SPC培訓(xùn)教材資料教程

StatisticalProcessControl統(tǒng)計過程控制SPC課程培訓(xùn)QADepartmentSPC課程培訓(xùn)SPC簡介相關(guān)知識介紹數(shù)據(jù)與質(zhì)量特性值工序能力概念及工序能力指數(shù)的計算統(tǒng)計工具的使用、分析每種統(tǒng)計工具的適用場合StatisticalProcessControlTrainingQADepartment25一、SPC簡介SPC概述：

由美國休哈特博士在20世紀20~30年代所創(chuàng)造的理論，能科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn) 過程的偶然波動和異常波動，從而對生產(chǎn)過程的異常及時警告，以便于人們 采取措施消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定。SPC在生產(chǎn)中的應(yīng)用：

-SPC控制質(zhì)量，減少返工現(xiàn)象；

-避免了工檢的矛盾；

-檢驗—容忍浪費；預(yù)防—避免浪費。SPC特點：

-全系統(tǒng)的，全過程的要求全員參加，人人有則，這與TQM是完全一致的；

-強調(diào)用科學(xué)的方法（主要是統(tǒng)計技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防；

-不僅用于生產(chǎn)過程，而且用于服務(wù)過程和一切管理過程。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment25二、相關(guān)知識介紹統(tǒng)計技術(shù)的概念：

是以概率論為理論基礎(chǔ)，研究隨機現(xiàn)象中確定的數(shù)學(xué)規(guī)律的學(xué)科，是應(yīng)用數(shù)學(xué)的一個分支。統(tǒng)計方法和統(tǒng)計工具：

-統(tǒng)計方法：指有關(guān)搜集、整理、分析和解釋統(tǒng)計數(shù)據(jù)，并對其所反映的問題 做出一定結(jié)論的方法，或簡單的說為統(tǒng)計技術(shù)中的具體方法。

-統(tǒng)計工具：指簡化的統(tǒng)計方法（新老七種工具）變差的10條基本原理Pareto原理StatisticalProcessControlTrainingQADepartment25變差的十條基本原理：1.任何事物都是變化的。2.任何變差都是有原因的。有的明顯，有的模糊。3.不是所有變差的原因都同等重要，原因遵循Pareto原理（80/20規(guī)則）4.過程變差的原因可歸納如下：4M+1E+測量5.穩(wěn)定的過程產(chǎn)生穩(wěn)定的變差。著意味著我們可以測量過程的邊界。6.穩(wěn)定過程的變差產(chǎn)生于普通原因，它們是標(biāo)準(zhǔn)過程的一部分。7.緣于特殊原因的變差使過程不穩(wěn)定，或“失控”。這些是導(dǎo)致大的變差的不可預(yù)見因素；8.理解變差的原因，將數(shù)據(jù)分組并比較。9.主要的過程變差原因可以通過簡單的統(tǒng)計圖來發(fā)現(xiàn)；10.減少過程變差將使生產(chǎn)成本降低并改進質(zhì)量。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment二、相關(guān)知識介紹25三、數(shù)據(jù)與質(zhì)量特性值數(shù)據(jù)的定義：是能夠客觀地反映事實的資料和數(shù)字。收集數(shù)據(jù)的目的：控制、分析（包括用于調(diào)查和確定方針）、檢驗。數(shù)據(jù)的特點：波動性、規(guī)律性。

統(tǒng)計方法就是從有波動的數(shù)據(jù)中找出其中規(guī)律性的一種數(shù)學(xué)方法。數(shù)據(jù)的分層：是指把不同性質(zhì)的數(shù)據(jù)加以區(qū)別、分別處理的方法。質(zhì)量特性值：分為計量值和計數(shù)值

-計量值：指可以用量具、儀表等進行檢測而得出的連續(xù)性數(shù)值，可以有小數(shù)。 如：長度、直徑、重量、強度、速度等。

-計數(shù)值：指不能用量具、儀表來度量的非連續(xù)性的正整數(shù)值，它可以用計數(shù)的 方法來得到。如：廢品、合格品數(shù)等。還可以分為計數(shù)值和計點值。 如：一批殼體從印刷面黑點來看有多少件不合格，這就是計件值；而 印刷面有多少個黑點則是計點值。計件值可直接寫出數(shù)值，也可以用 百分率來表示。

-質(zhì)量特性值是數(shù)據(jù)，所以它具有數(shù)據(jù)的特點。因測量手段精度的影響，特性值 與真實情況存在一定誤差，應(yīng)將讓誤差減小到不影響研究其內(nèi)在規(guī)律的程度。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment25數(shù)據(jù)的分布總體與樣本：

