統(tǒng)計過程控制與持續(xù)改進概述

SPC培訓教程一、持續(xù)改進及統(tǒng)計過程控制概述二、SPC基礎(chǔ)三、計數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖?JohnZ.Rao20011產(chǎn)品質(zhì)量波動及其統(tǒng)計描述產(chǎn)品質(zhì)量特性定性定量連續(xù)離散計量值計數(shù)值計件值計數(shù)值?JohnZ.Rao20012變異誤差=X-X0偶然性誤差：誤差大小和方向的變化是隨機的。系統(tǒng)性誤差：誤差大小和方向的變化保持不變或按一定規(guī)律變化。過程控制中常用精度這個概念來反映質(zhì)量的波動（變異）程度。?JohnZ.Rao20013精度精度又可分為：準確度(Accuracy)：反映系統(tǒng)誤差的影響程度；精密度(Precision)：反映偶然誤差的影響程度；精確度(Uncertainty)：反映系統(tǒng)誤差和偶然誤差綜合的影響程度?JohnZ.Rao20014精度的概念準確度好精密度好系統(tǒng)誤差小偶然誤差小準確度差精密度高系統(tǒng)誤差大偶然誤差小準確度高精密度差系統(tǒng)誤差小偶然誤差大準確度差精密度差系統(tǒng)誤差大偶然誤差大?JohnZ.Rao20015持續(xù)改進及統(tǒng)計過程控制概述預防與檢測過程控制系統(tǒng)變差：普通原因及特殊原因局部措施和對系統(tǒng)采取措施過程控制和過程能力過程改進循環(huán)及過程控制控制圖：過程控制工具控制圖的益處?JohnZ.Rao20016持續(xù)改進及統(tǒng)計過程控制概述之一

檢測與預防過程控制的需要檢測—容忍浪費預防—避免浪費?JohnZ.Rao20017持續(xù)改進及統(tǒng)計過程控制概述之二

過程控制系統(tǒng)我們工作的方式資源的融合產(chǎn)品或服務顧客識別不斷變化的需求和期望顧客的聲音人

設備

材料

方法

環(huán)境

輸入過程/系統(tǒng)輸出過程的聲音統(tǒng)計方法有反饋的過程控制系統(tǒng)模型?JohnZ.Rao20018持續(xù)改進及統(tǒng)計過程控制概述之三

變差的普通原因及特殊原因?JohnZ.Rao20019SPC基礎(chǔ)SPC(StatisticalProcessControl)統(tǒng)計過程控制：利用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行監(jiān)控，從而得到保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。二十世紀二十年代美國休哈特(W.A.Shewhart)首創(chuàng)過程控制(ProcessControl)理論極其監(jiān)控過程的工具—控制圖(ControlChart)形成SPC的基礎(chǔ)，后擴展到任何可以應用的數(shù)理統(tǒng)計方法?？刂茍D(ControlChart)：對過程質(zhì)量特性記錄評估，以監(jiān)察過程是否處于受控狀態(tài)的一種統(tǒng)計方法圖。1924年5月6日休哈特提出的不合格樣品率P控制圖為世界第一張控制圖。?JohnZ.Rao200110產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量的的統(tǒng)統(tǒng)計計觀觀點點一一產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量具具有有變變異異性性影響響產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量的的因因素素有有6MMan:人人Machine:機機Material:料料Method:法法Mother-nature:環(huán)環(huán)Measurement:測測無論論人人類類社社會會如如何何進進步步發(fā)發(fā)展展，，產(chǎn)產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量不不可可能能保保持持絕絕對對恒恒定定，，一一定定具具有有變變異異性性。。?JohnZ.Rao200111產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量的的統(tǒng)統(tǒng)計計觀觀點點二二產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)量量的的變變異異具具有有統(tǒng)統(tǒng)計計規(guī)規(guī)律律性性確定定性性現(xiàn)現(xiàn)象象，，確確定定性性規(guī)規(guī)律律：：在在一一定定條條件件下下，，必必然然發(fā)發(fā)生生或或不不可可能能發(fā)發(fā)生生的的事事情情。。如如一一個個大大氣氣壓壓（（760mm汞汞柱柱））下下，，H2O的變化規(guī)律律。溫度0℃固體狀態(tài)溫度0℃<t<100℃液體狀態(tài)溫度100℃氣體狀態(tài)隨機現(xiàn)象，統(tǒng)統(tǒng)計規(guī)律：在在一定條件下下事件可能發(fā)發(fā)生也可能不不發(fā)生的現(xiàn)象象。如我們無無法預知內(nèi)存存電性能測試試合格率大于于99%，但但大量統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)證明有99%的可能能性大于99%。?JohnZ.Rao200112正態(tài)分布分布(distribution)：用來描述述隨機現(xiàn)象的的統(tǒng)計規(guī)律，，說明兩個問問題：變異的的幅度有多大大；出現(xiàn)這么么大幅度的概概率。計量特性值：：如PCB金金手指厚度、、重量或時間間等連續(xù)性數(shù)數(shù)據(jù)，最常見見的是正態(tài)分分布(normaldistribution)。計件特性值：：如內(nèi)存合格格/不合格兩兩種離散性數(shù)數(shù)據(jù)，最常見見的是二項分分布

