SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制教程

1、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（ SPC）的應(yīng)用 對(duì)產(chǎn)品的特性進(jìn)行控制是產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程的重點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制 SPC 提供了針對(duì)產(chǎn)品特性和過(guò) 程特性進(jìn)行控制的有效工具。一、 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的基本概念1， 什么是統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制？ 使用諸如控制圖等統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)分析過(guò)程或其輸出，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧﹣?lái)達(dá)到并保持統(tǒng)計(jì)控制 狀態(tài)從而提高過(guò)程能力，稱之為統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制。2， 什么是控制圖？控制圖是使用統(tǒng)計(jì)方法，講收集的數(shù)據(jù)計(jì)算出一條中心線和兩條控制界限，也就是我們所能做到的制程能力水準(zhǔn)，隨時(shí)講樣本數(shù)據(jù)計(jì)算并點(diǎn)入控制圖內(nèi)，以提醒作業(yè)人員注意，如 發(fā)現(xiàn)超出控制界限外之點(diǎn)或異?，F(xiàn)象時(shí)，立即進(jìn)行改善工作，以防止不合格的發(fā)生。1924 年，美國(guó)品

2、管大師休華特博士應(yīng)用統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)理論將 3sigma 原理運(yùn)用與生產(chǎn)過(guò)程當(dāng) 中，并發(fā)表了著名的“控制圖法” ，對(duì)過(guò)程變量進(jìn)行控制。3， 什么事計(jì)量型數(shù)據(jù)？計(jì)量型數(shù)據(jù)就是定量的數(shù)據(jù)， 可用測(cè)量值來(lái)分析。 如某人的身高是 170CM ，體重 60 公斤， 產(chǎn)品的尺寸 10.04mm ，溶液的濃度 98% ，這些都是用具體的量來(lái)表達(dá)的。4， 什么是計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)？計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)就是可以用來(lái)記錄和分析的定性數(shù)據(jù)。如一批產(chǎn)品中不合格品的個(gè)數(shù)，一塊玻 璃上有幾個(gè)氣泡或沙眼，一張圖紙上出現(xiàn)錯(cuò)誤的點(diǎn)數(shù)，一件產(chǎn)品上有幾個(gè)缺陷等等。計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)通 常以不合格品或不合格的形式出現(xiàn)。5， 什么是變差？ 過(guò)程的單個(gè)輸出之間不可避免的

3、差別，過(guò)程中由于受到人、機(jī)器、材料、方法、環(huán)境、測(cè)量等因素的影響，輸出的零件、半成品或成品個(gè)體之間必然會(huì)存在的差異，這種差異就成為 變差 。產(chǎn) 生變差的原因可以分成兩類：普通原因和特殊原因。6， 什么是變差的普通原因和特殊原因？? 普通原因 ：（機(jī)遇原因） 指的是造成隨時(shí)間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過(guò)程中的許多 變差的原因。表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。普通原因的識(shí)別： 如用同以量具，由同一人量測(cè)某人身高數(shù)次，所得到的測(cè)量值有差異存在； 在生產(chǎn)工作中，雖然訂有操作標(biāo)準(zhǔn)，但在操作條件容許之范圍內(nèi)必有變化； 原材料之品質(zhì)在其規(guī)格范圍內(nèi)的變異。如材料的重量、密度、厚薄及油漆的顏色等。? 特殊原因

4、 （非機(jī)遇原因）是指造成不是始終作用于過(guò)程的變差的原因，即當(dāng)他們出現(xiàn)時(shí)講 造成整個(gè)過(guò)程的分布改變。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推移，過(guò)程的輸 出將不穩(wěn)定。特殊原因的識(shí)別： 如由于機(jī)器之不同、材料之差異、人為因素、或操作原因，影響品質(zhì)之變異，這些原 因都是可以避免的。未遵照操作標(biāo)準(zhǔn)而操作，所發(fā)生的變異。機(jī)器設(shè)備之故障發(fā)生的變異。操作人員之變動(dòng)造成的變異。普通原因與特殊原因的區(qū)別：特殊原因之變異普通原因之變異1，大量之微笑原因引起。1，一個(gè)或少數(shù)幾個(gè)較大的原因所引起。2，不管發(fā)生何種之普通原因，其個(gè)別之變異極為微小。2，任何一個(gè)特殊原因，都可能發(fā)生大的變異。3，幾個(gè)較為代表性之普通原因

5、如下：3，幾個(gè)較為代表性之特殊原因如下：1) 原料之微小變異；1) 原料群體之不良；2) 機(jī)械之微小振動(dòng)；2) 不當(dāng)?shù)臋C(jī)器調(diào)整；3) 儀器之不十分準(zhǔn)確；3) 新手之作業(yè)員；4，實(shí)際上要去除制程上之普通原因，需投入經(jīng)濟(jì)成本。4，特殊原因之變異不但可以找出其原因， 并且去除這些原因是很經(jīng)濟(jì)的。條虛線表示，中心線用實(shí)線表示。 控制圖是以 +3 作為上下控制界限。8， 控制界限與規(guī)格界限的關(guān)系為確保過(guò)程能力滿足規(guī)格的要求，控制界限必須在規(guī)格界限之內(nèi)。9， 什么是穩(wěn)定的過(guò)程？一個(gè)穩(wěn)定的過(guò)程，也稱為處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的過(guò)程，也就是這個(gè)過(guò)程中所有的特殊原因變差都 已排除， 只存在普通原因的變差。10，什么是標(biāo)

