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文檔簡介

1、統(tǒng)計過程控制(SPC)第二版 汽車行業(yè)質(zhì)量管理核心工具培訓(xùn)教材1一、統(tǒng)計計過程控控制概述述二、控制制圖基礎(chǔ)礎(chǔ)三、計量量型控制圖應(yīng)用四、過程程能力和和性能研研究五、設(shè)備備能力研研究六、其他他類型計計量型控制圖應(yīng)用七、計數(shù)數(shù)型控制制圖應(yīng)用用八、控制制圖應(yīng)用用風(fēng)險課程大綱2統(tǒng)計過程程控制(SPC)一、統(tǒng)計計過程控控制概述述統(tǒng)計過程程控制的的起源的的目的的的作用的的常用術(shù)術(shù)語解釋釋過程控制制系統(tǒng)波動的定定義、原原因3工業(yè)革命命以后, 隨著著生產(chǎn)力力的進(jìn)一一步發(fā)展展,大規(guī)規(guī)模生產(chǎn)產(chǎn)的形成成,如何控制制大批量量產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量成為一個個突出問問題,單單純依靠靠事后檢檢驗的質(zhì)質(zhì)量控制制方法已已不能適適應(yīng)當(dāng)時時經(jīng)濟(jì)

2、發(fā)發(fā)展的要要求,必必須改進(jìn)進(jìn)質(zhì)量管管理方式式。于是是,英、美等國國開始著著手研究究用統(tǒng)計計方法代代替事后后檢驗的的質(zhì)量控控制方法法。1924年,美國國的休哈特博博士提出將3Sigma原理運用用于生產(chǎn)產(chǎn)過程當(dāng)當(dāng)中,并并發(fā)表了了著名的的“控制制圖法”,對過過程變量量進(jìn)行控控制,為為統(tǒng)計質(zhì)質(zhì)量管理理奠定了了理論和和方法基基礎(chǔ)。統(tǒng)計過程程控制的起源4制造過程程原輔料人機法環(huán)測量測量結(jié)果合格不合格測量不要等產(chǎn)品制造出來后再去檢驗合格格與否,而是在制造的時候候就要制造出合格產(chǎn)產(chǎn)品。應(yīng)用統(tǒng)計計過程控控制的方方法實現(xiàn)現(xiàn)預(yù)防不不合格的的原則。SPC的目的51、確保保制程持持續(xù)穩(wěn)定定、可預(yù)預(yù)測。2、提高高產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)

3、量、生生產(chǎn)能力力、降低低成本。3、為制制程分析析提供依依據(jù)。4、區(qū)分分變差的的特殊原原因和普普通原因因,作為為采取局局部措施施或?qū)ο到y(tǒng)采采取措施施的指南南。SPC的作用6名稱解 釋平均值(Xbar)一組測量值的均值極差(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)準(zhǔn)差的希臘字母標(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。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

4、個數(shù)為偶數(shù),將中間兩個數(shù)的平均值作為中位數(shù)。單值(Individual)一個單個的單位產(chǎn)品或一個特性的一次測量,通常用符號 X 表示。SPC常用術(shù)語語解釋7名稱解 釋中心線(Central Line)控制圖上的一條線,代表所給數(shù)據(jù)平均值。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。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

5、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)的鏈或其它非隨機性的圖形。SPC常用術(shù)語語解釋8名稱解 釋 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。SPC常用術(shù)語語解釋9如果僅存存在變差差的普通通原因,目標(biāo)值線線隨著時間間的推移移,過程程的輸出形

