統(tǒng)計過程控制(SPC)知識點宣講

1、SPC知識點宣講知識點宣講 簡單簡單的說的說SPC就是運用數(shù)據(jù)使一系列就是運用數(shù)據(jù)使一系列活動按照我們活動按照我們希望希望的方式發(fā)展，從而得到的方式發(fā)展，從而得到我們我們期望期望的結(jié)果。的結(jié)果。SPC 工作內(nèi)容工作內(nèi)容過程穩(wěn)定？能力充分？SPC 工作原理工作原理SPC關注點：SPC是運用控制圖來監(jiān)控過程的波動情況，保證過程的穩(wěn)定，一個穩(wěn)定的過程輸出才能保證產(chǎn)品的一致性。工作原理：SPC報警規(guī)則是根據(jù)小概率事件原理定義的，小概率事件一般不發(fā)生，一旦發(fā)生即判過程異常。S P C = Statistical Process ControlStatistical: 用統(tǒng)計方法 通過Sample Dat

2、a 監(jiān)控和分析Process 的變化Process : 分解出確保質(zhì)量的要素 理解控制計劃的必要性 確保樹立控制計劃能有效實施Control: 早期預報Process的變化 具備在最終Output出現(xiàn)前能糾正問題的時間兩種過程波動兩種過程波動 兩種過程的變異兩種過程的變異：普通性普通性 Common cause（也稱必然性）原因引起的變異：（也稱必然性）原因引起的變異：屬于屬于不易避免不易避免的原因，如操作人員的熟練程度的差別、的原因，如操作人員的熟練程度的差別、設備精度與保養(yǎng)好壞的差別、同批原材料本身的差別等。設備精度與保養(yǎng)好壞的差別、同批原材料本身的差別等。特殊性特殊性 Special c

3、ause（也稱偶然性）原因引起的變異：（也稱偶然性）原因引起的變異：屬于可以避免的，也屬于可以避免的，也必須避免必須避免的變異，如不同批原料之間的變異，如不同批原料之間的差異、未經(jīng)培訓的不熟練的操作人員、設備的故障等。的差異、未經(jīng)培訓的不熟練的操作人員、設備的故障等。你必須隨時監(jiān)控（慢性）85%你必須立即消除（急性）15%特殊原因特殊原因：某個：某個特定特定的時間或地點發(fā)生了的時間或地點發(fā)生了不同尋常的事情不同尋常的事情普通原因普通原因：在過程中：在過程中總是總是某種程度上存在某種程度上存在波動理解波動理解過程波動的理解過程波動的理解 產(chǎn)品的變異性產(chǎn)品的變異性（Shewhart對過程變異的觀點

4、對過程變異的觀點） -相同的原料、設備所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其品質(zhì)特性還存在著一定相同的原料、設備所生產(chǎn)的產(chǎn)品，其品質(zhì)特性還存在著一定程度的程度的差異差異。波動（變差）來源波動（變差）來源 同一過程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或是特性同一過程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品或是特性不可能不可能完全相同，因為過程完全相同，因為過程 中存在變差源（中存在變差源（6 6大變差源），這種差異也許很大，也許很小。大變差源），這種差異也許很大，也許很小。 單位產(chǎn)品：單位產(chǎn)品：為實施檢驗的需要而劃分的為實施檢驗的需要而劃分的基本基本單元單元（有時有時也稱為也稱為個體個體）。）。批量：單位產(chǎn)品的批量：單位產(chǎn)品的總和總和，又稱總體。，又稱總體。樣本樣

