SC統(tǒng)計(jì)過程控制精典培訓(xùn)教程

SPC培訓(xùn)教程一、持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)過程控制概述二、SPC基礎(chǔ)三、計(jì)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(jì)描述產(chǎn)品質(zhì)量特性定性定量連續(xù)離散計(jì)量值計(jì)數(shù)值計(jì)件值計(jì)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(jī)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(zhǔn)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(zhǔn)確度好精密度好系統(tǒng)誤差小偶然誤差小準(zhǔn)確度差精密度高系統(tǒng)誤差大偶然誤差小準(zhǔn)確度高精密度差系統(tǒng)誤差小偶然誤差大準(zhǔn)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(jìn)及統(tǒng)計(jì)過程控制概述預(yù)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(jìn)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(jìn)及統(tǒng)計(jì)過程控制概述之一

檢測與預(yù)防過程控制的需要檢測—容忍浪費(fèi)預(yù)防—避免浪費(fèi)?JohnZ.Rao20017持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)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(wù)顧客識別不斷變化的需求和期望顧客的聲音人

設(shè)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(jì)方法有反饋的過程控制系統(tǒng)模型?JohnZ.Rao20018持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)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(jì)過程控制：利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對過程中的各個階段進(jìn)行監(jiān)控，從而得到保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。二十世紀(jì)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(kuò)展到任何可以應(yīng)用的數(shù)理統(tǒng)計(jì)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(jì)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)品質(zhì)量量的統(tǒng)計(jì)計(jì)觀點(diǎn)一一產(chǎn)品質(zhì)量量具有變變異性影響產(chǎn)品品質(zhì)量的的因素有有6MMan:人人Machine:機(jī)機(jī)Material:料料Method:法法Mother-nature:環(huán)環(huán)Measurement:測測無論人類類社會如如何進(jìn)步步發(fā)展，，產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量不可可能保持持絕對恒恒定，一一定具有有變異性性。?JohnZ.Rao200111產(chǎn)品質(zhì)量量的統(tǒng)計(jì)計(jì)觀點(diǎn)二二產(chǎn)品質(zhì)量量的變異異具有統(tǒng)統(tǒng)計(jì)規(guī)律律性確定性現(xiàn)現(xiàn)象，確確定性規(guī)規(guī)律：在在一定條條件下，，必然發(fā)發(fā)生或不不可能發(fā)發(fā)生的事事情。如如一個大大氣壓（（760mm汞汞柱）下下，H2O的變化化規(guī)律。。溫度0℃固體狀態(tài)態(tài)溫度0℃<t<100℃液體狀態(tài)態(tài)溫度100℃氣體狀態(tài)態(tài)隨機(jī)現(xiàn)象象，統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)律：：在一定定條件下下事件可可能發(fā)生生也可能能不發(fā)生生的現(xiàn)象象。