統(tǒng)計過程控制七

1、第三章 統(tǒng)計過程控制圖第一節(jié) 波動問題質(zhì)量特性值的波動性某個工人，用同一批原材料在同一臺機器設(shè)備上所生產(chǎn)出來的同一種零件，其質(zhì)量特性值不會完全一樣。這就是我們常說的產(chǎn)品質(zhì)量特性值有波動（或稱分散、差異）的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象反映了產(chǎn)品質(zhì)量具有“波動性”這個特點。1產(chǎn)品的焊縫質(zhì)量不良進行原因分析外觀質(zhì)量差氣孔構(gòu)件表面處理不凈溫度控制不好焊接材料不當(dāng)坡口尺寸不合要求焊絲材質(zhì)不對焊接預(yù)熱溫度低后熱保溫不嚴謹層溫未在較高溫度斷續(xù)未融合焊速不當(dāng)時間控制不好焊縫成型粗糙長時間平穩(wěn)操作難立姿操作焊接中斷抗風(fēng)雨能力差機具出故障CO2出口壓力小焊機操作不對焊槍角度不對焊接電弧電壓不準(zhǔn)確焊絲伸出長度不夠缺少培訓(xùn)無相應(yīng)焊

2、接經(jīng)驗CO2氣流流量不適宜2工藝過程變量的種類的關(guān)聯(lián)作用工藝過程可控制變量重要不重要輸出變量不可控變量ABCD重要如B隨A變化而變化則為非獨立變量不重要Input factorOutput response3特殊原因造成不可預(yù)測4受控及不受控的工藝5引起質(zhì)己被動的4M1E引起質(zhì)量波動的4M1E造成產(chǎn)品質(zhì)量的波動的原因主要有五個方面：人（Man）：操作者對質(zhì)量的認識、技術(shù)熟練程度、身體狀況等；機器（Machine）：機器設(shè)備、工夾具的精度和維護保養(yǎng)狀況等；材料（Material）：材料的成分、物理性能和化學(xué)性能等；6引起質(zhì)己被動的4M1E方法（Method）：這里包括加工工藝、工裝選擇、操作規(guī)程

3、、測量方法等；環(huán)境（Environment）：工作地的溫度、濕度、照明和清潔條件等；由于這五個因素的英文名稱的第一個字母是M和E，所以常簡稱為4M1E。7減小和控制波動的對策8第二節(jié) 控制圖一、概述二、應(yīng)用控制圖的步驟三、應(yīng)用實例四、控制圖的觀察與分析9一、概述控制圖又叫管理圖。它是用來區(qū)分由異常原因引起的波動、或是由過程固有的隨機原因引起的偶然波動的一種工具?？刂茍D建立在數(shù)理統(tǒng)計學(xué)的基礎(chǔ)上，它利用有效數(shù)據(jù)建立控制界限?？刂平缦抟话惴譃樯峡刂葡蓿║CL）和下控制限（LCL）。質(zhì)量特性值抽樣時間和樣本序號UCLCLLCL3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3）3倍標(biāo)準(zhǔn)偏差（3） 10一、概述控制圖的種類很多，一般按數(shù)

4、據(jù)的性質(zhì)分為計量值控制圖、計數(shù)值控制圖兩大類。類別名稱控制圖符號特點適用場合計量值控制圖平均值極差控制圖x R最常用，判斷工序是否正常的效果好，但計算工作量很大。適用于產(chǎn)品批量較大的工序。中位數(shù)極差控制圖x R計算簡便，但效果較差。適用于產(chǎn)品批量較大的工序。單值移動極差控制圖x R S 簡便省事，并能及時判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。因各種原因（時間、費用等）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因。計數(shù)值控制圖不合格品數(shù)控制圖Pn較常用，計算簡單，操作工人易于理解。樣本容量相等。不合格品率控制圖P計算量大，控制線凹凸不平。樣本容量不等。缺陷數(shù)控制圖c較常

