SPC基礎(chǔ)知識培訓(xùn)XXXX0829課件

8D培訓(xùn)課程2012年8月22日統(tǒng)計過程控制（SPC）介紹SPC培訓(xùn)內(nèi)容一、SPC產(chǎn)生背景二、SPC的作用三、控制圖四、如何制作控制圖五、判斷過程異常的標(biāo)準(zhǔn)六、過程能力分析七、總結(jié)SPC是英文StatisticalProcessControl的縮寫，中文意思是：統(tǒng)計過程控制，是應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)繪制控制圖對生產(chǎn)過程進(jìn)行監(jiān)控。SPC源于20年代，以美國休哈特（Shewhart）博士發(fā)明控制圖為標(biāo)志。二戰(zhàn)中美國將其制定為戰(zhàn)時質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，對軍工產(chǎn)品的質(zhì)量保證和及時交付起到了積極的作用。50年代在日本工業(yè)界大量推廣應(yīng)用，對日本產(chǎn)品質(zhì)量的崛起起到了至關(guān)重要的作用。80年代許多大公司紛紛積極推廣應(yīng)用SPCSPC產(chǎn)生背景

SPC是利用數(shù)理統(tǒng)計原理采用控制圖的方法對生產(chǎn)過程進(jìn)行全面監(jiān)控它主要區(qū)分由特殊原因引起的異常波動；還是由普通原因引起的正常波動休哈特博士有三句名言：1）在一切制造過程中所呈現(xiàn)出的波動有兩個分量。第一個是過程內(nèi)部引起的穩(wěn)定分量（偶然波動也稱正常波動），第二個是可查明原因的間斷波動（異常波動）2）那些可以查明原因的異常波動可用有效方法加以發(fā)現(xiàn)，并可備剔去，但偶然波動是不會消失，除非改變基本過程。3）基于3Sigma限的控制圖可以把偶然波動與異常波動區(qū)分開來。SPC產(chǎn)生背景

簡便易行的控制系統(tǒng)假如對制造過程的主要工序都建立簡便易行的控制系統(tǒng)，當(dāng)質(zhì)量問題一旦出現(xiàn)，就能被及時發(fā)現(xiàn)，及時糾正，阻止不合格品流入下道工序。即達(dá)到預(yù)防的目的。

有效的預(yù)防策略:在制造過程中，應(yīng)盡量避免或減少出現(xiàn)質(zhì)量問題再糾正或反饋的損失。(有效的策略就是預(yù)防)SPC的作用輸入各種要素人設(shè)備材料方法環(huán)境測量5M1E資源的組合輸出中間產(chǎn)品利用資源將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組活動。過程：產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制要使一個過程能成為一個被控制的系統(tǒng)還需要在過程中添加一些軟件，組成一個反饋通道，使其能及時收集信息，用統(tǒng)計方法加工信息，然后判斷是否要采取行動（對策）。過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)統(tǒng)計方法行動輸入各種要素人設(shè)備材料方法環(huán)境測量5M1E資源的組合輸出中間產(chǎn)品產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制過程控制系統(tǒng)所要添加的軟件是：（1）收集信息表示中間產(chǎn)品質(zhì)量特性的信息，例如在加工機(jī)械軸的過程中直徑就是很適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量特性，若連續(xù)測量5個機(jī)械軸的直徑，所得5個數(shù)據(jù)就是很重要的輸出信息，另外也要注意各項資源變化的信息。（2）用統(tǒng)計方法加工信息。用適當(dāng)統(tǒng)計方法對收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理，以判斷過程工作是否正常？若不正常是那類原因引起的？產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制過程控制系統(tǒng)（3）采取行動對策。根據(jù)原因決定對策。這些對策大多落實到過程輸入的某些資源，如過程輸出特性值遠(yuǎn)離目標(biāo)值時，就要調(diào)整機(jī)器，使特性值逐漸靠近目標(biāo)值。產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制確定過程的統(tǒng)計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力。根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，采取措施消除其影響。使過程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，達(dá)到預(yù)防不合格品產(chǎn)品的目的減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察和測量方法替代了大量的檢測和驗證工作。為過程提供了一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程情況，以防止廢品的發(fā)生