-總體又稱母體，是指在某一次統(tǒng)計分析中研究對象的全體，總體可以是有限的 也可以是無限的，常用“N”表示。組成總體的每個單元叫做個體。

-樣本，也叫子樣，是指從總體中隨機抽取出來并要對它進行詳細研究，分析的 一部分個體，它是從總體中隨機抽樣的（即產(chǎn)品），可能是成品、半成品等。 樣本中所含的樣品個數(shù)一般叫樣本大小或樣本容量，一般用“n“表示。

-隨機抽樣：就是要使總體中的每一個個體（產(chǎn)品）都有同等機會被抽取出來， 組成樣本活動的過程。 研究總體，不針對個體，通過樣本來估計全局，帶有一定的風(fēng)險性。數(shù)據(jù)中的幾個重要特征數(shù)：

-表示數(shù)據(jù)集中位置的特征數(shù)：

a.平均值，反映中心位置的平均值。（X）

b.中位數(shù)，表中間位置的數(shù)，可能是奇數(shù)，也可能是偶數(shù)。（X）StatisticalProcessControlTrainingQADepartment三、數(shù)據(jù)與質(zhì)量特性值~25 -表示離散程序的數(shù)

a.極差，用于表示離散程度，較直觀，但它在計算中只用了一級數(shù)據(jù)的兩個 極限值，當(dāng)樣本校大時，損失的質(zhì)量數(shù)據(jù)較多，因此僅僅適用于小樣本的 情況。（R）

b.方差（S2）

c.標(biāo)準(zhǔn)差，是國際標(biāo)準(zhǔn)化組織給出的標(biāo)準(zhǔn)值，反映了離散程度，利用了每個 數(shù)據(jù)值，比極差更精確的反映了總體的情況，并客觀的刻化了X的觀念， 反映的是一級數(shù)據(jù)以什么樣的密集程度集中在數(shù)值周圍。值越大，密集度 越低；值越小，密集度越高。（S）StatisticalProcessControlTrainingQADepartment三、數(shù)據(jù)與質(zhì)量特性值25四、工序能力的概念及工序能力指數(shù)

的計算產(chǎn)品質(zhì)量特性的類別：

-望目值：在有雙向公差帶時，中心值為望目值。TU、TL分別為上、下控制限；

M為目標(biāo)值，即上、下控制限的平均值。

-望大值：只有單項公差，TL，希望質(zhì)量特性越大越好，質(zhì)量特性不取負值。

-望小值：只有單項公差，TU，希望質(zhì)量特性越小越好，質(zhì)量特性不取負值。工序能力分析：

-

工序能力的概念，是指處于穩(wěn)定生產(chǎn)狀態(tài)下的工序的實際加工能力。

-工序能力指數(shù)，指設(shè)計時對產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的要求與制造時工序所具有滿足 要求能力的比值。用“Cp”或“Cpk”表示。計算時應(yīng)符合3個條件：

a.以計量值為例說明：

a1.雙側(cè)公差帶且實際分布中心與公差中心重合時; a2.雙側(cè)公差帶且實際分布中心與公差中心不重合時；

a3.計量值為單側(cè)公差時（只有規(guī)格上限時）；

a4.計量值為單側(cè)公差時（只有規(guī)格上限時）。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment25過程性能指數(shù)：既考慮了普通原因引起的變差影響，也考慮了特殊原因引起 的變差影響。用“Ppk”表示。工序能力的對策及分析：

工序能力調(diào)查四、工序能力的概念及工序能力指數(shù)

的計算StatisticalProcessControlTrainingQADepartment

項目級別工序能力指數(shù)Cp（或Cpk）對應(yīng)關(guān)系T&σ不合格品率P工序能力分析特級Cp＞1.67T＞10σP＜0.00006%工序能力過于充分一級1.67≥Cp＞1.3310σ≥T＞8σ0.00006%≤P≤0.006%工序能力充分二級1.33≥Cp＞18σ≥T＞6σ0.006%≤P≤0.27%工序能力尚可三級1≥Cp＞0.676σ≥T＞4σ0.27%≤P≤4.45%工序能力不足四級Cp≤0.67T≤4σP≥4.45%工序能力嚴重不足25直方圖：

