統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制spc控制圖分析

1、控制圖分析 01檢測(cè)圖案模式 當(dāng)一個(gè)過(guò)程是非隨機(jī)的，在過(guò)程圖上就會(huì)表現(xiàn)出一定的圖案模式。特定的圖案模 式往往意味著有特定的外部因素作用于過(guò)程。如果這樣的因素能夠?qū)^(guò)程作出改進(jìn)，那么我 們希望它能繼續(xù)保持下去。如果不是，我們就希望消除它。因而檢測(cè)圖案模式是尋找波動(dòng)因 素的第一步。 在正態(tài)曲線中大約有68%的樣本落在均值 _ 1 :的范圍內(nèi)，95%勺樣本落在均值 _ 2】的范圍內(nèi)，99. 73%的樣本落在均值一 3：的范圍內(nèi)。如果實(shí)際情況不是那樣，那就 說(shuō)明過(guò)程并 沒(méi)有受到正常的過(guò)程，我們需要檢查一下控制圖上的圖案模式。一部分的圖案模 式我們一眼 就能看岀。但另一些則需要比較仔細(xì)地檢查才能發(fā)現(xiàn)。我

2、們需要尋找的一些圖 案模式如下： 任意1點(diǎn)在控制界限以外 連續(xù)7點(diǎn)在中心線的同一側(cè) 連續(xù)7點(diǎn)呈上升趨勢(shì) 連續(xù)7點(diǎn)呈下降趨勢(shì) 連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)在二倍標(biāo)準(zhǔn)差控制界限以外且它們?cè)谥行木€的同一側(cè) -連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)在二倍標(biāo)準(zhǔn)差控制界限以外且3點(diǎn)都在中心線的同一側(cè) 圖8. 1列岀了一些類(lèi)似的檢驗(yàn) 1點(diǎn)落在控制界限以外 連續(xù)7點(diǎn)在中心線的同一側(cè) a 人 連續(xù)7點(diǎn)呈上升趨勢(shì) 連續(xù)7點(diǎn)呈下降趨勢(shì) rA 丿 連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)在二 1倍標(biāo) 連續(xù)4點(diǎn)中有3點(diǎn)在一 準(zhǔn)差控制界限以外且它們?cè)诒稑?biāo)準(zhǔn)差控制界限 圖8. 1非隨機(jī)情況的檢驗(yàn) 我們還可以通過(guò)查找控制圖上流程的個(gè)數(shù)來(lái)尋找非隨機(jī)現(xiàn)象。一個(gè)流程就是一組 在中 心線同

3、側(cè)的點(diǎn)。如果流程比較少的話，就表明波動(dòng)性比較小，而且也往往暗示著分層結(jié) 構(gòu)的 存在。表8. 1中的數(shù)據(jù)可以幫助我們來(lái)驗(yàn)證流程的數(shù)目是否足夠多。當(dāng)流程數(shù)目小 于或等于表中所列出的數(shù)字時(shí)，過(guò)程就是非隨機(jī)的。 0 7 X 9 10 1 1 12 13 14 6 3 斗 4 4 5 5 5 5 5 7 斗 4 4 5 5 5 6 6 6 4 斗 5 5 6 6 6 6 7 9 4 5 5 6 6 6 7 7 7 FMs 白do已 ceifter Points 田畑 line 表8. 1 12循環(huán) 在控制圖中，當(dāng)總體產(chǎn)出的波動(dòng)性增加時(shí)往往會(huì)表現(xiàn)出循環(huán)的現(xiàn)象?？刂茍D中的 循環(huán) 是指那些隨時(shí)間變化并且影響過(guò)

4、程的因素。如果能確定造成循環(huán)的誘因，我們就能夠 準(zhǔn)確地找岀哪一部分的循環(huán)能夠生產(chǎn)岀最好的產(chǎn)品于是我們就可以通過(guò)控制這部分循環(huán)的誘 因來(lái)使產(chǎn)岀穩(wěn)定在這一水平上。圖8. 2列示了一張控制圖上的一些循環(huán)。 圖8. 2 控制圖中的循環(huán) 23趨勢(shì) 和循環(huán)類(lèi)似，趨勢(shì)表示的也是一些經(jīng)常變化的因素。某些解決方法在控制圖上也 表現(xiàn)為趨勢(shì)的形式。如果一種趨勢(shì)不能夠用常規(guī)方法來(lái)檢驗(yàn)是否被控制，我們可以采用像工 具磨損控制圖中那樣的帶有傾向性的控制界限來(lái)平衡這個(gè)因素。圖8. 3是一個(gè)包含有趨 勢(shì)的控制圖。 圖8. 3 控制圖中的趨勢(shì) 84混合 當(dāng)兩個(gè)或更多個(gè)過(guò)程被合在一起分析時(shí)，控制圖中就往往會(huì)表現(xiàn)岀混合形式。一 張

5、繪 制有兩臺(tái)機(jī)器總產(chǎn)岀的控制圖就是一個(gè)例子。在一張繪有兩臺(tái)不同過(guò)程機(jī)器的圖中，它 的中心化可能會(huì)表現(xiàn)為中心線上下都存在一些點(diǎn)，但是這些點(diǎn)往往并不很靠近中心線。 圖8. 4就是一張關(guān)于混合數(shù)據(jù)的控制圖。 圖8. 4 混合數(shù)據(jù)的控制圖 直方圖也能表現(xiàn)岀混合。如果存在兩個(gè)過(guò)程，那么直方圖的形狀通常表現(xiàn)為雙峰 或是多峰的。 如果懷疑數(shù)據(jù)是混合的，我們可以將一個(gè)個(gè)點(diǎn)單獨(dú)畫(huà)下來(lái)，注意不要在它們之間連線。 這樣做可以幫助我們判斷圖中是否存在有分層結(jié)構(gòu)。一旦發(fā)現(xiàn)了混合數(shù)據(jù)，我們就需要繪制 單獨(dú)過(guò)程的控制圖，它還可以幫助我們來(lái)確定混合的誘因。 85分層 如同混合數(shù)據(jù)一樣，分層數(shù)據(jù)也是兩個(gè)或更多個(gè)過(guò)程被一同研究且

