SPC統(tǒng)計過程控制的發(fā)展及應(yīng)用課件

1、SPC統(tǒng)計過程控制的發(fā)展及應(yīng)用SPC 的發(fā)展及應(yīng)用 SPC 源于20年代，以美國休哈特（She whart）博士發(fā)明控制圖為標(biāo)志。二戰(zhàn)中美國將其制定為戰(zhàn)時質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，對軍工產(chǎn)品的質(zhì)量保證和及時交付起到了積極的作用。 50年代在日本工業(yè)界大量推廣應(yīng)用，對日本產(chǎn)品質(zhì)量的崛起起到了至關(guān)重要的作用。 80年代許多大公司紛紛積極推廣應(yīng)用SPC 迅達商務(wù)資料網(wǎng)SPC 是什么?一種用于檢測變差的工具可判斷過程的異常，及時告警 但不能告知此異常是什么因素引起的增強產(chǎn)品一致性 減少廢品和返工缺陷SPC運用 迅達商務(wù)資料網(wǎng) SPC 是利用數(shù)理統(tǒng)計原理采用控制圖的方法對生產(chǎn)過程進行全面監(jiān)控 它主要區(qū)分由特殊原因引

2、起的異常波動還是由普通原因引起的正常波動 迅達商務(wù)資料網(wǎng)為什么要學(xué)習(xí) SPC ?假如對制造過程的主要工序都建立簡便易行的控制系統(tǒng)，當(dāng)質(zhì)量問題一旦出現(xiàn)，就能被及時發(fā)現(xiàn)，及時糾正，阻止不合格品流入下道工序。即達到預(yù)防的目的。在制造過程中，應(yīng)盡量避免或減少出現(xiàn)質(zhì)量問題再糾正或反饋的損失。(有效的策略就是預(yù)防)有效的預(yù)防策略:簡便易行的控制系統(tǒng) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)輸入各種要素人設(shè)備材料方法環(huán)境測量5M1E資源的組合輸出中間產(chǎn)品作為一個概念，有其明確的定義：利用資源將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的一組活動。什么是過程？SPC基本原理 迅達商務(wù)資料網(wǎng)什么是過程控制系統(tǒng)？要使一個過程能成為一個被控制的系統(tǒng)還需要在過程中添加一

3、些軟件，組成一個反饋通道，使其能及時收集信息，用統(tǒng)計方法加工信息，然后判斷是否要采取行動（對策）。過程控制系統(tǒng)過程控制系統(tǒng)統(tǒng)計方法行動輸入各種要素人設(shè)備材料方法環(huán)境測量5M1E資源的組合輸出中間產(chǎn)品 迅達商務(wù)資料網(wǎng)什么是過程控制系統(tǒng)？（1）收集信息表示中間產(chǎn)品質(zhì)量特性的信息，例如在加工機械軸的過程中直徑就是很適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量特性，若連續(xù)測量5個機械軸的直徑，所得5個數(shù)據(jù)就是很重要的輸出信息，另外也要注意各項資源變化的信息。過程控制系統(tǒng)所要添加的軟件是： 迅達商務(wù)資料網(wǎng)（3）采取行動對策。根據(jù)原因決定對策。這些對策大多落實到過程輸入的某些資源，如過程輸出特性值遠離目標(biāo)值時，就要調(diào)整機器，使特性值逐漸靠

4、近目標(biāo)值。（2）用統(tǒng)計方法加工信息。用適當(dāng)統(tǒng)計方法對收集的數(shù)據(jù)進行加工處理，以判斷過程工作是否正常？若不正常是那類原因引起的？什么是過程控制系統(tǒng)？過程控制系統(tǒng) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)SPC能給制造過程提供什么幫助？為過程提供了一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程情況，以防止廢品的發(fā)生。確定過程的統(tǒng)計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力。根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，采取措施消除其影響。使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態(tài)，達到預(yù)防不合格品產(chǎn)品的目的。減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察和測量方法替代了大量的檢測和驗證工作。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)“波動”的概念及統(tǒng)計規(guī)律性生產(chǎn)線上加工出來的產(chǎn)品沒

