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1、,統(tǒng)計(jì)制程管制,(Statistical Process Control),SPC,-陳祥綠,什么是SPC? 運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)(主要為管制圖. 直方圖. 柏拉圖等 工具), 對(duì)制程中信息和資訊(產(chǎn)品特性和重要制 程參數(shù)進(jìn)行分析并將所得結(jié)論用于制程監(jiān)控和 改善預(yù)防的方法,過程控制的需要,檢測(cè)-容忍浪費(fèi) 預(yù)防-避免浪費(fèi),為什么要作SPC,1. 經(jīng)濟(jì)性: 有效的抽樣管制, 不用全數(shù)檢驗(yàn), 預(yù)估 不良率,得以控制成本. 使制程穩(wěn)定,生產(chǎn)可以預(yù)測(cè), 而能掌握品質(zhì).成本.交期; 2. 預(yù)警性/時(shí)效性: 制程的異常趨勢(shì)可即時(shí)對(duì)策, 預(yù) 防整批不良, 以減少浪費(fèi),直接由作業(yè)人員繪制管 制圖, 提供一個(gè)可靠的資料,

2、以決定何時(shí)應(yīng)該采取 對(duì)策, 何時(shí)可以不必采取任何措施;,3. 分辨共同原因與特殊原因: 作為局部問題對(duì)策或 管理階層系統(tǒng)改進(jìn)之參考; 4. 善用機(jī)器設(shè)備: 估計(jì)機(jī)器能力, 可妥善安排適當(dāng) 機(jī)器生產(chǎn)適當(dāng)零件; 5. 改善的評(píng)估: 制程能力可作為改善前后比較之簡 單指標(biāo), 作為制程檢討的共同語言;,SPC 常用術(shù)語,X: 中位數(shù) 一組數(shù)據(jù)處于中間的數(shù)值 X: 平均數(shù) R: 全距(極差) Rm: 移動(dòng)全距: Rm= Xn - Xn+1 : 標(biāo)準(zhǔn)差 n: 一組內(nèi)樣本個(gè)數(shù) LSL: 規(guī)格下限 USL: 規(guī)格上限 LCL: 管制下限 UCL: 管制上限,CL: 管制中心線 P: 不良率 Np: 不良數(shù) C

3、: 缺點(diǎn)數(shù) U: 單位缺點(diǎn)數(shù) Ca 或 K: 制造準(zhǔn)確度 Cp: 制造精確度 Pp: 初期制造精確度 Cpk: 制造能力,制程與制程變異,將輸入(人員.資金.材料.設(shè)備.技術(shù)方法等)轉(zhuǎn)化為輸出(成品或服務(wù))的一組彼此相關(guān)資源和活動(dòng), 即制造過程.,制程變異:,沒有兩件產(chǎn)品或特性是完全相同的, 因?yàn)槿魏芜^ 程存在許多引起變異的原因, 產(chǎn)品間的差距也許 很大,也許小得無法測(cè)量,但這些差距總是存在的.,制程:,普通原因,穩(wěn)定性代表了一個(gè)不變的平均值以及 隨著時(shí)間的變化可以預(yù)測(cè)的變異。,穩(wěn)定性 經(jīng)過一段時(shí)間后，流程是怎樣表現(xiàn)的?,特殊原因,變異性 目標(biāo)流程是否具有最小的變異?,我們使用平均值來確定流程

4、是否在目標(biāo)范 圍內(nèi)。我們使用標(biāo)準(zhǔn)差 來確定變異性。,“雖然每個(gè)流程都表現(xiàn)變異，但一些流程表現(xiàn)受控的變異，而另外一些流程表現(xiàn)非受控的變異 (Walter Shewhart) 受控的變異特征是隨時(shí)間變化表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定和調(diào)和的變異圖案 與一般要因相關(guān)聯(lián) 非受控變異的特征是變異隨時(shí)間變化 與特殊要因相關(guān)聯(lián),局部措施:,通常用來消除變差的特殊原因; 通常由與制程直接相關(guān)的人員實(shí)施; 大約可糾正15%的制程問題;,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%的制程問題;,特殊要因,流程B表現(xiàn)非受控變異,流程A表現(xiàn)受控變異,我們能夠忍受變異嗎?,數(shù)據(jù)類型

