SPC過程統(tǒng)計分析PPT課件

1、2021/3/91SPCStatistical Process Control統(tǒng)計過程管制Excellent Quality Consultant Co.,Ltd. SPC講義-2021/3/92SPC統(tǒng)計過程管制nSPC由來nSPC定義nSPC發(fā)展歷程nSPC應(yīng)用現(xiàn)狀nSPC基本統(tǒng)計觀念nSPC基本概念SPC展開步驟n確定管制項目n選擇管制圖n收集數(shù)據(jù)n繪制管制圖n計算CPKn判定n長期控制n異常處理n公式n常用數(shù)據(jù)nXBAR-R范例nPN范例 SPC講義-2021/3/93SPC的由來n生產(chǎn)力發(fā)展的世紀(jì)n新的世紀(jì)-品質(zhì)的世紀(jì)n品質(zhì)的趨勢-世界級的品質(zhì)n百分比千分比PPMPPBNEAR ZE

2、ROnQS9000要求: PPK=1.67 CPK=1.33 SPC講義-2021/3/94SPC的由來n指數(shù)與不良率的關(guān)系指數(shù)不良率說明0.674.55%210.27%3 1.3363.3PPM4 1.670.57PPM5 22PPB6 SPC講義-2021/3/95SPC的由來n我們的不良率是多少?n我們的制程能力是多少?n我們能做到嗎?n趕快應(yīng)用SPC SPC講義-2021/3/96SPC的定義nSPC:Statistical Process Control S-Statistical 統(tǒng)計 P-Process 過程 C-Control 控制 利用統(tǒng)計統(tǒng)計的方法,對過程過程中的各個階段進(jìn)

3、行監(jiān)監(jiān)控與診斷控與診斷,從而達(dá)到改進(jìn)與保證改進(jìn)與保證產(chǎn)品品質(zhì)的目的. PQC+S=SPC SPC講義-2021/3/97SPC的發(fā)展歷程nBell Telephone LaboratoryShewhartnControl Chart(1924) &Economic Control of Quality of manufactured Products(1931)n美軍SQC(1941-1942):強(qiáng)制性戰(zhàn)時規(guī)格nZ1-1-1941 Guide for Quality ControlnZ1-2-1941 Control Chart Method for anaalyzing DatanZ

4、1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production SPC講義-2021/3/98SPC發(fā)展歷程n1950,Dr.Deming送“經(jīng)”日本,日本崛起nISO9000:1994統(tǒng)計方法的引入nQS9000:1998,SPC的強(qiáng)制應(yīng)用n未來:nSPCD:Statistical Process Control &DiagnosisnSPCDA:Statistical Process Control ,Diagnosis & Adjustment SPC講義-2021/3/99SPC的應(yīng)用現(xiàn)狀n日本名古

5、屋大學(xué)調(diào)查,115家企業(yè)平均每家使用137張控制圖n美國柯達(dá)公司5000人,使用35000張控制圖,平均每人應(yīng)用7張n日本DEMING獎10大項目中,七大項目強(qiáng)調(diào)統(tǒng)計,尤其是SPCnISO9000統(tǒng)計的需要,QS9000SPC的需要n我國80%的ISO認(rèn)證通過企業(yè),SPC幾乎為零 SPC講義-2021/3/910SPC的基本統(tǒng)計觀點(diǎn)n無論生產(chǎn)過程,還是產(chǎn)品結(jié)果,都是具有規(guī)律的.n正常情況下,具有一定的數(shù)據(jù)分布:n計量值數(shù)據(jù),服從正態(tài)分布n計件值數(shù)據(jù),服從二項分布n計點(diǎn)值數(shù)據(jù),服從泊松分布n最為常見的是正態(tài)分布-鐘形分布 SPC講義-2021/3/911SPC的基本統(tǒng)計概念n群體:一組過程的輸出