6、準(zhǔn)差？過(guò)程輸出的分布寬度的量度或過(guò)程中統(tǒng)計(jì)抽樣值的分布寬度的量度，用表示二、 控制圖的類型類別名稱表示符號(hào)使用說(shuō)明計(jì)量值控制圖平均值和極差圖XR屬于雙值控制圖， 既控制過(guò)程的樣本 平均值 ，又控制樣本的 極差，能提供完整的過(guò)程信息， 子組通常包括 2-5 件連續(xù)的產(chǎn)品，并周期性的抽取子組。是計(jì)量型數(shù)據(jù)最常用的控制圖。平均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖X屬于雙值控制圖，控制過(guò)程的樣本 平均值和控制樣本的 標(biāo)準(zhǔn)差，其優(yōu)點(diǎn)是 對(duì)不穩(wěn)定的過(guò)程 檢出能力強(qiáng) ，缺點(diǎn)是子組樣本較多，一般為 10 個(gè)以上，抽樣時(shí)間長(zhǎng)，計(jì)算較復(fù)雜。中位數(shù)和極差圖X -R屬于雙值控制圖， 控制樣本的 中位值 和樣本的 極差 ，其優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易用，

7、缺點(diǎn)是檢出能力 不強(qiáng)，不靈敏，此控制圖很少用。單值和移動(dòng)極差圖X-R m屬于雙值控制圖， 控制 單個(gè)樣本的值 和連續(xù)樣本之間的極差 ，適用于下列情況：（每次只抽 一個(gè)樣品）：1 ），當(dāng)產(chǎn)品是非常貴重之物品，測(cè)試一個(gè)即損失很多金錢時(shí)；2），破壞性試驗(yàn)，每測(cè)一個(gè)樣本即損失一個(gè)產(chǎn)品。 3），選取之樣本，屬于一種均勻一致的產(chǎn)品，如液體 或氣體。 4 ），管制制造條件如：溫度、壓力、濕度等。計(jì)數(shù)值控制圖不良率控制圖P屬于單值控制圖，控制產(chǎn)品的不良率，適用于大批量生產(chǎn)的產(chǎn)品，每次樣本大小可相同也 可不相同。不良數(shù)控制Pn屬于單值控制圖控制，用來(lái)度量一個(gè)檢驗(yàn)中不合格品的數(shù)量而不是與樣本的比率，不合格品的實(shí)際

8、數(shù)量比不合格品率更有意義或更容易報(bào)告。 要求各階段子組的樣本容量相同。缺點(diǎn)數(shù)控制圖C屬于單值控制圖，用來(lái)測(cè)量一個(gè)檢驗(yàn)批內(nèi)的缺點(diǎn)的數(shù)量， C 圖要求樣本的容量恒定或受檢 驗(yàn)材料的數(shù)量恒定，主要用于不合格分布在連續(xù)的產(chǎn)品流上（如：玻璃上的氣泡或電線上 的絕緣層薄的點(diǎn)） ，以及可以用缺點(diǎn)的平均比率表示的地方（如一匹布上的瑕疵） 。單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖U屬于單值控制圖， u 圖用來(lái)測(cè)量具有不同的樣本（受檢材料的量不同）的子組內(nèi)每檢驗(yàn)單 位產(chǎn)品之內(nèi)的不合格數(shù)量。各子組樣本容量彼此不必相同，盡量使它的容量保持在其平均 值的正負(fù) 25% 以內(nèi) ，可以簡(jiǎn)化控制限的計(jì)算。三、 控制圖的應(yīng)用步驟1） 識(shí)別需控制的特殊

9、特性。 在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)的過(guò)程中，涉及到的產(chǎn)品特性和過(guò)程參數(shù)很多，如果每個(gè)特性都使用控制圖進(jìn) 行控制是很不經(jīng)濟(jì)的，也是不必要的，控制圖主要用于對(duì) 特殊特性 進(jìn)行控制。有關(guān)特性的分類一般特性產(chǎn)品特性特殊特性特性過(guò)程特性一般特性特殊特性顯著影響過(guò)程輸出的參數(shù)識(shí)別并建立特殊特性清單在先期產(chǎn)品質(zhì)量策劃中，第一階段的輸出就包括識(shí)別特殊特性，產(chǎn)品和過(guò)程特殊特性除了由組織根 據(jù)產(chǎn)品和過(guò)程經(jīng)驗(yàn)中選擇外，均由顧客確定。顧客通常在其圖紙和技術(shù)資料上指明特殊特性。建議 建立以下特殊特性表：產(chǎn)品和過(guò)程特殊特性表客戶機(jī)種品名項(xiàng)次特性類別序號(hào)特性項(xiàng)目特殊特性符號(hào)選定依據(jù)控制方法一部品特性1鼓指 FO （示例）影響曲線進(jìn)料檢驗(yàn)、