5、有絕對相同的。產(chǎn)品間的差別是用其資料特性值（數(shù)據(jù)）的差異表現(xiàn)出來。連續(xù)材料一批產(chǎn)品中每個質(zhì)量特性，一邊測量一邊畫直方圖，就可以發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計規(guī)律XXXXXX頻率這條曲線就是質(zhì)量特性 x 的分布 迅達商務(wù)資料網(wǎng)正態(tài)分布的特征若某過程輸出特性 x 服從N(，2 )68.28+在統(tǒng)計過程控制中最常見的分布是正態(tài)分布正態(tài)分布被二個參數(shù) 與完全確定，記為N（ ， 2 ）； 表示分布的中心位置；表示分布的標(biāo)準(zhǔn)差或者表示數(shù)據(jù)的分散程度，或用極差表示；在界限 1內(nèi)，即有31.74那么該過程輸出產(chǎn)品中有68.26 產(chǎn)品在界限 1之外。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)正態(tài)分布下界限內(nèi)外的比率界限 界限內(nèi)的比率 界限外的比率1 68.

6、26% 31.24%2 95.46% 4.54%3 99.73% 0.27%4 99.9937% 0.0063%5 99.999943% 0.000057%6 99.9999998% 0.0000002%1924年，休哈特博士建議用界限 3 作為控制界限來管理過程。即我們常說的3 管理。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)+33將正態(tài)分布圖及其界限 3轉(zhuǎn)90，縱座標(biāo)為輸出特性 X，橫坐標(biāo)為時間或編號控制圖的形式+33UCL上控制界限LCL下控制界限CL中心線 迅達商務(wù)資料網(wǎng)過程波動的統(tǒng)計規(guī)律性當(dāng)過程受控時，過程特性一般服從穩(wěn)定的且可重復(fù)的隨機分布；而失控時，過程分布將改變。時間受控失控當(dāng)過程僅受隨機因素影響時，過

7、程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）當(dāng)過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(tài)） 迅達商務(wù)資料網(wǎng)不斷發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的因素受控（消除了特殊因素）不受控（存在特殊原因或非隨機原因）過程控制時間 迅達商務(wù)資料網(wǎng)盡量減少目標(biāo)值附近的生產(chǎn)過程變量受控且有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差已減少）受控但沒有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差太大）Cpk為1.33或更高規(guī)范下限規(guī)范上限過程控制 迅達商務(wù)資料網(wǎng)什么是特殊原因盡管有時糾正時要求管理人員介入，但解決變差的特殊原因通常要求采取局部措施。特殊原因造成不是始終作用于過程的變差的原因（對產(chǎn)品質(zhì)量影響大，但能夠采取措施避免和消除）。當(dāng)它

8、們出現(xiàn)時，將造成過程的分布改變。除非所有的特殊原因都被查找出來并采取了措施，否則它們將繼續(xù)以不可測的方式影響過程的輸出。發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因并采取適當(dāng)措施通常是與該過程操作直接有關(guān)人員的責(zé)任。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)什么是普通原因只有變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才是可預(yù)測的，此時，過程能力也是可評價的。普通原因造成隨著時間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中的許多變差的原因（不可避免因素或隨機因素，在技術(shù)上難以消除），稱為“處于統(tǒng)計控制狀態(tài)”，簡稱“穩(wěn)態(tài)”。普通原因表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)確定質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的類型1、計量型數(shù)據(jù)它是某種量具、儀器測定地數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)可取某一

9、區(qū)間內(nèi)地任一實數(shù)。如軸的直徑、電阻的阻值、材料的強度等，這類特性數(shù)據(jù)常服從正態(tài)分布，通常用兩張圖。質(zhì)量特性數(shù)據(jù)分為兩類：這類特性數(shù)據(jù)已有四種控制圖，它們是：均值極差控制圖（X-R）均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（X-S）中位數(shù) 極差控制圖（Me-R）單值移動極差控制圖（X-Rs） 迅達商務(wù)資料網(wǎng)* 不合格品率控制圖（p）* 不合格品數(shù)控制圖(np)* 缺陷數(shù)控制圖（c）*單位缺陷數(shù)控制圖（u）2、計數(shù)型數(shù)據(jù)它是通過數(shù)數(shù)的方法獲得的。常取0，1，2等非負整數(shù)。如一批產(chǎn)品中的不合格品數(shù)，鑄件上的氣孔數(shù)，一匹布上的疵點數(shù)，對這類特性數(shù)據(jù)只需要用一張控制圖就可以了，也有四種控制圖： 迅達商務(wù)資料網(wǎng)制作并使用控制圖控

