLot1Lot2Lot3etc.輸入/輸輸出變量量分析MethodABCStation2(魚骨圖圖+流程程圖)Combine Cross ReferenceTable& 5Whys:數(shù)據(jù)種類類計(jì)量型數(shù)數(shù)據(jù)-數(shù)數(shù)據(jù)是可可量度的的*獨(dú)獨(dú)立(1,2,3,4,5,6,. 馬達(dá)達(dá)，電阻阻，.)*連連續(xù)的(8.61, 8.88, 8.0volts,amp,.)計(jì)數(shù)型數(shù)數(shù)據(jù)-性性質(zhì)數(shù)數(shù)據(jù)並不不能以量量化去演演譯，即即他們只只

29、可以類類別分類類。Go/NoGoPass/FailYes/NoEffective/NoEffective基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念DescriptiveStatistics描述統(tǒng)計(jì)計(jì)概率分布未知母體抽樣樣本樣本統(tǒng)計(jì)計(jì)值推定,鑒鑒定母體體xs (Stdev)以小(樣本)看大(母體)Nn數(shù)據(jù)分布統(tǒng)計(jì)的基基本術(shù)語(yǔ)語(yǔ)總體-一組組數(shù)據(jù)包包含某現(xiàn)現(xiàn)象所有有構(gòu)想的的觀察(或假設(shè)設(shè)可能發(fā)發(fā)生的)。簡(jiǎn)單單而言，這是一一組我們們有興趣趣知道的的數(shù)據(jù)。樣本-一組組只包含含部份總總體的數(shù)數(shù)據(jù)。簡(jiǎn)簡(jiǎn)單而言言，這是是總體中中選出的的數(shù)據(jù)?；窘y(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念正態(tài)分布布的函數(shù)數(shù)表達(dá)基本統(tǒng)計(jì)計(jì)概念參數(shù)-以數(shù)數(shù)字來描描述所測(cè)測(cè)量

30、的總總體(根據(jù)總總體值的的true value)統(tǒng)計(jì)-從從樣本數(shù)數(shù)據(jù)中運(yùn)運(yùn)算出來來的數(shù)字字(數(shù)值是是根據(jù)樣樣本數(shù)據(jù)據(jù))-若若數(shù)據(jù)是是從另一一個(gè)樣本本出來，數(shù)值會(huì)會(huì)隨之而而改變樣本容量平均數(shù)變異數(shù)樣本總體描述統(tǒng)計(jì)目的1.決決定定數(shù)據(jù)的的趨中程度2.以以數(shù)數(shù)理表達(dá)達(dá)分散的的程度3.決決定定樣本頻頻率分佈佈的形狀狀基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念中心趨向分佈形狀 分散趨中的量度平均-所所有值總總和除以以樣本容容量中位數(shù)-順順序(由由小至大大或由大大至小)數(shù)列中中心項(xiàng)的的數(shù)值眾數(shù)-在在樣本中中出現(xiàn)次次數(shù)最多多的值基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念平均數(shù)=中位數(shù)=123344445555556668889眾數(shù)=分散的量量度標(biāo)

31、準(zhǔn)差(SD)-過程輸出出的分佈佈寬度，距離或或每平均均值的偏偏差基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念S (Xi - m )2 S (Xi-X )2 N n -1s =分散的量量度極差 -一一個(gè)子組組、樣本本或總體體中最大大值與最最小值之之差基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念R =(最高值) -(最低值)機(jī)會(huì)分配配形狀基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念偏斜 0向右偏斜偏斜 3峰態(tài) 3偏斜-0.5to0.5峰態(tài)2.5to3.5正態(tài)分佈佈分布的描述偏斜 -集集中於某某邊分佈佈的尾部部峰態(tài) -量量度分佈佈的峰或或闊度基本統(tǒng)計(jì)計(jì)及統(tǒng)計(jì)計(jì)概念S (Xj-x bar)3s3偏斜 =(1/n)S (Xj-x bar)4s4 (1/n)峰態(tài) =(-0.5to+0.5)(2.5to3.5