spc之控制圖（黑帶的spc知識培訓(xùn)）

SPC之－控制圖

263個人通信業(yè)務(wù)運(yùn)營部DannyWu重要內(nèi)容前提概念－質(zhì)量來自哪里？SPC產(chǎn)生背景和歷史SPC知識準(zhǔn)備－波動理論控制圖的原理（種類、判穩(wěn)和判異原則）控制圖的兩種基本用途控制圖的使用前提和局限總結(jié)：應(yīng)用控制圖的關(guān)鍵和難點(diǎn)。1.前提概念－質(zhì)量來自哪里？觀點(diǎn)1：檢驗(yàn)觀點(diǎn)2：生產(chǎn)/服務(wù)過程觀點(diǎn)3：設(shè)計(jì)和過程觀點(diǎn)2的課題1：過程能力分析。觀點(diǎn)2的課題2：生產(chǎn)/服務(wù)過程控制。過程？2.SPC的產(chǎn)生背景20世紀(jì)初，F(xiàn).W.Taylor為代表倡導(dǎo)的“科學(xué)管理運(yùn)動”首次將質(zhì)量檢驗(yàn)作為一種管理職能從生產(chǎn)過程中分離出來。20世紀(jì)20年代，英國R.A.Fisher提出方差分析和試驗(yàn)設(shè)計(jì)理論，為近代數(shù)理統(tǒng)計(jì)學(xué)奠定基礎(chǔ)。1924年5月，美國貝爾實(shí)

驗(yàn)室W.A.Shewhart在未曾發(fā)表的備忘錄上記載了第一張控制圖。1929年，其同事H.F.Dodge和H.G.Roming發(fā)表《抽樣檢驗(yàn)法》，最早將數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法引入質(zhì)量管理。1931年，W.A.Shewhart發(fā)表經(jīng)典著作《制成品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)控制》。2.SPC的歷史－發(fā)明階段1：發(fā)明確無人問津－W.A.Shewhart在上世紀(jì)二十年代發(fā)明了一種簡單而有效的過程監(jiān)測與質(zhì)量控制工具---控制圖（ControlChart），這是首次將數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法在質(zhì)量管理方面的應(yīng)用提升為理論。

雖然休哈特創(chuàng)造了SPC理論，但本世紀(jì)二三十年代是世界經(jīng)濟(jì)嚴(yán)重蕭條時期，他的質(zhì)量理論一時無人問津。2.SPC歷史－初顯身手階段2：初次大顯身手。

二戰(zhàn)爆發(fā)后，由于武器需求旺盛，美大批民用產(chǎn)品工廠轉(zhuǎn)而生產(chǎn)軍工產(chǎn)品，這些產(chǎn)品出現(xiàn)了嚴(yán)重的質(zhì)量問題（比如在歐洲戰(zhàn)場上，美軍炸彈炸膛事件層出不窮，造成了大量人員意外傷亡）。為克服軍工產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)的問題并降低成本、增加產(chǎn)品產(chǎn)量、保證及時交貨，美國國防部于1942年將休哈特等一批專家召集起來，制定了采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)行質(zhì)量控制的戰(zhàn)時質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)（如《數(shù)據(jù)分析用的控制圖法》、《生產(chǎn)質(zhì)量管理用的控制圖法》等），由美國國防部在全國范圍內(nèi)強(qiáng)制推行，半年后大見成效，使美國的軍工生產(chǎn)在質(zhì)量上、數(shù)量上、利潤回報上都占世界領(lǐng)先地位。這是SPC理論初次大顯身手的時期。2.SPC歷史－起伏階段3：日本的崛起和美國的衰落。二次世界大戰(zhàn)結(jié)束后，美國工業(yè)獨(dú)霸天下，美國公司的主要的競爭者來自于美國國內(nèi)而非國外。因?yàn)閲鴥?nèi)各公司都采用相似的方法組織生產(chǎn)及進(jìn)行質(zhì)量管理，競爭性不夠強(qiáng)，于是在1950–1980年這個階段，許多好的科學(xué)管理方法，例如SPC，逐漸從美國工業(yè)中消失。反之，二戰(zhàn)中經(jīng)濟(jì)遭受嚴(yán)重破壞的日本在1950年通過休哈特早期的一個同事戴明（W.EdwardsDeming）博士將SPC的概念引入日本，后來又邀請美國著名質(zhì)量管理專家朱蘭（J.M.Juran）到日本講學(xué)，SPC在日本逐漸得到普及（據(jù)1984年日本名古屋工業(yè)大學(xué)的一份調(diào)查報告，在日本各行各業(yè)的中小型工廠內(nèi)平均每家工廠使用137張控制圖）。經(jīng)過三十年的努力，到1980年，日本已躍居世界質(zhì)量與生產(chǎn)率的領(lǐng)先地位。當(dāng)時美國與日本產(chǎn)品質(zhì)量之間的差距已很明顯，以汽車零件的不合格品率為例,日本要比美國低1000~4000倍。美質(zhì)量管理專家柏格（RogerW.Berger）指出：日本成功的基石之一就是SPC。2.SPC歷史－復(fù)興階段4：SPC的復(fù)興運(yùn)動。

