SPC質量統(tǒng)計技術

1、S P C過程控制與統(tǒng)計技術過程控制與統(tǒng)計技術上海質量教育培訓中心上海質量教育培訓中心第一章第一章 過程控制過程控制第一節(jié)第一節(jié) 過程控制概述過程控制概述第第二二節(jié)節(jié) 生生產產過過程程控控制制第一節(jié)第一節(jié) 過程控制概述過程控制概述一、過程的概念一、過程的概念 “將輸入轉化為輸出的一組彼比相互將輸入轉化為輸出的一組彼比相互關聯(lián)和相互作用的活動關聯(lián)和相互作用的活動”。1. 1. 過程的特征過程的特征（1）任何一個過程都有輸入和輸出。）任何一個過程都有輸入和輸出。（2）完成一個過程需開展一系列的活動。）完成一個過程需開展一系列的活動。（3）完成一個過程必須投入相應的資源。）完成一個過程必須投入相應的

2、資源。（4）為確保過程輸入的質量，需要對過程中的）為確保過程輸入的質量，需要對過程中的關鍵階段進行必要的檢查、評審、驗證關鍵階段進行必要的檢查、評審、驗證（5）每一個過程本身是價格增加的）每一個過程本身是價格增加的輪換。輪換。2. 2. 過程之間的兩種輸入和輸出過程之間的兩種輸入和輸出 與產品有關的與產品有關的“產品流產品流”和與信息有關的和與信息有關的“信息流信息流”。3. 3. 過程與質量管理體系的關系過程與質量管理體系的關系二、過程控制的概念二、過程控制的概念1. 1. 過程控制的目的過程控制的目的 對影響產品質量的過程進行監(jiān)測和調整，使對影響產品質量的過程進行監(jiān)測和調整，使過程處于受控

3、狀態(tài)，以保證過程的質量過程處于受控狀態(tài)，以保證過程的質量2. 2. 過程控制的對象過程控制的對象（1）對投入過程的資源和活動進行控制。）對投入過程的資源和活動進行控制。（2）對過程的輸入和輸出進行控制。）對過程的輸入和輸出進行控制。3. 3. 兩種過程控制技術兩種過程控制技術（1）統(tǒng)計過程控制）統(tǒng)計過程控制（2）自動過程控制技術）自動過程控制技術三、過程控制的出發(fā)點三、過程控制的出發(fā)點出發(fā)點是預防不合格出發(fā)點是預防不合格一、生產過程控制的目的一、生產過程控制的目的1. 1. 產品質量波動的客觀性產品質量波動的客觀性2. 2. 影響產品質量波動的原因影響產品質量波動的原因3. 3. 生產過程控制

4、的目的生產過程控制的目的第第二二節(jié)節(jié) 生生產產過過程程控控制制二、生產過程控制的要求二、生產過程控制的要求分為兩大類，一類是偶然因素，另一類是系統(tǒng)分為兩大類，一類是偶然因素，另一類是系統(tǒng)因素因素三、生產過程控制的內容三、生產過程控制的內容1. 1. 人員的控制人員的控制2. 2. 設備和工裝的控制設備和工裝的控制3. 3. 材料的控制材料的控制4. 4. 工藝的控制工藝的控制5. 5. 環(huán)境的控制環(huán)境的控制第二章第二章 常規(guī)控制圖常規(guī)控制圖第第一一節(jié)節(jié) 控控制制圖圖的的原原理理第二節(jié)第二節(jié) 常規(guī)控制圖的判斷準則常規(guī)控制圖的判斷準則第三節(jié)第三節(jié) 控制圖的應用控制圖的應用第第一一節(jié)節(jié) 控控制制圖圖