5、用，計算簡單，操作工人易于理解。樣本容量相等。單位缺陷數(shù)控制圖u計算量大，控制線凹凸不平。樣本容量不等。 11一、概述控制圖的作用：在質(zhì)量診斷方面，可以用來度量過程的穩(wěn)定性，即過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)；在質(zhì)量控制方面，可以用來確定什么時候需要對過程加以調(diào)整，而什么時候則需使過程保持相應(yīng)的穩(wěn)定狀態(tài)；在質(zhì)量改進方面，可以用來確認某過程是否得到了改進。12二、應(yīng)用控制圖的步驟應(yīng)用步驟如下：選擇控制圖擬控制的質(zhì)量特性，如重量、不合格品數(shù)等；選用合適的控制圖種類；確定樣本容量和抽樣間隔；收集并記錄至少20 25個樣本的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)；計算各個樣本的統(tǒng)計量，如樣本平均值、樣本極差、樣本標(biāo)準(zhǔn)差

6、等；計算各統(tǒng)計量的控制界限；畫控制圖并標(biāo)出各樣本的統(tǒng)計量；研究在控制線以外的點子和在控制線內(nèi)排列有缺陷的點子以及標(biāo)明異常（特殊）原因的狀態(tài)；決定下一步的行動。13控制圖控制界限線的計算公式-I 計量值控制圖xRxxxxRRxRRx x RSRSRRSx x x RRRRRSx14控制圖控制界限線的計算公式II-計數(shù)值控制圖Pu c Pn3P（1 ）PPnP（1 ）PPn3（1 ）PnPn3Pn Pn （1 ）PnPn3u3nu u3nu - c3c c3c 15控制系數(shù)選用表n2345678910A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.308D4

7、3.2672.5752.2822.1152.0041.9241.8641.8161.777E22.6601.7721.4571.2901.1341.1091.0541.0100.975m3A21.8801.1870.7960.6910.5490.5090.4300.4100.360D30.0760.1360.1840.223d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.08716三、應(yīng)用實例某公司新安裝一臺裝填機。該機器每次可將5000g的產(chǎn)品裝入固定容器。規(guī)范要求為5000 （g）。050使用控制圖的步驟如下：將多裝量（g）看成應(yīng)當(dāng)加以研究并由控制圖

8、加以控制的重要質(zhì)量特征。由于要控制的多裝量是計量特性值，因此選用 x R 控制圖。以5個連續(xù)裝填的容器為一個樣本（n5），每隔1h抽取一個樣本。收集25個樣本數(shù)據(jù)（k5），并按觀測順序?qū)⑵溆涗浥c表中（見多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量）。計算每個樣本的統(tǒng)計量 x （5個觀測值的平均值）和 R（5個觀測值的極差） （見多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量） 。17多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量樣本號x 1x 2x 3x 4x 5 x x R1473244352017835.6272193731253414629.2183191116114410120.2334292942593819739.430528124536251

9、4629.2336403511383315731.4297153012332611623.2218354432113816032.0339273726203514529.01710234526373216332.62211284440311816132.22612312524322213426.81013223719471413927.83314373212383014929.92618多裝量（g）和樣本統(tǒng)計量樣本號x 1x 2x 3x 4x 5 x x R15254024501915831.6311673123183211122.2251738041403715631.24118351229

10、482014428.83619312035244715731.42720122738403114829.62821524252242519539.028222031153289719.42823294741322217134.22524282722325416332.63225423415292114123.227累計 741.7686平均 X29.86R29.8619計算各樣本平均值（ x）和各樣本極差的平均值（ R ）。 x x xkR Rk計算統(tǒng)計量的中心值和控制界限。中心值CL 29.67（g）UCL A2 R 45.50（g）（ R=27.44 ） x圖：xLCL A2 R 13.8

11、4（g）注：A2為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。 x計算各統(tǒng)計量的控制界限（UCL、LCL）。20 圖：LCL D3 = 0注：D3為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。 中心值 CL 27.44（g）UCL D4 58.04（g）注：D4為隨著樣本容量n而變化的系數(shù)，可由控制圖系數(shù)選用表中選取。RRRR21畫控制圖一般 放在上方，R圖放在下方；橫軸表示樣本號，縱軸表示質(zhì)量特性值和極差。 圖x樣本號51015202502040602030405020多裝量x極差 RUCL45.69CL29.86LCL14.03UCL58.04CL27.44n5 2