美、加、德等國家首先從汽車、鋼鐵等大型工業(yè)推行SPC，經(jīng)過15年的努力，直到1994、1995年美國才基本上彌補(bǔ)了日美兩國產(chǎn)品質(zhì)量方面的差距，這一時期世界各主要工業(yè)國也都開始應(yīng)用SPC。

我國學(xué)術(shù)界對SPC的研究在一定程度上還處于領(lǐng)先地位（張公緒SPD），但從理論的普及和實(shí)施推廣方面則不如工業(yè)發(fā)達(dá)國家，除臺灣、香港本地某些企業(yè)以及大陸某些外資、合資企業(yè)外目前國內(nèi)企業(yè)推行SPC的還不太多，對統(tǒng)計(jì)方法的應(yīng)用還停留在基本、表層的程度上。2.SPC歷史－目前目前，現(xiàn)在已經(jīng)是ISO9000和各種現(xiàn)代質(zhì)量管理中的基本方法和基石。6sigma中的控制階段所用工具。2.SPC歷史－服務(wù)業(yè)？？？過程穩(wěn)定性3.SPC知識準(zhǔn)備－統(tǒng)計(jì)概念統(tǒng)計(jì)學(xué)的作用：數(shù)據(jù)－>信息的科學(xué)。統(tǒng)計(jì)量的作用：減少用于解釋的數(shù)據(jù)量，指出更重要的特定信息。統(tǒng)計(jì)量解釋作用的前提？預(yù)測作用，能力表達(dá)。知識的作用和統(tǒng)計(jì)學(xué)的作用的前提？3.SPC知識準(zhǔn)備－波動理論現(xiàn)在管理中常見的錯誤：每一個事件（瑕疵、錯誤和意外）歸咎于某人或某特殊事件。－－特殊原因！Shewhart把過程分為兩類：（1）伴有“不可避免的隨機(jī)波動”的穩(wěn)定過程。（2）伴有“可確定原因引起的波動”的不穩(wěn)定過程。一般原因引起的波動：在過程中始終存在或過程固有的波動。消除穩(wěn)定的和可預(yù)測的波動源是過程管理者的責(zé)任，占85％以上的錯誤原因是管理者的責(zé)任，他們影響過程，而不置于過程中。Deming的紅珠實(shí)驗(yàn)。特殊原因引起的波動：一個或多個因素處于不正常的或不期望的狀態(tài)時導(dǎo)致的波動。他們以可探測的模式出現(xiàn)，并引起不可控的波動。問：結(jié)構(gòu)性波動？統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)：當(dāng)過程的波動量可以以一定的置信度進(jìn)行預(yù)測時，就稱過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。3.SPC知識準(zhǔn)備－波動理論理解波動的一些基本觀點(diǎn)：任何事務(wù)都是某些過程的結(jié)果或輸出。波動永遠(yuǎn)存在，盡管它有事太小而無法引起注意。如果引起波動的原因已知，就可以對波動進(jìn)行控制。應(yīng)該通過過程操作者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)以及管理者的專業(yè)知識來確定引起波動的原因。波動可以由特殊因素、一般因素或結(jié)構(gòu)性波動引起，只有找到波動的真正原因才能采取糾正措施。當(dāng)過程波動處于穩(wěn)定過程的控制限以內(nèi)時，采取不合適的措施進(jìn)行補(bǔ)償，只會增加而不是減少波動。（漏斗實(shí)驗(yàn)）存在實(shí)用的工具用于監(jiān)控波動，區(qū)分受控的波動與失控的波動。（SPC）4.控制圖的原理－波動分布控制圖觀點(diǎn)認(rèn)為：（1）當(dāng)過程僅受隨機(jī)因素影響時，過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）；由于過程波動具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，當(dāng)過程受控時，過程特性一般服從穩(wěn)定的隨機(jī)分布；（2）當(dāng)過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計(jì)失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(tài)）。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(jì)規(guī)律性對過程進(jìn)行分析控制的。因而，它強(qiáng)調(diào)過程在受控和有能力的狀態(tài)下運(yùn)行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。4.控制圖的原理－統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)是生產(chǎn)過程追求的目標(biāo)，此時，對產(chǎn)品的質(zhì)量是有把握的?？刂茍D即是用來監(jiān)測生產(chǎn)過程狀態(tài)的一種有效工具?？刂茍D的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理，令W為度量某個質(zhì)量特性的統(tǒng)計(jì)樣本。假定W的均值為μ，而W的標(biāo)準(zhǔn)差為σ。于是，中心線、上控制限和下控制限分別為UCL=μ+Kσ