SPC能給制造過程提供什么幫助？產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制影響質(zhì)量波動的原因人機(jī)料法測環(huán)產(chǎn)品質(zhì)量的波動（變差）波動的概念(變差、變異)：指產(chǎn)品/過程的實際指標(biāo)在規(guī)定值附近的變化情況?！安▌印钡母拍罴敖y(tǒng)計規(guī)律性生產(chǎn)線上加工出來的產(chǎn)品沒有絕對相同的。產(chǎn)品間的差別是用其資料特性值（數(shù)據(jù)）的差異表現(xiàn)出來。連續(xù)材料一批產(chǎn)品中每個質(zhì)量特性，一邊測量一邊畫直方圖，就可以發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計規(guī)律產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制XXXXXX頻率問題：SPC的目的是監(jiān)控正常波動還是異常波動：SPC的目的是監(jiān)控普通原因還是特殊原因？產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制？質(zhì)量波動的種類及原因:

普通（偶然）原因正常波動

特殊（異常）原因異常波動特殊原因——造成不是始終作用于過程的變差的原因（對產(chǎn)品質(zhì)量影響大，但能夠采取措施避免和消除）。當(dāng)它們出現(xiàn)時，將造成過程的分布改變。

除非所有的特殊原因都被查找出來并采取了措施，否則它們將繼續(xù)以不可測的方式影響過程的輸出。

1.發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因并采取適當(dāng)措施通常是與該過程操作直接有關(guān)人員的責(zé)任。

2.盡管有時糾正時要求管理人員介入，但解決變差的特殊原因通常要求采取局部措施。產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制普通原因——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（不可避免因素或隨機(jī)因素，在技術(shù)上難以消除），稱為“處于統(tǒng)計控制狀態(tài)”，簡稱“穩(wěn)態(tài)”。只有變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才是可預(yù)測的，此時，過程能力也是可評價的。如果僅存在變差的普通原因，目標(biāo)值線隨著時間的推移，過程的輸出形成一個穩(wěn)定的分布并可預(yù)測。

預(yù)測

時間

范圍目標(biāo)值線如果存在變差的特殊原因，隨著時間的推預(yù)測移，過程的輸出不穩(wěn)定。

時間

范圍產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制質(zhì)量波動的解決辦法產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制

局部措施通常用來消除變差的特殊原因通常由與過程直接相關(guān)的人員實施大約可糾正15%的過程問題采取系統(tǒng)措施通常用來消除變差的普通原因幾乎總是要求管理措施，以便糾正大約可糾正85%的過程問題特殊原因非受控總結(jié)普通原因受控系統(tǒng)措施局部措施產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制時間不斷發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的因素過程控制受控（消除了特殊因素）不受控（存在特殊原因或非隨機(jī)原因）產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制盡量減少目標(biāo)值附近的生產(chǎn)過程變量受控且有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差已減少）Cpk為1.33或更高過程控制規(guī)范下限規(guī)范上限受控但沒有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差太大）過程控制和過程能力技術(shù)受控的概念：

技術(shù)受控（產(chǎn)品都是合格的）

技術(shù)非受控（產(chǎn)品不都是合格的）統(tǒng)計受控與技術(shù)受控的關(guān)系：通過檢查并消除變差的特殊原因使過程處于受統(tǒng)計控制的狀態(tài)，使其性能可預(yù)測；通過比較過程變差和產(chǎn)品公差的關(guān)系，可了解過程能力。過程控制和過程能力過程控制基本概念過程控制和過程能力預(yù)防還是容忍？過程控制和過程能力有反饋的過程控制系統(tǒng)模型過程控制和過程能力過程能力：

