SPC041215SIXBB講課文件Rev05ppt課件

1、統(tǒng)計過程控制Statistical Process Control2021年1月12日.SPC內(nèi)容概要：統(tǒng)計學(xué)根底知識SPC的根本概念SPC原理SPC相關(guān)統(tǒng)計量動搖的分類和原理常規(guī)SPC的分析SPC運用的兩個階段典型SPC分類及界限的制定控制圖的選擇建立和運用計量控制圖的步驟控制圖的分析舉例闡明控制圖運用.一. 統(tǒng)計學(xué)根底知識 隨機景象 統(tǒng)計學(xué)的根底隨機抽樣總體、個體、樣本 統(tǒng)計方法 1. 統(tǒng)計描畫 2. 統(tǒng)計推斷3. 統(tǒng)計控制 統(tǒng)計學(xué) .自然界每天發(fā)生景象/事件，多種多樣、無窮無盡。 二類景象/事件 確定性景象如自在落體、同性相斥等 非確定性景象 隨機景象 擲塞子 非隨機景象 (考試的分?jǐn)?shù)每

2、年的糧食產(chǎn)量 隨機景象 .隨機景象 在一定條件下，能夠發(fā)生，能夠不發(fā)生。 事先無法預(yù)知結(jié)果 大量反復(fù)出現(xiàn)，服從于統(tǒng)計規(guī)律。 隨機景象：概念 .統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 事物的特征或表現(xiàn)方式多種多樣，千變?nèi)f化。我們無法窮盡。同一事物同一特性數(shù)據(jù)亦能夠非常龐大，無法也不用一一調(diào)查。按一定的方式，從研討對象的總體中隨機抽取部分樣本進(jìn)展研討，并以此推斷總體的特征和規(guī)律。統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 . 總體研討對象的全體。 個體構(gòu)成總體的每個成員。 樣本從總體中抽取部分個體組成的集合。 樣品：樣本中的每一個個體。 樣本容量：樣品的個數(shù)。又稱樣本量。 統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 .統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 樣

3、本是來自總體的樣本正確的樣本抽樣可以照實的反響總體的真實情況，可以對總體做出準(zhǔn)確的推斷，作為我們進(jìn)展各項統(tǒng)計分析的根據(jù)。樣本抽樣可以節(jié)省時間和本錢.樣本抽樣必需具有隨機性，不正確的樣本抽樣不能對總體做出正確的統(tǒng)計推斷，只能對樣本本身進(jìn)展推斷統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 .樣本隨機抽樣的方法：統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 簡單隨機抽樣分層隨機抽樣規(guī)律性隨機抽樣子組隨機抽樣.簡單隨機樣本： 兩個條件： 1.隨機性：總體中每個個體都有一樣的時機入樣。2.獨立性：從總體中抽取的每個樣品，對其它樣 本的抽取無任何影響。如布袋中抽取色球 在研討的樣本時，普通情況下為簡單隨機樣本。 統(tǒng)計學(xué)根底方法：隨機抽樣 .隨機

4、抽樣根本原那么： 隨機性： 獨立性。 不受干擾性。 足夠數(shù)量。 SPC.統(tǒng)計方法分類： 統(tǒng)計描畫統(tǒng)計推斷統(tǒng)計控制 統(tǒng)計方法：分類 .統(tǒng)計描畫 ： 經(jīng)過對統(tǒng)計數(shù)據(jù)的搜集和整理，從而清 楚描畫事物的規(guī)律或形狀。 統(tǒng)計方法的根底。 將零星的、分散的、雜亂的信息數(shù)據(jù)轉(zhuǎn) 化成規(guī)范的表格，圖形。 統(tǒng)計方法：分類 .統(tǒng)計推斷：又稱歸納統(tǒng)計法。 經(jīng)過對數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計運算所得到的 特性值，對事物的形狀和開展趨勢進(jìn)展 預(yù)測和推斷。統(tǒng)計方法：分類 .統(tǒng)計控制： 經(jīng)過對數(shù)據(jù)的整理、分析和統(tǒng)計計算所得到 的結(jié)果，評價事物形狀、監(jiān)測變異，從而堅持 控制過程處于穩(wěn)定的形狀。 統(tǒng)計方法：分類 .SPC質(zhì)量管理應(yīng)首先明確：

