統(tǒng)計過程控制（SPC）培訓

1、統(tǒng)計過程控制（統(tǒng)計過程控制（SPC）培訓培訓 1背景與概念：背景與概念： 為了保證預防原則的實現(xiàn)為了保證預防原則的實現(xiàn),20世紀世紀20年代美國年代美國貝爾電話實驗室成立了兩個研究質量的課題組貝爾電話實驗室成立了兩個研究質量的課題組,一為過程控制組一為過程控制組,學術領導人為休哈特學術領導人為休哈特(Walter A.Shewhart);另一為產品控制組另一為產品控制組,學術領導人為學術領導人為道奇道奇(Harold F.Dodge)。其后，休哈特提出了過其后，休哈特提出了過程控制理論以及控制過程的具體工具程控制理論以及控制過程的具體工具控控制圖（制圖（control chart),現(xiàn)今統(tǒng)稱為

2、現(xiàn)今統(tǒng)稱為SPC。 所謂所謂SPC（統(tǒng)計過程控制）就是：為了貫徹統(tǒng)計過程控制）就是：為了貫徹預防原則，應用統(tǒng)計技術對過程中的各個階段預防原則，應用統(tǒng)計技術對過程中的各個階段進行評估和檢察，從而保證產品與服務滿足要進行評估和檢察，從而保證產品與服務滿足要求的均勻性。求的均勻性。2 產品質量的好壞是由過程質量來決定的產品質量的好壞是由過程質量來決定的,一個好的過程，它必須滿足兩個條件一個好的過程，它必須滿足兩個條件(1)處于處于受控狀態(tài)受控狀態(tài)(2)過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)CPK值達到要求。值達到要求。所以持續(xù)的過程改善對每個公司來講都非常所以持續(xù)的過程改善對每個公司來講都非常重要。重要。 在過程

3、控制最基本的統(tǒng)計運用，便是控在過程控制最基本的統(tǒng)計運用，便是控制圖及過程能力分析制圖及過程能力分析.在說明過程統(tǒng)計方法之在說明過程統(tǒng)計方法之前，先就過程統(tǒng)計的觀念作一下簡介。前，先就過程統(tǒng)計的觀念作一下簡介。3 統(tǒng)計基礎統(tǒng)計基礎:(1).算術平均值X(簡稱均值)例如:A組:50,70,80,80,90B組:40,60,70,80,90則: XA=(50+70+80+80+90)/5=74 XB=(40+60+70+80+90)/5=684 統(tǒng)計基礎統(tǒng)計基礎:(2).極值R R=Xmax-Xmin例如:A組:30,50,60,70,90B組:40,50,60,70,80則: RA=90-30=6

4、0 XB=80-40=405 統(tǒng)計基礎統(tǒng)計基礎:(2).標準差- n (Xi-X)2 = i=1 n例如: A組:1,5,5,5,9 B組:1,1,5,9,9則: A= (1-5)2+(5-5)2+(5-5)2+(5-5)2+(9-5)2/5 =2.53 B = 3.586（一）預防與查誤（一）預防與查誤 有一句話在品管領域是非常實用的“第一次就把事情做好”，當然“預防勝于治療”也有相同的意義。查誤可在不良發(fā)生后找出問題所在，而預防則可以防范不良之發(fā)生。后者具有更積極的意義（二）過程控制系統(tǒng)（二）過程控制系統(tǒng) 所謂系統(tǒng)即是輸入、過程、輸出還有回饋所組成，如圖：7處理過程處理過程人機料法環(huán)境客戶

5、需求與希望改變之辨識客戶回饋制程回饋統(tǒng)計的方法過程過程/系統(tǒng)系統(tǒng)輸出輸出輸入輸入產品/服務過程控制系統(tǒng)模式過程控制系統(tǒng)模式8（三）變異（三）變異 任何一種生產，即使在生產條件完全相同的任何一種生產，即使在生產條件完全相同的條件下，其產品的特性值也不會完全一致，總是條件下，其產品的特性值也不會完全一致，總是存在著波動，造成波動的原因可以分為普通原因存在著波動，造成波動的原因可以分為普通原因與特殊原因。與特殊原因。 9 1.普通原因普通原因（偶因）（偶因） 又稱為一般、偶然、機遇原因，在制程中的自然或天生的變異，通常這些變異是由一些小的干擾造成，不容易控制，即使再好的過程，我們必須承認，必定有變異