6、產(chǎn)生相同的圖 案模 式時(shí)所表現(xiàn)出來(lái)的。但是，分層數(shù)據(jù)的點(diǎn)更傾向于緊靠中心線。這種情況的發(fā)生往往是 由于樣本的選取方式，第一個(gè)樣本的第一個(gè)點(diǎn)來(lái)自第一臺(tái)機(jī)器，然后第二個(gè)點(diǎn)來(lái)自第二臺(tái) 機(jī)器，第三個(gè)點(diǎn)又回到第一臺(tái)機(jī)器，以此類(lèi)推；而第二個(gè)樣本的第一個(gè)點(diǎn)來(lái)自第二臺(tái)機(jī)器，然 后第 二個(gè)點(diǎn)來(lái)自第一臺(tái)機(jī)器，第三個(gè)點(diǎn)又回到第二臺(tái)機(jī)器，以此類(lèi)推。在這樣的情況下，每 個(gè)點(diǎn) 代表的都是兩臺(tái)機(jī)器，每一點(diǎn)上都將得到來(lái)自同一機(jī)器的兩個(gè)數(shù)據(jù)。結(jié)果就變成圖8.5 圖8. 5 分層數(shù)據(jù)的控制圖 中顯示的圖案模式了 分層數(shù)據(jù)和混合數(shù)據(jù)一樣可以在直方圖中表現(xiàn)出來(lái)。同時(shí)在控制圖中畫(huà)不連線的 點(diǎn)也能清楚地看到分層現(xiàn)象。 86移位 移位過(guò)程

7、也能表現(xiàn)出很特殊的圖案模式。移位事實(shí)上是圖案模式的一種突然變化， 例 如一個(gè)突然的下降或是上跳，造成這種現(xiàn)象的原因往往是由于操作員的變換或是一種新方 法的采用。例如，如果第一個(gè)操作員以固定的水平操作機(jī)器，而它的繼任者以更高的水平操作 機(jī)器，你就會(huì)在圖上看到圖案模式的均值有一個(gè)明顯的移位。由于不同的操作員的操作水平 不 盡相同，圖案的模式也經(jīng)常會(huì)發(fā)生不同程度的反復(fù)變化。圖8. 6顯示了一個(gè)發(fā)生移位的 過(guò)程。 圖8. 6過(guò)程移位 87不穩(wěn)定性 控制圖中不自然的大規(guī)模波動(dòng)被我們稱(chēng)為不穩(wěn)定性。此時(shí)節(jié)點(diǎn)可能會(huì)超越中心線 兩邊的界限。過(guò)度擬合的儀器，多種材料的混合以及不同的測(cè)量器具都會(huì)導(dǎo)致過(guò)程的 不穩(wěn)定性

8、。它甚至還可以是多個(gè)變量作用于同一特性的結(jié)果。 圖8. 7不穩(wěn)定的過(guò)程 88聚束 聚束表現(xiàn)為當(dāng)一組樣本中的一些數(shù)據(jù)點(diǎn)很接近時(shí)，它們的讀數(shù)也很接近。圖8. 8顯 示了聚束的情況。這樣的圖案模式往往代表著引起變異的原因有了突然變化。例如換了另- 個(gè) 人來(lái)獲取讀數(shù)，或是分布發(fā)生了暫時(shí)的移位，甚至可能是更換了一種新的測(cè)量器具 圖8. 8 過(guò)程的聚束 89反?，F(xiàn)象 由于反?，F(xiàn)象的發(fā)生往往是無(wú)規(guī)律的，所以它也是最難消除的。我們將反?，F(xiàn)象 定義 為發(fā)生了這樣的情況：一個(gè)點(diǎn)到達(dá)了控制界限以外，然后接下來(lái)的點(diǎn)又恢復(fù)正常重新 回到了控制界限以?xún)?nèi)。圖8. 9顯示了這樣的情況。 圖8. 9 控制圖的反?，F(xiàn)象 在很短的時(shí)間內(nèi)反?，F(xiàn)象至多發(fā)生一次，而用僅有的一個(gè)失控樣本我們是無(wú)法進(jìn) 行數(shù) 據(jù)分析的。盡管在特定的情況下，尤其是當(dāng)反常點(diǎn)距離控制界限很近的時(shí)候，我們可以 忽略 個(gè)別的反常點(diǎn)。但反常點(diǎn)的存在確實(shí)表明了過(guò)程中是存在著問(wèn)題的。因而可以這樣說(shuō)， 在你 忽略反常點(diǎn)的同時(shí)你也忽略了過(guò)程的變化。 反?，F(xiàn)象的發(fā)生可以是由任何原因造成的，而最為常見(jiàn)的就是測(cè)量過(guò)程中的誤差。 其他的一些原因包括不完善的運(yùn)作，類(lèi)似電力過(guò)猛或是斷電這樣的設(shè)備問(wèn)