5、質(zhì)量是消費出來的，但是檢驗保證最終質(zhì)量貫徹預(yù)防原那么是現(xiàn)代質(zhì)量管理的中心與精華,過程控制實際和控制圖 抽樣檢驗實際和抽樣表 統(tǒng)計質(zhì)量控制根底 2.二.SPC的根本概念 1.SPC3. SPC的涵義 為了貫徹預(yù)防原那么，運用統(tǒng)計技術(shù)對過程各階段評估和監(jiān)察，堅持過程處于可接受的穩(wěn)定程度從而保證產(chǎn)品與效力符合規(guī)定的要求。 .SPC4. SPC的特點 全員參與 運用統(tǒng)計方法保證預(yù)防原那么的實現(xiàn) SPC的重點在“P 5. 統(tǒng)計過程診斷SPD SPC 及時告警 SPD 監(jiān)控與診斷.SPC三. 控制圖原理 1. 控制圖 對過程質(zhì)量特性值進(jìn)展測定、記錄、評價，從而監(jiān)察過程能否處于控制形狀的一種用統(tǒng)計方法設(shè)計的

6、圖。 世界上第一張控制圖：休哈特不合格品率控制圖P圖.SPC2. 控制圖的構(gòu)造 樣本統(tǒng)計量數(shù)值LCLCLUCL 1 2 3 4 5 6 時間h.SPC3. 控制線和公差的區(qū)別Control LimitsSpecification LimitsVoice of the ProcessVoice of the CustomerCalculated from process dataGiven by the customerRe-calculated when process changesRe-specified when customer requirements change.SPC4. 控制

7、圖原理 正態(tài)分布 圖 正態(tài)概率密度曲線控制圖的運用都是基于正態(tài)數(shù)據(jù)，如數(shù)據(jù)不正態(tài)需轉(zhuǎn)化為正態(tài)數(shù)據(jù)然后進(jìn)展運用.SPC 3原理： 正態(tài)分布中，不論與取值如何，產(chǎn)質(zhì)量量特性值落在 范圍內(nèi)的概率為99.73%，落在該范圍外的概率為0.27千分之三是個小概率事件，而“在一次觀測中，小概率事件是不能夠發(fā)生的，一旦發(fā)生就以為過程出現(xiàn)問題。故“假定工序過程處于控制形狀，一旦顯示出偏離這一形狀，極大能夠性就是工序過程失控，需求及時調(diào)整。據(jù)此休哈特發(fā)明了控制圖。 Useful Probabilities for Normal Distributions68%95%99%m-3sm+sm+2sm+3sm-smm-

8、2s.計量值統(tǒng)計量的計算能延續(xù)丈量的統(tǒng)計量反映數(shù)據(jù)集中程度均值：X = X I / n中位數(shù)：按從小到大陳列后取中n為奇數(shù)時，直接取中。n為偶數(shù)時，取中間兩個數(shù)的算術(shù)平均。數(shù)據(jù)：統(tǒng)計特性值四. SPC相關(guān)統(tǒng)計量.反映數(shù)據(jù)分散程度極 差：R = Xmax - Xmin挪動極差：Rsi = Xi - Xi+1又稱MR總體規(guī)范差： = xi-x2 / N 樣本規(guī)范差：s = xi-x2 /n-1SPC.計數(shù)值統(tǒng)計量的計算不能延續(xù)統(tǒng)計量計件值不合格品率：P=d/n100%或D/N100%不合格品數(shù)：d或D計點值缺陷數(shù)：C單位缺陷數(shù)：U=C/n 或 C/NSPC玻璃板 1玻璃板 2玻璃板 3D ? P

9、? C? U?.五. 動搖分類及其緣由通常動搖有兩大類:異常動搖SPC偶爾動搖概述.1. 偶爾動搖 過程處于統(tǒng)計控制形狀，也稱為受控形狀。 特點：過程中存在許多動搖源，每個動搖源對質(zhì)量特性X的影響都是很小的，通常X服從正態(tài)分布，且其分布不隨時間的變化而改動。 偶爾動搖是偶爾要素引起的，是過程固有的。SPC概述.假設(shè)僅僅是偶爾動搖出現(xiàn)，那過程輸出呈正態(tài)分布。這個分布不隨時間而變，因此可以預(yù)測結(jié)果。SPC時間過程控制in control概述.2. 異常動搖 過程不處于統(tǒng)計控制形狀，也稱為失控形狀。 特點:過程中存在許多動搖源，但有一個或幾個對質(zhì)量特性的影響較大，而其它的影響均很小。 這些強的動搖源