(binomialdistribution)。計點特性值：：如每條內(nèi)存存上少錫點數(shù)數(shù)等離散性數(shù)數(shù)據(jù)，最常見見的是泊松分分布(Poissondistribution)。由于二項分布布和泊松分布布數(shù)據(jù)數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計理論較復復雜，以下討討論以正態(tài)分分布為例。?JohnZ.Rao200113正態(tài)分布直方圖(histogram)：在在橫軸上以樣樣本數(shù)據(jù)每組組對應的組距距等距離線段段為底，縱軸軸表示樣本數(shù)數(shù)據(jù)落入相應應直方組的頻頻數(shù)的n個矩矩形所組成的的圖形。如100條PCB金手指厚厚度，標準503.94。用面積表示頻頻率或頻數(shù)統(tǒng)計學顯示計計量特性值分分布特點是：：中間高，兩兩頭低，左右右對稱?JohnZ.Rao200114正態(tài)分布正態(tài)分布：直直方圖所取得得數(shù)據(jù)越多，，分組越密，，則直方圖就就越趨近一條條光滑的曲線線。這條光滑的曲曲線就形成正正態(tài)分布曲線線，其特點是是中間高，兩兩頭底，左右右對稱并延伸伸至無窮。?JohnZ.Rao200115正態(tài)分布特征征正態(tài)分布是一一條曲線，討討論起來不方方便，故用其其兩個參數(shù)描描述其特征：：平均值（average)標準差（standarddeviation)說明：（1）平方是為為了避免正負負抵消（2）是求平平均值（3）是為了了避免單位變變化或無故放放大?JohnZ.Rao200116平均值對正態(tài)態(tài)的曲線的影影響若平均值增大大，則正態(tài)曲曲線往右移動動，見‘若平均值減小小，則正態(tài)曲曲線往左移動動，見““’?JohnZ.Rao200117正態(tài)分布平均均值與標準差差的關(guān)系平均值與標準準差是相互獨獨立的。無論論平均值如何何變化都不會會改變正態(tài)分分布的形狀，，即標準差；無論標準準差如何變化化，也不會影影響數(shù)據(jù)的對對稱中心，即即平均值。。?JohnZ.Rao200118標準差對正態(tài)態(tài)曲線的影響響若標準差越大大，則數(shù)據(jù)分分布越分散，，波動范圍大大；若標準差越小小，則數(shù)據(jù)分分布越集中，，波動范圍小小。?JohnZ.Rao200119控制圖原理3原則不論與取取值為何，只只要上下限距距中心值（平平均值）的距距離各為3，則產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量特征征值落在范圍圍內(nèi)的為99.73%，，這是數(shù)學計計算的精確值值，應該牢牢牢記住。產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量特特征值值落在在[-3，，+3]之外外的概概率為為0.27%，，其中中單側(cè)側(cè)的概概率分分別為為0.135%。休哈特特正是是據(jù)此此發(fā)明明了控控制圖圖。?JohnZ.Rao200120控制圖圖原理理控制圖圖的形形成：：將正態(tài)態(tài)分布布圖按按順時時針方方向旋旋轉(zhuǎn)90°，得到到圖B；但但圖B中上上端數(shù)數(shù)值大大，不不符合合視角角常規(guī)規(guī)，故故再將將圖前前后旋旋轉(zhuǎn)180°，得到到圖C。