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1、SPC統(tǒng)計(jì)過程控制介紹制造:雷鳴 2005年5月.課程簡介一.統(tǒng)計(jì)過程控制的根本知識(shí)二.常規(guī)控制圖的分類三.過程才干分析四.常規(guī)控制圖的計(jì)算.1.統(tǒng)計(jì)過程控制的概念(1)統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)過程中的各個(gè)階段進(jìn) 行評(píng)估和監(jiān)控,建立並堅(jiān)持處於可接受的並且穩(wěn)定的程度,從而 保證產(chǎn)品與服務(wù)符合規(guī)定要求的一種質(zhì)量控制理技術(shù). (2)SPC中的主要工具是控制圖,統(tǒng)計(jì)質(zhì)量源於美國,20世紀(jì)20年 代,休哈特在美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室任務(wù)時(shí)提出了過程控制理論 以及控制理論的具體工具即控制圖.一.統(tǒng)計(jì)過程控制的根本知識(shí).2.統(tǒng)計(jì)過程控制的特點(diǎn)(1)SPC是在生產(chǎn)過程中的各個(gè)階段(工序)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行

2、實(shí)時(shí) 的監(jiān)控與評(píng)估,因此是一種預(yù)防性方法.(2)貫徹預(yù)防性原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的一個(gè)特點(diǎn)現(xiàn)代的SPC所具備的功能:(1).可以判斷過程的異常,及時(shí)告警.(2).具備統(tǒng)計(jì)過程診斷(即SPD)的功能一.統(tǒng)計(jì)過程控制的根本知識(shí).3.常規(guī)控制圖的構(gòu)造 控制圖是對(duì)過程質(zhì)量特性值進(jìn)行測定記錄評(píng)估和監(jiān)察能否處於統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的一種用統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖.樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時(shí)間或樣本號(hào)UCLCLLCL一.統(tǒng)計(jì)過程控制的根本知識(shí).二.常規(guī)控制圖的分類及運(yùn)用場合控制圖代號(hào)控制圖名稱適用場合X R 平均值與極差控制圖最常用的控制圖,適用對(duì)象為長度重量強(qiáng)度純度時(shí)間收率和生產(chǎn)量等計(jì)量值的場合X S平均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖與X R 類似

3、,但當(dāng)樣本量n10,采用此圖X R中位數(shù)與極差控制圖用於現(xiàn)場需要把測定數(shù)據(jù)直接記入控制圖進(jìn)行控制的場合,為了簡便,常規(guī)定n為奇數(shù)X Rs單值與移動(dòng)極差控制圖采用自動(dòng)化檢查和測量的場合;取樣費(fèi)時(shí),昂貴的場合;以及如化工等氣體與液體流程式過程1.計(jì)量值控制圖及運(yùn)用場合:.二.常規(guī)控制圖的分類及運(yùn)用場合控制圖代號(hào)控制圖名稱適用場合P不合格品率控制圖為不合格品率或合格品率等計(jì)數(shù)值質(zhì)量指標(biāo)的場合,如:不合格品率,交貨延遲率,缺勤率等np不合格品數(shù)控制圖為控制對(duì)象為不合格品數(shù)的場合,注意樣本量相同的情況下方才用此圖u單位不合格數(shù)控制圖用於任何一定單位中所出現(xiàn)的缺陷數(shù),如布匹上的疵點(diǎn)數(shù)c不合格數(shù)控制圖當(dāng)樣本

4、的大小變化時(shí)則應(yīng)換算為平均每單位的缺陷數(shù)再使用u圖2.計(jì)數(shù)值控制圖運(yùn)用場合.二.常規(guī)控制圖的分類3.計(jì)量與計(jì)數(shù)控制圖的分別只靠此種控制圖,有時(shí)無法尋求不良之真正緣由,而不能及時(shí)採取處理措施,而延誤時(shí)機(jī)1.只在生産完成後,才抽取樣本,將區(qū)分爲(wèi)良品與不良品,所需資料能以簡單方法獲得之. 2.對(duì)於工廠整個(gè)品質(zhì)情況瞭解非常方便計(jì)數(shù)控制圖在製造過程中,需求經(jīng)常抽樣並予以測定以及計(jì)算,後需點(diǎn)上控制圖,較爲(wèi)麻煩而費(fèi)時(shí)間.1.用於制程之控制,甚靈敏,很容易調(diào)查事故發(fā)生的緣由,因此可以預(yù)測將發(fā)生之不良狀況;2.能及時(shí)並正確地找出不良緣由,可使品質(zhì)穩(wěn)定,爲(wèi)最優(yōu)良之控制工具.計(jì)量控制圖缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn).三.過程才干分析1.