-頻數(shù)的分布：確定組距、組數(shù)和組的邊界值。

a.組數(shù)一般采取的數(shù)據(jù)個數(shù)為50~200個，常在6~15范圍內(nèi)。

b.組距和組數(shù)選取時一般為測量單位的1、2、5的倍數(shù)。計算步驟為；

1.從數(shù)據(jù)中選出最大值和最小值，去掉異常數(shù)據(jù)；

2.用最大值與最小值之差除以測量單位的1、2、5倍，取整數(shù)；

3.將求得的整數(shù)對應(yīng)的測量單位倍數(shù)的數(shù)值即為組距。

c.確定組界，把數(shù)據(jù)中的最小值分在第一組的中部，將分組組界定在最小測量 單位的1/2處，依次加上組距即可。

d.列頻數(shù)分布表（組號、組距、組中值、頻數(shù)符號、頻數(shù)、簡化組中值等）。

-直方圖：是頻數(shù)直方圖的簡稱，就是將數(shù)據(jù)按其順序分成若干間隔相等的組， 以組距為底邊，以落入各級的頻數(shù)為高的若干長方形排列圖。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析數(shù)據(jù)數(shù)50以內(nèi)50~100100~250250以上組數(shù)5~76~107~1510~3025 -直方圖的畫法：見習(xí)題一 ⒈找出最大值Xmax、最小值Xmin，算出極差R； ⒉確定組數(shù)K，最小測量單位1g； ⒊確定組距h； ⒋確定組界； ⒌記錄整理各級數(shù)據(jù)，列出頻數(shù)分布表； ⒍計算均值X，取原測量值后兩位； ⒎計算標(biāo)準(zhǔn)差S，取原測量值后兩位； ⒏畫直方圖，以橫坐標(biāo)表明分組的各組組件，縱坐標(biāo)表示各組的頻數(shù)，實際的 數(shù)值用虛線表示，規(guī)格用實線表示，在實線與虛線之間的為不合格區(qū)域。

-直方圖的觀察與分析：見附頁

-直方圖的用途StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25控制圖：

-什么是控制圖：帶有控制界限的曲線圖是控制圖?？刂茍D的中心線、上下控制 界限分別以CL、UCL、LCL表示。我們可通過對圖中各點的判斷，可以掌握數(shù)據(jù) 所代表的生產(chǎn)或工作過程隨時間的變化情況從而對生產(chǎn)或工作進行控制。 “質(zhì)量管理始于控制圖，亦終于控制圖”

-產(chǎn)品質(zhì)量的變異與控制： 無論在任何情況下，按一定的標(biāo)準(zhǔn)制造的大量同類產(chǎn)品間總是存在著差別，稱 之為變異。產(chǎn)品質(zhì)量變異是客觀存在的。變異的原因有三類：

①偶然因素；是一些經(jīng)常存在的、對質(zhì)量影響比較小而又逐件略有不同的因素 是不可避免的。如：室溫的變化、機床的振動等；

②系統(tǒng)因素：是一些不經(jīng)常發(fā)生的、對產(chǎn)品質(zhì)量影響比較大而又前后呈現(xiàn)一定 規(guī)律的因素，是可避免的。如設(shè)備的調(diào)整、刀具的磨損等；

③特殊因素：常常是不易事先控制的，在質(zhì)量控制中不予討論。 ”控制圖是解決產(chǎn)品必然存在的質(zhì)量變異而對工序進行質(zhì)量控制的主要手段“StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25局部措施

l通常用來消除變差的特殊原因

l通常由與過程直接相關(guān)的人員實施

l大約可糾正15%的過程問題對系統(tǒng)采取措施

l通常用來消除變差的普通原因

l幾乎總是要求管理措施，以便糾正

l大約可糾正85%的過程問題普通原因是指造成隨著時間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中的許多變差的原因，其表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。特殊原因是指造成不是始終作用于過程變差的原因，即當(dāng)它們出現(xiàn)是將造成（整個）過程的分布，將用不可預(yù)測的方式來影響過程的輸出，過程的輸出將不穩(wěn)定。五、統(tǒng)計工具的使用、分析QADepartmentStatisticalProcessControlTraining25五、統(tǒng)計工具的使用、分析QADepartmentStatisticalProcessControlTraining251.正態(tài)分布： 一種用于計量型數(shù)據(jù)的、連續(xù)的、對稱的鐘形頻率分布，它是計量型數(shù)據(jù)用控制圖的 基礎(chǔ)。當(dāng)一級測量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時，約有68.26%的測量值落在平均值處正負一個標(biāo)準(zhǔn) 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(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三個標(biāo)準(zhǔn)差的區(qū)間內(nèi)。這些百分數(shù)是控制界限或控制圖分析的基礎(chǔ) （因為即使整個輸出的全部數(shù)據(jù)不服從正態(tài)分布，但其子組平均值趨向于正態(tài)分布），而且 是許多過程能力確定的基礎(chǔ)（因為許多工業(yè)過程的輸出服從正態(tài)分布）。

2.二項分布： 應(yīng)用于合格和不合格品的計數(shù)型數(shù)據(jù)的離散型概率分布。是p和np

控制圖的基礎(chǔ)。

3.泊松分布： 應(yīng)用于不合格數(shù)的計數(shù)型數(shù)據(jù)的離散型概率分布，是c和u控制圖的基礎(chǔ)。 五、統(tǒng)計工具的使用、分析QADepartmentStatisticalProcessControlTraining254.系數(shù)A2、D4、D3、d2表：