6、結(jié)果的全體.n樣本:從群體中按照一定的抽樣方法選擇出來的研究對象.n群體具有一定的分布特性n合理的抽樣(足夠的樣本容量隨機(jī)的抽樣方法),可以保證樣本與群體具有共同的分布特性,也即是說可以由樣本的狀況推斷群體的狀況.n群體通常是未知的研究對象,從經(jīng)濟(jì)成本的角度,可以研究分析樣本而知群體. SPC講義-2021/3/912SPC的基本概念n分布的集中性-Xn平均值,為所有數(shù)值的平均值,讀做X-BAR = Xi/nXX1X2ni=1 SPC講義-2021/3/913SPC的基本概念n分布的分散性- n各具體數(shù)值與平均值之間的偏差,通常以標(biāo)準(zhǔn)差 來表示.讀做SIGMA(西格碼) =(Xi- )2/(n

7、-1) Xni=1 SPC講義-2021/3/914SPC的基本概念n分散性的圖解21 SPC講義-2021/3/915SPC的基本概念n管制界限:是指實(shí)際作業(yè)的特性的分布所遵從的上下界限.用于在實(shí)際工作中,進(jìn)行動態(tài)控制,以判斷作業(yè)的有效性.n規(guī)格界限:是指根據(jù)設(shè)計(產(chǎn)品設(shè)計和過程設(shè)計)的要求,所確定的工程界限.用于在進(jìn)行工程分析中,對特性的分布狀況是否滿足預(yù)定要求的判斷,從而確信滿足設(shè)計要求的能力.n在實(shí)際控制過程中,使用的應(yīng)該是管制界限.管制界限來自于對作業(yè)過程的調(diào)查. SPC講義-2021/3/916SPC的基本概念n過程能力:實(shí)際作業(yè)的結(jié)果滿足預(yù)計工程要求的能力.n過程的影響因素有兩個

8、方面:一是普通原因,二是特殊原因.n普通原因:在既定的4M1E下,屬于過程本身先天存在的變動因素,一般是不可控制的,如需改善,需從管理和設(shè)備技術(shù)的角度予以全面改進(jìn).n特殊原因:在過程運(yùn)行中,隨機(jī)發(fā)生的可控因素.n普通原因通常影響分布的分散度和均值.直接決定過程能力. SPC講義-2021/3/917SPC的基本概念n特殊原因?qū)е鲁鼋缦藁蛞?guī)律變動的現(xiàn)象,可以直接從管制圖中看出.影響分布的波形.n管制圖的重要作用便在于動態(tài)過程中,看出特殊原因的存在,發(fā)出需要處理的警報.n過程能力只有在不存在特殊原因的前提下,才能予以計算,并以此推斷未來的輸出結(jié)果. SPC講義-2021/3/918SPC展開的步

9、驟確定管制項目選擇管制圖收集數(shù)據(jù)繪制管制圖并計算Cpk穩(wěn)定否繪制管制圖收集數(shù)據(jù)穩(wěn)定否查明原因,消除異常YESYESNONO SPC講義-2021/3/919確定管制項目確定管制項目選擇管制圖收集數(shù)據(jù)繪制管制圖并計算Cpk穩(wěn)定否繪制管制圖收集數(shù)據(jù)穩(wěn)定否查明原因,消除異常YESYESNONO SPC講義-2021/3/920確定管制項目n管制項目的對象為產(chǎn)品的特性和過程的特性n產(chǎn)品特性:尺寸電性值亮度焊接效果功能等n過程特性:波峰電流電壓流水線速度溫度藥液濃度等n確定的方法:n產(chǎn)品特性:QFDn過程特性:因果圖n來源:n客戶要求的信息n設(shè)計規(guī)格n產(chǎn)品特性形成的工序及關(guān)鍵工序(工序流程圖)n歷史經(jīng)驗(yàn)

10、(曾經(jīng)出現(xiàn)的問題)nAPQP的展開的結(jié)果 SPC講義-2021/3/921選擇管制圖確定管制項目選擇管制圖收集數(shù)據(jù)繪制管制圖并計算Cpk穩(wěn)定否繪制管制圖收集數(shù)據(jù)穩(wěn)定否查明原因,消除異常YESYESNONO SPC講義-2021/3/922選擇管制圖n管制項目的特性n計量值n計數(shù)值(計件值還是計點(diǎn)值)n樣本數(shù)據(jù)的特點(diǎn)nn 9(樣本少)nn 9(樣本多)nn =1(單值)n每組數(shù)據(jù)n是否相等n使用的對象n可采用計算器或計算機(jī)進(jìn)行分析的工程人員n現(xiàn)場作業(yè)人員 SPC講義-2021/3/923選擇管制圖(計量值)性質(zhì)上是否均勻或不能按組取樣使用X-MR各組均值計算是否方便使用 -RXX樣本容量是否大于