CL=μ

LCL=μ－Kσ

式中，K為中心線與控制界限之間的標(biāo)準(zhǔn)差倍數(shù)，Kσ表示間隔寬度。4.控制圖的原理－統(tǒng)計(jì)正常情況下點(diǎn)子分布是正態(tài)的，落在控制界限之內(nèi)的概率遠(yuǎn)大于落在控制界限之外的概率。反之，若點(diǎn)子落在控制界限之外，可能是屬于正常情況下的小概率事件發(fā)生，也可能是過程異常發(fā)生，相對來講，后者發(fā)生的概率要大得多。因此，我們寧可以為后者情況發(fā)生，這正是控制圖的統(tǒng)計(jì)學(xué)原理。點(diǎn)子落在控制界限之內(nèi)是否一定處于穩(wěn)態(tài)？點(diǎn)子落在控制界線之外是否一定出現(xiàn)異常？這兩個問題的回答都是否定的。更為科學(xué)的判斷應(yīng)根據(jù)概率統(tǒng)計(jì)方法對過程進(jìn)行定量分析，精確計(jì)處出狀態(tài)的概率值之后再進(jìn)行過程狀態(tài)判斷。4.控制圖的原理－分類14.控制圖的原理－分類1各控制圖用途：均值－極差控制圖:

是最常用、最基本的控制圖，它用于控制對象為長度、重量、強(qiáng)度、純度、時間和生產(chǎn)量等計(jì)量值的場合。均值－標(biāo)準(zhǔn)差控制圖:

次圖與上圖類似，極差計(jì)算簡便，故R圖得到廣泛應(yīng)用，但當(dāng)樣本大小或0>10或12時，應(yīng)用極差估計(jì)總體標(biāo)準(zhǔn)差的效率減低，最好應(yīng)用S圖代替R圖。中位數(shù)－極差控制圖:

由于中位數(shù)的計(jì)算比均值簡單，所以多用于現(xiàn)場需要把測定數(shù)據(jù)直接記入控制圖進(jìn)行管理的場合。均值－移動極差控制圖:

多用于下列場合,(1)采用自動化檢查和測量對每一個產(chǎn)品都進(jìn)行檢驗(yàn)的場合；(2)取樣費(fèi)時、昂貴的場合；(3)如化工等過程，樣品均勻，多抽樣也無太大意義的場合。由于它不像前三種控制圖那樣能取得較多的信息，所以它判斷過程變化的靈敏度也要差一些。4.控制圖的原理－分類1各控制圖用途：P控制圖：用于控制對象為不合格品率等計(jì)數(shù)值質(zhì)量指標(biāo)的場合。這里需要注意的是，在根據(jù)多種檢查項(xiàng)目總起來確定不合格品率的場合，當(dāng)控制圖顯示異常后難于找出異常的原因。因此，使用P圖時應(yīng)選擇重要的檢查項(xiàng)目作為判斷不合格品的依據(jù)。Pn控制圖：用于控制對象為不合格品數(shù)的場合。設(shè)n為樣本大小，P為不合格品率，則Pn為不合格品個數(shù)。由于計(jì)算不合格品率需要進(jìn)行除法，比較麻煩。所以在樣本大小相同的情況下，用此圖比較方便。C控制圖：用于控制一部機(jī)器、一個部件、一定的長度、一定的面積或任何一定的單位中所出現(xiàn)的缺陷數(shù)目。例如，鑄件上的砂眼數(shù)，機(jī)器設(shè)備的故障數(shù)等等。U控制圖：當(dāng)樣品的大小變化時應(yīng)換算成每單位的缺陷數(shù)并用U控制圖。通用控制圖：4.控制圖的原理－判穩(wěn)準(zhǔn)則（1）連續(xù)25個點(diǎn)都在控制限內(nèi)（顯著性水平為：0.0654）。（2）連續(xù)35個點(diǎn)至多一個點(diǎn)落在控制限外（顯著性水平為：0.0041）。（3）連續(xù)100個點(diǎn)至多兩個點(diǎn)落在控制限外（顯著性水平為：0.0026）。4.控制圖的原理－計(jì)量型

