SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材

spcSPC(StatisticalProcessControl)

統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材

5/9/20241SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材目錄1SPC的產(chǎn)生2SPC的作用3SPC常用術(shù)語(yǔ)解釋4持續(xù)改進(jìn)及統(tǒng)計(jì)過程控制概述

a制程控制系統(tǒng)b變差的普通及特殊原因c局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措施d過程控制和過程能力e過程改進(jìn)循環(huán)及過程控制f控制圖5/9/20242SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材SPC的產(chǎn)生

工業(yè)革命以后，

隨著生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展，大規(guī)模生產(chǎn)的形成，如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量成為一個(gè)突出問題，單純依靠事后檢驗(yàn)的質(zhì)量控制方法已不能適應(yīng)當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，必須改進(jìn)質(zhì)量管理方式。于是，英、美等國(guó)開始著手研究用統(tǒng)計(jì)方法代替事后檢驗(yàn)的質(zhì)量控制方法。1924年，美國(guó)的休哈特博士提出將3Sigma原理運(yùn)用于生產(chǎn)過程當(dāng)中，并發(fā)表了著名的“控制圖法”，對(duì)過程變量進(jìn)行控制，為統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理奠定了理論和方法基礎(chǔ)。5/9/20243SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材SPC的作用1、確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)。2、提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。3、為制程分析提供依據(jù)。4、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。5/9/20244SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材SPC常用術(shù)語(yǔ)解釋名稱解釋平均值（X）一組測(cè)量值的均值極差（Range）一個(gè)子組、樣本或總體中最大與最小值之差σ（Sigma）用于代表標(biāo)準(zhǔn)差的希臘字母標(biāo)準(zhǔn)差(StandardDeviation)過程輸出的分布寬度或從過程中統(tǒng)計(jì)抽樣值（例如：子組均值）的分布寬度的量度，用希臘字母σ或字母s（用于樣本標(biāo)準(zhǔn)差）表示。分布寬度（Spread）一個(gè)分布中從最小值到最大值之間的間距中位數(shù)?x將一組測(cè)量值從小到大排列后，中間的值即為中位數(shù)。如果數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，一般將中間兩個(gè)數(shù)的平均值作為中位數(shù)。單值（Individual）一個(gè)單個(gè)的單位產(chǎn)品或一個(gè)特性的一次測(cè)量，通常用符號(hào)X表示。5/9/20245SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材名稱解釋中心線（CentralLine）控制圖上的一條線，代表所給數(shù)據(jù)平均值。過程均值（ProcessAverage）一個(gè)特定過程特性的測(cè)量值分布的位置即為過程均值，通常用X來表示。鏈（Run）控制圖上一系列連續(xù)上升或下降，或在中心線之上或之下的點(diǎn)。它是分析是否存在造成變差的特殊原因的依據(jù)。變差（Variation）過程的單個(gè)輸出之間不可避免的差別；變差的原因可分為兩類：普通原因和特殊原因。特殊原因（SpecialCause）一種間斷性的，不可預(yù)計(jì)的，不穩(wěn)定的變差根源。有時(shí)被稱為可查明原因，它存在的信號(hào)是：存在超過控制限的點(diǎn)或存在在控制限之內(nèi)的鏈或其它非隨機(jī)性的圖形。5/9/20246SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材名稱解釋普通原因（CommonCause）造成變差的一個(gè)原因，它影響被研究過程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機(jī)過程變差的一部分。過程能力(ProcessCapability)是指按標(biāo)準(zhǔn)偏差為單位來描述的過程均值和規(guī)格界限的距離，用Z來表示。移動(dòng)極差（MovingRange)兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)樣本值中最大值和最小值之差。5/9/20247SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材制程控制系統(tǒng)

有反饋的過程控制系統(tǒng)模型

過程的呼聲人設(shè)備材料方法產(chǎn)品或環(huán)境服務(wù)輸入過程/系統(tǒng)輸出

顧客的呼聲我們工作的方式/資源的融合統(tǒng)計(jì)方法顧客識(shí)別不斷變化的需求量和期望5/9/20248SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材變差的普通原因和特殊原因普通原因：是指過程在受控的狀態(tài)下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程的變差的原因。普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)系統(tǒng)的偶然原因。只有過程變差的普通原因存在且不改變時(shí)，過程的輸出才可以預(yù)測(cè)。