5、,數(shù)據(jù)中心的度量 平均值 Mean 中位數(shù) Median 數(shù)據(jù)分散的度量 范圍 Range 方差 Variance 標(biāo)準(zhǔn)差 Standard Deviation 正態(tài)分布的特性,數(shù)據(jù)類型,計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)（ Attribute Data ） (離散，定性的) 種類 好 / 壞 機(jī)器1, 機(jī)器2, 機(jī)器3 班次 計(jì)數(shù)事件 (文件中的錯(cuò)誤數(shù), 裝船的部品數(shù)等） 計(jì)量型數(shù)據(jù)（ Variable Data ） (連續(xù)，定量的) 連續(xù)的數(shù)據(jù) (有意義的小數(shù)) 時(shí)間(秒) 壓力 (psi) 傳送帶速度 (ft/min) 厚度 (inches) 等等,管制圖分類,依數(shù)據(jù)性質(zhì)來分類:,計(jì)量值管制圖; 計(jì)數(shù)值管制圖;

6、,依管制圖的用途來分類:,管制用管制圖; 解析用管制圖;,常用管制圖(一),計(jì)量值管制圖:,平均值與全距管制圖X-R Chart; 平均值與標(biāo)準(zhǔn)差管制圖X- Chart; 中位值與全距管制圖X-R Chart; 個(gè)別值與移動(dòng)全距管制圖X-Rm Chart,常用管制圖(二),計(jì)數(shù)值管制圖:,不良率管制圖P Chart; 不良數(shù)管制圖nP Chart; 缺點(diǎn)數(shù)管制圖C Chart; 單位缺點(diǎn)數(shù)管制圖u Chart,管制圖三要素,收集: 被研究的特性的數(shù)據(jù)收集后將之轉(zhuǎn)換成可以畫 到管制圖上的形式;,2. 管制: 利用數(shù)據(jù)計(jì)算管制界限, 將它們畫在圖上作為分 析的指南, 然后, 將數(shù)據(jù)與管制界限比較來

7、確定變差是否 穩(wěn)定且是否只是由普通原因引起, 如果明顯由特殊原因引 起, 應(yīng)進(jìn)一步研究確定影響它的原因是什么?采取措施后, 重新收集數(shù)據(jù),重新計(jì)算管制界限.,3. 分析和改進(jìn): 當(dāng)特殊原因消除后, 制程在統(tǒng)計(jì)管制狀態(tài) 下運(yùn)行, 可繼續(xù)使用管制圖作為監(jiān)控工具,如果是普通原 因造成變差太大,從管理方面改善,平均值與全距管制圖建立步驟,1. 收集數(shù)據(jù):,選擇子組大小.頻率和數(shù)據(jù) 子組大小(每組樣本數(shù)210個(gè)) 子組.頻率(每班兩次, 每小時(shí)一次) 子組數(shù)的大小(組數(shù)不小于25,樣本數(shù)不小于100),B. 建立管制圖及記錄原始數(shù)據(jù),C. 計(jì)算每個(gè)子組的均值(X)和全距(R),X=(X1+X2+.+Xn

8、)/n,R=X - X,MAX,MIN,D. 選擇管制圖的刻度, E. 將平均值和全距畫到管制圖上, II. 計(jì)算管制界限 A. 計(jì)算平均全距(R)及制程平均值(X),R= (R1+R2+.+Rk)/k,X= (X1+X2+.+Xk)/k,B. 計(jì)算管制界限,UCL = D4 R,C. 在管制圖上作出平均值和全距管制界限的管制線,UCL = X +A2 R,R,LCL = D3 R,R,X,LCL = X - A2 R,X,III. 制程管制解釋,分析全距圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn) 1. 超出管制界限的點(diǎn) 2. 管制界限之內(nèi)的圖形或趨勢(shì) 3. 明顯的非隨機(jī)圖形,B. 識(shí)別并標(biāo)注特殊原因(全距圖) C. 重新