12、2控制圖沒有出現(xiàn)越出控制線的點子，也未出現(xiàn)點子排列有缺陷（即非隨機的跡象或異常原因），可以認為該過程是按預(yù)計的要求進行，即處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（受控狀態(tài)）。在不對該過程做任何調(diào)整的同時，繼續(xù)用同樣的方法對多裝量抽樣、觀察和打點。如果在繼續(xù)觀察時，控制圖顯示出存在異常原因，則應(yīng)進一步分析具體原因，并采取措施對過程進行調(diào)整。23四、控制圖的觀察與分析點子沒有超出控制線（在控制線上的點子按出超出處理），控制界限內(nèi)的點子排列無缺陷，反映工序處于控制狀態(tài)，生產(chǎn)過程穩(wěn)定，不必采取措施。控制圖上的點子出現(xiàn)下列情形之一時，即判斷生產(chǎn)過程異常：點子超出或落在控制線上；控制界線內(nèi)的點子排列有下列缺陷：24四、控制圖的

13、觀察與分析缺陷 UCLCLLCL UCLCLLCL 25四、控制圖的觀察與分析缺陷UCLCLLCLUCLCLLCL 26四、控制圖的觀察與分析應(yīng)用控制圖的常見錯誤：在5M1E因素未加控制、工序處于不穩(wěn)定狀態(tài)時就使用控制圖管理工作；在工序能力不足時，即在CP 1的情況下，就使用控制圖管理工作；用公差線代替控制線，或用壓縮的公差線代替控制線；僅打“點”而不做分析判斷，失去控制圖的報警作用；不及時打“點”，因而不能及時發(fā)現(xiàn)工序異常；當(dāng)“5M1E”發(fā)生變化時，未及時調(diào)整控制線；畫法不規(guī)范或不完整；在研究分析控制圖時，對已弄清有異常原因的異常點，在原因消除后，未剔除異常點數(shù)據(jù)。27第二節(jié) 過程能力 一、

14、過程能力二、過程能力指數(shù)三、過程能力指數(shù)的評定四、提高過程能力指數(shù)的途徑五、過程能力調(diào)查28一、過程能力過程能力是指生產(chǎn)過程在一定時間內(nèi)處于統(tǒng)計控制狀態(tài)下制造產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的經(jīng)濟波動幅度，它又叫加工精度。用“B”表示。從兼顧全面性和經(jīng)濟性的角度，一般?。?B6 （99.73%）過程能力是描述加工過程客觀存在著分散的一個參數(shù)。29二、過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)是反映過程能力滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（規(guī)范、公差等）能力的參數(shù)。一般記做CP。過程能力指數(shù)是技術(shù)要求和過程能力的比值。CP技術(shù)要求過程能力TTUTLMM：公差分布中心：樣本分布中心 T ：公差范圍TU ：上偏差TL ：下偏差30二、過程能力指數(shù)雙

15、側(cè)公差xxMTTUTLxMxT TUTLCP T 6 TU TL6 CPK T 2 6 M xxCPTU TL6 x M xCPK T 2 6 31二、過程能力指數(shù)單側(cè)公差xTUxCPU TU3 xTLxCPL TL3 xCPU TU3 xxCPL TL3 x32二、過程能力指數(shù)注： K為給出雙側(cè)公差且分布中心與公差中心偏離時的平均值偏離度，它是平均值偏離量 與公差一半的比值，即：K /（T / 2）。當(dāng)K 1時，認為CPK0。分布中心的偏離，會影響工序的加工精度。針對不同情況，其處理方法如下表：過程能力指數(shù)CP偏離度K（）對分布中心是否采取措施1.33 CP 12.5不必要1.00CP1.3