5、過程才干過程才干是指過程加工質(zhì)量方面的才干,它是衡量過程加工內(nèi)在一致性的;SPC的基準(zhǔn)是統(tǒng)計(jì)制控制狀態(tài)或稱穩(wěn)態(tài),過程才干即穩(wěn)態(tài)下所能達(dá)到的最小變差在穩(wěn)態(tài)下,過程的性能是可預(yù)測的,過程才干也是可評(píng)價(jià)的,離開穩(wěn)態(tài)這個(gè)基準(zhǔn),過 程就無法預(yù)測,也無法評(píng)價(jià)在評(píng)估過程才干之前,首先必須將過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài),並且當(dāng)所用的控制圖已經(jīng)判穩(wěn),反映出過程處於穩(wěn)態(tài),然後才干對(duì)過程才干進(jìn)行評(píng)估.三.過程才干分析2.過程才干指數(shù)(PCL或Cp)規(guī)格公差6個(gè)估計(jì)實(shí)績標(biāo)準(zhǔn)差Cp=6 T其中=R/d2或S/C4Cp:又稱無偏移情況下的過程才干指數(shù)衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的6個(gè)估計(jì)實(shí)績標(biāo)準(zhǔn)差(),與規(guī)格公差(T)其間相差的程度,是

6、期望製程中生產(chǎn)的每個(gè)產(chǎn)品以規(guī)格中心值為目標(biāo)，其變異寬度愈小愈好，換言之，即在衡量規(guī)格公差範(fàn)圍與製程變異寬度兩者間相差程度.理論上說,Cp值越大越好.(1)Cp之計(jì)算方式如下：.三.過程才干分析3. Ca:製程準(zhǔn)確度 衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的實(shí)績平均值(X),與規(guī)格中心值(u)其間偏向的程度,是期望製程中生產(chǎn)的每個(gè)產(chǎn)品的實(shí)際值能與規(guī)格中心值一致 (1)Ca之計(jì)算方式如下： 實(shí)績平均值-規(guī)格中心值 X-uCa=-*100% = -*100% 規(guī)格公差/2 T/2T=UCL-LCL =規(guī)格上限-規(guī)格下限 制程準(zhǔn)確度是越小越好.三.過程才干分析4.Cpk有偏移制程才干指數(shù)Cpk = ( 1 Ca

7、)* Cp.三.過程才干分析5. 有偏移之說明:T LCLT UCL實(shí)際中心值與規(guī)格中心值之差CLX(實(shí)際中心值)產(chǎn)品質(zhì)量分佈的均值u與規(guī)格中心M不重合,即有偏移情形.三.過程才干分析6.Cp和Cpk的比較(1)無偏移情況的Cp表示過程加工的一致性,即“質(zhì)量才干,Cp越大,質(zhì)量才干越強(qiáng).(2)有偏移情況的Cpk表示過程中心u與規(guī)格中心M移情況下的過程能 力指數(shù),Cpk越大,則二者偏離越小,是過程的“質(zhì)量才干和“控制才干二者綜合的結(jié)果.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算1. X R 圖X R 圖的控制線 X控制圖 UCLX = X + A2 R CL X = X LCLX = X - A2 Rn2345678

8、910A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31A2依樣本數(shù)大小變化,n為每一次抽樣測量的數(shù)字個(gè)數(shù).四.常規(guī)控制圖的計(jì)算1. X R 圖X R 圖的控制線 R控制圖(留意必須先做R圖) UCLR = D4 R CL R = R LCLR = D3 RD4和 D3依樣本數(shù)大小變化,n為每個(gè)子組的數(shù)量n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*0.080.140.180.22.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算2. X R 圖的操作步驟如下步驟1:確定所控制的質(zhì)量指標(biāo),需求留意選擇技術(shù)上最重要的控制對(duì)象步驟2:取預(yù)備數(shù)

9、據(jù)取2025個(gè)子組子組大小普通取4或5步驟3:計(jì)算 Xi ,Ri步驟4:計(jì)算 Xi ,Ri步驟5:計(jì)算R圖控制線, X圖控制線並作圖步驟6:將驟備數(shù)據(jù)在R圖中打點(diǎn),判穩(wěn)步驟7:計(jì)算過程才干指數(shù)並檢驗(yàn)其能否滿足技術(shù)要求.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算3. X R 圖實(shí)際制造舉例某手表廠為了提高手表的質(zhì)量,應(yīng)用陳列圖分析呵斥手表不合格品的各種緣由,發(fā)現(xiàn)“停擺占第一位,為了解決停擺問題,再次應(yīng)用陳列圖分析呵斥停擺的緣由,結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要是由於螺栓鬆動(dòng)引發(fā)的螺栓脫落呵斥的,為此廠方?jīng)Q定應(yīng)用控制圖對(duì)裝配作業(yè)中的螺栓扭矩進(jìn)行過程控制.分析:螺栓扭矩是計(jì)量特性值,故可選用正態(tài)分布控制圖,又由於本例是大量生產(chǎn),不難獲得數(shù)據(jù)