10、控制圖管制二產(chǎn)品特性1喇叭外徑（示例）影響客戶裝配首末件檢查、 巡檢、成品抽檢三過(guò)程特性1打膠量（示例）影響性能首件檢查、 巡檢、 控制圖管制跨功能小組：2） 確定控制特殊特性的過(guò)程和選擇控制圖應(yīng)確定特殊特性在哪個(gè)過(guò)程和具體的工序進(jìn)行控制， 并選定使用的控制圖。 規(guī)定檢測(cè)的人員、 方法 、數(shù)量、頻率、設(shè)備或量具。確保檢測(cè)設(shè)備或量具本身的準(zhǔn)確性和精密性。這些內(nèi)容通常在控 制計(jì)劃中規(guī)定。也可建立單獨(dú)的特殊特性控制計(jì)劃表，如：客戶機(jī)種品名工程別序號(hào)特性項(xiàng)目符號(hào)制程能力要求抽樣頻率 / 數(shù)量控制圖管制人員 / 測(cè)量方法進(jìn)料1鼓指 FO （示例）CPK 1.33每 批 抽 5 個(gè)子 組，每個(gè)子組 5PC

11、SXRIQC/FO 測(cè)試儀測(cè)試磁回工程1喇叭外徑（示例）CPK 1.67每半小時(shí)稱膠量一次X-RmPQC/ 電子稱稱量組立工程1打膠量（示例）CPK 1.33每 小 時(shí) 抽 樣5PCSXRFQC/ 卡尺測(cè)量編制審核3)數(shù)據(jù)收集（如下圖）產(chǎn)品名稱：軸芯機(jī)器編號(hào)：DRC002質(zhì)量特性：外徑操 作 者：田林測(cè)定單位：mm測(cè) 定 者：張龍規(guī)范公差：1.00+0.05抽樣日期：自 年 月 日 至 年 月 日樣組測(cè)定值XR樣組測(cè)定值XRX1X2X3X4X5X1X2X3X4X511.020.980.990.960.960.9820.06140.990.980.990.960.960.9820.0621.00

12、0.980.990.960.960.9860.04150.990.980.990.960.960.9860.0431.030.980.990.960.960.9940.03160.990.980.990.960.960.9940.0341.040.980.990.960.961.0080.03170.990.980.990.960.961.0080.0351.010.980.990.960.961.0160.04180.990.980.990.960.960.9820.0461.000.980.990.960.960.9820.06190.990.980.990.960.960.9860.06

13、71.000.980.990.960.960.9860.04200.990.980.990.960.960.9940.0480.950.980.990.960.960.9940.03210.990.980.990.960.961.0080.0391.000.980.990.960.961.0080.03220.990.980.990.960.960.9820.03100.990.980.990.960.960.9820.04230.990.980.990.960.960.9860.04111.030.980.990.960.960.9860.06240.990.980.990.960.960.

14、9940.06121.000.980.990.960.960.9940.04250.990.980.990.960.961.0080.04131.000.980.990.960.961.0080.03合計(jì)125.091.10上表數(shù)據(jù)有變化，正確數(shù)據(jù)見教材 P390 ）4）計(jì)算1. 計(jì)算每個(gè)子組的平均值 x 和極差 R對(duì)每個(gè)子組計(jì)算：x1 x2 . xnxi 1 2 n，Ri= xmax x min ；其中 xi 為子組內(nèi)的每個(gè)測(cè)量值。 N 表示子組的樣n本容量。計(jì)算結(jié)果如上表表示。2. 計(jì)算控制限2.1 ，計(jì)算過(guò)程均值（ X ）及平均極差（ R ）x1 x2 . xkR1 R2 . RkCLx

15、= x = =0.999CLR=R=0.047Kk（K 表示子組數(shù)量，本例中為 25）2.2 ，計(jì)算控制限計(jì)算公式：UCLx= x+A2 R =1.027LCLx= x-A2 R =0.972UCL R=D 4 R =0.099LCL R=D 3 R =0.005）繪制控制圖（目前很多企業(yè)采用電腦軟件制作控制圖）0.15平均值圖樣組值均極差圖0.1差極0.0501 2 3 4 5 6 7 8 910111213141516171819202122232425樣組6）控制圖的判定1， 正常控制圖點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)，如圖一。? 多數(shù)的點(diǎn)子集中在中心線附近，且兩邊對(duì)稱? 少數(shù)的點(diǎn)子落在控制界限附近。點(diǎn)子分布