5、本/子組：子組：自總體中抽取一部分個體所構(gòu)成的自總體中抽取一部分個體所構(gòu)成的集合集合。計量計量值：以產(chǎn)品本身的值：以產(chǎn)品本身的特性特性來表示，如長度來表示，如長度溫度溫度重量等。重量等。計數(shù)值：以計數(shù)值：以缺陷數(shù)缺陷數(shù)和和不良數(shù)不良數(shù)表示。表示。數(shù)據(jù)統(tǒng)計基本概念數(shù)據(jù)統(tǒng)計基本概念個體個體總體總體樣本樣本兩種數(shù)據(jù)類型兩種數(shù)據(jù)類型有關質(zhì)量有關質(zhì)量特性的理解特性的理解 能夠表明過程的質(zhì)量特性參數(shù)能夠表明過程的質(zhì)量特性參數(shù) 能夠表達為計數(shù)和計量型數(shù)據(jù)能夠表達為計數(shù)和計量型數(shù)據(jù) 可取之于過程的輸入、過程中的活動或過程的輸出可取之于過程的輸入、過程中的活動或過程的輸出例子例子：（烤制一批蛋糕）：（烤制一批蛋

6、糕）過程過程階段階段計數(shù)型計數(shù)型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)計量型計量型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)輸入輸入過程中過程中輸出輸出雞蛋外觀缺陷數(shù)雞蛋外觀缺陷數(shù)混合物的光潔度缺陷數(shù)混合物的光潔度缺陷數(shù)表面的空洞數(shù)表面的空洞數(shù)蛋糕的質(zhì)地蛋糕的質(zhì)地雞蛋的重量雞蛋的重量爐溫爐溫蛋糕的重量蛋糕的重量蛋糕的體積蛋糕的體積合理子組原則合理子組原則休哈特提出：組內(nèi)差異只由休哈特提出：組內(nèi)差異只由偶因偶因造成，組間差異主要由造成，組間差異主要由異因異因造成。造成。組內(nèi)差異只由偶因造成：目的是保證控制圖上、下控制限的間隔組內(nèi)差異只由偶因造成：目的是保證控制圖上、下控制限的間隔距離距離6為最小，從而對異常原因能夠及時發(fā)出統(tǒng)計信號。為最小，從而對異常原因能夠

7、及時發(fā)出統(tǒng)計信號。（我們在取樣本組，即子組時應在短間隔內(nèi)取，以避免異因進入。）（我們在取樣本組，即子組時應在短間隔內(nèi)取，以避免異因進入。）組間差異主要由異因造成：目的為了便于組間差異主要由異因造成：目的為了便于發(fā)現(xiàn)發(fā)現(xiàn)異因。異因。（在過程不穩(wěn)，變化激烈時應該多抽取樣本，而在過程平穩(wěn)時，則可少抽取樣本。）（在過程不穩(wěn)，變化激烈時應該多抽取樣本，而在過程平穩(wěn)時，則可少抽取樣本。）合理抽樣：對僅有合理抽樣：對僅有普通普通原因造成的變差的過程輸出的測量抽樣。原因造成的變差的過程輸出的測量抽樣。SPC數(shù)據(jù)抽樣數(shù)據(jù)抽樣原則原則子組子組內(nèi)部內(nèi)部的波動應該最小化。的波動應該最小化。不要有意的把不要有意的把不同

8、類不同類的東西放到一組。的東西放到一組。子組子組之間之間的波動機會應該最大化。的波動機會應該最大化。均值應均值應屏蔽屏蔽“噪音噪音”，突出，突出“信號信號”。圖表圖表類型類型需根據(jù)數(shù)據(jù)的來源選擇。需根據(jù)數(shù)據(jù)的來源選擇。制定標準抽樣制定標準抽樣程序程序。最好的抽樣頻率最好的抽樣頻率 沒有一個固定和快捷的沒有一個固定和快捷的準則準則來選擇最好的抽樣頻率，來選擇最好的抽樣頻率，但是，應該通過以下但是，應該通過以下因素因素來決定抽樣頻率：來決定抽樣頻率：材料變化。材料變化。工具變化。工具變化。作業(yè)者變化。作業(yè)者變化。工藝變化。工藝變化。環(huán)境等的變化。環(huán)境等的變化。 正態(tài)分布正態(tài)分布我們希望是正態(tài)分布我