10、使X的分布會隨時間的變化而發(fā)生改動，改動分布的位置、或分布的規(guī)范差，有時又會使分布的外形發(fā)生變化。 異常動搖是異常要素引起的，非過程所固有。 SPC概述.SPC不可預(yù)測過程失控out of control當(dāng)異常動搖出現(xiàn)時，過程輸出的分布是隨時間而變化的，不穩(wěn)定的，從而是不可預(yù)測的。概述.動搖不能夠消除，但是可以減小。 3. 減小動搖的系統(tǒng)措施與部分措施3.1 假設(shè)存在異常動搖 要設(shè)法找出它的動搖源，用技術(shù)的手段去排除，從而使過程恢復(fù)到正常的受控形狀。SPC.原資料不均勻設(shè)備性能不穩(wěn)定工具破損操作不當(dāng)量具性能不穩(wěn)定SPC時間 受 控 特殊動搖消逝 失 控 特殊動搖源出現(xiàn)任一過程中特殊動搖源總是有

11、限個發(fā)現(xiàn)一個，排除一個，要留意：有的特殊動搖源要在一段時間后才會出現(xiàn)一個成熟的過程是工廠的財富.3.2假設(shè)過程處于統(tǒng)計控制形狀只存在偶爾動搖 通常一個產(chǎn)品的特性值總有一個目的值和一定的公差范圍，過程不一定滿足要求。 動搖在公差范圍內(nèi)是允許的，不需減小動搖 動搖超越公差允許的范圍，要設(shè)法減小動搖雖然數(shù)據(jù)有動搖，但并不是雜亂無章的，而是呈現(xiàn)出一定規(guī)律性，在質(zhì)量管理中，最常見到的分布是正態(tài)分布。SPC.SPC 受 控 正常動搖源減弱上規(guī)格限下規(guī)格限時間 受 控 正常動搖源過大x改善方向：消除異常動搖，最大程度降低偶爾動搖.SPC(一)控制圖的構(gòu)成 把正態(tài)分布圖按逆時針方向轉(zhuǎn)90，再翻轉(zhuǎn)180就得到一

12、張控制圖。 六. 常規(guī)控制圖分析 .控制圖是一個簡單的過程控制系統(tǒng)。 作用: 利用控制圖所提供的信息，把一個過程維持在受控形狀: 一旦發(fā)現(xiàn)異常動搖，要分析緣由，采取措施加以消除，把過程從失控變?yōu)槭芸匦螤?，以堅持質(zhì)量穩(wěn)定。 SPC.SPC二控制圖原理的第一種解釋 數(shù)據(jù)點出界就判異小概率事件原理三控制圖原理的第二種解釋 區(qū)分偶爾要素與異常要素兩類要素 四控制圖在貫徹預(yù)防原那么中的作用 及時告警。 .SPC(五) 統(tǒng)計控制形狀(1) SPC的基準(zhǔn)統(tǒng)計控制形狀，或稱穩(wěn)態(tài)。 (2) 過程中只需偶因此無異因產(chǎn)生的變異的形狀； (3) 統(tǒng)計控制形狀的益處質(zhì)量穩(wěn)定、消費經(jīng)濟(jì)、過程變異小； (4) 全過程預(yù)防全

13、穩(wěn)消費線。 .SPC(六) 兩類錯誤：虛發(fā)警報 過程實踐上沒有失控而虛報失控，這類錯誤發(fā)生的概率記為。2. 漏發(fā)警報 過程曾經(jīng)異常，但仍會有部分產(chǎn)品落在控制線內(nèi)，這類錯誤發(fā)生的概率記為。 3. 如何減少兩類錯誤 上下控制線最優(yōu)間距63方式。 .SPC(七) 3原那么 UCL=+3 CL= LCL3其中： 為正態(tài)總體的均值為正態(tài)總體的規(guī)范差.SPC(一分析用控制圖與控制用控制圖 分析用控制圖決議過程控制方法用過程分析用過程才干研討用過程控制預(yù)備用控制用控制圖清查不正常緣由迅速消除此項緣由研討并采取防止此項緣由反復(fù)發(fā)生之措施。 七. 運用控制圖的兩階段分析用確認(rèn)穩(wěn)定控制用.SPC1. 制造分析控制