16、呈隨機(jī)狀態(tài)，無(wú)任何規(guī)則可循。 沒有點(diǎn)子超出控制界限外（就是有也很少）2， 不正?？刂茍D點(diǎn)子之動(dòng)態(tài)，樣本中可能包括兩種群體，一種偏大，一種偏小，如圖二? 在中心線附近無(wú)點(diǎn)子。此種型稱為“混合型”在控制界限附近無(wú)點(diǎn)子。稱為“層別型” ，原群體可能已經(jīng)加以檢剔過(guò)，如圖三有點(diǎn)子超出控制界限之現(xiàn)象。稱為“不穩(wěn)定型” ，如圖四控制圖判定異常的準(zhǔn)則（以國(guó)標(biāo)GB/T4091-20011 點(diǎn)在 A 區(qū)以外者。準(zhǔn)則A 區(qū)或 A 以外，那么，過(guò)程平均值的變化通?？捎杀緶?zhǔn)則判定，它對(duì)于判定準(zhǔn)則 1 （1 界外）：1 可對(duì)過(guò)程均值的變化或標(biāo)準(zhǔn)差的變化給出信號(hào)，變化越大，則給 出信號(hào)越快。準(zhǔn)則 1 還可對(duì)過(guò)程中的單個(gè)失控

17、做出反應(yīng)，如計(jì)算錯(cuò)誤、測(cè)量誤差、原材料不合格、 設(shè)備故障等。如下圖 1.判定準(zhǔn)則 2 （2/3A ） 如果 3 點(diǎn)中有兩點(diǎn)在的發(fā)生了變化，如下圖 2變異的增加較靈敏。這里需要說(shuō)明： 3 點(diǎn)中的 2 點(diǎn)可以是任何 2 點(diǎn)。出現(xiàn)準(zhǔn)則 2 的現(xiàn)象是由于分布判定準(zhǔn)則 3 （4/5B ）連續(xù) 5 點(diǎn)中有 4 點(diǎn)落在中心線同一側(cè)面的 B 區(qū)或以外。與準(zhǔn)則 2 類似。本準(zhǔn)則對(duì)于過(guò)程平均 值的偏移也是較靈敏的。出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于過(guò)程中心發(fā)生了變化，如下圖 3判定準(zhǔn)則 4 （6 連串）：進(jìn)呢個(gè)的逐漸提高等，如下圖檢定規(guī)則 5：（8 缺 C）有 8 點(diǎn)在中心線之兩側(cè)，判定準(zhǔn)則 6 （9 單側(cè)）連續(xù) 14 相鄰

18、點(diǎn)上下交替，出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于輪流使用兩臺(tái)設(shè)備或由兩位操作人員輪流進(jìn)行操作而引起的系統(tǒng)效應(yīng)。實(shí)際上，這就是一個(gè)數(shù)據(jù)分層不夠的問(wèn)題，如下圖 7 ：連續(xù) 6 點(diǎn)持續(xù)的上升或下降。此準(zhǔn)則是針對(duì)過(guò)程平均值的趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它判定過(guò)程平均值 的較小趨勢(shì)要比準(zhǔn)則 5 更為靈敏。產(chǎn)生趨勢(shì)的原因可能是工具逐漸磨損、維修逐漸變壞、操作人員判定準(zhǔn)則 8 （15C ）連續(xù) 15 點(diǎn)在 C 區(qū)中心線上下。出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是由于參數(shù)變小。對(duì)于本準(zhǔn)則不要被它的良好“外貌”所迷惑，而應(yīng)該注意到它的非隨機(jī)性，造成本準(zhǔn)則現(xiàn)象的原因可能有：數(shù)據(jù)虛假或數(shù)據(jù)分層不夠等。如下圖 8 ：7），控制圖上異常原因之分析檢討：控制圖本身只

19、是一種工具或手段， 繪制控制圖的目的在于控制制程在我們所期望的范圍 內(nèi)，合乎經(jīng)濟(jì)原則來(lái)生產(chǎn)產(chǎn)品 。控制圖異常原因有以下幾種：未推行標(biāo)準(zhǔn)化人員訓(xùn)練不足機(jī)器設(shè)備保養(yǎng)不足或參數(shù)設(shè)定不當(dāng) 工具、夾具不適當(dāng)或使用不當(dāng) 不良材料混入制程 制程設(shè)計(jì)不合理測(cè)試儀器未加校正與維護(hù)以上原因常出現(xiàn)于管理制度不善之工廠， 在 X R或 X-R m 管制圖上出現(xiàn)較大變動(dòng)； 在 P、Pn、 c 、u 管制圖出現(xiàn)很多不良或缺點(diǎn)。要消除此原因，一定要先確定管理制度，推行標(biāo)準(zhǔn)化工作。四、過(guò)程（制程）能力分析廣義而言，所謂制程能力就是一個(gè)制程在固定之生產(chǎn)因素及穩(wěn)定管制下之品質(zhì)能力。如果已經(jīng)確定一個(gè)過(guò)程已處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)， 還存在