11、或等于9各組標(biāo)準(zhǔn)差S是否容易計算使用 -R使用 -SXNONONONOYESYESYESYES當(dāng)由現(xiàn)場人員使用時,盡量用?圖 SPC講義-2021/3/924選擇管制圖(計數(shù)值)是否關(guān)心不合格品率使用np或p樣本大小是否一致使用u圖使用c或u圖NONONOYESYESYES樣品大小是否一致使用p圖當(dāng)由現(xiàn)場人員使用時,盡量用c/np圖 SPC講義-2021/3/925收集數(shù)據(jù)n樣本組數(shù)最好不要少于25np圖或np圖每組數(shù)據(jù)的要求n1/Pn5/P (P為預(yù)估的總體不良率,目的為在n中盡量能抽到多于一個的不合格品)n計量值數(shù)據(jù)的要求n組內(nèi)數(shù)據(jù)變異小,組間數(shù)據(jù)變異大n采用中位數(shù)控制圖時,盡量用奇數(shù)樣本

12、n現(xiàn)場使用的XBAR-R圖,樣本以不超過5為宜 SPC講義-2021/3/926收集數(shù)據(jù)n計量值數(shù)據(jù)合理的抽樣間隔和樣本大小n抽樣的隨機(jī)性,以充分代表群體每小時生產(chǎn)量抽樣間隔樣本大小不穩(wěn)定穩(wěn)定10以下8小時8小時410194小時8小時420492小時8小時450991小時4小時4100以上1小時2小時4 SPC講義-2021/3/927繪制管制圖n計算各統(tǒng)計量n計算管制界限(不能使用規(guī)格界限)nCLUCLLCLn建立管制圖形n縱坐標(biāo)為各組相應(yīng)數(shù)值中最大和最小值差的兩倍(以便超過管制界限的點(diǎn)可以繪入)n極差R或標(biāo)準(zhǔn)差S圖的單格刻度代表的數(shù)值是均值單格刻度代表的數(shù)值的兩倍(圖形寬度基本一致)n標(biāo)注

13、數(shù)據(jù)項目及描繪各數(shù)據(jù)點(diǎn) SPC講義-2021/3/928計算CPK(計量值)n過程穩(wěn)定,即不存在特殊原因時,才能計算過程能力.n計量值CPK的計算n分布中心與規(guī)格中心重疊時極差圖CPK=MIN(USL- )/(3* /d2), ( - LSL)/(3* /d2)標(biāo)準(zhǔn)差圖CPK=MIN(USL- )/(3* /c4), ( - LSL)/(3* /c4)XXRRXXSS SPC講義-2021/3/929計算CPK(計量值)n分布中心與規(guī)格中心發(fā)生偏離時:n計算Ca(過程準(zhǔn)確度)nCa=( -SL)/(USL-LSL)/2)n以中心重疊時的Cpk值作為Cp(過程精確度)nCpk=(1- Ca )C

14、pX SPC講義-2021/3/930計算CPK(計數(shù)值)n計數(shù)值管制的過程能力為圖形p圖Np圖C圖U圖過程能力PCPU SPC講義-2021/3/931管制圖的判斷-穩(wěn)定原則n原則一:不可超出管制界限141414.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.415.415.615.615.815.8折線圖 1折線圖 1! SPC講義-2021/3/932管制圖的判斷-穩(wěn)定原則n原則二:不可呈現(xiàn)規(guī)律變動n連續(xù)7點(diǎn)上升或下降n呈現(xiàn)規(guī)律性波動,具有顯著的波動周期14.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.