14、圖 要點確認(rèn)過程已初步到達(dá)穩(wěn)定用趨勢圖判別驗證數(shù)據(jù)分布為正態(tài)非正態(tài)要變換確定抽樣方案能否含子組，抽樣頻率經(jīng)過抽樣搜集過去25組以上數(shù)據(jù)，計算出中心線和上下控制限，作成分析用控制圖； 延續(xù)25點皆在域內(nèi)，那么可判穩(wěn)， 否那么, 延續(xù)35點最多1點在域外，那么可判穩(wěn)， 否那么, 延續(xù)100點最多2點在域外，那么可判穩(wěn)刪除確有異因的數(shù)據(jù)，重新計算控制限。.SPC2. 制造控制用控制圖 要點判別數(shù)據(jù)能否全部受控，對于非受控點要分析它們能否確實受異因影響，且對出界點“查出異因，采取措施，保證消除，不再出現(xiàn)。對于已到達(dá)穩(wěn)定的過程，要進(jìn)一步降低變異及使消費之平均值對準(zhǔn)目的要求，使過程不斷改良，到達(dá)較高的過程

15、才干。重新核對數(shù)據(jù)并計算控制限，在消費線上運用此控制圖，一旦出現(xiàn)異常，立刻停產(chǎn)整頓，處理問題。定期檢查控制圖執(zhí)行情況，條件成熟時修訂控制限。.SPC二常規(guī)控制圖的兩種解釋1. 點出界就判異3方式，確定0=0.27%2. 界內(nèi)點陳列不隨機第二類判異準(zhǔn)那么.三判穩(wěn)準(zhǔn)那么與判異準(zhǔn)那么: 1. 判穩(wěn)準(zhǔn)那么 1延續(xù)25點，無界外點； 2延續(xù)35點，界外點數(shù)d1； 3延續(xù)100點，界外點數(shù)d2。 SPC.把控制線內(nèi)分成幾個區(qū)域：SPCT+2T 與 T+3T 之間稱為 A上區(qū)T+ T 與 T+2T 之間稱為 B上區(qū)T - T 與 T + T 之間稱為 C 區(qū)T - 2 T 與 T - T 之間稱為B下區(qū)T

16、- 3 T 與 T - 2T 之間稱為A下區(qū)稱 T - 2 T 與 T + 2T 為警戒限，它表示過程失控即將發(fā)生?？刂茍D的原理.SPC2. 判異準(zhǔn)那么常見的異常情況與方式有如下八種： 一點落在A區(qū)以外； 延續(xù)9點落在中心線的同側(cè)； 延續(xù)6點遞增或遞減； 延續(xù)14點中相鄰點上下交替； 延續(xù)3點中有2點落在中心線同側(cè)的B區(qū)以外；延續(xù)5點中有4點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外；延續(xù)15點在C區(qū)中心線上下； 延續(xù)8點在中心線兩側(cè)而無一點在區(qū)。.SPC四部分問題對策與系統(tǒng)改良 處置由異常緣由呵斥的質(zhì)量動搖 15% 2系統(tǒng)改良 處理由偶爾緣由呵斥的質(zhì)量動搖85% 1部分問題 .SPC八. 常規(guī)控制圖分類 及

17、界限制定均值-規(guī)范差控制圖X - S 圖)均值、極差控制圖(X - R 圖)中位數(shù)，極差控制圖(X - R 圖)單值挪動極差控制圖I- MR圖)一計量值控制圖 .(二)計數(shù)值控制圖 不合格品率控制圖 (p圖) 不合格品數(shù)控制圖 (np圖) 單位缺陷數(shù)控制圖 (u圖) 缺陷數(shù)控制圖 (c圖) SPC.三計量控制圖:控制界限的制定 計量控制圖在實踐中用用得最廣泛，緣由是: 大多數(shù)產(chǎn)品具有可計量的特性 計量值比只記錄合格與否能提供 更多的信息,且獲得正確推斷的樣本量比計數(shù)型要少 可以與規(guī)格進(jìn)展比較，分析過程的性能 SPC.計量值控制圖基于正態(tài)分布，正態(tài)分布有兩個參數(shù)： 均值與規(guī)范差 因此需求兩張圖，

18、分別控制均值與規(guī)范差。 SPC.1. 均值-極差控制圖 (X-R圖) 均值控制圖主要用于判別消費過程的均值能否處于或堅持在所要求的統(tǒng)計控制形狀。 極差控制圖主要用于判別消費過程的“規(guī)范差能否處于或堅持在所要求的統(tǒng)計控制形狀。 兩張圖一同用，稱為均值極差控制圖 SPC.控制線如下：SPCCL X RUCL X + A2R D4R LCL X - A2R D3R 適用樣本容量 n = 10=根據(jù)子組樣本容量，在“計量控制圖計算控制線系數(shù)表中即可得到相關(guān)系數(shù)。 .3. 單值-挪動極差控制圖 (I-MR圖)在一些場所取一個子組不能夠或不實踐: 測單個值需求很長時間 用破壞性實驗方法獲得丈量值 任一時辰