5.相關(guān)公式：

五、統(tǒng)計工具的使用、分析QADepartmentStatisticalProcessControlTraining25 -控制圖的分類：

a.按控制界限的計算方法分可分為3σ方式控制圖和概率界限方式控制圖; b.按所采取的統(tǒng)計量不同可分為單值控制圖、平均值與極差控制圖、平均值與 標(biāo)準(zhǔn)差S控制圖、中值與極差控制圖、單值與移動極差MR控制圖、不合格品 數(shù)np控制圖、不合格品率p控制圖、缺陷數(shù)c控制圖、單位缺陷數(shù)u控制圖。 其中前五種為計量型控制圖，后4種為計數(shù)型控制圖。

-平均值與極差控制圖（X&R控制圖），此種控制圖常被用于控制尺寸、重量、 時間、強度等計量值。 平均值與極差控制圖的作法：見習(xí)題二

a.收集數(shù)據(jù)：一般為50~200個數(shù)據(jù)，經(jīng)常取100個左右；

b.數(shù)據(jù)分組：一般將數(shù)據(jù)分為20~25組，每組取2~6個數(shù)據(jù)，但多用4~5；

c.填寫數(shù)據(jù)表并計算各組平均值及極差，求出總的平均值與極差的平均值；

d.計算中心線、控制界限；

e.作控制圖。

-控制圖的觀察與分析：StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25

-控制圖的觀察與分析：判定過程處于控制狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)可歸納為二條：

A.控制圖上點不超過控制界限；

B.控制圖上點的排列分布沒有缺陷。

關(guān)于A標(biāo)準(zhǔn)，在以下情況下可認為基本上處于控制狀態(tài)：

1.連續(xù)25點以上處于控制界限內(nèi)；

2.連續(xù)35點中，僅有1點超出控制界限；

3.連續(xù)100點中，不多于2點超出控制界限。其中2、3兩種情況，雖然可判定生產(chǎn)過程處于控制狀態(tài)，但就控制界限外的點本身，終究是異常點，需要密切注意并追查原因加以處理。 StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25

-控制圖的觀察與分析：關(guān)于B標(biāo)準(zhǔn)中，排列分布有缺陷，即形態(tài)存在異常，主要是指“鏈”、“偏離”、“傾向”、“周期”、

“接近”等情況，下面將分別說明：

1.鏈：點連續(xù)出現(xiàn)在中心線一側(cè)的現(xiàn)象稱為鏈，鏈的長度用鏈內(nèi)所含點數(shù)多少來判別。

-當(dāng)出現(xiàn)5點鏈時，應(yīng)注意發(fā)展情況，檢查操作方法有無異常；

-當(dāng)出現(xiàn)6點鏈時，應(yīng)開始調(diào)查原因；

-當(dāng)出現(xiàn)7點鏈時，判定為有異常，應(yīng)采取措施。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25-控制圖的觀察與分析：

2.偏離：較多的點間斷地出現(xiàn)在中心線的一側(cè)時稱為偏離。

-連續(xù)的11點中至少有10點出現(xiàn)在一側(cè)時；

-連續(xù)的14點中至少有12點出現(xiàn)在一側(cè)時；

-連續(xù)的17點中至少有14點出現(xiàn)在一側(cè)時；

-連續(xù)的20點中至少有16點出現(xiàn)在一側(cè)時；StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25-控制圖的觀察與分析：

3.傾向：若干點連續(xù)上升或下降的情況稱為傾向。

-當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)5點不斷上升或下降趨向時，要注意該工序的操作方法；

-當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)6點不斷上升或下降趨向時，要開始調(diào)查原因；

-當(dāng)出現(xiàn)連續(xù)7點不斷上升或下降趨向時，應(yīng)判斷為異常，需采取措施。另外，有時雖然相敬如相鄰點有上有下，但從整體上觀察顯示出上升或下降的趨勢，稱為廣義的傾向，反映了過程平均值逐漸上升或下降的趨勢。此時，應(yīng)從技術(shù)上研究過程平均值的變化性質(zhì)，以便確定判別準(zhǔn)則。

StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25-控制圖的觀察與分析：

4.周期：點的上升或下降出現(xiàn)明顯的一定的間隔時稱為周期。周期包括呈階梯形周期變動、波狀態(tài)周期變動、大小波動及合成波動等情況。StatisticalProcessControlTrainingQADepartment五、統(tǒng)計工具的使用、分析25-控制圖的觀察與分析：

5.接近：圖上點接近中心線或上下控制界限的現(xiàn)象稱為接近。在中心線與控制界限之間畫出等分線，如果大部分點在靠近中心線兩側(cè)，則為異常狀態(tài)；在中心線與控制界限之間作三等分線，如果在外側(cè)的1/3帶狀區(qū)間內(nèi)存在下述情況為異常：

-連續(xù)3點中有2點（該兩點可不連續(xù)）在外側(cè)的1/3帶狀區(qū)間內(nèi)；