指處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)下能夠生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的能力，是過程內(nèi)部本身的性能。過程能力是以該過程產(chǎn)品質(zhì)量特性值的變異或波動來表示的過程控制和過程能力過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)Cp，就是產(chǎn)品公差范圍(T)與6σ之比。Cp指數(shù)=規(guī)格寬度過程寬度=T6σ過程控制和過程能力Cp：過程能力指數(shù)Cpk：修正的過程能力指數(shù)Cp,CpkPp,PpkPp：過程性能指數(shù)Ppk：修正的過程性能指數(shù)過程控制和過程能力過程Sigma估計Sigma計算Sigma過程控制和過程能力過程能力指數(shù)過程平均值和規(guī)格中心的偏移★公式中使用σ為估計的Sigma值。過程控制和過程能力制程能力等級判斷及處置建議等級Cpk制程能力指數(shù)處置建議A1.33≦Cpk制程能力足夠。B1.0≦Cpk﹤1.33制程能力尚可，應(yīng)再努力。CCpk﹤1.0制程應(yīng)加以改善。過程控制和過程能力過程控制和過程能力產(chǎn)品質(zhì)量的變異與過程控制影響質(zhì)量波動的原因控制圖基本原理我們?yōu)槭裁匆捎每刂茍D呢？規(guī)格線管理與控制線管理？控制圖基本原理規(guī)格線管理的危險性控制圖基本原理控制線管理的益處變異是我們的敵人不良品已經(jīng)產(chǎn)生潛在不良出現(xiàn)控制圖基本原理正態(tài)分布與控制圖將正態(tài)分布圖及其界限μ±3σ轉(zhuǎn)90°，縱座標(biāo)為輸出特性X，橫坐標(biāo)為時間或編號超過管制上限，為不可接受區(qū)域一般來說，是規(guī)格界限嚴(yán)還是控制界限嚴(yán)？規(guī)格范圍在管制界限內(nèi)，為可接受區(qū)域中心線控制圖基本原理正態(tài)分布與控制圖控制圖就是以正態(tài)分布為基礎(chǔ)，換句話說，只要群體符合正態(tài)分布，從群體中抽樣時，每1000次中約有3次機(jī)會超出范圍。我們認(rèn)為，此三次是因為偶然原因跑出界限，在實際中屬小概率事件，發(fā)生的可能性極小。概率論的：“小概率事件”（出現(xiàn)在X3區(qū)間外的事件是異常波動）控制圖基本原理控制圖的兩類錯誤對于僅僅存在偶然因素的情況下，由于點子越出控制界限外而判斷過程發(fā)生變化的錯誤，即將正常判斷為異常的錯誤是可能發(fā)生的。這種錯誤稱為第一種錯誤。--“拒絕真實”的錯誤當(dāng)過程具有某種非偶然因素影響，致使過程發(fā)生程度不同的變化，但由于此變化相應(yīng)的一些點子落在控制界限內(nèi)，從而有可能發(fā)生判斷過程未發(fā)生變化的錯誤，這種錯誤稱為第二種錯誤?？刂茍D基本原理合理使用控制圖的作用：供正在進(jìn)行過程控制的操作者使用；有助于過程在質(zhì)量上和成本上持續(xù)地、可預(yù)測地保持下去；使過程達(dá)到：