10、制圖是用來監(jiān)視、控制質(zhì)量特性值隨時間推移而發(fā)生波動的圖表?？刂茍D是分析工序是否處于控制狀態(tài)，以及保持工序穩(wěn)定的有效工具。對工序質(zhì)量控制點，按要求（規(guī)定的頻次、測試的數(shù)量和數(shù)據(jù)的真實性）制作控制圖或利用控制圖進行生產(chǎn)過程的控制。觀察點子的變化，積累經(jīng)驗及時調(diào)整生產(chǎn)要素。若發(fā)現(xiàn)工序異常，應(yīng)查明原因，排除問題，防止問題的再發(fā)生。問題嚴重時，應(yīng)及時報告有關(guān)人員。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)構(gòu)造控制圖之前的準(zhǔn)備工作管理者么提供必要的物質(zhì)條件（如測量器具、現(xiàn)場記錄的圖表等）和支持SPC的活動這是非常重要的前提條件！一、建立合適使用控制圖的環(huán)境，否則使用統(tǒng)計方法么失敗對使用人員進行統(tǒng)計技術(shù)培訓(xùn)，使他們具備正確使用的能力

11、調(diào)離阻止人們講真話（無偏見的話）的人 迅達商務(wù)資料網(wǎng)二、確立過程選擇合適的、對下道工序影響大易出問題的關(guān)鍵的工序。把選定的工序看作過程。大家充分理解該過程。從原因到效果間的關(guān)系來認識此過程。三、選好過程輸出的質(zhì)量特性顧客需要和關(guān)注的質(zhì)量特性經(jīng)常出現(xiàn)問題的質(zhì)量特性便于度量的質(zhì)量特性-構(gòu)造控制圖之前的準(zhǔn)備工作 迅達商務(wù)資料網(wǎng)提供精確的測量器具準(zhǔn)確、精確地測出質(zhì)量特性構(gòu)造控制圖之前的準(zhǔn)備工作四、確定測量特性 迅達商務(wù)資料網(wǎng)9時10時11時從中抽出5件從中抽出5件從中抽出5件任何一次抽樣是抽取該次抽樣時刻前或后連續(xù)加工出來的 n件產(chǎn)品（適用于工序控制，有利于提高控制圖的分辨能力） 迅達商務(wù)資料網(wǎng) X

12、bar -R控制圖是計量值最常用的、最重要的控制圖X bar -R控制圖的控制限x （bar）（均值） 的控制限UCL = x + A2RCL = xLCL = x - A2RR(極差）的控制限UCL = D4RCL = RLCL = D3 R 計量值控制圖：XR圖的控制界限 迅達商務(wù)資料網(wǎng)X bar - R控制圖的操作步驟確定對象、抽取數(shù)據(jù)（收集25個樣本，每個含5個數(shù)據(jù)）計算樣本的x和R計算所有數(shù)據(jù)的x和R計算R圖的控制線、x圖的控制線將數(shù)據(jù)在圖中打點并作圖。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)應(yīng)用示例新建設(shè)的一條生產(chǎn)線專門生產(chǎn)滾動軸承28.380.06 MM 試生產(chǎn)后進入受控狀態(tài)。1、選擇控制圖，鋼球尺寸是

13、計量值，取25個樣本，每個樣本抽5個，做X-R圖2、收集數(shù)據(jù) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)X1X2X3X4X5Xi XR128.4128.4028.4228.4228.41142.0628.410.02228.4028.4328.4228.4028.42142.0728.4140.0334562428.4228.4128.4128.4128.42142.0728.4140.012528.4328.4328.4028.4228.42142.1028.4200.03R=0.026X=28.408 迅達商務(wù)資料網(wǎng)3、計算X和R值4、畫X圖和R圖X圖的CLX28.408mm UCL=X+A2R=28.408+(0.