15、415.415.615.6折線圖 1折線圖 1 SPC講義-2021/3/933管制圖的判斷-穩(wěn)定原則n原則二:不可呈現(xiàn)規(guī)律變動n連續(xù)7點(diǎn)在管制界限一側(cè)n連續(xù)11點(diǎn)中,有10點(diǎn)在管制界限一側(cè)(間斷)14.214.214.414.414.614.614.814.8151515.215.215.415.415.615.6東部東部 SPC講義-2021/3/934管制圖的判斷穩(wěn)定原則n原則三:不可過于集中分布n顯著多于2/3的點(diǎn)集中在CL附近:即90%的數(shù)據(jù)在1 線以內(nèi)n顯著少于40%的數(shù)據(jù)落在1 線以內(nèi)n數(shù)據(jù)集中分布在2 到管制線之間(超過2/3)n3點(diǎn)中,有兩點(diǎn)接近一側(cè)之管制界限n7點(diǎn)中,有3點(diǎn)

16、以上接近控制界限n原則四:符合過程能力要求 SPC講義-2021/3/935長期控制n符合以下條件,可將管制圖用于長期控制:n過程穩(wěn)定n符合過程能力的要求n再收集15組數(shù)據(jù),無異常情形n利用已經(jīng)算出之管制界限進(jìn)行管制n按要求收集數(shù)據(jù),并進(jìn)行管制分析/控制n在下列情況下,重新計算管制界限:n初次過程能力研究,異常消除時n對4M1E進(jìn)行重大改進(jìn)時n產(chǎn)品修正時n經(jīng)過長期運(yùn)行后 SPC講義-2021/3/936異常處理n可以采取的措施n有效后,不要忘了標(biāo)準(zhǔn)化的處理現(xiàn)象可能原因處理分布不穩(wěn)定計算錯誤數(shù)據(jù)未層別查清原因,重新計算存在特殊原因查清原因,予以消除過程能力不足過于分散平均值偏移采用管理性/技術(shù)性

17、措施,進(jìn)行改進(jìn) SPC講義-2021/3/937管制圖中應(yīng)用的公式管制圖相關(guān)統(tǒng)計量CLUCLLCL -R圖n:各組樣本數(shù)K:組數(shù) n = Xi/n i=1 K = j/K j=1Rj=Max-Min K = Rj/K j=1 +A2 -A2 D4 D3XXRXXXRRRRRXX SPC講義-2021/3/938管制圖中應(yīng)用的公式管制圖相關(guān)統(tǒng)計量CLUCLLCL -R圖n:各組樣本數(shù)K:組數(shù) k = j/n j=1 Rj=Max-Min K = Rj/K j=1 +A2 -A2 D4 D3XXXRRRRRRXXX SPC講義-2021/3/939管制圖中應(yīng)用的公式管制圖相關(guān)統(tǒng)計量CLUCLLCL

18、 -S圖n:各組樣本數(shù)K:組數(shù) n = Xi/n i=1 K = j/K j=1 Sj= (Xi- )2 /(n-1) K = Sj/K j=1 +A3 -A3 B4 B3XXSXXXSSSSSXXX SPC講義-2021/3/940管制圖中應(yīng)用的公式管制圖相關(guān)統(tǒng)計量CLUCLLCLX-MR圖n:樣本數(shù) n = Xi/n i=1 Ri= Xi-Xi+1 n-1 = Ri/(n-1) i=1 +2.66 -2.66 3.27 0XRRRRRXXX SPC講義-2021/3/941管制圖中應(yīng)用的公式圖形統(tǒng)計量CLUCLiLCLip = di/ n + 3( (100- )/n) -3( (100-

19、 )/n)1/2np = di/ k + 3( (1- /n) -3( (1- /n)1/2ppppppppdddddddd SPC講義-2021/3/942管制圖中應(yīng)用的公式圖形統(tǒng)計量CLUCLLCLc = ci/ k + 3 -3 1/2u = c/ n + 3( /n) -3( /n)1/2CCccccuuuuuu SPC講義-2021/3/943管制圖中常用的數(shù)據(jù)nd2A2A2A3B3B4D3D4C421.1281.8801.8802.6593.2673.2670.79831.6931.0231.191.9542.5682.5740.88642.0590.7290.8001.6282.