如我我們無法法預(yù)知內(nèi)內(nèi)存電性性能測試試合格率率大于99%，，但大量量統(tǒng)計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)證明明有99%的可可能性大大于99%。?JohnZ.Rao200112正態(tài)分布布分布(distribution)：用來來描述隨隨機(jī)現(xiàn)象象的統(tǒng)計(jì)計(jì)規(guī)律，，說明兩兩個問題題：變異異的幅度度有多大大；出現(xiàn)現(xiàn)這么大大幅度的的概率。。計(jì)量特性性值：如如PCB金手指指厚度、、重量或或時間等等連續(xù)性性數(shù)據(jù)，，最常見見的是正正態(tài)分布布(normaldistribution)。計(jì)件特性性值：如如內(nèi)存合合格/不不合格兩兩種離散散性數(shù)據(jù)據(jù)，最常常見的是是二項(xiàng)分分布(binomialdistribution)。計(jì)點(diǎn)特性性值：如如每條內(nèi)內(nèi)存上少少錫點(diǎn)數(shù)數(shù)等離散散性數(shù)據(jù)據(jù)，最常常見的是是泊松分分布(Poissondistribution)。。由于二項(xiàng)項(xiàng)分布和和泊松分分布數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)理統(tǒng)統(tǒng)計(jì)理論論較復(fù)雜雜，以下下討論以以正態(tài)分分布為例例。?JohnZ.Rao200113正態(tài)分布直方圖(histogram)：在橫橫軸上以樣樣本數(shù)據(jù)每每組對應(yīng)的的組距等距距離線段為為底，縱軸軸表示樣本本數(shù)據(jù)落入入相應(yīng)直方方組的頻數(shù)數(shù)的n個矩矩形所組成成的圖形。。如100條PCB金手指厚厚度，標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)503.94。。用面積表示示頻率或頻頻數(shù)統(tǒng)計(jì)學(xué)顯示示計(jì)量特性性值分布特特點(diǎn)是：中中間高，兩兩頭低，左左右對稱?JohnZ.Rao200114正態(tài)分布正態(tài)分布：：直方圖所所取得數(shù)據(jù)據(jù)越多，分分組越密，，則直方圖圖就越趨近近一條光滑滑的曲線。。這條光滑的的曲線就形形成正態(tài)分分布曲線，，其特點(diǎn)是是中間高，，兩頭底，，左右對稱稱并延伸至至無窮。?JohnZ.Rao200115正態(tài)分布特特征正態(tài)分布是是一條曲線線，討論起起來不方便便，故用其其兩個參數(shù)數(shù)描述其特特征：平均值（average)標(biāo)準(zhǔn)差（standarddeviation)說明：（（1）平方方是為了避避免正負(fù)抵抵消（2）是求求平均值（3）是為為了避免單單位變化或或無故放大大?JohnZ.Rao200116平均值對正正態(tài)的曲線線的影響若平均值增增大，則正正態(tài)曲線往往右移動，，見‘若平均值減減小，則正正態(tài)曲線往往左移動，，見““’?JohnZ.Rao200117正態(tài)分布平平均值與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差的關(guān)關(guān)系平均值與標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差是相相互獨(dú)立的的。無論平平均值如何何變化都不不會改變正正態(tài)分布的的形狀，即即標(biāo)準(zhǔn)差；無論標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差如何何變化，也也不會影響響數(shù)據(jù)的對對稱中心，，即平均值值。?JohnZ.Rao200118標(biāo)準(zhǔn)差對正正態(tài)曲線的的影響若標(biāo)準(zhǔn)差越越大，則數(shù)數(shù)據(jù)分布越越分散，波波動范圍大大；若標(biāo)準(zhǔn)差越越小，則數(shù)數(shù)據(jù)分布越越集中，波波動范圍小小。?JohnZ.Rao200119控制圖原理理3原則不論與取值為何何，只要上上下限距中中心值（平平均值）的的距離各為為3，，則產(chǎn)品品質(zhì)量特征征值落在范范圍內(nèi)的為為99.73%，這這是數(shù)學(xué)計(jì)計(jì)算的精確確值，應(yīng)該該牢牢記住住。產(chǎn)品質(zhì)量特特征值落在在[-3，，+3]之外外的概率為為0.27%，其中中單側(cè)的概概率分別為為0.135%。