SPC專業(yè)版ppt課件

1、統(tǒng)計過程控制Statistical Process Control質(zhì)量管理開展歷程操作人員 1900工長 1930獨立檢驗部 1940統(tǒng)計技術(shù) 1950ISO9000 1980TQMSix sigma 什么是統(tǒng)計學(xué)？:統(tǒng)計 學(xué)是一門社會科學(xué):統(tǒng)計學(xué)是根據(jù)數(shù)據(jù)進展推斷的藝術(shù)和科學(xué)那究竟何謂統(tǒng)計?“數(shù)據(jù)經(jīng)過“計算產(chǎn)出“有意義的情報就是統(tǒng)計.IPO統(tǒng)計= 數(shù)據(jù)+計算+有意義的情報計數(shù)值計量值X-bar,% (P,C)目的: 是用來評價過程穩(wěn)定性,并丈量或描畫 過程變差的特征;丈量結(jié)果指出過程是 處于穩(wěn)定和“受控或“不受控的形狀;變差是什么？在一個程序的個別工程/ 輸出之間的不可防止的不同(可分普通和

2、特殊緣由) 普通緣由：是指過程在受控的形狀下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的且可反復(fù)的分布過程的變差的緣由。普通緣由表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的偶爾緣由。只需過程變差的普通緣由存在且不改動時，過程的輸出才可以預(yù)測。 特殊緣由：通常也叫可查明緣由是指呵斥不是一直作用于過 程的變差的緣由，即當(dāng)它們出現(xiàn)時將呵斥整個過程的分布改動。只用特殊緣由被查出且采取措施， 否那么它們將繼續(xù)不可預(yù)測的影響過程的輸出。變差的例子他的操作有變化機器有變化他的儀器有變化產(chǎn)品的質(zhì)量特性有變化變差的來源丈量Measurement變差人力Manpower環(huán)境Mother-natured機械Machine方法Methods物料Material控制圖

3、類型計量型數(shù)據(jù)X-R均值和極差圖計數(shù)型數(shù)據(jù)P chart不良率管制圖X-S均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖nP chart不良數(shù)管制圖X -R中位值極差圖Cchart缺點數(shù)管制圖X-MR單值移動極差圖U chart單位缺點數(shù)管制圖SPC運用的場所？確定要制定控制圖的特性是計量型數(shù)據(jù)嗎？否關(guān)懷的是不合格品率？否關(guān)懷的是不合格數(shù)嗎？是樣本容量能否恒定？是運用np或p圖否運用p圖樣本容量能否恒定？否運用u圖是是運用c或u圖是性質(zhì)上能否是均勻或不能按子組取樣例如：化學(xué)槽液、批量油漆等？否子組均值是否能很方便地計算？否運用中位數(shù)圖是運用單值圖X-MR是接上頁子組容量能否大于或等于9？是否能否能方便地計算每個子組的S值？運

4、用XR圖是否運用XR圖運用X s圖注：本圖假設(shè)丈量系統(tǒng)曾經(jīng)過評價并且是適用的。我們?yōu)槭裁磳嵤㏒PC? 幫我們減少 客戶贊揚 報廢率 審查工時 儀器有效的損失 客戶要求 不要僅僅通知我們他的程序/ 產(chǎn)品正 在改良,表現(xiàn)過程數(shù)據(jù) 客戶稽核 內(nèi)部管理SPC常用術(shù)語解釋名稱解釋總體總體是我們研究對象的全部,或者全部數(shù)據(jù)，用 N 表示。樣本總體的一個子集 ,是從總體中抽取的能代表母體特征的一部份 ,對樣本進行測量后得到的樣本數(shù)據(jù),用 n 表示平均值是總體或樣本所有數(shù)值的平均數(shù).總體平均值,是用表示;樣本平均值,是用 x 表示極差（Range）一個子組、樣本或總體中最大與最小值之差（Sigma）用于代表標(biāo)

5、準(zhǔn)差的希臘字母方 差是數(shù)據(jù)與其平均值之間的差值的平方的平均值.總體方差是用 表示樣本方差是用 S 表示標(biāo)準(zhǔn)差(Standard Deviation)過程輸出的分布寬度或從過程中統(tǒng)計抽樣值（例如：子組均值）的分布寬度的量度，用希臘字母或字母s（用于樣本標(biāo)準(zhǔn)差）表示。22名稱解釋分布寬度（Spread）一個分布中從最小值到最大值之間的間距中位數(shù) x將一組測量值從小到大排列后，中間的值即為中位數(shù)。如果數(shù)據(jù)的個數(shù)為偶數(shù)，一般將中間兩個數(shù)的平均值作為中位數(shù)。中心線（Central Line）控制圖上的一條線，代表所給數(shù)據(jù)平均值。上、下控制線控制圖上的一條線，代表按照所給數(shù)據(jù)所計算出的制程管制區(qū)間，用UC