20、2662.2820.92152.3260.5770.6901.4272.0892.1140.94062.5340.4830.5501.2870.3031.9702.0040.95272.7040.4190.5101.1820.1181.8820.0761.9240.95982.8470.3730.4301.0990.1851.8150.1361.8640.96592.9700.3370.4101.0320.2391.7610.1841.8160.969103.0780.3080.3600.9750.2841.7160.2231.7770.973113.1730.2850.3500.9270.3

21、211.6790.2561.7440.975 SPC講義-2021/3/944 -R圖范例Xn所測量的活塞直徑數(shù)據(jù):n=5, k=25,規(guī)格為74.000 0.02樣本序號X1X2X3X4X5174.03074.00274.01973.99274.008273.99573.99274.00174.00174.011373.99874.02474.02174.00574.002474.00273.99673.99374.01574.009573.99274.00774.01573.98974.014674.00973.99473.99773.98573.993773.99574.00673.99

22、474.00074.005873.98574.00373.99374.01573.998974.00873.99574.00974.00574.0041073.99874.00073.99074.00773.9951173.99473.99873.99473.99573.9901274.00474.00074.00774.00073.9961373.98374.00273.99873.99774.012 SPC講義-2021/3/945 -R圖范例X樣本序號X1X2X3X4X51474.00673.96773.99474.00073.9841574.01274.01473.99873.9997

23、4.0071674.00073.98474.00573.99873.9961773.99474.01273.98674.00574.0071874.00674.01074.01874.00374.0001973.98474.00274.00374.00573.9972074.00074.01074.01374.02074.0032173.99874.00174.00974.00573.9962274.00473.99973.99074.00674.0092374.01073.98973.99074.00974.0142474.01574.00873.99374.00074.0102573.98

24、273.98473.99574.01774.013 SPC講義-2021/3/946 -R圖范例-計算統(tǒng)計量(一)管制圖相關(guān)統(tǒng)計量 -R圖n:各組樣本數(shù)K:組數(shù) n = Xi/n i=1 K = j/K j=1Rj=Max-Min K = Rj/K j=1XXRXXX SPC講義-2021/3/947 -R圖范例計算統(tǒng)計量(一)樣本序號X1X2X3X4X5XBARR174.03074.00274.01973.99274.00874.0100.038273.99573.99274.00174.00174.01174.0010.019373.99874.02474.02174.00574.0027

25、4.0080.036474.00273.99673.99374.01574.00974.0030.022573.99274.00774.01573.98974.01474.0030.026674.00973.99473.99773.98573.99373.9960.024773.99574.00673.99474.00074.00574.0000.012873.98574.00373.99374.01573.99873.9970.030974.00873.99574.00974.00574.00474.0040.0141073.99874.00073.99074.00773.99573.998

26、0.0171173.99473.99873.99473.99573.99073.9940.0081274.00474.00074.00774.00073.99674.0010.0111373.98374.00273.99873.99774.01273.9980.029X SPC講義-2021/3/948 -R圖范例-計算統(tǒng)計量 (一) 樣本序號X1X2X3X4X5XBARR1474.00673.96773.99474.00073.98473.9900.0391574.01274.01473.99873.99974.00774.0060.0161674.00073.98474.00573.998

27、73.99673.9970.0211773.99474.01273.98674.00574.00774.0010.0261874.00674.01074.01874.00374.00074.0070.0181973.98474.00274.00374.00573.99773.9980.0212074.00074.01074.01374.02074.00374.0090.0202173.99874.00174.00974.00573.99673.9960.0332274.00473.99973.99074.00674.00974.0020.0192374.01073.98973.99074.00

28、974.01474.0020.0252474.01574.00873.99374.00074.01074.0050.0222573.98273.98473.99574.01774.01373.9980.035總平均值74.0010.023X SPC講義-2021/3/949 -R圖范例-計算管制界限(二)n查系數(shù),n=5,則有: A2=0.577,D4=2.114,D3=0n 圖管制線nCLX= =74.001nUCLX= +A2* =74.001+0.577*0.023=74.014nLCLX= -A2* = 74.001-0.577*0.023=73.988XXXRRXX SPC講義-2021/3/950 -R圖范例-計算管制界限(二)nR圖管制線nCLR= =0.023nUCLR= D4 * =2.114*0.023=0.049nLCLR=D3* =0*0.023=0RRRX SPC講義-2021/3/951