特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始終作用于過程的變差的原因，即當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí)將造成（整個(gè)）過程的分布改變。只用特殊原因被查出且采取措施,否則它們將繼續(xù)不可預(yù)測(cè)的影響過程的輸出。5/9/20249SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材

每件產(chǎn)品的尺寸與別的都不同

范圍范圍范圍范圍但它們形成一個(gè)模型，若穩(wěn)定，可以描述為一個(gè)分布

范圍范圍范圍分布可以通過以下因素來加以區(qū)分位置分布寬度形狀或這些因素的組合5/9/202410SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材如果僅存在變差的普通原因，目標(biāo)值線隨著時(shí)間的推移，過程的輸出形成一個(gè)穩(wěn)定的分布并可預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)時(shí)間范圍目標(biāo)值線如果存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推預(yù)測(cè)移，過程的輸出不穩(wěn)定。時(shí)間范圍5/9/202411SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措施

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(shí)施通?？杉m正大約15%的過程問題對(duì)系統(tǒng)采取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5/9/202412SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材過程控制

受控

（消除了特殊原因）

時(shí)間范圍不受控（存在特殊原因）5/9/202413SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材

過程能力受控且有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差已減少）

規(guī)范下限

規(guī)范上限

時(shí)間范圍受控但沒有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差太大）5/9/202414SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材

過程改進(jìn)循環(huán)1、分析過程2、維護(hù)過程本過程應(yīng)做什么？監(jiān)控過程性能會(huì)出現(xiàn)什么錯(cuò)誤？查找變差的特殊原因并本過程正在做什么？采取措施。達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)？確定能力計(jì)劃實(shí)施計(jì)劃實(shí)施措施研究措施研究計(jì)劃實(shí)施

3、改進(jìn)過程措施研究改進(jìn)過程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差5/9/202415SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材控制圖上控制限中心限下控制限1、收集收集數(shù)據(jù)并畫在圖上2、控制根據(jù)過程數(shù)據(jù)計(jì)算實(shí)驗(yàn)控制限識(shí)別變差的特殊原因并采取措施3、分析及改進(jìn)確定普通原因變差的大小并采取減小它的措施重復(fù)這三個(gè)階段從而不斷改進(jìn)過程5/9/202416SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖與過程有關(guān)的控制圖

計(jì)量單位：（mm,kg等）過程

人員

方法

材料

環(huán)境

設(shè)備

123456結(jié)果舉例控制圖舉例螺絲的外徑（mm）從基準(zhǔn)面到孔的距離（mm）電阻（Ω）錫爐溫度（oC）工程更改處理時(shí)間（h）X圖R圖5/9/202417SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材測(cè)量方法必須保證始終產(chǎn)生準(zhǔn)確和精密的結(jié)果不精密精密準(zhǔn)確不準(zhǔn)確??????????????????????????????????5/9/202418SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材均值和極差圖（X-R）

1、收集數(shù)據(jù)

以樣本容量恒定的子組形式報(bào)告，子組通常包括2-5件連續(xù)的產(chǎn)品，并周性期的抽取子組。

注：應(yīng)制定一個(gè)收集數(shù)據(jù)的計(jì)劃，將其作為收集、記錄及描圖的依據(jù)。1-1選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù)1-1-1子組大小：一般為5件連續(xù)的產(chǎn)品，僅代表單一刀具/沖頭/過程流等。（注：數(shù)據(jù)僅代表單一刀具、沖頭、模具等生產(chǎn)出來的零件，即一個(gè)單一的生產(chǎn)流。）1-1-2子組頻率：在適當(dāng)?shù)臅r(shí)間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班/操作人員更換/材料批次不同等原因引起。對(duì)正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進(jìn)行監(jiān)測(cè)的子組頻率可以是每班2次，或一小時(shí)一次等。1-1-3子組數(shù)：子組越多，變差越有機(jī)會(huì)出現(xiàn)。一般為25組，首次使用管制圖選用35組數(shù)據(jù)，以便調(diào)整。1-2建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)（見下圖）5/9/202419SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材5/9/202420SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材過程控制分析