9、們希望是正態(tài)分布數(shù)據(jù)的分布服從正態(tài)分布（數(shù)據(jù)的分布服從正態(tài)分布（，），平均值為），平均值為，標準差為，標準差為。2正態(tài)分布正態(tài)分布表征數(shù)據(jù)表征數(shù)據(jù)的的中心中心 (算術(shù)算術(shù))平均平均(Average)中位數(shù)中位數(shù)(Median)眾數(shù)眾數(shù)(Mode)表征表征Data的的離散離散程度程度標準偏差標準偏差(Standard Deviation)方差方差(Variance)全距全距(Range)百分比百分比(Percentile)1)(12nxxSniinxxnii12)(x正態(tài)分布的兩個基本統(tǒng)計量正態(tài)分布的兩個基本統(tǒng)計量樣本樣本總體總體 峰態(tài)分析峰態(tài)分析 變化，變化，而而不變不變 位置分析位置分析 變

10、化，變化，而而不變不變 實際過程實際過程 變化變化變化變化正態(tài)分布隨時間的變化正態(tài)分布隨時間的變化1.對稱性：以過程平均為軸對稱性：以過程平均為軸左右對稱左右對稱2.連續(xù)性：左右兩尾連續(xù)性：左右兩尾無限接近無限接近于橫軸于橫軸3.正則性：曲線下橫軸上的正則性：曲線下橫軸上的面積面積等于等于1P（-1X+1）=0.6827P（-2X+2）=0.9545P（-3X+3）=0.9973P（-6X+6）=0.999999714168%95%99.7%-11-2-332正態(tài)分布的性質(zhì)正態(tài)分布的性質(zhì)控制圖控制圖l中心中心線線（CL）：表示控制的平均值或平均數(shù)。）：表示控制的平均值或平均數(shù)。l控制控制上上限

11、限（UCL）：中心線上方的控制界限。）：中心線上方的控制界限。l控制控制下下限限（LCL）：中心線下方的控制界限。）：中心線下方的控制界限。l受控受控狀態(tài)：狀態(tài)：記入控制圖內(nèi)的點子，能夠在界限內(nèi)隨機分布。記入控制圖內(nèi)的點子，能夠在界限內(nèi)隨機分布。l失控失控狀態(tài)狀態(tài)：記入控制圖內(nèi)的點子，落在控制界限上或之外，：記入控制圖內(nèi)的點子，落在控制界限上或之外，或在界限或在界限內(nèi)呈內(nèi)呈一定規(guī)律分布。一定規(guī)律分布?？刂茍D術(shù)語控制圖術(shù)語控制圖對過程的控制是通過抽樣來進行的，很經(jīng)濟。但控制圖對過程的控制是通過抽樣來進行的，很經(jīng)濟。但抽樣可能抽樣可能會會犯錯誤犯錯誤：第一種錯誤：第一種錯誤：虛發(fā)虛發(fā)警報警報 正常

12、生產(chǎn)時點子偶然出現(xiàn)在界外。正常生產(chǎn)時點子偶然出現(xiàn)在界外。 但判斷過程異常。但判斷過程異常。 錯誤的概率是錯誤的概率是（可為（可為1%，5%，10%）第二種錯誤：第二種錯誤：漏發(fā)漏發(fā)警報警報 過程已經(jīng)異常，但仍然有部分產(chǎn)過程已經(jīng)異常，但仍然有部分產(chǎn) 品處于界內(nèi)，因此判斷過程品處于界內(nèi)，因此判斷過程正常。正常。兩類錯誤兩類錯誤不可不可避免，減少兩類錯誤避免，減少兩類錯誤休哈特的休哈特的3控制控制方式方式1.=0.27%，不會，不會虛報虛報。2.增加增加點子非隨機排列的判異準則，不會點子非隨機排列的判異準則，不會漏報漏報。3.實踐證明實踐證明這種控制方式最這種控制方式最經(jīng)濟經(jīng)濟。UCLUCLCL控制