6、成一一個穩(wěn)定定的分布布并可預(yù)測。預(yù)測時間范圍目目標(biāo)值線線如果存在在變差的的特殊原因,隨隨著時間間的推預(yù)測移,過程程的輸出出不穩(wěn)定。時間范圍10過程能力力受控且有有能力符符合規(guī)范范(普通原原因造成成的變差差已減少少)規(guī)范下限限規(guī)范上限限時間范圍受控但沒沒有能力力符合規(guī)規(guī)范(普通原原因造成成的變差差太大)11波動的概概念是指指在現(xiàn)實實生活中中沒有兩兩件東西西是完全全一樣的的。生產(chǎn)產(chǎn)實踐證證明,無無論用多多么精密密的設(shè)備備和工具具,多么么高超的的操作技技術(shù),甚甚至由同同一操作作工,在在同一設(shè)設(shè)備上,用相同同的工具具,生產(chǎn)產(chǎn)相同材材料的同同種產(chǎn)品品,其加加工后的的產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量特性性(如:重量、尺尺寸等)

7、總是有有差異,這種差差異稱為為波動。消除波動動不是統(tǒng)統(tǒng)計過程程控制的的目的,但通過過統(tǒng)計過過程控制制可以對對過程的的波動進(jìn)進(jìn)行預(yù)測和控控制。波動(變變差)的的概念12波動原因人員機器材料測量環(huán)境方法正常波動動:是由普通原因造成的。如操作作方法的的微小變變動、機機床的微微小振動動、刀具具的正常常磨損、夾具的的微小松松動、材材質(zhì)上的的微量差差異等。正常波波動引起起工序質(zhì)質(zhì)量微小小變化,難以查查明或難難以消除除。它不不能被操操作工人人控制,只能由由技術(shù)、管理人人員控制制在公差差范圍內(nèi)內(nèi)。異常波動動:是由特殊原因因造成的。如原材材料不合合格、設(shè)設(shè)備出現(xiàn)現(xiàn)故障、工夾具具不良、操作者者不熟練練等。異異常波

8、動動造成的的波動較較大,容容易發(fā)現(xiàn)現(xiàn),應(yīng)該該由操作作人員發(fā)發(fā)現(xiàn)并糾糾正。波動的原因13存在性方向影響大小消除的難易程度普通原因(例:設(shè)備震動)始終或大或小小難特殊原因(例:車刀磨斷)有時偏向大易普通原因因和特殊殊原因的的區(qū)別14概念形成成和批準(zhǔn)準(zhǔn)設(shè)計確認(rèn)認(rèn)樣件量產(chǎn)策劃產(chǎn)品開發(fā)發(fā)和設(shè)計計過程開發(fā)發(fā)和設(shè)計計產(chǎn)品和過過程確認(rèn)認(rèn)策劃生產(chǎn)Production評估反饋饋和改善善統(tǒng)計過程程控制策策劃試產(chǎn)項目批準(zhǔn)準(zhǔn)初始統(tǒng)計計過程研研究如何進(jìn)行行統(tǒng)計過過程控制制策劃量產(chǎn)過程程中,實實施統(tǒng)計計過程控控制15如何進(jìn)行行統(tǒng)計過過程控制制策劃1、在新產(chǎn)品品策劃過過程中,APQP小組根據(jù)據(jù)試生產(chǎn)控控制計劃劃制定初始過過程

9、能力力研究計劃。2、批量量生產(chǎn)過過程中,責(zé)任部部門根據(jù)據(jù)批量生產(chǎn)控制制計劃實實施統(tǒng)計計過程控控制。16統(tǒng)計過程程控制(SPC)二、控制制圖基礎(chǔ)礎(chǔ)控制圖定定義控制圖的的設(shè)計控制圖的的分類控制圖的選用程程序17控制圖是是用于分分析和控控制過程程質(zhì)量的的一種方方法??乜刂茍D是是一種帶帶有控制制限的反反映過程程質(zhì)量的的記錄圖圖形??刂茍D的的縱軸代代表產(chǎn)品品質(zhì)量特特性值(或由質(zhì)質(zhì)量特性性值獲得得的某種種統(tǒng)計量量);橫橫軸代表表按時間間順序(自左至至右)抽取的各各個樣本本子組順順序號。圖內(nèi)有三三條線:中心線(CL);上控制界界限(UCL);下控制界界限(LCL)??刂茍D的定義18上控制限(UCL)中心線(