14、557*0.026)=28.423mm LCL=X-A2R= 28.408-(0.557*0.026)=28.393mmR圖的CLR0.026 UCLD4R2.1140.0260.055 LCLD3R00.0260 迅達商務(wù)資料網(wǎng)平均值-標(biāo)準(zhǔn)差（X-S）控制圖與平均值-極差值（X-R）控制圖的最大區(qū)別有兩點：一是S與R不同，二是樣本的觀察值個數(shù)不同， X-R圖N為5，而X-S圖的N為10S= = (x1-X)2+ (x2-X)2+ (xn-X)2計算控制線方法同（X-R）控制圖計量值控制圖：XS圖的控制界限 1 N (Xi-X)2 n-1 i=1 1n-1 迅達商務(wù)資料網(wǎng)x 圖的控制限UCL

15、= x + E2R E2=3/d2CL = xLCL = x - E2RRS的控制限UCL = D4RCL = RLCL = D3 R 計量值控制圖：XRS圖的控制界限 迅達商務(wù)資料網(wǎng)計量值控制圖：MeR圖的控制界限Me圖的控制限UCL = Me + A4R CL = MeLCL = Me A4RR圖的控制限 UCL = D4RCL = R MeLCL = D3 R 中位數(shù)是將一組數(shù)據(jù)由小到大排列成順序后,處于中間位置上的數(shù).Xn+1/2當(dāng)N為奇數(shù)2Xn/2+ Xn/2+11 迅達商務(wù)資料網(wǎng)CL=PUCL=P+3LCL=P- 3計數(shù)值控制圖：P圖的控制界限P(1-P)/nP(1-P)/n計數(shù)值

16、控制圖：nP圖的控制界限CL=nPUCL=P+3LCL=P- 3nP(1-P)nP(1-P)np=不合格品總數(shù)/樣本總數(shù) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)計數(shù)值控制圖：C圖的控制界限CL=CUCL=C+3CLCL=C- 3C計數(shù)值控制圖：U圖的控制界限CL=UUCL=U+3U/niLCL=U- 3U/ni 迅達商務(wù)資料網(wǎng)控制圖的兩類錯誤處于控制狀態(tài)的生產(chǎn)過程，若以“3”原則確定控制界限，那么再抽樣檢驗中，將有99.73的質(zhì)量特性值或質(zhì)量特性值的統(tǒng)計量落在控制界限之內(nèi)。而落在控制界限之外的概率為0.27，是一個小概率事件。在控制狀態(tài)下，小概率事件一旦發(fā)生，就會因樣本點落在控制界限之外而判斷生產(chǎn)過程失控，事實上這是

17、虛發(fā)信號，由此所作出的錯誤判斷稱為控制圖的第一類錯誤。通常把第一類錯誤的概率記作，在3控制圖中， 0.0027。根據(jù)正態(tài)分布的原理， /20.00135。（1）第一類錯誤 迅達商務(wù)資料網(wǎng)分布中心由A變化到B，生產(chǎn)確實失控，但是仍然有一定比例的質(zhì)量特性值落在控制界限之內(nèi)，這是漏發(fā)警報，由此作出生產(chǎn)過程正常的錯誤判斷，是控制圖第二類錯誤。第二類錯誤的概率通常記作。那么1稱為控制圖的檢出力（2）第二類錯誤值可應(yīng)用正態(tài)分布規(guī)律進行計算。 / 2 / 2 B（1 ）UCLLCLCLA 迅達商務(wù)資料網(wǎng)當(dāng)工序由A狀態(tài)改變到B狀態(tài)時，有關(guān)數(shù)據(jù)落在上控制界線以外，即確認工序是改變了利用控制界限發(fā)現(xiàn)總體參數(shù)變化的

18、概率（1）叫檢定能力（檢出力）UCLLCLCLAB（1 ） 2控制圖的檢定能力（檢出力） 迅達商務(wù)資料網(wǎng)檢定能力（1）與哪些因素有關(guān)？與平均值的變化、和樣本大小n有關(guān)當(dāng) 2 時，檢定能力（1 ）與n的關(guān)系如下：n=5時，1 0.929n=3時，1 0.677n=1時，1 0.156以上數(shù)值說明：當(dāng)總體均值變動2 時，n5的檢出力比n3的檢出力大。而n1時，在控制圖上幾乎不能檢到，即單值控制圖的檢定能力較差。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)分析控制圖和管理控制圖初次制作控制圖和進行工序能力調(diào)查分析時，必須繪制分析控制圖。分析控制圖主要用來調(diào)查過程是否處于控制狀態(tài)，何處發(fā)生了異常以及能否消除這種異常以改進工序地穩(wěn)

19、定狀態(tài)，從而得到總體（工序/過程）平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差地評估。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)管理控制圖用來監(jiān)控批量生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。分析控制圖和管理控制圖若有異常點，查明原因，采取措施，剔除異常點。重新繪制控制圖。分析用控制圖表明過程已處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，且工序能力滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 地要求時，可以將其控制界限延長作為管理用控制圖地控制界限。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則1UCLLCLXABCCBA一個點落在A區(qū)以外 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則2UCLLCLXABCCBA連續(xù)9點落在中心線同一側(cè) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則3UCLLCLXABCCBA連續(xù)6點遞增或遞減 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則4