10、,故決定選用X R 控制圖.解:按照以下步驟建立X R控制圖.步驟1:取預(yù)備數(shù)據(jù),然後將數(shù)據(jù)合理分成25組,參見附表.步驟2:計(jì)算各子組樣本的平均數(shù)Xi,例如,第一組樣本的平均值為164.步驟3:計(jì)算各子組樣本的極差Ri,例如:第一組樣本的極差為20步驟4:計(jì)算樣本總均值X 與平均樣本極差R,X=163.256 R=14.280.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算4. X R 圖實(shí)際制造舉例步驟5:計(jì)算R圖與X圖的參數(shù) 先計(jì)算R圖的參數(shù),從系數(shù)表中可知,當(dāng)樣本量n=5,D4=2.114,D3=0UCLR = D4 R=2.114*14.280=30.188 CL R = R=14.280 LCLR = D3

11、 R=0 再計(jì)算X的參數(shù),由於n=5,從系數(shù)表中可知A2=0.577,再將X =163.256,R=14.280代入公式: UCLX = X + A2 R=163.256+0.577*14.280=171.496 CL X = X =14.280 LCLX = X - A2 R=163.256-0.577*14.280=155.016.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算5. X R 圖實(shí)際制造舉例UclR=30.188clR=14.28LclR=0實(shí)際R走勢曲線.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算6. X R 圖實(shí)際制造舉例UCLX=171.496CLX=163.256LCL X=155.016實(shí)際X平均值走勢曲線.四.

12、常規(guī)控制圖的計(jì)算7. X R 圖實(shí)際制造舉例步驟6:與規(guī)範(fàn)進(jìn)行比較 已經(jīng)給定規(guī)格範(fàn)圍為:TUCL=140 , TLCL=180,計(jì)算制程才干指數(shù) =Rd2=13.4352.326=5.776(d2為系數(shù),根據(jù)每個(gè)字組的數(shù)量決定)Cp=T6 180-1406*5.776=1.15由於X=163.652與規(guī)格中心M=(:TUCL+TLCL)/2=160不重合,所以,有必要計(jì)算有偏移的過程才干指數(shù) M-X 160-163.652Ca = -*100% =- = 18% T/2 (180-140)/2 .四.常規(guī)控制圖的計(jì)算8. X R 圖實(shí)際制造舉例Cpk= ( 1 Ca )*Cp = (1-0.1

13、8)*1.15 = 0.94可見,統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下的過程才干指數(shù)為1.15,大於1,但是,由於存在分布中心與規(guī)格中心的偏移,故有偏移的過程才干指數(shù)缺乏1,因此,應(yīng)該根據(jù)對(duì)手表螺栓扭矩的質(zhì)量要求,決定能否以及何時(shí)對(duì)過程進(jìn)行調(diào)整,假設(shè)需進(jìn)行調(diào)整,那麼調(diào)整後,應(yīng)重新搜集數(shù)據(jù),繪制控制圖.步驟7:延長統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下的控制界限,進(jìn)行控制圖階段,實(shí)現(xiàn)對(duì)過程的日常控制.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算9. 控制圖判斷準(zhǔn)則準(zhǔn)異準(zhǔn)則有兩類:(1)點(diǎn)出界就判異(如附下圖)點(diǎn)超出下控制界限超出上下控制界限的能夠緣由:1.控制界限計(jì)算錯(cuò)誤2. 描點(diǎn)錯(cuò)誤3.測量系統(tǒng)發(fā)生變化4.過程發(fā)生變化.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算10. 控制圖判斷準(zhǔn)則

14、準(zhǔn)異準(zhǔn)則有兩類:(2)點(diǎn)數(shù)據(jù)雖在控制界限內(nèi),但呈現(xiàn)出某種隨機(jī)趨勢,也會(huì)表示過程因?yàn)槟撤N特殊緣由而導(dǎo)致位置發(fā)生變化. (a)連續(xù)9點(diǎn)出現(xiàn)在中心線CL的一側(cè):連續(xù)9點(diǎn)出現(xiàn)在中心線CL的一側(cè).四.常規(guī)控制圖的計(jì)算準(zhǔn)異準(zhǔn)則有兩類:(2)點(diǎn)數(shù)據(jù)雖在控制界限內(nèi),但呈現(xiàn)出某種隨機(jī)趨勢,也會(huì)表示過程因?yàn)槟撤N特殊緣由而導(dǎo)致位置發(fā)生變化. (b) .連續(xù)6點(diǎn)上升或下降11. 控制圖判斷準(zhǔn)則連續(xù)6點(diǎn)下降.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算準(zhǔn)異準(zhǔn)則有兩類:(2)點(diǎn)數(shù)據(jù)雖在控制界限內(nèi),但呈現(xiàn)出某種隨機(jī)趨勢,也會(huì)表示過程因?yàn)槟撤N特殊緣由而導(dǎo)致位置發(fā)生變化. (c) .連續(xù)14點(diǎn)交替上升和下降12. 控制圖判斷準(zhǔn)則連續(xù)14點(diǎn)交替上升和下降.四.常規(guī)控制圖的計(jì)算準(zhǔn)異準(zhǔn)則有兩類:(2)點(diǎn)數(shù)據(jù)雖在控制界限內(nèi),但呈現(xiàn)出某種隨機(jī)趨勢,也會(huì)表示過程因?yàn)槟撤N特殊緣由而導(dǎo)致位置發(fā)生變化