5、的的原原理理一、控制圖的基本原理一、控制圖的基本原理 控制圖是將顯著性檢驗的統(tǒng)計原理應用于控控制圖是將顯著性檢驗的統(tǒng)計原理應用于控制生產過程的一種圖形方法。它是用于區(qū)分由制生產過程的一種圖形方法。它是用于區(qū)分由異常原因所引起的波動和過程固有的隨機波動異常原因所引起的波動和過程固有的隨機波動的一種統(tǒng)計工具。的一種統(tǒng)計工具。1. 1. 基礎知識基礎知識直方圖直方圖例例 老老師師傅傅用用車車床床車車制制機機螺螺絲絲，要要求求其其直直徑徑為為 10mm。為為了了了了解解老老師師傅傅的的加加工工質質量量，抽抽查查已已經經加加工工好好的的機機螺螺絲絲 100 個個，分分別別測測得得其其直直徑徑數(shù)數(shù)據(jù)據(jù) 1

6、00 個個，如如表表 2-1 所所示示。直直觀觀來來看看，看看不不出出任任何何規(guī)規(guī)律律來來，需需要要應應用用統(tǒng)統(tǒng)計計方方法法來來加加以以處處理理，即即分分組組，統(tǒng)統(tǒng)計計，作作直直方方圖圖。 步驟步驟1：找出最大值和最小值。：找出最大值和最小值。步驟步驟2：確定組數(shù)：確定組數(shù)步驟步驟3：確定組距：確定組距步驟步驟4：確定各組的邊界：確定各組的邊界步驟步驟5：確定各組的頻數(shù)：確定各組的頻數(shù)步驟步驟6：作直方圖：作直方圖步驟步驟7：對直方圖的分析：對直方圖的分析2.2.控制圖的構造控制圖的構造休休哈哈特特建建議議用用界界限限3作作為為控控制制限限 中心線（中心線（central line，簡記，簡記

7、 CL） ，對應均值；） ，對應均值； 上控制限 （上控制限 （upper control limit， 簡記， 簡記 UCL） ， 對應） ， 對應+3； 下控制限（下控制限（lower control limit，簡記，簡記 LCL） ，對應） ，對應-3；3.3.兩類錯誤及其發(fā)生概率兩類錯誤及其發(fā)生概率第第一一類類錯錯誤誤：其其發(fā)發(fā)生生概概率率記記為為 第第二二類類錯錯誤誤：其其發(fā)發(fā)生生概概率率記記為為 第一類錯誤又稱虛發(fā)警報，第二類錯誤又稱漏發(fā)警第一類錯誤又稱虛發(fā)警報，第二類錯誤又稱漏發(fā)警報。報。 二、常規(guī)控制圖類型二、常規(guī)控制圖類型（ 1） 均均 值值 -極極 差差 圖圖 （Rx 圖

8、圖 ） （ 2） 均均 值值 -標標 準準 差差 圖圖 （sx 圖圖 ） （ 3） 中中 位位 數(shù)數(shù) -極極 差差 圖圖 （Rx圖圖 ） （ 4） 單單 值值 -移移 動動 極極 差差 圖圖 （Rsx 圖圖 ） （ 5） 不不 合合 格格 品品 率率 控控 制制 圖圖 （ p 圖圖 ） （ 6） 不不 合合 格格 品品 數(shù)數(shù) 控控 制制 圖圖 （ np 圖圖 ） （ 7） 單單 位位 產產 品品 不不 合合 格格 數(shù)數(shù) 控控 制制 圖圖 （ u 圖圖 ） （ 8） 不不 合合 格格 數(shù)數(shù) 控控 制制 圖圖 （ c 圖圖 ） 三、各種常規(guī)控制圖的用途三、各種常規(guī)控制圖的用途四、分析用控制圖與控制