分析控制圖的目的在于識(shí)別過程變化或過程均值不恒定的證據(jù)。（即其中之一或兩者均不受控）進(jìn)而采取適當(dāng)?shù)拇胧?/p>

注1：R圖和X圖應(yīng)分別分析，但可進(jìn)行比較，了解影響過程的特殊原因。

注2：因?yàn)樽咏M極差或子組均值的能力都取決于零件間的變差，因此，首先應(yīng)分析R圖。5/9/202421SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-1分析極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)3-1-1超出控制限的點(diǎn)

a出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何控制限是該點(diǎn)處于失控狀態(tài)的主要證據(jù)，應(yīng)分析。

b超出極差上控制限的點(diǎn)通常說明存在下列情況中的一種或幾種：b.1控制限計(jì)算錯(cuò)誤或描點(diǎn)時(shí)描錯(cuò)

b.2零件間的變化性或分布的寬度已增大(即變壞）b.3測(cè)量系統(tǒng)變化（如：不同的檢驗(yàn)員或量具）

c有一點(diǎn)位于控制限之下，說明存在下列情況的一種或多種c.1控制限或描點(diǎn)時(shí)描錯(cuò)

c.2分布的寬度變?。ㄗ兒茫ヽ.3測(cè)量系統(tǒng)已改變（包括數(shù)據(jù)編輯或變換）

5/9/202422SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材不受控制的過程的極差（有超過控制限的點(diǎn)）UCLLCLUCLLCLRR受控制的過程的極差5/9/202423SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-1-2鏈---有下列現(xiàn)象之表明過程已改變或出現(xiàn)某種趨勢(shì)：

?連續(xù)7點(diǎn)在平均值一側(cè)；

?連續(xù)7點(diǎn)連續(xù)上升或下降；a高于平均極差的鏈或上升鏈說明存在下列情況之一或全部：a-1輸出值的分布寬度增加，原因可能是無(wú)規(guī)律的（例如：設(shè)備工作不正常或固定松動(dòng)）或是由于過程中的某要素變化（如使用新的不一致的原材料），這些問題都是常見的問題，需要糾正。a-2測(cè)量系統(tǒng)的改變（如新的檢驗(yàn)人或新的量具)。

b

低于平均極差的鏈或下降鏈說明存在下列情況之一或全部：

b-1輸出值的分布寬度減小，好狀態(tài)。

b-2測(cè)量系統(tǒng)的改好。注1：當(dāng)子組數(shù)（n）變得更小（5或更?。r(shí)，出現(xiàn)低于R的鏈的可能性增加，則8點(diǎn)或更多點(diǎn)組成的鏈才能表明過程變差減小。注2：標(biāo)注這些使人們作出決定的點(diǎn)，并從該點(diǎn)做一條參考線延伸到鏈的開始點(diǎn)，分析時(shí)應(yīng)考慮開始出現(xiàn)變化趨勢(shì)或變化的時(shí)間。5/9/202424SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材UCLLCL

RUCL

RLCL不受控制的過程的極差（存在高于和低于極差均值的兩種鏈）不受控制的過程的極差（存在長(zhǎng)的上升鏈）5/9/202425SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-1-3明顯的非隨機(jī)圖形a非隨機(jī)圖形例子：明顯的趨勢(shì)；周期性；數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布在整個(gè)控制限內(nèi)，或子組內(nèi)數(shù)據(jù)間有規(guī)律的關(guān)系等。b一般情況，各點(diǎn)與R的距離：大約2/3的描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的中間1/3的區(qū)域內(nèi)，大約1/3的點(diǎn)落在其外的2/3的區(qū)域。C如果顯著多余2/3以上的描點(diǎn)落在離R很近之處（對(duì)于25子組，如果超過90%的點(diǎn)落在控制限的1/3區(qū)域），則應(yīng)對(duì)下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：