13、圖理解控制圖理解控制圖的種類與適用場合控制圖的種類與適用場合類別類別名稱名稱控制圖符號控制圖符號特點特點適用場合適用場合計量計量均值均值-極差控制圖極差控制圖x-R最常用，判斷工序是否正常的效最常用，判斷工序是否正常的效果好，計算果好，計算R值的工作量小。值的工作量小。適用于產(chǎn)品批量大且生產(chǎn)正適用于產(chǎn)品批量大且生產(chǎn)正常、穩(wěn)定的工序。常、穩(wěn)定的工序。值控值控均值均值-標準差控制圖標準差控制圖x-s常用，判斷工序是否正常的效果常用，判斷工序是否正常的效果最好，但計算最好，但計算s值的工作量大。值的工作量大。適用于產(chǎn)品批量大且生產(chǎn)正適用于產(chǎn)品批量大且生產(chǎn)正常、穩(wěn)定的工序。常、穩(wěn)定的工序。制圖制圖單值

14、單值-移動極差控制移動極差控制圖圖X-MR簡便省事，能及時判別工序是否簡便省事，能及時判別工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。工序分布中心的變化。因各種原因（時間或費用）因各種原因（時間或費用）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或盡每次只能得到一個數(shù)據(jù)或盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常因素。快發(fā)現(xiàn)并消除異常因素。計數(shù)計數(shù) 不合格品數(shù)控制圖不合格品數(shù)控制圖np較常用，計算簡潔，作業(yè)人員易較常用，計算簡潔，作業(yè)人員易于掌握。樣本含量較大。于掌握。樣本含量較大。樣本含量相等。樣本含量相等。值控值控不合格品率控制圖不合格品率控制圖p樣本取樣量大，且計算量大，樣本取樣量大，且計算量大

15、，控制曲線凹凸不平?？刂魄€凹凸不平。樣本含量可以不等。樣本含量可以不等。缺陷數(shù)控制圖缺陷數(shù)控制圖c較常用，計算簡潔，作業(yè)人員易較常用，計算簡潔，作業(yè)人員易于掌握。要求樣本量大。于掌握。要求樣本量大。樣本含量相等。樣本含量相等。制圖制圖單位缺陷數(shù)控制圖單位缺陷數(shù)控制圖u計算量大，控制曲線凹凸不平。計算量大，控制曲線凹凸不平。 樣本含量可以不等。樣本含量可以不等?？刂葡抻嬎憧刂葡抻嬎憧刂葡抻嬎憧刂葡抻嬎阋陨蠑?shù)據(jù)是根據(jù)以上數(shù)據(jù)是根據(jù)3控制原理，運用數(shù)理推論而得到的系數(shù)，你只需會查表即可?？刂圃?，運用數(shù)理推論而得到的系數(shù)，你只需會查表即可。控制圖系數(shù)表限控制圖系數(shù)表限l所有所有的控制點均在控制界限

16、內(nèi)的控制點均在控制界限內(nèi)隨機隨機分布，則可以分布，則可以 作為控制界限。作為控制界限。l某些某些控制點超出控制界限，則應對異常原因進行控制點超出控制界限，則應對異常原因進行 調(diào)查，并加以調(diào)查，并加以消除消除，然后，然后利用剩余的數(shù)據(jù)重新計利用剩余的數(shù)據(jù)重新計 算控制界限。算控制界限。l雖雖有控制點超出控制界限，但原因有控制點超出控制界限，但原因不明不明，或已查，或已查 明原因但無法消除，則這些點無需剔除。明原因但無法消除，則這些點無需剔除。控制限確定控制限確定3控制的控制的判異準則判異準則3控制的判穩(wěn)準則控制的判穩(wěn)準則l 連續(xù)連續(xù)25點，界外數(shù)為點，界外數(shù)為0個個l 連續(xù)連續(xù)35點，界外數(shù)不大

17、于點，界外數(shù)不大于1l 連續(xù)連續(xù)100點，界外數(shù)不大于點，界外數(shù)不大于2受控受控在在 SPC 理論中我們聽到的理論中我們聽到的“受控受控”相當于相當于“穩(wěn)定穩(wěn)定”。當我。當我們說，過程們說，過程“受控受控”，我們也可以說，過程是穩(wěn)定的。，我們也可以說，過程是穩(wěn)定的。但要記住，但要記住，“受控受控”并不意味著過程在公差范圍內(nèi)，過程有并不意味著過程在公差范圍內(nèi)，過程有可能穩(wěn)定地生產(chǎn)劣質(zhì)的產(chǎn)品可能穩(wěn)定地生產(chǎn)劣質(zhì)的產(chǎn)品。l可以可以在產(chǎn)品生產(chǎn)出來之前在產(chǎn)品生產(chǎn)出來之前預測預測可能出現(xiàn)的報廢和返工。可能出現(xiàn)的報廢和返工。l可以通過設備的設置來可以通過設備的設置來優(yōu)化優(yōu)化輸出。輸出。l工程師可以把統(tǒng)計的工程