9、計(jì)算管制全距,D. 分析均值圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn) 1. 超出管制界限的點(diǎn) 2. 管制界限之內(nèi)的圖形或趨勢(shì) 3. 明顯的非隨機(jī)圖形 E. 識(shí)別并標(biāo)注特殊原因(均值圖) F. 重新計(jì)算均值管制界限 G. 為了繼續(xù)進(jìn)行管制, 延長管制界限 H. 有關(guān)“管制”的最后概念-用于進(jìn)一步的考慮,X 管制圖,R 管制圖,管制圖的用途,最主要的用途為: 發(fā)覺有無產(chǎn)生變異的特殊原因存在; 無特殊原因時(shí), 可用來分析制程:,可用來制定或變更規(guī)格, 或判斷制程是否符合規(guī)格的要求; 可用來提供或變更制造方法; 可用來提供或變更檢驗(yàn)方法, 允收方法；,對(duì)購買的產(chǎn)品允收或拒收的依據(jù); 由小批產(chǎn)品中選擇一些產(chǎn)品組成品質(zhì)均勻的大批產(chǎn)品

10、的依據(jù); 作為判斷產(chǎn)品品質(zhì)是否均勻； 作為了解采購送驗(yàn)的零件品質(zhì)； 用于非生產(chǎn)性方面的問題；,其他的用途:,正常與不正常的管制圖,多數(shù)點(diǎn)集中在中心線附近 少數(shù)點(diǎn)落在管制界限附近 管制點(diǎn)成隨機(jī)分布狀態(tài), 無任何規(guī)則可循 沒有點(diǎn)超出管制界限以外,在中心線附近無管制點(diǎn)-混合型 在管制界限附近無管制點(diǎn)- 層別型 有管制點(diǎn)超出管制界限以外-不穩(wěn)定型,不正常的管制圖:,正常的管制圖:,管制圖的判讀,規(guī)則一: 有某一個(gè)點(diǎn)超出管制界限之外者 規(guī)則二: 連續(xù)三點(diǎn)之中有兩點(diǎn)落在A區(qū)或A區(qū)之外者 規(guī)則三: 連續(xù)五點(diǎn)之中有四點(diǎn)落在B區(qū)或B區(qū)之外者 規(guī)則四: 連續(xù)八點(diǎn)在C區(qū)或C區(qū)之外者 規(guī)則五: 連續(xù)幾點(diǎn)同一方向時(shí):,

11、連續(xù)五點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)-注意動(dòng)態(tài) 連續(xù)六點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)-開始調(diào)查原因 連續(xù)七點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)-必有原因,立即采取措施,6. 規(guī)則六: 點(diǎn)在中心線之單測(cè)連續(xù)出現(xiàn)7點(diǎn)以上者,7. 規(guī)則七: 點(diǎn)在中心線之單測(cè)出現(xiàn)較多時(shí):,連續(xù)11點(diǎn)之中有10點(diǎn)以上 連續(xù)14點(diǎn)之中有12點(diǎn)以上 連續(xù)17點(diǎn)之中有14點(diǎn)以上 連續(xù)20點(diǎn)之中有16點(diǎn)以上,8. 規(guī)則八: 點(diǎn)出現(xiàn)在管制界限之近側(cè)時(shí), 一般是以超 出2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差區(qū)的點(diǎn)為調(diào)查基準(zhǔn)的, 如:,連續(xù)3點(diǎn)之中有2點(diǎn)以上 連續(xù)7點(diǎn)之中有3點(diǎn)以上 連續(xù)10點(diǎn)之中有4點(diǎn)以上,IV. 制程能力解釋,A. 計(jì)算制程的標(biāo)準(zhǔn)偏差, = R/d2,B. 計(jì)算制程能力,Cp

12、k =,(USL- X),(X- LSL),或,3 ,3 ,倆者取其小,或,Cpk = (1 Ca) Cp,Ca= X -,USL - LSL,2,C. 評(píng)價(jià)制程能力 D. 提高制程能力 為了提高制程能力, 將精力集中在減少普通原 因上, 為此通常要求對(duì)系統(tǒng)采取管理措施, 加 以改正 E. 對(duì)修改的制程繪制管制圖并分析 通過連續(xù)監(jiān)視管制圖確保系統(tǒng)改進(jìn)的有效性.,Cp =,USL - LSL,6 ,正態(tài)分布,“正態(tài)” 分布是具有一定相同特性的數(shù)據(jù)分布 這些特性對(duì)我們理解下面的流程特征十分有用，我們將從此流程中獲得數(shù)據(jù) 大多數(shù)自然現(xiàn)象和人工流程是正態(tài)分布，或者可以被描述成正態(tài)分布,正態(tài)分布,特性1: 正態(tài)分布可以被完全描述，只需知道： 平均值, 和 標(biāo)