休哈特正是是據(jù)此發(fā)明明了控制圖圖。?JohnZ.Rao200120控制圖原理理控制圖的形形成：將正態(tài)分布布圖按順時時針方向旋旋轉(zhuǎn)90°，得到圖B；但圖B中上端數(shù)數(shù)值大，不不符合視角角常規(guī)，故故再將圖前前后旋轉(zhuǎn)180°，得到圖C。圖C就就是一張典典型的控制制圖——單單值控制圖圖。圖中UCL=+3為上控制限限，CL=為中心線，，LCL=-3為下控制限限。?JohnZ.Rao200121判異規(guī)則（（一）點(diǎn)出界就判判異如上圖第四四點(diǎn)已超出出UCL，，故判斷過過程異常。。為什么？？若過程正正常，則點(diǎn)點(diǎn)子超出UCL的概概率為0.135%。若過程程異常，值增大，分分布曲線整整體上移，，則點(diǎn)子超超出UCL的概率大大大增加，，可能是的的幾十倍、、幾百倍。。在這兩種種可能性中中選擇一種種，當(dāng)然選選擇過程異異常。?JohnZ.Rao200122判異規(guī)則（（二）兩種錯誤虛發(fā)警報(bào)(falsealarm)：過程正正常，但樣樣本正好抽抽到0.135%處處，根據(jù)判判異規(guī)則判判定過程異異常。通常常這種錯誤誤的概率記記為。漏發(fā)警報(bào)(alarmmissing):過過程異常，，但樣本正正好抽到仍仍位于控制制界限以內(nèi)內(nèi)，根據(jù)判判異規(guī)則判判定過程正正常。通常常這種錯誤誤的概率為為。?JohnZ.Rao200123判異準(zhǔn)則Criteriaforabnormality點(diǎn)出界就判判異；雖然點(diǎn)均未未出界，但但界內(nèi)點(diǎn)排排列不隨機(jī)機(jī)就判異；；第二條準(zhǔn)則則的具體模模式理論上上有無窮多多種，但具具有實(shí)際物物理意義并并被廣泛使使用的有少少數(shù)幾種。。?JohnZ.Rao200124常規(guī)休哈特特控制圖數(shù)據(jù)特征分布控制圖簡記備注計(jì)量值正態(tài)分布均值—極差控制圖X-R可取消均值—標(biāo)準(zhǔn)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(jì)件值二項(xiàng)分布不合格品率控制圖p不合格品數(shù)控制圖np計(jì)點(diǎn)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控制圖選用用程序?JohnZ.Rao200126計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)據(jù)的控制圖圖準(zhǔn)備工作建立一個好好的行動環(huán)環(huán)境定義過程確定要管理理的特性應(yīng)考慮顧客的需求求當(dāng)前及潛在在的問題領(lǐng)領(lǐng)域特性之間的的關(guān)系定義測量系系統(tǒng)，使之之具有可操操作性使不必要的的變差最小小?JohnZ.Rao200127計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)據(jù)控制圖的的種類不合格品率率p控制圖圖不合格品數(shù)數(shù)np控制制圖不合格數(shù)c控制圖單位不合格格數(shù)u控制制圖?JohnZ.Rao200128不合格率的的p圖數(shù)據(jù)收集選擇子組的的容量、頻頻率和數(shù)量量子組容量(n=50~200)分組頻率子組的數(shù)量量(>25)計(jì)算每個子子組的不合合格率（p）記錄每個子子組的下列列值被檢項(xiàng)目的的數(shù)量———n發(fā)現(xiàn)的不合合格項(xiàng)目———np計(jì)算不合格格率p=np/p選擇控制圖圖的坐標(biāo)刻刻度（1.5~2倍倍）將不合格品品率描繪在在控制圖上上?JohnZ.Rao200129不合格率的的p圖計(jì)算控制界界限計(jì)算過程平平均不合格格品率P=計(jì)算上、下下控制界限限（UCL、LCL）UCL=p+3LCL=p-畫線并標(biāo)注注過程平均———水平實(shí)實(shí)線控制線路（（UCL、、LCL））——水平平虛線?JohnZ.Rao200130、變化化示意圖時間特性值不變傾向性變變化?JohnZ.Rao200131、變化化示意圖時間特性值不變無規(guī)律變變化?JohnZ.Rao200132、變化化示意圖時間特性值規(guī)律性變變化不變?JohnZ.Rao200133、變化化示意圖時間特性值無規(guī)律變變化不變?JohnZ.Rao200134、變化化示意圖時間特性值無規(guī)律變變化無規(guī)律變變化?JohnZ.Rao200135X-R控制制圖計(jì)量值最常常用、重要要的控制圖圖適用范圍廣廣：X圖：X正態(tài)X正態(tài)X非正態(tài)近似正態(tài)態(tài)（中心極極限定理））中心極限定定理使得X圖廣為應(yīng)應(yīng)用。