9、用控制圖四、分析用控制圖與控制用控制圖（1）分析用控制圖）分析用控制圖首要目的是尋找過程的穩(wěn)態(tài)，還要分析過程的技術穩(wěn)態(tài)。首要目的是尋找過程的穩(wěn)態(tài)，還要分析過程的技術穩(wěn)態(tài)。根據(jù)統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)是否達到，可以分為根據(jù)統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)是否達到，可以分為4種情況：種情況： （1）狀態(tài)）狀態(tài) I：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)同時達到，最理想。：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)同時達到，最理想。 （2）狀態(tài)）狀態(tài) II：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)未達到，技術穩(wěn)態(tài)達到。：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)未達到，技術穩(wěn)態(tài)達到。 （3）狀態(tài)）狀態(tài) III：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)達到，技術穩(wěn)態(tài)未達到。：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)達到，技術穩(wěn)態(tài)未達到。 （4）狀態(tài)）狀態(tài) IV：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)均未達到，最

10、不：統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)與技術穩(wěn)態(tài)均未達到，最不理想理想。 （2）控制用控制圖）控制用控制圖 控制用控制圖階段的目的是保持穩(wěn)態(tài)?？刂朴每刂茍D階段的目的是保持穩(wěn)態(tài)。 控制用控制圖階段則可以進行實時控制，可以對每一組控制用控制圖階段則可以進行實時控制，可以對每一組新收集到的數(shù)據(jù)，運用判異準則判斷過程是否異常，即過新收集到的數(shù)據(jù)，運用判異準則判斷過程是否異常，即過程的總體參數(shù)是否發(fā)生變化。程的總體參數(shù)是否發(fā)生變化。 控制用控制圖階段不是無限制地進行下去，而是經過一控制用控制圖階段不是無限制地進行下去，而是經過一個階段的使用后，根據(jù)產品、過程的具體情況來確定。個階段的使用后，根據(jù)產品、過程的具體情況來確定。第二節(jié)

11、第二節(jié) 常規(guī)控制圖的判斷準則常規(guī)控制圖的判斷準則一、變差的可查明原因的八種模式分析一、變差的可查明原因的八種模式分析模式模式1 1：1 1個點落在個點落在A A區(qū)以外區(qū)以外模式模式2 2：連續(xù)：連續(xù)9 9點落在中心線同一側點落在中心線同一側模式模式3 3：連續(xù)：連續(xù)6 6點遞增或遞減點遞增或遞減模式模式4 4：連續(xù)：連續(xù)1414點中相鄰點交替上下點中相鄰點交替上下模式模式5 5：連續(xù)：連續(xù)3 3點中有點中有2 2點落在中心線同一側的點落在中心線同一側的B B區(qū)以外區(qū)以外模式模式6 6：連續(xù)：連續(xù)5 5點中有點中有4 4點落在中心線同一側的點落在中心線同一側的C C區(qū)以外區(qū)以外模式模式7 7：連

12、續(xù)：連續(xù)1515點落在中心線兩側的點落在中心線兩側的C C區(qū)內區(qū)內模式模式8 8：連續(xù)：連續(xù)8 8點落在中心線兩側且無一在點落在中心線兩側且無一在C C區(qū)內區(qū)內第三節(jié)第三節(jié) 控制圖的應用控制圖的應用一、應用控制圖需要考慮的問題一、應用控制圖需要考慮的問題1. 1. 應用控制圖的基本條件應用控制圖的基本條件2. 2. 控制圖的應用條件控制圖的應用條件3. 3. 控制對象的選擇控制對象的選擇4. 4. 取樣方法的確定取樣方法的確定5. 5. 控制圖的分析原則控制圖的分析原則6. 6. 控制圖的保管問題控制圖的保管問題7. 7. 控制圖的使用和現(xiàn)有條件的變化控制圖的使用和現(xiàn)有條件的變化二、計量控制圖

13、1.1.收集數(shù)據(jù)：以子組為單元收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)：以子組為單元收集數(shù)據(jù)2.2.計算控制限計算控制限3.R3.R圖的分析圖的分析4. 4. 圖的分析圖的分析xRx 圖例 設某金屬零件的長度是一個重要的質量特性。為對其進行控制，在生產現(xiàn)場每隔一小時連續(xù)測量 n=5件產品的長度， 數(shù)據(jù)為零件真正的長度與某一特定尺寸之差，將其填在表中（單位：絲） 。 （ 1） 對對 每每 一一 子子 組組 計計 算算ix與與 Ri （2）計計算算過過程程平平均均x與與平平均均極極差差R： （3）計算x-R 圖的中心線與控制線限 （4）作x圖和 R 圖（5）x-R 圖上顯示：過程受控 x-RS圖1.1.概述概述2.2.數(shù)