6、L、LCL來表示。上、下規(guī)格線控制圖上的一條線，代表客戶所給定的產(chǎn)品規(guī)格，用USL、LSL來表示。過程均值（Process Average）一個特定過程特性的測量值分布的位置即為過程均值，通常用 X 來表示。名稱解釋鏈（Run）控制圖上一系列連續(xù)上升或下降，或在中心線之上或之下的點。它是分析是否存在造成變差的特殊原因的依據(jù)。變差（Variation）過程的單個輸出之間不可避免的差別；變差的原因可分為兩類：普通原因和特殊原因。特殊原因（Special Cause）一種間斷性的，不可預(yù)計的，不穩(wěn)定的變差根源。有時被稱為可查明原因，它存在的信號是：存在超過控制限的點或存在在控制限之內(nèi)的鏈或其它非隨機

7、性的圖形。普通原因（Common Cause）造成變差的一個原因，它影響被研究過程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機過程變差的一部分。過程能力(Process Capability)是指按標(biāo)準(zhǔn)偏差為單位來描述的過程均值和規(guī)格界限的距離，用Z來表示。移動極差（Moving Range)兩個或多個連續(xù)樣本值中最大值和最小值之差。作用總體統(tǒng)計量樣本統(tǒng)計量稱號符號稱號符號表示分布置總體平均值樣本平均值X樣本中位數(shù)X表示分布外形和范圍總體方差樣本方差S總體規(guī)范差 樣本規(guī)范差S樣本極差R22根本統(tǒng)計術(shù)語X-R 均值和極差圖正態(tài)分布篇 i=1XiNN總體平均值 總體中數(shù)據(jù)的數(shù)量總體中第i 個數(shù)據(jù)總

8、體平均值計算X1+X2+XiN i=1XinnX樣本平均值總體中第i 個數(shù)據(jù)樣本數(shù)量樣本平均值 的 計算X1+X2+Xin練 習(xí)給定樣本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求樣本平均值總體規(guī)范差總體容量總體中第i 個數(shù)據(jù)總體平均值總體規(guī)范差的計算 i=1NXiN2S X i=1nXin-12樣本規(guī)范差樣本容量樣本中第i 個數(shù)據(jù)樣本平均值樣本規(guī)范差的計算練 習(xí)給定樣本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求樣本規(guī)范差R= X - Xmaxmin極差樣本中最大 值樣本中最小值極差的計算練 習(xí)給定樣本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求極差什么是正態(tài)分布 ?

9、一種用于計量型數(shù)據(jù)的,延續(xù)的,對稱的鐘型頻率分布,它是計量型數(shù)據(jù)用控制圖的根底.當(dāng)一組丈量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時,有大約68.26%的丈量值落在平均值處正負(fù)一個規(guī)范差的區(qū)間內(nèi),大約95.44%的丈量值將落在平均值處正負(fù)兩個規(guī)范差的區(qū)間內(nèi);大約99.73%的值將落在平均值處正負(fù)三個規(guī)范差的區(qū)間內(nèi).LSLUSL合格品缺陷品缺陷品我們將正態(tài)曲線和橫軸之間的面積看作1,可以計算出上下規(guī)格界限之外的面積,該面積就是出現(xiàn)缺陷的概率,如以下圖:規(guī)范的正態(tài)分布 規(guī)格范圍 合格概率 缺陷概率+/-1 68.27% 31.73%+/-2 95.45% 4.55%+/-3 99.73% 0.27%+/-4 99.994

10、% 0.0063%+/-5 99.99994% 0.000057%+/-6 99.9999998% 0.000000198% 下表為不同的規(guī)范差值對應(yīng)的合格概率和缺陷概率:如何計算正態(tài)分布和“工序西格瑪 Z ?USL - USLZ規(guī)格上限的工序西格瑪值平均值規(guī)范差過程才干的計算LSL - LSLZ規(guī)格下限的工序西格瑪值平均值規(guī)范差過程才干的計算從上述公式可看出,工序西格瑪值是平均值與規(guī)格上下限之間包括的規(guī)范差的數(shù)量,表示如以下圖:LSLUSL111經(jīng)過計算出的Z值,查正態(tài)分布表,即得到對應(yīng)的缺陷概率.練 習(xí)某公司加工了一批零件,其規(guī)格為 50+/-0.10 mm,某小組丈量了 50 個部品，計