穩(wěn)定4.控制圖的原理－計(jì)數(shù)型

不穩(wěn)定4.控制圖的原理－多變量型4.控制圖的原理－分類2分析用控制圖（判穩(wěn)）?？刂朴每刂茍D（判異）。聯(lián)系：分析用控制圖通過判穩(wěn)準(zhǔn)則分析過程的穩(wěn)定性，并得出過程的控制限應(yīng)用到控制用控制圖，通過判異準(zhǔn)則判斷/預(yù)測過程的穩(wěn)定性。4.控制圖的原理－判異準(zhǔn)則連續(xù)17個點(diǎn)中，至少有14點(diǎn)在中心線一側(cè)排列不隨機(jī)模式1：點(diǎn)子屢屢接近控制限模式2：鏈模式3：間斷鏈模式4：傾向模式5：點(diǎn)子集中在中心線附近模式6：點(diǎn)子呈周期性變化連續(xù)3個點(diǎn)中，至少有2點(diǎn)接近控制限連續(xù)7個點(diǎn)中，至少有3點(diǎn)接近控制限連續(xù)10個點(diǎn)中，至少有4點(diǎn)接近控制限鏈長大于7連續(xù)11個點(diǎn)中，至少有10點(diǎn)在中心線一側(cè)連續(xù)14個點(diǎn)中，至少有12點(diǎn)在中心線一側(cè)連續(xù)20個點(diǎn)中，至少有20點(diǎn)在中心線一側(cè)連續(xù)有7個點(diǎn)上升或下降排列連續(xù)15個點(diǎn)集中在中心線附近1.點(diǎn)在控制界限外或界限上。2.排列不隨機(jī)：4.控制圖的原理－判異準(zhǔn)則程序?qū)崿F(xiàn)示例5.控制圖的兩種基本用途用于判斷：過去的生產(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下，現(xiàn)在的國際市場準(zhǔn)入證（江陰興澄特鋼）。用于操作：在生產(chǎn)過程中幫助我們獲得過程的統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)并予以維持。（提高的重要課題始于達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。）另：SPC的其它內(nèi)容過程能力分析：老7種質(zhì)量控制工具－Pareto，流程圖，因果圖，檢查表，控制圖，直方圖，散布圖。6.控制圖的使用前提和局限(1).控制圖非常適用于重復(fù)性生產(chǎn)過程。過程具有重復(fù)性，即控制對象必須服從或是近似服從一定的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，如正態(tài)分布、二項(xiàng)分布等。對于只有一次性或少數(shù)幾次的過程顯然難以應(yīng)用控制圖進(jìn)行控制。(2).控制對象應(yīng)保持一定的連續(xù)性與時效性。控制對象的連續(xù)性與時效性，即數(shù)據(jù)之間相隔的時間應(yīng)較為合理。(3).控制對象應(yīng)具有代表性和有效性?？刂茖ο蟮拇硇院陀行?，即使用控制圖時應(yīng)選擇代表過程的主要質(zhì)量特性作為控制對象。(4).只能分辨出異常但不能判斷異常在哪兒。7.總結(jié)：應(yīng)用SPC的關(guān)鍵和難點(diǎn)合理子組原則：前提：服從一定分布控制圖的重新制定。根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)條件變化，控制圖也必須重新加以制定。注意：推行SPC時，一定要做到“查出異因、采取措施、保證消除、不再出現(xiàn)、納入標(biāo)準(zhǔn)”這20字。8.SPC的最新發(fā)展對小波動進(jìn)行監(jiān)控的EWMA和CUSUM控制圖（孫靜）。對多品種小批量生產(chǎn)過程進(jìn)行控制的比例控制圖和目標(biāo)控制圖。對多重質(zhì)量特性控制的多變量控制圖等。統(tǒng)計(jì)過程診斷－SPD。深層次的問題（1）如果過程數(shù)據(jù)保持在控制限以內(nèi)，那么過程就能生產(chǎn)顧客滿意的產(chǎn)品。（2）為什么是三倍控制限？（3）未建立分析用控制圖就建立控制用控制圖會怎樣？（4）規(guī)格上下限就是控制上下限？SPC宣告脫離直覺式