14、據(jù)的收集與處理數(shù)據(jù)的收集與處理3.3.計算控制限計算控制限例例 某酸洗車間的產品質量與酸洗濃度關系密切， 因此控某酸洗車間的產品質量與酸洗濃度關系密切， 因此控制酸洗濃度不低于制酸洗濃度不低于 8%是關鍵，但濃度過高也會增加成本。由是關鍵，但濃度過高也會增加成本。由于濃度在短時間內不會改變，決定每隔于濃度在短時間內不會改變，決定每隔 2 小時測量一次酸洗濃小時測量一次酸洗濃度，共測度，共測 24 次，其單值序列與移動極差序列見圖的下方。次，其單值序列與移動極差序列見圖的下方。 三、計件控制圖三、計件控制圖1. 1. 概述概述2. 2. P P圖圖2. 2. P P圖圖（1） 第第 i 個樣本的

15、不合格品率為：個樣本的不合格品率為： k ,i ,nnppiii21 （2） 計算過程平均不合格品率計算過程平均不合格品率 （3） 對每一個樣本計算上、下控制限對每一個樣本計算上、下控制限 例例 一個生產晶體管的公司決定建立不合格品率一個生產晶體管的公司決定建立不合格品率 p 圖。圖。 每每天生產結束后，在當天產品中隨機抽取一個樣本，并檢查其不天生產結束后，在當天產品中隨機抽取一個樣本，并檢查其不合格品數(shù)，這樣連續(xù)合格品數(shù)，這樣連續(xù) 26 個工作日，獲得的數(shù)據(jù)列于下表。個工作日，獲得的數(shù)據(jù)列于下表。對這對這組數(shù)據(jù)處理如下：組數(shù)據(jù)處理如下： a） 計算每個樣本的不合格品率 pib） 計算平均不合

16、格品率c） 計算每個樣本的 UCL 與 LCL四、計點控制圖四、計點控制圖1. 1. 概述概述2. 2. u u圖圖 例例 有如下有如下 3 個樣本， 其中方框表示一個單位產品。個樣本， 其中方框表示一個單位產品。 “”“”表示其上的不合格。表示其上的不合格。它們的單位不合格數(shù)可分別算得。它們的單位不合格數(shù)可分別算得。 （ 1） 計 算 平 均 （ 單 位 ） 不 合 格 數(shù) （ 2） 對 每 一 個 樣 本 計 算 上 、 下 控 制 限 （ 3） 當 樣 本 量 變 化 不 大 時 ， 可 用 平 均 樣 本 量n代替 樣 本 量 （ 4） 當 樣 本 量 變 化 較 大 時 ， 可 采

17、用 標 準 控 制 圖 例例 汽車噴漆工段對各種型號汽車外殼噴漆，現(xiàn)汽車噴漆工段對各種型號汽車外殼噴漆，現(xiàn)對對 20 輛汽車頂蓋部分進行檢查，發(fā)現(xiàn)汽泡數(shù)輛汽車頂蓋部分進行檢查，發(fā)現(xiàn)汽泡數(shù) ci記于下記于下表上。表上。由于頂蓋面積不同，把最小頂蓋面積作為一個由于頂蓋面積不同，把最小頂蓋面積作為一個單位產品。單位產品。其他汽車頂蓋面積可折算為不同個數(shù)的單其他汽車頂蓋面積可折算為不同個數(shù)的單位產品位產品 niI,，結果也記于下表上。，結果也記于下表上。 a） 計算每個樣本的單位不合格數(shù) ui，記于下表上b） 計算平均不合格數(shù)c） 計算每個樣本的 UCL 與 LCLd） 作控制圖五、標準值給定的控制圖