20、過(guò)程是否有能力滿足顧客需求的問(wèn)題； 一般講，控制狀態(tài)穩(wěn)定，說(shuō)明不存在特殊原因引起的變差，而能力反映普通原因引起的變 差，并且?guī)缀蹩傄獙?duì)系統(tǒng)采取措施來(lái)提高能力，如下圖： 帶有不同水平的變差的能夠符合規(guī)范的過(guò)程（所有的輸出都在規(guī)范之內(nèi)） 。不能符合規(guī)范的過(guò)程（有超過(guò)一側(cè)或兩側(cè)規(guī)范的輸出）1 ，過(guò)程術(shù)語(yǔ)的定義：A ， 過(guò)程固有變差 僅由于普通原因產(chǎn)生的那部分過(guò)程變差，該變差可以從控制圖上通過(guò) R/d2 來(lái)估算，也可用其他量（例 S/C4）B，過(guò)程總變差 由于普通和特殊原因所造成的變差，可用樣本標(biāo)準(zhǔn)差S 來(lái)估計(jì)。只是用詳細(xì)的控制圖或過(guò)程研究中得到的所有單值讀數(shù)計(jì)算出來(lái)的。n2（xi x）S i 1 ，

21、 x i為單值讀數(shù)， x 為單值讀數(shù)的均值， n 為所有單值讀數(shù)的個(gè)數(shù) n1C， 過(guò)程能力 僅適用于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定的過(guò)程，是過(guò)程固有變差的6 范圍，通常由R/d2 計(jì)算而得。D， 過(guò)程性能 過(guò)程總變差的的 6范圍，式中通常通過(guò)樣本的標(biāo)準(zhǔn)差 S 計(jì)算而得，記為 s。格）Ca= Xe,（Ca 值越小越好 ）（對(duì)于單邊規(guī)格無(wú) Ca 之計(jì)算），T 為公差帶T /2 bB，CP:制程精密度（ precision ），這是一個(gè)能力指數(shù)，定義為公差范圍除以過(guò)程分布，不考慮過(guò) 程有無(wú)偏移。對(duì)于雙邊規(guī)格) CP=USL LSL a 或 Cp=T/(6 )6f對(duì)于單邊規(guī)格) CP=USL X 或 Cp= X LSL33

22、C，CPU ：上限能力指數(shù)USL X dCPU= =D，CPL ：下限能力指數(shù)X LSL cCPL= =E，CPK：這是考慮到過(guò)程中心的能力指數(shù)。定義為CPU 和 CPL 的最小值?；?Cpk =(1- Ca ) CpF， PP：這是性能指數(shù)，定義為不考慮過(guò)程有無(wú)偏移時(shí)，公差范圍除以過(guò)程性能。Pp=USL LSL6s或 Pp=G， PPK ： 這是考慮到過(guò)程中心的性能指數(shù)。定義為：PPU=USL X或者 PPL=X LSL3s的最小值。說(shuō)明制程能力差，不可接受。 說(shuō)明制程能力可以，但需要改善。 說(shuō)明制程能力較強(qiáng)。3 ，評(píng)價(jià)過(guò)程能力 當(dāng) Cpk<1 ， 1 Cpk<1.33 ， 1.

23、33 Cpk<1.67五、過(guò)程（制程）能力與標(biāo)準(zhǔn)差（）的理解 假設(shè)規(guī)格公差不變，并且過(guò)程中心不偏移的情況下，這時(shí)規(guī)格中心根據(jù)公式 Ca=0 ；Cpk = (1-Ca ) Cp=CpT/22時(shí)，由下圖可知，當(dāng)制程能力為Cpk=0.67 ；當(dāng)制程能力為3時(shí)，Cpk=1.00 ；當(dāng)制程能力為4時(shí)，Cpk=1.33 ；當(dāng)制程能力為5時(shí)，Cpk=1.67 ；當(dāng)制程能力為6時(shí)，Cpk=2.00 ；測(cè)量系統(tǒng)分析（ MSA ）的應(yīng)用在產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過(guò)程中， 為知道生產(chǎn)出來(lái)的制品或成品是否符合要求， 我們需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行 測(cè)量、檢驗(yàn)或試驗(yàn)； 同時(shí)， 為確保制造的產(chǎn)品符合要求，我們需要對(duì)制程的參數(shù)進(jìn)行監(jiān)視和 測(cè)量；

24、在統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制 （SPC ）應(yīng)用中我們需要通過(guò)測(cè)量來(lái)收集數(shù)據(jù)， 這些都要使用到測(cè)量 系統(tǒng)， 測(cè)量系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)是我們做決策用的， 因此，數(shù)據(jù)的質(zhì)量關(guān)系到我們的決策正確與 否。測(cè)量系統(tǒng)分析的目的就是為了確保數(shù)據(jù)的質(zhì)量，以提供高可靠度的數(shù)據(jù)。一、 有關(guān)測(cè)量的基本概念。1， 測(cè)量：定義為賦值（或數(shù)）給具體事物以表示他們之間關(guān)于特定特性的關(guān)系。賦值過(guò)程定義為測(cè)量過(guò)程，而賦予的值定義為測(cè)量值。2， 量具：任何用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的裝置，經(jīng)常用來(lái)特指用在車間的裝置；包括用來(lái)測(cè)量合格/ 不合格的裝置。3， 測(cè)量系統(tǒng)：用來(lái)對(duì)被測(cè)特性定量測(cè)量或定性評(píng)價(jià)的儀器或量具、標(biāo)準(zhǔn)、操作、方法、夾具、軟件、操作人員、環(huán)境和條件