18、師可以把統(tǒng)計的容差設計容差設計到圖紙中，可以不需要考慮到圖紙中，可以不需要考慮裝配裝配性能的情性能的情況下，提高組件的容差。況下，提高組件的容差。l在正式的產(chǎn)品生產(chǎn)前，可以通過對在正式的產(chǎn)品生產(chǎn)前，可以通過對模型模型的統(tǒng)計來預測產(chǎn)品的安裝和性能。的統(tǒng)計來預測產(chǎn)品的安裝和性能。l可以優(yōu)化設備的可以優(yōu)化設備的利用利用。比如：不要用高精度的設備和資源來生產(chǎn)低精度。比如：不要用高精度的設備和資源來生產(chǎn)低精度的產(chǎn)品。的產(chǎn)品。l充分利用過程充分利用過程改進改進資源。資源。受受控理解控理解失控失控 l 檢測到不希望的過程變動。檢測到不希望的過程變動。l 檢測到期待的過程變動。檢測到期待的過程變動。l 證實過

19、程的變動是不是改進。證實過程的變動是不是改進。l 確定在什么時候變動過程。確定在什么時候變動過程。l 校驗測量系統(tǒng)的改進。校驗測量系統(tǒng)的改進。過程能力過程能力能力分析圖能力分析圖 l觀察數(shù)據(jù)的觀察數(shù)據(jù)的分散分散程度程度數(shù)據(jù)覆蓋的范圍，由過程固有技術(shù)特性決定。如：各項過程參數(shù)是否適當設置。l數(shù)據(jù)分布中心與規(guī)格中心的數(shù)據(jù)分布中心與規(guī)格中心的偏離偏離狀態(tài)狀態(tài)數(shù)據(jù)中心是否符合規(guī)格要求，由過程管理因素決定。如：各項過程參數(shù)是否在規(guī)定的條件下。能力分析圖能力分析圖過程能力過程能力- 指工序處于指工序處于穩(wěn)定穩(wěn)定狀態(tài)下，在經(jīng)濟及其他條件允許的范圍內(nèi)，狀態(tài)下，在經(jīng)濟及其他條件允許的范圍內(nèi)， 工序保證產(chǎn)品質(zhì)量的

20、能力。工序保證產(chǎn)品質(zhì)量的能力。若通過控制圖顯示過程若通過控制圖顯示過程非受控非受控，那么計算過程能力沒有意義那么計算過程能力沒有意義B= 6 （6倍標準差）倍標準差）CpBT=Ts6T-表示產(chǎn)品公差表示產(chǎn)品公差B-表示過程能力表示過程能力工序的質(zhì)量能力必須在過程正式運作前予以工序的質(zhì)量能力必須在過程正式運作前予以確定確定，同時在運作過程中要持續(xù)穩(wěn)定同時在運作過程中要持續(xù)穩(wěn)定保證保證這個能力。這個能力。在在3分布范圍內(nèi)的概率分布為分布范圍內(nèi)的概率分布為99.73%。表示該過程產(chǎn)品質(zhì)量波動的范圍。表示該過程產(chǎn)品質(zhì)量波動的范圍。過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)- 過程能力滿足規(guī)格的過程能力滿足規(guī)格的程度程度Cp （ Capability of Process ）過程能力分析過程能力分析LSL-USL6 USLLSL+3 -3 )6(LSL-USL USLXX-USL3+3LSLX3LSL-X-3LSLUSLCp = 2.0Cpk = 2.0Cp = 2.0Cpk = 1.0Cp = 2.0Cpk = 0.0Cp = 2.0Cpk = -1.0TUTLT=TU-TL-