圖圖C就就是一一張典典型的的控制制圖———單單值控控制圖圖。圖圖中UCL=+3為上控控制限限，CL=為中心心線，，LCL=-3為下控控制限限。?JohnZ.Rao200121判異規(guī)規(guī)則（（一））點出界界就判判異如上圖圖第四四點已已超出出UCL，，故判判斷過過程異異常。。為什什么？？若過過程正正常，，則點點子超超出UCL的概概率為為0.135%。若若過程程異常常，值增大大，分分布曲曲線整整體上上移，，則點點子超超出UCL的概概率大大大增增加，，可能能是的的幾十十倍、、幾百百倍。。在這這兩種種可能能性中中選擇擇一種種，當當然選選擇過過程異異常。。?JohnZ.Rao200122判異規(guī)規(guī)則（（二））兩種錯錯誤虛發(fā)警警報(falsealarm)：過過程正正常，，但樣樣本正正好抽抽到0.135%處處，根根據(jù)判判異規(guī)規(guī)則判判定過過程異異常。。通常常這種種錯誤誤的概概率記記為。漏發(fā)警警報(alarmmissing):過過程異異常，，但樣樣本正正好抽抽到仍仍位于于控制制界限限以內(nèi)內(nèi)，根根據(jù)判判異規(guī)規(guī)則判判定過過程正正常。。通常常這種種錯誤誤的概概率為為。?JohnZ.Rao200123判異準準則Criteriaforabnormality點出界界就判判異；；雖然點點均未未出界界，但但界內(nèi)內(nèi)點排排列不不隨機機就判判異；；第二條條準則則的具具體模模式理理論上上有無無窮多多種，，但具具有實實際物物理意意義并并被廣廣泛使使用的的有少少數(shù)幾幾種。。?JohnZ.Rao200124常規(guī)休休哈特特控制制圖數(shù)據(jù)特征分布控制圖簡記備注計量值正態(tài)分布均值—極差控制圖X-R可取消均值—標準差控制圖X-S中位值—極差控制圖X-R可取消單值—移動極差控制圖X-Rs計件值二項分布不合格品率控制圖p不合格品數(shù)控制圖np計點值泊松分布單位不合格數(shù)控制圖u不合格數(shù)控制圖c?JohnZ.Rao200125控制圖圖選用用程序序?JohnZ.Rao200126計數(shù)型型數(shù)據(jù)據(jù)的控控制圖圖準備工工作建立一一個好好的行行動環(huán)環(huán)境定義過過程確定要要管理理的特特性應考慮慮顧客的的需求求當前及及潛在在的問問題領(lǐng)領(lǐng)域特性之之間的的關(guān)系系定義測測量系系統(tǒng)，，使之之具有有可操操作性性使不必必要的的變差差最小小?JohnZ.Rao200127計數(shù)型型數(shù)據(jù)據(jù)控制制圖的的種類類不合格格品率率p控控制圖圖不合格格品數(shù)數(shù)np控制制圖不合格格數(shù)c控制制圖單位不不合格格數(shù)u控制制圖?JohnZ.Rao200128不合格格率的的p圖圖數(shù)據(jù)收收集選擇子子組的的容量量、頻頻率和和數(shù)量量子組容容量(n=50~200)分組頻頻率子組的的數(shù)量量(>25)計算每每個子子組的的不合合格率率（p）記錄每每個子子組的的下列列值被檢項項目的的數(shù)量量———n發(fā)現(xiàn)的的不合合格項項目———np計算不不合格格率p=np/p選擇控控制圖圖的坐坐標刻刻度（（1.5~2倍倍）將不合合格品品率描描繪在在控制制圖上上?JohnZ.Rao200129不合格格率的的p圖圖計算控控制界界限計算過過程平平均不不合格格品率率P=計算上上、下下控制制界限限（UCL、LCL）UCL=p+3LCL=p-畫線并并標注注過程平平均———水水平實實線控制線線路（（UCL、、LCL））———水平平虛線線?JohnZ.Rao200130、變化化示意意圖時間特性值值不變變傾傾向向性性變變化化?JohnZ.Rao200131、、變變化化示示意意圖圖時間間特性性值值不不變變無無規(guī)規(guī)律律變變化化?JohnZ.Rao200132、、變變化化示示意意圖圖時間間特性性值值規(guī)規(guī)律律性性變變化化不不變變?JohnZ.Rao200133、、變變化化示示意意圖圖時間間特性性值值無無規(guī)規(guī)律律變變化化不不變變?JohnZ.Rao200134、、變變化化示示意意圖圖時間間特性性值值無無規(guī)規(guī)律律變變化化無無規(guī)規(guī)律律變變化化?JohnZ.Rao200135X-R控控制制圖圖計量量值值最最常常用用、、重重要要的的控控制制圖圖適用用范范圍圍廣廣：：X圖圖：：X正正態(tài)態(tài)X正正態(tài)態(tài)X非非正正態(tài)態(tài)近近似似正正態(tài)態(tài)（（中中心心極極限限定定理理））中心心極極限限定定理理使使得得X圖圖廣廣為為應應用用。。R圖圖通過過計計算算機機上上的的模模擬擬試試驗驗證證實實：：只只要要X不不是是非非常常不不對對稱稱，，則則R的的分分布布無無大大的的變變化化。。?JohnZ.Rao200136X-R控制制圖靈敏度高X圖：X通過平均均R圖：無此此優(yōu)點偶因至少可可以部分抵抵消（偶因反映映在上）異因不變靈敏度高異因突出?JohnZ.Rao200137X圖的控制制線設過程正常常，x~N(，2)則可證明X~N((，2/n)，n為樣本大大小若、已已知，則X圖的控制制線為UCL=CLLCL?JohnZ.Rao200138若、未知知，則需對對其進行估估計，即?JohnZ.Rao200139A.收集數(shù)數(shù)據(jù)A1選擇擇子組大小小、頻率和和數(shù)據(jù)A2建立立控制圖及及記錄原始始數(shù)據(jù)A3計算算每個子組組的均值（（X）和極極差（R））A4選擇擇控制圖的的刻度A5將均均值和極差差畫到控制制圖上?JohnZ.Rao200140A1選擇子子組大小、、頻率和數(shù)數(shù)據(jù)子組大小使各樣本之之間出現(xiàn)變變差的機會會小在過程的初初期研究中中，子組一一般由4~5件連續(xù)續(xù)生產(chǎn)的產(chǎn)產(chǎn)品的組合合，僅代表表一個單一一的過程流流。子組頻率在過程的初初期研究中中，通常是是連續(xù)進行行分組或很很短的時間間間隔進行行分組過程穩(wěn)定后后，子組間間的時間間間隔可以增增加。子組數(shù)的大大小一般>100個單值值讀數(shù)，>25個子子組?JohnZ.Rao200141?JohnZ.Rao200142A2建立控控制圖及記記錄原始數(shù)數(shù)據(jù)X-R圖圖通常是將將X圖畫在在R圖之上上方，下面面再接一個個數(shù)據(jù)欄。。X和R的的值為縱坐坐標，按時時間先后的的子組為橫橫坐標。數(shù)數(shù)據(jù)值以及及極差和均均值點應縱縱向?qū)R。。數(shù)據(jù)欄應包包括每個讀讀數(shù)的空間間。同時還還應包括記記錄讀數(shù)的的和、均值值（X）、、極差（R）以及日日期/時間間或其他識識別子組的的代碼的空空間。?JohnZ.Rao200143A3計算每每個子組的的極差和均均值畫在控制圖圖上的特性性量是每個個子組的