10、CL)下控制限限(LCL)控制圖的定義1、收集集收集數(shù)據(jù)據(jù)并描點點在圖上上2、控制制從過程數(shù)數(shù)據(jù)計算算試運行行控制限限識別變差差的特殊殊原因并并采取措措施3、分析析及改進(jìn)進(jìn)量化普通通原因變變差,采采取措施施將它減減小重復(fù)這三三個階段段從而持持續(xù)地改改進(jìn)過程程19工序處于于穩(wěn)定狀狀態(tài)下,其分布布通常符符合正態(tài)態(tài)分布。由正態(tài)態(tài)分布的的性質(zhì)可可知:產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量特性數(shù)數(shù)據(jù)出現(xiàn)現(xiàn)在平均均值的正正負(fù)三個個標(biāo)準(zhǔn)偏偏差(3)之外的概概率僅為為0.27%。這這是一個個很小的的概率,根據(jù)概概率論“視小小概率事事件為實實際上不不可能事事件”的的原理,可以判判定:出出現(xiàn)在3區(qū)區(qū)間外的的事件是是異常波波動,它它的發(fā)生生

11、是由于于特殊原原因使總總體的分分布偏離離了正常常位置。根據(jù)這一一原理,將控制制限的寬寬度設(shè)定定為3??刂茍D的設(shè)計2068.26%95.45%99.73%+1+2+3-1-2-3控制圖的設(shè)計210.27%99.73%31.00%99.00%2.584.55%95.45%25.00%95.00%1.9631.74%68.26%150.00%50.00%0.67在外的概率在內(nèi)的概率k控制圖的設(shè)計22逆時針旋轉(zhuǎn)90控制圖的設(shè)計中心線分分析的統(tǒng)統(tǒng)計量的的均值上控制限限均值的的標(biāo)準(zhǔn)差差下控制限限均值的的標(biāo)準(zhǔn)差差中心線下控制限限線上控制限限線23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 不合格

12、品率控制圖 X-S均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖np chart不合格品數(shù)控制圖X-R 中位值極差圖 c chart 不合格數(shù)控制圖 X-MR單值移動極差圖 u chart單位產(chǎn)品不合格數(shù)控制圖 控制圖的類型24確定要使使用控制制圖的特特性否否是是使用np或p圖否使用p圖否使用u圖是是使用c或u圖是是使用單值值圖X-MR是計量型型數(shù)據(jù)嗎?關(guān)心的是是不合格產(chǎn)產(chǎn)品的百分比嗎嗎?關(guān)心的是是不合格數(shù)數(shù)嗎?樣本容量量是否恒定定?樣本容量量是否恒定定?性質(zhì)上是是否均勻勻或不能按按子組取取樣例如:化化學(xué)槽液液、批量油漆漆等?接下頁控制圖的選用程序序25是否使用XR圖是否使用XR圖使用Xs圖注:本圖圖假設(shè)測測量系統(tǒng)統(tǒng)已經(jīng)過過

13、評價,并且是適適用的。否使用中位數(shù)圖圖是子組均值值是否能很很方便地計算?接上頁子組容量量是否大于于或等于9?是否能方方便地計算每每個子組組的S值?控制圖的選用程序序26統(tǒng)計過程程控制(SPC)三、計量量型控制圖應(yīng)應(yīng)用控控制圖S控制圖M控制圖圖控控制圖27收集數(shù)據(jù)據(jù)并制作作分析用控制圖過程是否穩(wěn)定?計算過程程能力能力是否足夠?控制用控制圖尋找并消除特特殊原因采取改進(jìn)進(jìn)措施提高過程程能力確定應(yīng)用用控制圖圖的過程及及特性應(yīng)用流程程28A、收集數(shù)據(jù)B、建立控制限C、統(tǒng)計上是是否受控的解解釋D、為了持續(xù)續(xù)控制延長控制制限使用Xbar-R控制圖的四步驟29步驟A收集數(shù)據(jù)A1、建立抽樣樣計劃;A2、設(shè)置控制