11、算出該尺寸的平均值和規(guī)范差X=50.04mm ， S=0.032 ，分別計算 ZUSL ， ZLSL ，并求出相應(yīng)的缺陷概率。LSLUSL+/-3 +/-4 +/-5 過程數(shù)據(jù)分布規(guī)范差過程才干西格瑪Z=0.10=0.07=0.05Z = 3Z = 4Z = 5規(guī)范差值與過程才干西格瑪值的對照比較正態(tài)分布的位置與外形與過程才干的關(guān)系圖分布位置良好 ,但外形太分散規(guī)格中心LSLUSL(T)LSLUSL分布位置及外形均比 較理想(T)規(guī)格中心正態(tài)分布的位置與外形與過程才干的關(guān)系圖分布位置及外形均不理想LSLUSLT規(guī)格中心正態(tài)分布的位置與外形與過程才干的關(guān)系圖LSLUSLT規(guī)格中心分布外形較理想

12、(分散程度小 ), 但位置嚴(yán)重偏離正態(tài)分布的位置與外形與過程才干的關(guān)系圖規(guī)范的正態(tài)分布控制圖制造篇貝爾實驗室的Walter休哈特博士在二十世紀(jì)二十年代研討過程時,發(fā)明了一個簡單有力的工具,那就是控制圖,其方法為:搜集數(shù)據(jù)控制分析及改良控制圖-控制過程的工具典型的控制圖由三條線組成 :Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)CL ：控制中限UCL: 上控制限LCL: 下控制限計量型控制圖的計算公式名稱XR圖XS圖X-R圖X-RM圖均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖中位數(shù)圖單值和移動極差圖適用范圍通常用于樣本容量恒定,子組數(shù)在2-5

13、個(9時較為有效)用于樣本容量較大的情況(通常在10以上)用在子組的樣本容量小于或等于10的情況用于發(fā)生在測量費用很大時,或是當(dāng)在任何時刻點的輸出性質(zhì)比較一致時標(biāo)準(zhǔn)偏差 =R /d2= /d2 =S /C4= /C4= R/d2 = R/d2= /d2上控制限UCLX=X+A2 RUCLR=D4RUCLX=X+A3 SUCLs=B4 SUCLX=X+A2 RUCLR=D4 RUCLX= X+E2 RUCLMR=D4 R下控制限LCLX= X-A2 RLCLR=D3 RLCLX=X -A3 SLCLs=B3 SLCLX=X-A2 RLCL=D3RLCLX=X -E2 RLCLMR=D3 R中心限

14、CLX=XCLR=RCLX=XCLS=SCLX=XCLR=RCLX=XCLMR= R計數(shù)型控制圖的計算公式XRChart均值極差圖由兩部份分組成: 圖解釋察看樣本均值的變化R圖解釋察看誤差的變化X- RX組合可以監(jiān)控過程位置和分布的變化X- R日期8/59/510/510.230.220.1920.200.210.2130.240.180.2240.190.240.21和0.860.850.83X0.220.210.20R0.050.060.03UCLCLLCL均值極差UCLCLLCL制造 的預(yù)備 X- R獲得高層對推行控制圖的認(rèn)可和支持確定需用均值極差圖進展控制的過程和特性定義丈量系統(tǒng)消除明

15、顯的過程偏向制造均值極差圖進展丈量系統(tǒng)分析確定子組樣本容量不少于100個數(shù)據(jù)確定子組數(shù)最好2-10個子組數(shù)搜集數(shù)據(jù)XinX計算均值Xi為子組內(nèi)每個丈量數(shù)據(jù)n為子組容量即X=( X1+X2+ X3.+ X n ) / n計算極差R = X max X minX 最大為子組中最大值X 最小為子組中最小值XjKX計算過程平均值K代表子組數(shù)X代表每個子組的均值RKRj計算極差平均值K 代表子組數(shù)R 代表每個子組的極差計算均值圖控制限UCL = X + A RX2常數(shù)均值圖控制上限均值圖控制下限LCL = X - A RX2計算極差圖控制限極差圖控制上限極差圖控制下限常數(shù)常數(shù)LCL = D R3RUCL