6、存在。偶因引起的質量的偶然波動（簡稱偶波），偶波是不可避免的，但對質量的影響微小，故可以把它看作背景噪音而聽之任之，所以我們認定當制程僅有普通原因（偶因）時，仍屬于控制狀態(tài)。10 2. 特殊原因特殊原因（異因）（異因） 又稱為非機遇原因，在制程中某些失誤造成，失誤的來源，可能為人、機器、材料、方法、環(huán)境等，此等變異比一般原因造成的變異大，且非周期性產生。異因引起的異常波動（簡稱異波），異波對質量的影響大，且采取措施不難消除，故在過程中異波及造成異波的異因是我們注意的對象，一旦發(fā)生，就應該盡快找出，采取措施加以消除，并納入標準化，保證它不再出現(xiàn)。若異波發(fā)生則表示制程已經(jīng)失去控制了。 113偶因與

7、異因的比較：偶因與異因的比較： 偶因 異因 始終存在與生產過程中。 生產中時有時無。 對產品質量的影響微小。 影響較大。12偶因與異因的比較：偶因與異因的比較： 偶因 異因 受到的影響是隨機的 。 產品受到同一方向 的影響。 難以除去，不是技術上 不難除去。 有困難，就是經(jīng)濟上不允許。偶因只能減小，不能 徹底消除。13（四）過程控制及過程能力（四）過程控制及過程能力 過程的狀態(tài)有4種，用下表分類：分類可接受不可接受受控12不受控34 1. 受控可接受：制程符合要求（規(guī)格），且在制受控可接受：制程符合要求（規(guī)格），且在制狀態(tài)。狀態(tài)。14 2受控不可接受：受控不可接受： 雖在管制狀態(tài)，但由于變異太

8、大，雖在管制狀態(tài)，但由于變異太大， 無法符合要求（穩(wěn)定的生產，但不合格品率一直處在高水無法符合要求（穩(wěn)定的生產，但不合格品率一直處在高水平）。必須降低偶因之變異，如工藝的設計缺陷，設備的平）。必須降低偶因之變異，如工藝的設計缺陷，設備的先天不足。先天不足。 3不受控可接受：符合要求，但不在控制狀態(tài)。必須不受控可接受：符合要求，但不在控制狀態(tài)。必須找出異因，著手改善。找出異因，著手改善。 4.不受控不可接受：無法符合要求，又不在控制狀態(tài)。不受控不可接受：無法符合要求，又不在控制狀態(tài)。必須同時降低偶因以及消除異因。必須同時降低偶因以及消除異因。 15（五）過程改善（五）過程改善 過程之持續(xù)改善，可

9、分為三個階段： 1. 分析過程分析過程 過程之現(xiàn)況 過程之問題 過程該如何進行 使過程在統(tǒng)計控制狀態(tài) 決定過程能力 16 2. 維護過程維護過程 監(jiān)控過程績效 追查特殊原因并改善 3. 改善過程改善過程 改變過程以進一步了解普通原因造成的變異 降低一般原因造成之變異 17（六）控制圖（六）控制圖 控制上限 UCL 中心線 CL 控制下限 LCL1控制圖的種類：控制圖的種類：按使用目的分類：分析用控制圖和控制用控制圖按使用目的分類：分析用控制圖和控制用控制圖181控制圖的種類：控制圖的種類：按用途分類：按用途分類：（1）計量值控制圖：所謂計量值指控制圖的數(shù)據(jù)均屬于由量具實際測量而得，如長度、重量

10、、電阻等。例如：（a）均值-極差控制圖 X-R控制圖 （b）均值-標準差控制圖 X-s控制圖 （c）中位數(shù)-極差控制圖 X-R控制圖 （d）單值-移動極差控制圖 X-Rs控制圖 19（2）計數(shù)值控制圖：所謂計數(shù)值指控制圖之數(shù)據(jù)以單位計數(shù)而得，如不良數(shù)、缺點數(shù)等。例如：（a）不合格品率控制圖 P控制圖（b）不合格品數(shù)控制圖 Pn控制圖（c）單位缺陷數(shù)控制圖 C控制圖（d）缺陷數(shù)控制圖 U控制圖20 2制作和使用控制圖的的一般步驟：制作和使用控制圖的的一般步驟： （1） 收集預備數(shù)據(jù) （2） 制作分析用控制圖 （3） 計算過程能力指數(shù) （4） 作控制用控制圖 （5） 修正控制圖21 3控制圖的判讀

11、控制圖的判讀 判斷過程穩(wěn)態(tài)的準則（判穩(wěn)準則）：1.連續(xù)25個隨機排列的點,界外點數(shù)d=0.2.連續(xù)35個隨機排列的點,界外點數(shù)d1.3.連續(xù)100個隨機排列的點,界外點數(shù)d 2.22 3控制圖的判讀控制圖的判讀 判斷過程異常的準則（判異準則）：(1)判異準則有兩類:一類:1.連續(xù)25個隨機排列的點,界外點數(shù)d0.2.連續(xù)35個隨機排列的點,界外點數(shù)d1.3.連續(xù)100個隨機排列的點,界外點數(shù)d 2.4.另一類:5.界內的點排列不隨機,有異常現(xiàn)象.23(2)控制限內的點的排列無下列異?，F(xiàn)象：常規(guī)控制圖的國標GB/T 4091-2001的7種異?，F(xiàn)象.（a）連續(xù)9點落在中心線同一側；ABCCBAX