25、的集合。用來(lái)獲得測(cè)量結(jié)果的整個(gè)過(guò)程。4， 精密度：是指測(cè)量?jī)x器所能夠區(qū)分出的微量程度或最小距離，亦即代表測(cè)量?jī)x器對(duì)同一待測(cè)工件，以相同測(cè)量過(guò)程重復(fù)測(cè)量時(shí)，其測(cè)量結(jié)果的差異程度。以差異程度愈微小為 精密度佳，反之稱為精密度差。5， 準(zhǔn)確度：是指測(cè)量?jī)x器的實(shí)際測(cè)量值（或平均測(cè)量值）與待測(cè)值之真值（true Value ）的接近程度，亦即實(shí)際測(cè)量值偏離真實(shí)值的程度。以偏差愈小之程度稱為準(zhǔn)確度佳，反 之稱為準(zhǔn)確度差。6， 分辨力：測(cè)量?jī)x器上的最小刻度值，也稱分辨率測(cè)量過(guò)程。標(biāo)準(zhǔn) 零件 儀器 程序 環(huán)境 操作者輸入測(cè)量活動(dòng)輸出數(shù)據(jù)測(cè)量過(guò)程 可以看作是一個(gè) 制造過(guò)程， 它產(chǎn)生數(shù)據(jù) （數(shù)字） 作為輸出測(cè)量系

26、統(tǒng)應(yīng)具備的統(tǒng)計(jì)特性。1， 有足夠的分辨率和靈敏度。 應(yīng)高于過(guò)程變異和公差帶兩者中精度較高者， 一般來(lái)說(shuō)， 測(cè)量精度是過(guò)程變異和公差帶兩者中 精度較高者的十分之一。2， 測(cè)量系統(tǒng)均須在統(tǒng)計(jì)管制之下，而其所產(chǎn)生之變異只能是由于普通原因，而非特殊原因。3， 對(duì)于過(guò)程控制，量測(cè)系統(tǒng)之變異必須小于制造過(guò)程之變異。4， 對(duì)于產(chǎn)品控制，量測(cè)系統(tǒng)之變異必須小于公差帶。5， 量測(cè)系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)特性可能隨被測(cè)項(xiàng)目的改變而變化。如果這樣，則量測(cè)系統(tǒng)最大的變差應(yīng)小于過(guò)程變差和公差帶兩者中較小者。1偏倚(bias )：測(cè)量結(jié)果的觀測(cè)平均值與基準(zhǔn)值的差值。24 重復(fù)性( Repeatability )：又稱測(cè)量設(shè)備的變異( E

27、quipmentVariation,EV )四、 測(cè)量系統(tǒng)變異的類型 測(cè)量系統(tǒng)的變異可分成五種類型： 偏移、穩(wěn)定性、線性、重復(fù)性、再現(xiàn)性。如右下圖所示 通常變異較大的是量具的重復(fù)性和再現(xiàn)性是由同一位評(píng)價(jià)人，采用同一種測(cè)量?jī)x器，多次測(cè)量同一零件 的同一特性 時(shí)所得的測(cè) 量值變異。5 再現(xiàn)性( Reproducibility ) :又稱評(píng)價(jià)人變異( AppraiserVariation，AV )，指不同評(píng)價(jià)人采用相同儀器，測(cè)量 同一零件的 同一特性時(shí)， 測(cè)量平均值的變異。6 量具 R&R 或 GRR ：R&R 是結(jié)合重復(fù)性和再現(xiàn)性變異的估計(jì)值。2 2 2GRR 再現(xiàn)性 重復(fù)性五、

28、測(cè)量系統(tǒng)分析的兩個(gè)階段 測(cè)量系統(tǒng)的評(píng)定通常分為兩個(gè)階段：第一階段：了解該測(cè)量過(guò)程并確定該測(cè)量系統(tǒng)是否滿足要求。第一階段試驗(yàn)主要有兩個(gè)目的：A， 確定該測(cè)量系統(tǒng)是否具有所需要的統(tǒng)計(jì)特性，此項(xiàng)必須在使用前進(jìn)行；B，發(fā)現(xiàn)哪種環(huán)境因素對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有顯著的影響，例如溫度、濕度等，以決定其使 用之空間及環(huán)境。第二階段的評(píng)定：目的是在驗(yàn)證一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)隨時(shí)間的推移是否持續(xù)滿足要求。六、測(cè)量系統(tǒng)分析的應(yīng)用和時(shí)機(jī)接受新測(cè)量設(shè)備的準(zhǔn)則； 一種測(cè)量設(shè)備與另一種的比較； 評(píng)價(jià)懷疑有缺陷的量具的根據(jù)； 維修前后測(cè)量設(shè)備的比較。分析時(shí)機(jī)：新生產(chǎn)之產(chǎn)品 PV（零件變差）有不同時(shí) 新儀器， EV （儀器變差）有不同時(shí) 新操作人員