更高的質(zhì)量

更低的單件成本

更高的有效的能力為討論過程的性能提供共同的語言；區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南控制圖基本原理控制圖的應(yīng)用流程控制圖的分類及選擇控制圖的分類(按數(shù)據(jù)性質(zhì)分)計量型控制圖平均值與極差控制圖(Chart)平均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(Chart)中位數(shù)與極差控制圖(Chart)單值與移動極差控制圖(chart)計數(shù)型控制圖不合格率控制圖(Pchart)不合格數(shù)控制圖(Pnchart,又稱npchart或dchart)缺陷數(shù)控制圖(Cchart)單位缺陷數(shù)控制圖(Uchart)控制圖的分類及選擇控制圖的分類(按用途分)分析用控制圖控制用控制圖分析用穩(wěn)定控制用控制圖的分類及選擇控制圖的選擇“n”=10~25控制圖的選定資料性質(zhì)不良數(shù)或缺陷數(shù)單位大小是否一定“n”是否一定樣本大小n≧2均值是否易計算“n”是否較大“u”圖“c”圖“np”圖“p”圖X-Rm圖-R圖X-R圖X-s圖計數(shù)值計量值“n”=1中位數(shù)平均值缺陷數(shù)不良數(shù)不一定一定一定不一定“n”=2~5控制圖的分類及選擇控制圖的選擇（練習(xí)）100平方米每一百平方米布中的臟點100電燈亮／不亮1乙醇比重10重量計量型，均值容易計算，樣本小于2~5，X-R控制圖5長度選用什么控制圖樣本數(shù)質(zhì)量特性控制圖的分類及選擇計量型/計數(shù)型管制圖公式匯總Xbar控制圖的建立于判讀建立控制圖的四步驟A收集數(shù)據(jù)B計算控制限C過程控制解釋D過程能力解釋Xbar控制圖的建立于判讀Xbar-R控制圖的應(yīng)用步驟1.選取要控制的質(zhì)量特性值；2.選擇合適的控制圖種類；(均值-極差）3.確定樣本組數(shù)k，樣本量n和抽樣間隔，一般樣本組數(shù)不少于20-25個，每組3-6個；4.收集生產(chǎn)條件比較穩(wěn)定和有代表性的一批數(shù)據(jù)（一般至少100個以上）；5.計算各組樣本統(tǒng)計量，如樣本均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差；6.計算各統(tǒng)計量控制界限(LCL,CL,UCL)；7.畫控制圖；并將計算出的統(tǒng)計量在控制圖上打點；8.觀察分析控制圖；9.過程受控，轉(zhuǎn)為控制用控制圖使用。Xbar控制圖的建立于判讀控制圖收集數(shù)據(jù)表格樣本號（1）日期/時間樣本觀測值合計樣本均值樣本極差(R)X1X2X3X4X513/128:00AM23/128:30AM33/129:00AM……………………………………………………1920總計Xbar控制圖的建立于判讀計算控制限極差控制圖極差控制圖Xbar控制圖的建立于判讀Xbar控制圖的建立于判讀建立Xbar-R圖的步驟CＣ過程控制解釋C1分析極差圖上的數(shù)據(jù)點C2識別并標(biāo)注特殊原因(極差圖)C3重新計算控制界限(極差圖)C4分析均值圖上的數(shù)據(jù)點超出控制限的點鏈明顯的非隨機(jī)圖形超出控制限的點鏈明顯的非隨機(jī)圖形C5識別并標(biāo)注特殊原因(均值圖)C6重新計算控制界限(均值圖)C7為了繼續(xù)進(jìn)行控制延長控制限Xbar控制圖的建立于判讀建立Xbar-R圖的步驟DＤ過程能力解釋D1計算過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差D2計算過程能力D3評價過程能力D4提高過程能力D5對修改的過程繪制控制圖并分析Xbar控制圖的建立于判讀控制圖的受控狀態(tài)

在控制圖上的正常表現(xiàn)為：（1）所有樣本點都在控制界限之內(nèi)；（2）樣本點均勻分布，位于中心線兩側(cè)的樣本點約各占1/2；（3）靠近中心線的樣本點約占2/3；（4）靠近控制界限的樣本點極少。Xbar控制圖的建立于判讀控制圖的受控狀態(tài)xUCLCLLCLtXbar控制圖的建立于判讀失控狀態(tài)在控制圖上表現(xiàn)

明顯特征是有:

（1）一部分樣本點超出控制界限（2）樣本點排列和分布異常典型失控狀態(tài)有以下八種情況（ISO8258）1個點落在A區(qū)以外一、樣本點超出控制界限Xbar控制圖的建立于判讀二、連續(xù)7點落在中心線同一側(cè)（TS）連續(xù)9點落……（ISO）三、連續(xù)7點遞增或遞減Xbar控制圖的建立于判讀四、連續(xù)14點中相鄰交替上下五、連續(xù)3點中有2點落在中心線同一側(cè)的B區(qū)以外Xbar控制圖的建立于判讀六、連續(xù)5點中有4點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外七、連續(xù)15點落在中心線兩側(cè)的C區(qū)內(nèi)八、連續(xù)8點落在中心線兩側(cè)且無一在C區(qū)內(nèi)p控制圖的建立流程建立p圖的步驟A收集數(shù)據(jù)B計算控制限C過程控制解釋D過程能力解釋建立p圖的步驟AA1計數(shù)值控制圖的分組原則1〉過程作業(yè)應(yīng)該在同一條件下;2〉同一時間內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)盡量分成一組3〉子組容量(一般要求較大的子組容量)4〉要大于等于25組以上p控制圖的建立流程A2計算每個子組內(nèi)的不合格品率A3選擇控制圖的坐標(biāo)刻度

A4將不合格品率描繪在控制圖上p控制圖的建立流程p控制圖的建立流程建立p圖的步驟BＢ計算控制限B1計算過程平均不合格品率B2計算上、下控制限B3劃線并標(biāo)注p控制圖的建立流程計算平均不合格率及控制限p控制圖的建立流程Ｃ過程控制用控制圖解釋C1分析數(shù)據(jù)點，找出不穩(wěn)定證據(jù)C2尋找并糾正特殊原因C3重新計算控制界限超出控制限的點鏈明顯的非隨機(jī)圖形建立p圖的步驟Cp控制圖的建立流程建立p圖的步驟DＤ過程能力解釋D1計算過程能力D2評價過程能力D3改進(jìn)過程能力D4繪制并分析修改后的過程控制圖p控制圖的建立流程計算過程能力