20、UCLLCLXABCCBA連續(xù)14點中相鄰點交替上下 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則5UCLLCLXABCCBA連續(xù)3點中有2點落在中心線同一側(cè)的B區(qū)以外 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則6UCLLCLXABCCBA連續(xù)5點中有4點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則7UCLLCLXABCCBA連續(xù)15點落在中心線兩側(cè)的C區(qū)內(nèi) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)模式檢驗-判別準(zhǔn)則8UCLLCLXABCCBA連續(xù)8點落在中心線兩側(cè)且無一點在C區(qū)內(nèi) 迅達商務(wù)資料網(wǎng)生產(chǎn)過程處于控制狀態(tài)的兩個條件：點子沒有出界（連續(xù)25點以上/連續(xù)35點中有1點/連續(xù)100點中不多于2點）且點排列正常?？刂茍D的

21、觀察分析下控制線LCL上控制線UCL中心線CLR圖下控制線LCL上控制線UCL中心線CLX圖 迅達商務(wù)資料網(wǎng)控制圖出現(xiàn)的異?，F(xiàn)象點子連續(xù)出現(xiàn)在中心線一側(cè)：鏈（7點鏈/連續(xù)11點中至少有10點/14點中至少12點）測量系統(tǒng)有變化，對R圖則表明有大的散布；對X圖，表明過程的均值有位移。點的連續(xù)上升或下降可能是測量系統(tǒng)有變化；設(shè)備故障；刀具磨損；夾具松動等 迅達商務(wù)資料網(wǎng)觀察三個區(qū)域的點子連續(xù)3點中致少有2點位于區(qū)域A上（或A下）l連續(xù)5點中致少有4點位于區(qū)域B上和A上（或B下和A下）l明顯多于2/3點子位于區(qū)域C明顯少于2/3點子位于區(qū)域Cll這些都是異常現(xiàn)象。AABBCC 迅達商務(wù)資料網(wǎng)異常數(shù)據(jù)

22、的檢驗在應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)中, 有時會發(fā)現(xiàn)一組樣本數(shù)據(jù)中的一個數(shù)值或幾個數(shù)值有明顯的不同, 即明顯偏離它所屬的樣本的其余值,這種數(shù)值可能是異常數(shù)值，也可能不是異常數(shù)值(離群值)。經(jīng)過檢驗后，如果是異值，則對它進行處理。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)異常數(shù)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法1、上側(cè)情形檢驗法第一步：計算出順序量X1X2 Xn的S和X第二步：計算統(tǒng)計量Gn=(Xn-X)/S第三步：確定檢出水平a第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值G1-a(n)第五步：判定：當(dāng)Gn G1-a(n)時，則判定最大值Xn 為異常數(shù)；否則，判定沒有異常值。 迅達商務(wù)資料網(wǎng)2、下側(cè)情形檢驗法第一步：計算出順序量的S和X第二步：計算統(tǒng)計

23、量Gn=(X-X1)/S第三步：確定檢出水平a第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值G1-a(n)第五步：判定：當(dāng)Gn G1-a(n)時，則判定最小值X1 為異常數(shù)；否則，判定沒有異常值。異常數(shù)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法 迅達商務(wù)資料網(wǎng)異常數(shù)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法3、雙側(cè)情形的檢驗法第一步：計算出順序量的S和X第二步：計算統(tǒng)計量Gn和Gn第三步：確定檢出水平a第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值G1-a2(n)第五步：判定：當(dāng)Gn Gn且Gn G1-a2(n)時，則判定最大值Xn 為異常數(shù)；當(dāng)Gn Gn時， Gn G1-a2(n)判定最小值X1為異常數(shù)； 迅達商務(wù)資料網(wǎng)請注意對每個異?，F(xiàn)象都要逐個分析查明原因，并采取適當(dāng)?shù)男袆?，防止再發(fā)生，這一過程是使用控制圖最有意義最重要的一步！耐心+洞察力+生產(chǎn)技術(shù)+各種統(tǒng)計方法來排除異?，F(xiàn)象。lll及時報告超過公差是歡迎的，遲到