29、， AV （人員變差）有不同時(shí) 易損耗以儀器必須注意其分析頻率七、測(cè)量系統(tǒng)分析之準(zhǔn)備先計(jì)劃將要使用的方法。有些測(cè)量系統(tǒng)的再現(xiàn)性影響可以忽略， 如按按鈕，打印出一個(gè)數(shù)字。評(píng)價(jià)人的數(shù)量、 樣品數(shù)量及重復(fù)讀數(shù)次數(shù)應(yīng)預(yù)先確定。 在此選擇中應(yīng)考慮的因素有：A，尺寸的關(guān)鍵性關(guān)鍵尺寸需要更多的零件和試驗(yàn)； B ，零件結(jié)構(gòu)大或重的零件可規(guī)定較少樣品和 較多試驗(yàn)。由于其目的是評(píng)價(jià)整個(gè)測(cè)量系統(tǒng)， 評(píng)價(jià)人的選擇應(yīng)從日常操作該 儀器的人中選擇。樣品的選擇： A ，對(duì)于產(chǎn)品控制情況，樣本的選擇不需要覆蓋整個(gè)過(guò)程范圍； B ，對(duì)于過(guò)程控制情況，樣本必須是選自于過(guò)程并 且代表整個(gè)的生產(chǎn)范圍。 C ，樣本可以通過(guò)每天取一個(gè)樣

30、本，持 續(xù)若干天的方式進(jìn)行選取。? 儀器的分辨力應(yīng)允許至少直接讀取特性的預(yù)期過(guò)程變差的十分 之一。例如，如果特性的變差為 0.001 ，儀器應(yīng)能讀取 0.0001 的變化。? 建立測(cè)量程序，以確保測(cè)量方法（如評(píng)價(jià)人和儀器）的正確性。? 在測(cè)量系統(tǒng)研究中， 為最大限度的減少誤導(dǎo)結(jié)果的可能性， 應(yīng)采 取注意以下幾點(diǎn)：A ， 測(cè)量應(yīng)按照隨機(jī)順序， 以確保整個(gè)研究過(guò)程中產(chǎn)生的任何漂移或變化將隨機(jī)分布。為此，評(píng)價(jià)人不應(yīng)知道哪個(gè)被編號(hào)的零件正在被檢查，以避免可能的認(rèn)識(shí)偏倚。但是在進(jìn)行研究 的人應(yīng)知道正在檢查哪一個(gè)零件，并相應(yīng)記下數(shù)據(jù)。如評(píng)價(jià) 人 A，零件 1，第一次試驗(yàn)；評(píng)價(jià)人 B，零件 4 ，第二次試

31、驗(yàn)等。B，在測(cè)量設(shè)備讀數(shù)中，測(cè)量值應(yīng)記錄到儀器分辨率的實(shí)際限度。 機(jī)械裝置必須讀取和記錄到最小的刻度單位。 對(duì)于電子讀數(shù)，必須記錄所顯示的最右有效數(shù)字。 模擬裝置應(yīng)記錄至最小刻度的一半，如，最小刻度為0.001 ，則測(cè)量結(jié)果應(yīng)記錄到 0.0005. C，研究工作應(yīng)由了解進(jìn)行可靠研究的重要性的人員進(jìn)行管理。八、測(cè)量系統(tǒng)分析計(jì)劃在測(cè)量系統(tǒng)分析之前，應(yīng)制定測(cè)量系統(tǒng)分析的總計(jì)劃和每類量具分析的細(xì)部計(jì)劃，如 表所示。測(cè)量系統(tǒng)分析（ MSA ）總計(jì)劃量具名 稱測(cè)具編 號(hào)使用制 程量測(cè)特 性MSA 特性備注GR&R穩(wěn)定性偏倚性線性數(shù)顯卡 尺KC-001加工制 程產(chǎn)品尺寸半 年 一次核準(zhǔn)審核制表測(cè)量系

32、統(tǒng)分析（ MSA ）細(xì)部計(jì)劃 測(cè)量設(shè)備類別： MSA 項(xiàng)目樣本選擇及取樣量測(cè)人數(shù)量測(cè)次數(shù)主辦人 / 單 位地點(diǎn)計(jì)劃實(shí)施日期完成日期備注GR&R偏移性穩(wěn)定性線性總結(jié)講量測(cè)數(shù)據(jù)填表計(jì)算，完成報(bào)告并進(jìn)行判定。如不合格則分析原因及實(shí)施矯正措施，如合格則保存記錄。核準(zhǔn)審核制表九、 量具重復(fù)性和再現(xiàn)性研究研究步驟：1. 獲取一個(gè)樣本零件數(shù) n=10 ，應(yīng)代表實(shí)際的或期望的過(guò)程變差范圍；2. 選擇三個(gè)評(píng)價(jià)人 A/B/C ，零件編號(hào)從 1 編到 10 ，評(píng)價(jià)人不能看到零件的編號(hào)；3. 讓評(píng)價(jià)人 A 以隨機(jī)順序測(cè)量 10 個(gè)零件，將測(cè)量結(jié)果輸入第一行，見表一。4. 讓評(píng)價(jià)人 B 和 C 測(cè)量同樣的 10