c-1控制限或描點(diǎn)已計(jì)算錯(cuò)描錯(cuò)。

c-2過程或取樣方法被分層，每個(gè)子組系統(tǒng)化包含了從兩個(gè)或多個(gè)具有完全不同的過程均值的過程流的測(cè)量值（如：從幾組軸中，每組抽一根來測(cè)取數(shù)據(jù)）。

c-3數(shù)據(jù)已經(jīng)過編輯（極差和均值相差太遠(yuǎn)的幾個(gè)子組更改刪除）。5/9/202426SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材d如果顯著少余2/3以上的描點(diǎn)落在離R很近之處（對(duì)于25子組，如果有40%的點(diǎn)落在控制限的1/3區(qū)域），則應(yīng)對(duì)下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：d-1控制限或描點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)或描錯(cuò)。d-2過程或取樣方法造成連續(xù)的分組中包含了從兩個(gè)或多個(gè)具有明顯不同的變化性的過程流的測(cè)量值（如：輸入材料批次混淆）。注：如果存在幾個(gè)過程流，應(yīng)分別識(shí)別和追蹤。3-2

識(shí)別并標(biāo)注所有特殊原因（極差圖）a

對(duì)于極差數(shù)據(jù)內(nèi)每一個(gè)特殊原因進(jìn)行標(biāo)注，作一個(gè)過程操作分析，從而確定該原因并改進(jìn)，防止再發(fā)生。b

應(yīng)及時(shí)分析問題，例如：出現(xiàn)一個(gè)超出控制限的點(diǎn)就立即開始分析過程原因。5/9/202427SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-3重新計(jì)算控制限（極差圖）a在進(jìn)行首次過程研究或重新評(píng)定過程能力時(shí)，失控的原因已被識(shí)別和消除或制度化，然后應(yīng)重新計(jì)算控制限，以排除失控時(shí)期的影響，排除所有已被識(shí)別并解決或固定下來的特殊原因影響的子組，然后重新計(jì)算新的平均極差R和控制限，并畫下來，使所有點(diǎn)均處于受控狀態(tài)。b由于出現(xiàn)特殊原因而從R圖中去掉的子組，也應(yīng)從X圖中去掉。修改后的R和X可用于重新計(jì)算均值的試驗(yàn)控制限，X±A2R。注：排除代表不穩(wěn)定條件的子組并不僅是“丟棄壞數(shù)據(jù)”。而是排除受已知的特殊原因影響的點(diǎn)。并且一定要改變過程，以使特殊原因不會(huì)作為過程的一部分重現(xiàn)。5/9/202428SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-4分析均值圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)3-4-1超出控制限的點(diǎn)：

a一點(diǎn)超出任一控制限通常表明存在下列情況之一或更多：

a-1控制限或描點(diǎn)時(shí)描錯(cuò)

a-2過程已更改，或是在當(dāng)時(shí)的那一點(diǎn)（可能是一件獨(dú)立的事件）或是一種趨勢(shì)的一部分。

a-3測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生變化（例如：不同的量具或QC）5/9/202429SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材不受控制的過程的均值（有一點(diǎn)超過控制限）受控制的過程的均值UCLLCLXLCLUCLX5/9/202430SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-4-2鏈---有下列現(xiàn)象之表明過程已改變或出現(xiàn)某種趨勢(shì)：