19、質(zhì)量相對是均勻的 有時一次僅能獲得一個察看值，如 原資料的性能、儀表讀數(shù)等 SPC.SPC控制線如下：CL X MRUCL X + E2MR D4MR LCL X - E2MR D3MR 其中 E2=3/d2I 圖MR 圖根據(jù)子組樣本容量，在“計量控制圖計算控制線系數(shù)表中即可得到相關(guān)系數(shù)。 .SPC建立I MR 控制圖規(guī)格限：.SPC.SPC.SPC.4. 中位數(shù)-極差控制圖 (X-R圖) 中位數(shù)控制圖主要用于判別消費過程的中位數(shù)能否處于或堅持在所要求的統(tǒng)計控制形狀。 極差控制圖主要用于判別消費過程的“規(guī)范差能否處于或堅持在所要求的統(tǒng)計控制形狀。 中位數(shù)受異常數(shù)據(jù)影響較小。 SPC.SPC控制

20、線如下：CL X RUCL X + A3R B4R LCL X - A3R B3R R圖X 圖適用樣本容量 n 10根據(jù)子組數(shù)據(jù)容量，在“計量控制圖計算控制線系數(shù)表中即可得到相關(guān)系數(shù)。 .四采用計數(shù)控制圖的優(yōu)點 數(shù)據(jù)的獲得比較容易，普通不需求專門的搜集技術(shù)。 SPC.1. 計件控制圖控制界限如下：SPCCL = PUCL = P + 3 P(1-P)/nLCL = P - 3 P(1-P)/n P 圖.(1) 當(dāng)樣本大小 n 不等時，UCL與LCL將隨之而變化 SPC當(dāng)LCL 0時，取LCL=0樣本量越大，UCL 越小.控制界限如下：SPCCL = npUCL= np + 3 np(1 - p

21、 )LCL= np - 3 np(1 - p )np 圖(2) 當(dāng)樣本容量相等時，可以用np圖 當(dāng)LCL 0時，取LCL=0它是基于二項分布，二項分布 Bn ，p.五計點控制圖 記錄所調(diào)查的個體或一定量、 一定面積上某種特性出現(xiàn)的次數(shù) 譬如: 一個鑄件上的氣孔數(shù) 一匹布上的疵點數(shù) 常用的控制圖是:缺陷數(shù)控制圖(c圖)單位缺陷數(shù)控制圖(u圖) 它基于泊松分布， Poisson分布 PSPC.(3) 單位不合格數(shù)控制圖:SPCCL = uUCL = u + 3 u / nLCL = u - 3 u / n u 圖當(dāng)LCL 0時，取LCL=0控制界限如下：.SPCCL = CUCL = C + 3

22、CLCL = C - 3 C (4)當(dāng)樣本容量相等時，可以用c圖 c圖 當(dāng)LCL 0時，取LCL=0控制界限如下：它基于泊松分布， Poisson分布 P. 控制圖實踐上是消費過程質(zhì)量的一種記錄圖形，它提供了判別過程能否處于統(tǒng)計控制形狀的一種方法。 SPC.(六 合理子組原那么 “組內(nèi)差別只由偶因呵斥，組間差別主要由異因呵斥。 樣本組內(nèi)采樣間隔要小 過程不穩(wěn)，樣本數(shù)應(yīng)加大，抽樣頻率應(yīng)加大 過程平穩(wěn)、樣本數(shù)可減少，抽樣頻率也可減少 SPC.SPC九. 控制圖的選擇.十.建立和運用計量控制圖的步驟: X-R圖為例1.搜集不少于25組預(yù)備數(shù)據(jù)(也稱為參考數(shù)據(jù)) 計算每一個樣本的均值與極差。 2.首先計算每組樣本極差的均值，記為R 這便是R控制圖的中心線。并計算 R 圖的 控制限。SPC.3.作R圖，將各樣本點與控制限進(jìn)展比較， 檢查數(shù)據(jù)點有無失控或異常方式。假設(shè)有 分析失控或異常，找出緣由 ，進(jìn)展糾正， 防止再發(fā)生。4.剔除異常的子組，重新計算 R圖 CL， UCL，LCL，再次確認(rèn)一切點受控。 必要時，反復(fù)直到一切點受控 SPC.