33、 個(gè)零件，而且他們之間不能看到彼此的結(jié)果，輸 入數(shù)據(jù)到第 6 和第 11 行。5.6.用不同的隨機(jī)測(cè)量順序重復(fù)該循環(huán)。 如果需要試驗(yàn)三次，重復(fù)循環(huán)并輸入數(shù)據(jù)到 當(dāng)零件重量或體積很大時(shí)， 成如下做法：1)輸入到第 2 、7、12 行，在適當(dāng)?shù)牧杏涗洈?shù)據(jù)， 3 、 8 、 13 行?；蛲瑫r(shí)多個(gè)零件不可同時(shí)獲得時(shí)，測(cè)量步驟4 、5 應(yīng)改7.2)讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人讓評(píng)價(jià)人A 測(cè)量第B 測(cè)量第C 測(cè)量第A 重復(fù)測(cè)量第 B 重復(fù)測(cè)量第 C 重復(fù)測(cè)量第1 行記錄數(shù)據(jù)。6 行記錄數(shù)據(jù)。11 行記錄數(shù)據(jù)。2 行。7 行。12個(gè)零件并在第個(gè)零件并在第個(gè)零件并在第1 個(gè)零件并記錄數(shù)據(jù)在第1 個(gè)

34、零件并記錄數(shù)據(jù)在第1 個(gè)零件并記錄數(shù)據(jù)在第3) 如果評(píng)價(jià)人屬于不同的班次，可以使用一個(gè)替代方法。 讓評(píng)價(jià)人 A 測(cè)量所有的 10 個(gè)零件并輸入數(shù)據(jù)到第 1 行； 序讀數(shù)，記錄結(jié)果于第 2，3 行；讓評(píng)價(jià)人 B、C 同樣做即可。如果試驗(yàn)需要進(jìn)行 3 次，重復(fù)這個(gè)循環(huán)將數(shù)據(jù)記錄在第行。3、8 、13 行。然后評(píng)價(jià)人 A 以不同順數(shù)值計(jì)算：1) 第 1 ，2 ，3 行中最大的讀數(shù)減去最小的讀數(shù)；結(jié)果計(jì)入第5 行。用同樣的方法處理 6，7，8 行和 11，12 ，13 行，將結(jié)果計(jì)入對(duì)應(yīng)的第 10 ，15 行。2) 求第 5 行的綜合在除以零件樣本的數(shù)量。得到第一個(gè)評(píng)價(jià)人試驗(yàn)的極差均值Ra，用同樣的方

35、法處理第 10，15 行得到 Rb 和Rc。3) 將第 5，10 ，15 行中的( Ra， Rb， R c)數(shù)據(jù)記錄到第 17 行。將其求和再除 以評(píng)價(jià)人數(shù)，結(jié)果記錄為 R 。4) 將R輸入到 19 和 20 行，乘以 D4 和D3 得到 R 圖的上下控制線。5) 求這些行( 1，2，3，6，7，8，11，12 ，13 )的和。用每行的總和除以樣本零 件數(shù)，將計(jì)算值輸入到最右邊標(biāo)有“均值”的列。9， 14 行的相應(yīng) X b、6) 將1，2，3 行的均值加起來(lái)除以試驗(yàn)次數(shù)，將結(jié)果記錄到第4 行 Xa 中，第 6，7，8 和11 ，12 ，13 行重復(fù)同樣的計(jì)算，將結(jié)果記錄到第Xc 中。7) 將第

36、 4， 9， 14 行的最大值和最小值輸入到第 18 行對(duì)應(yīng)位置，確定他們的差值， 將差值輸入第 18 行標(biāo)有 X DIFF 的位置以確定差異。8）對(duì)于每個(gè)零件的每次試驗(yàn)的測(cè)量值求和再除以試驗(yàn)次數(shù)（試驗(yàn)次數(shù)乘以評(píng)價(jià)人 數(shù)）。將結(jié)果輸入第 16 行。9）用最大的零件均值減去最小的零件均值，將結(jié)果輸入到第16 行標(biāo)有 Rp 的格中，表示零件的極差。10）將計(jì)算的結(jié)果值 R ， X DIFF ，R p轉(zhuǎn)記到提供的報(bào)告表中，見表二。量具重復(fù)性及再現(xiàn)性研究數(shù)據(jù)表（表一）品名量具名稱帶表高度尺公司測(cè)定時(shí)間料號(hào)2550201量具型號(hào)770814實(shí)驗(yàn)者測(cè)定數(shù)量10客戶量具規(guī)格0 300mm審核測(cè)定次數(shù)2規(guī)格33 ± 0.5量具精度0.01mm制作測(cè)定人數(shù)3操作人員 /試驗(yàn)序號(hào)零件均值【1】【2】【3】【4】【5】【6】【7】【8】【9】【10】A 陳克133.6533.0032.8532.8533.5533.0032.9532.8533.0033.6033.