16、 = D RR4X-R圖常數(shù)表n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31注： 對于樣本容量小于7的情況，LCLR能夠技術(shù)上為一個負(fù)值。在這種情況下沒有下控制限，這意味著對于一個樣本數(shù)為6的子組，6個“同樣的丈量結(jié)果是能夠成立的。 將計算結(jié)果繪于XRChart本卷須知1.對于X 圖，坐標(biāo)上的刻度值的最大值與最小值 的差應(yīng)至少為子組均值X的最大值與最小值的差的2倍，對于R圖坐標(biāo)上的刻度值的最大值與最小值的差應(yīng)為初始階段所遇到的最大極

17、差R的2倍。注：一個有用的建議是將 R 圖的刻度值設(shè)置為 X 圖刻度值的2倍。 例如：平均值圖上1個刻度代表0.01英寸，那么在極差圖上1個刻度代表0.02英寸2.應(yīng)在過程記錄表上記錄一切的相關(guān)事件，如：設(shè)備缺點，新的資料批次等，有利于下一步的過程分析。3.要在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)搜集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才干反映潛在的變化，這些變化緣由能夠是換班/操作人員改換/資料批次不同等緣由引起。對正在消費的產(chǎn)品進展監(jiān)測的子組頻率可以是每班2次，或一小時一次等。 4.子組越多，變差越有時機出現(xiàn)。普通為25組，初次運用控制圖選用35 組數(shù)據(jù)，以便調(diào)整。 課 后 練 習(xí)分析控制圖異常緣由Upper ControlLi

18、mit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制上限X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制下限X 圖X 圖上的數(shù)據(jù)點超出上下控制界限的能夠緣由：控制界限計算錯誤描點錯誤丈量系統(tǒng)發(fā)生變化過程發(fā)生變化Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延續(xù)七點上升X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower Contro

19、lLimit (LCL)延續(xù)七點下降X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延續(xù)七點在控制中限的下方X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延續(xù)七點在控制中限的上方X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)過于規(guī)那么的分布延續(xù) 14 點交替上升和下降X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line

20、(CL)Lower ControlLimit (LCL)明顯多于 80% 的點在 CL 的附近X 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)明顯少于 40% 的點在 CL 的附近X 圖控制界限計算錯誤描點錯誤丈量系統(tǒng)發(fā)生變化過程發(fā)生變化過程均值發(fā)生變化抽樣數(shù)據(jù)來自完全不同的兩個整體R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0超出控制上限控制界限計算錯誤描點錯誤丈量系統(tǒng)發(fā)生變化丈量系統(tǒng)分辯率不夠過程發(fā)生變化R 圖Upper ControlLimit (UCL)Cente

21、r Line(CL)0延續(xù)七點在控制中限的下方R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延續(xù)七點在控制中限的上方R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延續(xù)七點上升R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延續(xù)七點下降R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)過于規(guī)那么的分布延續(xù) 14 點交替上升和下降R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Li

22、ne(CL)Lower ControlLimit (LCL)明顯多于 80% 的點在 CL 的附近R 圖Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)明顯少于 40% 的點在 CL 的附近描點錯誤丈量系統(tǒng)發(fā)生變化質(zhì)量特性分布發(fā)生變化過程發(fā)生變化過程均值發(fā)生變化抽樣數(shù)據(jù)來自完全不同的兩個整體能夠緣由：X MR Chart單值挪動極差圖搜集數(shù)據(jù)進展丈量系統(tǒng)分析確定子組容量X-MR圖的子組容量為1確定子組頻率確定子組數(shù)X-MR圖需子組數(shù)達100個以上，這樣可以全面判別過程的穩(wěn)定性計算MR值即為兩個相鄰數(shù)據(jù)之間的差值MR=

23、 X - Xi+1i挪動極差丈量值為組數(shù)將 X 和計算出的MR值分別繪在X圖上和MR圖上計算過程均值XjKX每子組的單值和過程均值子組數(shù)計算挪動極差均值MRK-1Rj子組數(shù)每子組的挪動極差和挪動極差均值計算單值圖控制限UCL =X+E MRX2常數(shù)單值圖控制上限單值圖控制下限LCL =X-E MRX2計算極差圖控制限挪動極差圖控制上限挪動極差圖控制下限常數(shù)常數(shù)UCL = D MR4MRUCL = D MR3MRX-MR圖常數(shù)表n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22E22.661.771.461.29