12、LCLUCL產生的原因:分布的X的在變小。24（b）連續(xù)6點或更多點呈上升或下降趨勢；ABCCBAUCLXLCL產生的原因:過程平均值的趨勢在變化；可能是工具逐漸磨損，操作員技能的逐漸提高等。25（c）連續(xù)14點中相鄰點上下交替；ABCCBALCLUCLX產生的原因:是由于輪流使用兩臺設備或由兩位操作員輪流進行操作而引起的系統(tǒng)效應。26（d）連續(xù)3點中有2點落在中心線同一側的B區(qū)以外；ABCCBAUCLXLCL產生的原因:分布的X的在變化。27（e）連續(xù)5點中有4點落在中心線同一側的C區(qū)以外；ABCCBAUCLXLCL產生的原因:類似與（d),分布的X的在變化。28（f）連續(xù)15點在C區(qū)中心線

13、上下；ABCCBAXLCLUCL產生的原因:數(shù)據(jù)虛假或數(shù)據(jù)分層不夠。29（g）連續(xù)8點在中心線兩側,但無一點在C區(qū)；ABCCBALCLUCLX產生的原因:數(shù)據(jù)分層不夠。304 二種常用控制圖的計算公式：二種常用控制圖的計算公式：(1). X-R控制圖 X均值 R極差 X控制圖主要用于觀察正態(tài)分布的均值的變化,R控制圖主要用于觀察正態(tài)分布的分散情況或變異度的變化。 控制對象：長度，重量，強度，純度，時間等。31計算公式：計算公式： X-R控制圖 UCLX = X+A2RCLX = XUCLX = X+A2RUCLR = D4RCLR = RUCLR = D3R備注：公式中的A2、D3、D4均為參

14、數(shù)可以查表或計算得到。32(2). p控制圖 p不合格品率 p控制圖主要用于控制對象為不合格品率或合格品等計數(shù)質量指標的場合。 控制對象：不合格品率，廢品率，交貨延遲率，等等。33計算公式：計算公式： P控制圖 UCLP = p+3p = P+3 P（1-P）/nCLp = p = PUCLX = p-3p = P - 3 P（1-P）/n備注：若P未知，則用求平均值的方法來估計，公式中用P來代替P值。345. 控制圖的繪制控制圖的繪制在在XR 圖中，我們應該先做哪一個圖？圖中，我們應該先做哪一個圖？（1）如果先作）如果先作X圖，則由于這時圖，則由于這時R圖還未判穩(wěn)，圖還未判穩(wěn)，R的數(shù)據(jù)不可用

15、，故不可行。的數(shù)據(jù)不可用，故不可行。（2）如果先做）如果先做R圖，則由于圖，則由于R圖公式中只有圖公式中只有R 一個一個數(shù)據(jù)，可行。等數(shù)據(jù)，可行。等R圖判穩(wěn)后，再作圖判穩(wěn)后，再作X圖。圖。356 過程能力指數(shù)過程能力指數(shù) CP ：過程能力評價目的在于衡量產品分散寬度符合公差過程能力評價目的在于衡量產品分散寬度符合公差的程度的程度.CP值越小值越小,表示過程能力差表示過程能力差,反之表示能力好反之表示能力好 過程能力指數(shù)公式：過程能力指數(shù)公式：CP = T/6=（TU-TL）/ 6 （TU-TL）/ 6 TU是規(guī)格上限是規(guī)格上限, TL是規(guī)格下限是規(guī)格下限.36過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)Cp值的評

16、價參考值的評價參考Cp值的范圍值的范圍級別級別過程能力的評價參考過程能力的評價參考Cp1.67過程能力過高(應視具體情況而定)1.67Cp1.33過程能力充分,表示技術管理能力較強,應繼續(xù)維持1.33Cp1.0過程能力一般,表示技術管理能力較勉強,應設法提高1.0Cp0.67過程能力不足,表示技術管理能力很差,應采取措施立即改善0.67Cp過程能力嚴重不足,表示應采取緊急措施和全面檢查,必要時可停工整頓377. 有偏移情況的過程能力指數(shù)有偏移情況的過程能力指數(shù): 當產品質量特性值分布的均值當產品質量特性值分布的均值與公差中心與公差中心M不重合不重合(即有偏移即有偏移)時時,顯然不合格品率將增大顯然不合格品率將增大,也即也即Cp值降低值降低,故故Cp公式所計算的過程能力公式所計算的過程能力指數(shù)不能反映有偏移的實際情