18、五、標準值給定的控制圖1. 1. 另一類控制圖另一類控制圖2. 2. 標準給定的控制圖標準給定的控制圖例例 茶葉進口商要對茶葉進行分裝。茶葉進口商要對茶葉進行分裝。包裝主管希望包裝主管希望通過控制分裝過程，使每包茶葉的平均重量為通過控制分裝過程，使每包茶葉的平均重量為 100.6g，根據(jù)類似的分裝過程，確定該過程的標準差為根據(jù)類似的分裝過程，確定該過程的標準差為 1.4 g。 第一節(jié)第一節(jié) 過程能力指數(shù)過程能力指數(shù) Cp 和和 Cpk第二節(jié)第二節(jié) 過程能力指數(shù)與不合格品率的關系過程能力指數(shù)與不合格品率的關系第三節(jié)第三節(jié) 過程性能指數(shù)過程性能指數(shù) Pp 和和 Ppk第三章第三章 過程能力分析過程

19、能力分析第一節(jié)第一節(jié) 過程能力指數(shù)過程能力指數(shù) Cp 和和 Cpk一、基本假設1 過程穩(wěn)定2 雙邊規(guī)范限 LSL 和 USL 能準確表達顧客要求二、過程能力過程能力是指過程加工質量方面的能力。三、過程能力指數(shù)Cp66TLSLUSLCp過程能力顧客要求過程能力指數(shù)是用來度量一個過程滿足顧客要求的程度。例 在用鋼材彎曲成鋼夾的產品中， 其間隙的上、 下規(guī)范限分別為 （單位： cm） ：USL=0.9，LSL=0.5890450400750650906.TCp四、Cp的估計2112411/niisxxns ,c/s或 minmaxRxxR,d/R2例 加工某金屬軸，長度x為其質量特性。規(guī)范限為：US

20、L=45.23mm，LSL=45.07mm現(xiàn)隨機從生產線上抽取 10 個成品，測其長度（減去 45mm）為：0.16 0.14 0.13 0.12 0.170.16 0.15 0.15 0.17 0.13樣本均值x與樣本標準差 s 為： 14845.x ，01750.s 01809730017504.css 48101806074523456.LSLUSLpCS五、實際過程能力指數(shù)Cpk3LSLCpL為單側下限過程能力指數(shù)3USLCpU為單側上限過程能力指數(shù)pUpLpKC,CminC為實際過程能力指數(shù)66TLSLUSLCp為潛在過程能力指數(shù)36MTCpKTM/TMk ,CkCppK2213LS

21、L,USLminCpKCpKCp六、Cpk的估計xMTLSLx , xUSLminCpK363例 某部件的清潔度是愈小愈好的質量特性。顧客對此向生產廠提出規(guī)范上限要求：清潔度不能超過 96mg。在生產線上經抽樣測得：mg ,mgx124833112348963.xUSLCpU例 某金屬材料的抗拉強度是愈大愈好的質量特性。顧客對此提出規(guī)范下限要求：抗拉強度不得低于 32kg/cm2在生產線上經抽樣測得：228138cm/kg. ,cm/kgx11181332383.LSLxCpL例 螺紋鋼板的切割過程經使用已達到受控狀態(tài)，如圖 3-4 所示，從控制圖上可獲得如下一些統(tǒng)計量：5215212n ,.R,.x而其規(guī)格限為 2103，現(xiàn)要計算 CpK值。3230.C,CminCpUpLpKCpK =0.323 是很小的，顯得嚴重不足9381516062072136.TCp 可見該過程的潛在能力是巨大的，挖掘潛力的關鍵在于把過程中心從 212.5 盡量調節(jié)到規(guī)范中心 M=210 附近。 經研究，找到了調節(jié)因子，算偏移系數(shù)：166702652102102././TMk61519381833309