16、312.5 K 25注意觀察其變化，必要時采取措施0.67CP1.0025 K 50要采取措施CP0.6750 K 要采取糾正措施，或停止作業(yè)K33三、過程能力指數(shù)的評定范圍等級判斷措施CP 1.67特級過程能力過剩為提高產(chǎn)品質(zhì)量，對關(guān)鍵或主要項目再次縮小公差范圍；或為提高效率、降低成本而放寬波動幅度，降低設(shè)備精度等級等。1.67 CP 1.331級過程能力充分當(dāng)不是關(guān)鍵或主要項目時，放寬波動幅度；降低對原材料的要求；簡化質(zhì)量檢驗，采用抽樣檢驗或減少檢驗頻次。1.33 CP 12級過程能力尚可必須用控制圖或其他方法對工序進行控制和監(jiān)督，以便及時發(fā)現(xiàn)異常波動；對產(chǎn)品按正常規(guī)定進行檢驗。1 CP

17、0.673級過程能力不足分析分散程度大的原因，制定措施加以改進，在不影響產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，放寬公差范圍，加強質(zhì)量檢驗，全數(shù)檢驗或增加檢驗頻次。0.67 CP4級過程能力嚴重不足一般應(yīng)停止繼續(xù)加工，找出原因，改進工藝，提高CP值，否則全數(shù)檢驗，挑出不合格品。過程能力等級評定表34四、提高過程能力指數(shù)的途徑CPKT 2 6 根據(jù)公式 可知，影響過程能力指數(shù)有3個變量：產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范（公差范圍T）;過程加工的分布中心與公差中心的偏移量 ；過程加工的質(zhì)量特性分散程度，即標(biāo)準(zhǔn)偏差 。35調(diào)整過程加工的分布中心，減少中心偏移量。通過收集數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，找出大量連續(xù)生產(chǎn)過程中由于工具磨損、加工條件隨時間逐

18、漸變化而產(chǎn)生偏移的規(guī)律，及時進行中心調(diào)整，或采取設(shè)備自動補償偏移或刀具自動調(diào)整和補償?shù)?；根?jù)中心偏移量，通過首件檢驗，可調(diào)整設(shè)備、刀具等的加工定位裝置；改變操作者的孔加工偏向下差及軸加工偏向上差大那大傾向性加工習(xí)慣，以公差中心值為加工依據(jù)；配置更為精確的量規(guī)，由量規(guī)檢驗改為量值檢驗，或采用高一等級的量具檢測。36提高過程能力，減少程度。修訂工序，改進工藝方法，修訂操作規(guī)程，優(yōu)化工藝參數(shù)，補充增添中間工序，推廣應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)；檢修、改造或更新設(shè)備，改造、增添與公差要求相適應(yīng)的精度較高的設(shè)備；增添工具工裝，提高工具工裝的精度；改變材料的進貨周期，盡可能減少由于材料進貨批次的不同而造成的

19、質(zhì)量波動；改造現(xiàn)有的現(xiàn)場條件，以滿足產(chǎn)品對現(xiàn)場環(huán)境的特殊要求；對關(guān)鍵工序、特種工藝的操作者進行技術(shù)培訓(xùn)；加強現(xiàn)場的質(zhì)量控制，設(shè)置過程質(zhì)量控制點或推行控制圖管理，開展QC小組活動；加強質(zhì)檢工作。37修訂公差范圍修訂公差范圍，其前提條件是必須保證放寬公差范圍不會影響產(chǎn)品質(zhì)量。在這個前提條件下，可以對不切實際的過高的公差要求進行修訂，以提高過程能力指數(shù)。在工序加工分析時，減少中心偏移量的防誤措施，在技術(shù)上、操作上比較容易實現(xiàn)，同時也不必為此花費太多的人力、物力和財力，因此把它作為提高過程能力指數(shù)的首要措施。只有當(dāng)中心偏移量0，而CP值仍然小于1時，才考慮提高過程能力，減少過程加工的分散程度或考慮是否有可能放寬公差范圍。放寬公差范圍必須不影響產(chǎn)品質(zhì)量，不影響用戶使用效果。38五、過程能力調(diào)查過程能力調(diào)查的意義 過程能力調(diào)查了解和掌握過程能力的活動。 通過工序標(biāo)準(zhǔn)化，消除工序中的異常因素，發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，經(jīng)濟合理地選擇和確定工藝標(biāo)準(zhǔn)和操作標(biāo)