連續(xù)7點(diǎn)在平均值一側(cè)或7點(diǎn)連續(xù)上升或下降a與過程均值有關(guān)的鏈通常表明出現(xiàn)下列情況之一或兩者。

a-1過程均值已改變a-2測(cè)量系統(tǒng)已改變（漂移，偏差，靈敏度）注：標(biāo)注這些使人們作出決定的點(diǎn)，并從該點(diǎn)做一條參考線延伸到鏈的開始點(diǎn)，分析時(shí)應(yīng)考慮開始出現(xiàn)變化趨勢(shì)或變化的時(shí)間。5/9/202431SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材不受控制的過程的均值（長(zhǎng)的上升鏈）不受控制的過程的均值（出現(xiàn)兩條高于和低于均值的長(zhǎng)鏈）UCLXLCLUCLXLCL5/9/202432SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-4-3明顯的非隨機(jī)圖形a非隨機(jī)圖形例子：明顯的趨勢(shì)；周期性；數(shù)據(jù)點(diǎn)的分布在整個(gè)控制限內(nèi)，或子組內(nèi)數(shù)據(jù)間有規(guī)律的關(guān)系等。b一般情況，各點(diǎn)與X的距離：大約2/3的描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的中間1/3的區(qū)域內(nèi)，大約1/3的點(diǎn)落在其外的2/3的區(qū)域；1/20的點(diǎn)應(yīng)落在控制限較近之處（位于外1/3的區(qū)域）。c如果顯著多余2/3以上的描點(diǎn)落在離R很近之處（對(duì)于25子組，如果超過90%的點(diǎn)落在控制限的1/3區(qū)域），則應(yīng)對(duì)下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：

c-1控制限或描點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)描錯(cuò)

c-2過程或取樣方法被分層，每個(gè)子組系統(tǒng)化包含了從兩個(gè)或多個(gè)具有完全不同的過程均值的過程流的測(cè)量值（如：從幾組軸中，每組抽一根來測(cè)取數(shù)據(jù)。

5/9/202433SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材c-3數(shù)據(jù)已經(jīng)過編輯(極差和均值相差太遠(yuǎn)的幾個(gè)子組更改刪除）d如果顯著少余2/3以上的描點(diǎn)落在離R很近之處（對(duì)于25子組，如果有40%的點(diǎn)落在控制限的1/3區(qū)域），則應(yīng)對(duì)下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：d-1控制限或描點(diǎn)計(jì)算錯(cuò)描錯(cuò)。

d-2過程或取樣方法造成連續(xù)的分組中包含了從兩個(gè)或多個(gè)不同的過程流的測(cè)量值（這可能是由于對(duì)可調(diào)整的過程進(jìn)行過度控制造成的，這里過程改變是對(duì)過程數(shù)據(jù)中隨機(jī)波動(dòng)的響應(yīng)）。注：如果存在幾個(gè)過程流，應(yīng)分別識(shí)別和追蹤。5/9/202434SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材UCLXLCLUCLXLCL均值失控的過程（點(diǎn)離過程均值太近）均值失控的過程（點(diǎn)離控制限太近）5/9/202435SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-5識(shí)別并標(biāo)注所有特殊原因（均值圖）

a對(duì)于均值數(shù)據(jù)內(nèi)每一個(gè)顯示處于失控狀態(tài)的條件進(jìn)行一次過程操作分析，從而確定產(chǎn)生特殊原因的理由，糾正該狀態(tài)，防止再發(fā)生。b應(yīng)及時(shí)分析問題，例如：出現(xiàn)一個(gè)超出控制限的點(diǎn)就立即開始分析過程原因。

3-6重新計(jì)算控制限（均值圖）

在進(jìn)行首次過程研究或重新評(píng)定過程能力時(shí)，要排除已發(fā)現(xiàn)并解決了的特殊原因的任何失控點(diǎn)，然后重新計(jì)算并描畫過程均值X和控制限，使所有點(diǎn)均處于受控狀態(tài)。

5/9/202436SPC統(tǒng)計(jì)基本概念全員培訓(xùn)教材3-7為了繼續(xù)進(jìn)行控制延長(zhǎng)控制限a當(dāng)首批數(shù)據(jù)都在試驗(yàn)控制限之內(nèi)（即控制限確定后），延長(zhǎng)控制限，將其作為將來的一段時(shí)期的控制限。

b當(dāng)子組容量變化時(shí)，（例如：減少樣本容量，增加抽樣頻率）應(yīng)調(diào)整中心限和控制限。方法如下：b-1估計(jì)過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差（用σ?表示），用現(xiàn)有的子組容量計(jì)算：