對于p圖，過程能力是通過過程平均不合率來表示，當(dāng)所有點都受控后才計算該值。（PPM）

當(dāng)正式研究過程能力時，應(yīng)使用新的數(shù)據(jù)，最好是25個或更多時期子組，且所有的點都受統(tǒng)計控制。這些連續(xù)的受控的時期子組的p值是該過程當(dāng)前能力的更好的估計值。p控制圖的建立流程示例：

某公司的最終功能試驗是每天抽取500臺產(chǎn)品，自5月6日至6月10共有25組數(shù)據(jù)如下，請計算出它的p控制圖的控制限？并判定過程是否穩(wěn)定？181712138“d”500500500500500“n”2524232221組15201716101631112416“d”500500500500500500500500500500“n”20191817161514131211組1817141826913191512“d”500500500500500500500500500500“n”10987654321組p控制圖的建立流程控制圖總結(jié)合理子組原則讓組內(nèi)變化只有普通原因造成讓組間變化只有特殊原因造成組內(nèi)變異小組間變異大時間質(zhì)量特性過程的變化控制圖總結(jié)“”及“”風(fēng)險定義

根據(jù)控制限作出的判斷也可能產(chǎn)生錯誤?？赡墚a(chǎn)生的錯誤有兩類。第一類錯誤是把正常判為異常，它的概率為，

虛發(fā)警報。

第二類錯誤是將異常判為正常，它的概率記為，漏發(fā)警報。兩類錯誤不能同時避免，減少第一類錯誤()，就會增加第二類錯誤()，反之亦然?？刂茍D總結(jié)控制限應(yīng)延用過程受控后則說明σ(標(biāo)準(zhǔn)差)和均值Xbar已穩(wěn)定控制圖總結(jié)何時需重新計算控制限？一、控制圖是根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)下的條件（人員、設(shè)備、原材料、工藝方法、測量系統(tǒng)、環(huán)境）來制定的。如果上述條件變化，則應(yīng)重新計算控制限，例如：操作人員經(jīng)過培訓(xùn)，操作水平顯著提高；設(shè)備更新、經(jīng)過修理、更換零件；改變工藝參數(shù)或采用新工藝；改變測量方法或測量儀器；采用新型原材料或其他原材料；環(huán)境變化。調(diào)整加工過程的分布中心，減少偏移量，即減小

K。提高過程能力減少分散程度即減小σ。修訂標(biāo)準(zhǔn)范圍,即增大

T?？刂茍D總結(jié)何時需重新計算控制限？二、使用一段時間后檢驗控制圖是否還適用，控制限是否過寬或過窄，否則需要重新收集數(shù)據(jù)計算控制限；三、過程能力值有大的變化時，需要重新收集數(shù)據(jù)計算控制限。提高過程能力指數(shù)的途徑控制圖總結(jié)提高過程能力指數(shù)的途徑（實例）調(diào)整加工過程的分布中心，減少偏移量，即K。

（1）調(diào)整工序加工的分布中心，減少中心偏移量∈。減少工序加工的中心偏移量有如下措施：①通過收集數(shù)據(jù)，進(jìn)行統(tǒng)計分析，找出大量連續(xù)生產(chǎn)過程中由于工具磨損、加工條件隨時間逐漸變化而產(chǎn)生偏移的規(guī)律，及時進(jìn)行中心調(diào)整，或采取設(shè)備自動補(bǔ)償偏移或刀具自動調(diào)整和補(bǔ)償?shù)?；②根?jù)中心偏移量，通過收件檢驗，可調(diào)整設(shè)備、刀具等的加工定位裝置；③改變操作者的孔加工偏向下差及軸加工偏向上差等的傾向性加工習(xí)慣，已規(guī)格中心值為加工依據(jù)④配置更為精確的量規(guī)，由量規(guī)檢驗改為量值檢驗，或采用高一等級的量具檢測。2εTK=控制圖總結(jié)提高過程能力減少分散程度即