R圖通過計(jì)算機(jī)機(jī)上的模擬擬試驗(yàn)證實(shí)實(shí)：只要X不是非常常不對稱，，則R的分分布無大的的變化。?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(diǎn)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(shè)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、、未未知知，，則則需需對對其其進(jìn)進(jìn)行行估估計(jì)計(jì)，，即即?JohnZ.Rao200139A.收收集集數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)A1選選擇擇子子組組大大小小、、頻頻率率和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)A2建建立立控控制制圖圖及及記記錄錄原原始始數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)A3計(jì)計(jì)算算每每個個子子組組的的均均值值（（X））和和極極差差（（R））A4選選擇擇控控制制圖圖的的刻刻度度A5將將均均值值和和極極差差畫畫到到控控制制圖圖上上?JohnZ.Rao200140A1選選擇擇子子組組大大小小、、頻頻率率和和數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)子組組大大小小使各各樣樣本本之之間間出出現(xiàn)現(xiàn)變變差差的的機(jī)機(jī)會會小小在過過程程的的初初期期研研究究中中，，子子組組一一般般由由4~5件件連連續(xù)續(xù)生生產(chǎn)產(chǎn)的的產(chǎn)產(chǎn)品品的的組組合合，，僅僅代代表表一一個個單單一一的的過過程程流流。。子組組頻頻率率在過過程程的的初初期期研研究究中中，，通通常常是是連連續(xù)續(xù)進(jìn)進(jìn)行行分分組組或或很很短短的的時時間間間間隔隔進(jìn)進(jìn)行行分分組組過程程穩(wěn)穩(wěn)定定后后，，子子組組間間的的時時間間間間隔隔可可以以增增加加。。子組組數(shù)數(shù)的的大大小小一般般>100個個單單值值讀讀數(shù)數(shù)，，>25個個子子組組?JohnZ.Rao200141?JohnZ.Rao200142A2建建立立控控制制圖圖及及記記錄錄原原始始數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)X-R圖圖通通常常是是將將X圖圖畫畫在在R圖圖之之上上方方，，下下面面再再接接一一個個數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)欄欄。。X和和R的的值值為為縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)，，按按時時間間先先后后的的子子組組為為橫橫坐坐標(biāo)標(biāo)。。數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)值值以以及及極極差差和和均均值值點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)縱縱向向?qū)R齊。。數(shù)據(jù)據(jù)欄欄應(yīng)應(yīng)包包括括每每個個讀讀數(shù)數(shù)的的空空間間。。同同時時還還應(yīng)應(yīng)包包括括記記錄錄讀讀數(shù)數(shù)的的和和、、均均值值（（X））、、極極差差（（R））以以及及日日期期/時時間間或或其其他他識識別別子子組組的的代代碼碼的的空空間間。。?JohnZ.Rao200143A3計(jì)計(jì)算算每每個個子子組組的的極極差差和和均均值值畫在在控控制制圖圖上上的的特特性性量量是是每每個個子子組組的的樣樣本本均均值值（（X））和和樣樣本本極極差差（（R）），，合合在在一一起起后后它它們們分分別別反反映映整整個個過過程程的的均均值值及及其其變變差差。。對每每個個子子組組，，計(jì)計(jì)算算：：式中中：：X1，X2為子子組組內(nèi)內(nèi)的的每每個個測測量量值值。。N為為子子組組的的樣樣本本容容量量。。?JohnZ.Rao200144?JohnZ.Rao200145A4選選擇擇控控制制圖圖的的刻刻度度兩個個控控制制圖圖的的縱縱坐坐標(biāo)標(biāo)分分別別用用于于X和和R的的測測量量值值。。X圖圖：：坐坐標(biāo)標(biāo)上上的的刻刻度度值值的的最最大大值值與與最最小小值值之之差差應(yīng)應(yīng)至至少少為為子子組組均均值值勤勤（（X））的的最最大大值值與與最最小小值值差差的的2倍倍。。R圖圖：：刻刻度度值值應(yīng)應(yīng)從從最最低低值值為