24、1.181.111.051.010.98備注：樣本容量小于7時，沒有極差的控制下限。課 后 練 習(xí)控制界限的改換篇X MR ChartXRChart控制界限建立以后并非一成不變，由于過程永遠(yuǎn)是處于動搖的，因此控制界限需定期檢討，以判別能否需求改換控制界限，檢討控制界限的周期，應(yīng)根據(jù)過程變化而定。過程流程發(fā)生變化時：如添加或減少某個工序，改動了某個工序的作業(yè)方法或作業(yè)步驟，這能夠?qū)е逻^程位置和分布發(fā)生變化，這種變化能夠使有控制規(guī)格不再適用。運用新的設(shè)備：新設(shè)備的運用能夠?qū)е逻^程位置和分布發(fā)生變化，這種變化能夠使原有控制規(guī)格不再適用?，F(xiàn)有過程發(fā)生失控，經(jīng)過改善過程重新受控后：現(xiàn)有過程失控，再改善完

25、成后過程均值及分布均與改善前出現(xiàn)差別，舊有規(guī)格已不再適用，需重新計算控制規(guī)格。對過程普通緣由進展改善后：過程才干的提高是與引起過程變異的普通緣由的消除嚴(yán)密相關(guān)，在對過程才干改善后，過程均值更接近目的值，過程變異變小，舊有控制規(guī)格已不再適用。當(dāng)子組容量發(fā)生變化時：抽樣頻率與過程特殊緣由出現(xiàn)的頻率有關(guān)，特殊緣由出現(xiàn)的頻率越高，抽樣頻率需相應(yīng)添加，此時，應(yīng)重新調(diào)整控制界限。分析過程才干篇X MR ChartXRChart分析過程才干的前提：過程必須受控服從正態(tài)分布丈量系統(tǒng)可接受計算穩(wěn)定過程才干指數(shù)- CP不思索過程有無偏移CPUSL - LSL6 R /d2規(guī)格上限規(guī)格上限常數(shù)規(guī)范偏向常數(shù)表n 2

26、3 4 5 6 7 8 9 10D 1.13 1.69 2.06 2.33 2.53 2.70 2.85 2.97 3.082計算過程實踐才干指數(shù) CPK ，它思索了過程輸出平均值的偏移&CPK3 X - LSLUSL - X3 最小值R/d23 =其 中過程總分布的一半計算產(chǎn)品性能指數(shù) PPK闡明過程有無偏移的指數(shù)PK3 X - LSLUSL - X3 &最小值 =X i=1nXin-12式中過程總變差練 習(xí)對才干分析的解釋結(jié) 果說 明CPK1.67滿足客戶要求,可按控制方案執(zhí)行消費.1.33CPK1.67目前可接受,但仍須改良.CPK1.33該過程目前不能滿足客戶要求, 仍須改良.注:CP

27、K只能用于穩(wěn)定過程CPKPPKCPA+級CPK1.67PPK1.67CP1.67工序能力過高A級1.33CPK1.671.33PPK1.671.33CP1.67工序能充足B級1.0CPK1.331.0PPK1.331.0CP1.33工序能力尚可C級0.67CPK1.00.67PPK1.00.67CP1.0工序能力不足D級CPK0.67PPK0.67CP0.67%工序能力太低 (計數(shù)型)計數(shù)值控制圖用來控制不可以用計量數(shù)據(jù)度量的特性，通常而言，用于合格與不合格，經(jīng)過與未經(jīng)過，良品與不良品等。計數(shù)值控制圖種類控制圖種類 用途P圖 用以監(jiān)視過程不良品的比率P 圖 用以監(jiān)視過程不良品的數(shù)目U圖 用以監(jiān)

28、視每個單位產(chǎn)品的平均缺陷數(shù)C圖 用以監(jiān)視過程缺陷的數(shù)目n P-Chart 不合格率圖(計數(shù)型)Pnpn不合格品率不合格品數(shù)被檢工程的數(shù)量計算過程平均不合格品率Pnp1+np2+np3+np Kn1+n2+nK多個子組不合格品率總和多個子組數(shù)總和UCLP+3P(1-P)nP-3P(1-P)nLCL樣本均值控制上限控制下限 課 后 練 習(xí)根據(jù)以下數(shù)據(jù),作出P圖分析 P 控制圖異常緣由Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制上限Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制下限數(shù)據(jù)點超出 P 控制圖上下限的能夠緣由:控制界限計算錯誤描點錯誤丈量系統(tǒng)變化過程不合格率上升上述緣由中，只需最后緣由是與過程才干相關(guān)的變化特殊緣由,其他均為人為錯誤呵斥Upper ControlLimit (UCL)Center Line(C