14、圖;A3、記錄原始始數(shù)據(jù);A4、計算每一個子組的樣本本的控制制統(tǒng)計量量;A5、將控制統(tǒng)統(tǒng)計量畫畫到控制圖上。使用Xbar-R控制圖的步驟A30建立抽樣樣計劃定義子組容量,較大的的子組更更容易發(fā)發(fā)現(xiàn)微小小的過程程變化;規(guī)定子組組頻率,通常按按時間順順序來取取子組,如15分鐘一次或每每班一次次;子組數(shù)量量應(yīng)滿足足如下原原則:應(yīng)應(yīng)該收集集足夠的的子組以以確保影響過程程變差的的主要原原因有機機會出現(xiàn)現(xiàn),通常常在25或更多個子組內(nèi)內(nèi)包括100或更多的的單值讀讀數(shù)可以以很好地地用來檢驗穩(wěn)定定性。使用Xbar-R控制圖的步驟A31抽樣頻率率參考表表每小時產(chǎn)量抽樣間隔不穩(wěn)定穩(wěn)定10以下8小時8小時10-194

15、小時8小時20-492小時8小時50-991小時4小時100以上1小時2小時32設(shè)置控制制圖包括過程程和抽樣樣方法描描述的表表頭信息息;記錄/顯示所收收集數(shù)據(jù)據(jù)的實際際值的部部分(日日期/時間/子組編號號);對用于分分析的每每一個控控制統(tǒng)計計量描點點的部分分;使用Xbar-R控制圖的步驟A將觀察記記入日志志的部分分??刂茍D格格式見SPC手冊51-52頁。33記錄原始始數(shù)據(jù)測量并記記錄每一一個子組組及每一一個單值值的數(shù)據(jù)據(jù);記錄/任何有關(guān)關(guān)的觀察察事項。使用Xbar-R控制圖的步驟A34計算控制制統(tǒng)計量量從子組的的測量數(shù)數(shù)據(jù)中計計算用于于描點的的控制統(tǒng)統(tǒng)計量;控制統(tǒng)計計量:樣本均值值、中位位數(shù)、

16、極極差、標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差等;使用Xbar-R控制圖的步驟A按照控制制圖的類類型選擇擇適當(dāng)?shù)牡墓接嬘嬎憧刂浦平y(tǒng)計量量。35均值的計算:極差的計算:如何計算bar控制制圖每個子組的控制統(tǒng)計計量?nn21xxxX+=minmaxxxR-=36將控制統(tǒng)計計量畫到控制制圖上將控制統(tǒng)計計量畫在圖上上,確保保所描的的控制統(tǒng)統(tǒng)計量的的點是一一對對應(yīng)的;將相鄰點點用直線線連接從從而顯示示模式和和趨勢;使用Xbar-R控制圖的步驟A進(jìn)行評估估以識別別出潛在在的問題題;如果有的的點比別別的點高高很多或或低很多多,需要要確認(rèn)計計算及描圖是否否正確并并查詢?nèi)稳魏蜗嚓P(guān)關(guān)的觀察察記錄。37步驟B建立控制制限使用Xbar-R控制圖

17、的步驟BB1、計算中心線;B2、計算控制限(上控制制限UCL、下控制限限LCL);B3、在控制圖上畫出中心線和控制限。38k為子組數(shù)數(shù)kRRRRkxxxxxkk+=+=.21321極差平均均值:過程平均均值:中心線的的計算公公式39RDLCLRDUCLRCLRAXLCLRAXUCLXCLRRRXXX3422=-=+=極差控制制圖:均值控制制圖:控制限的的計算公公式40注:D4、D3、A2為常數(shù),隨每個個子組內(nèi)內(nèi)樣本容容量n的不同而而不同,查手冊冊中附錄錄:控制圖圖的常數(shù)數(shù)和公式式表(181頁)??刂葡薜牡挠嬎愎絥2345678910D43.2672.5742.2822.1142.0041.

18、9241.8641.8161.777D30.0760.1360.1840.223A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.30841在均值圖圖上畫出出中心線線(過程平均均值)和和上、下下控制限限(UCLXbar、LCLXbar);將極差圖上畫出出中心線線(極差平均值)和上、下控制制限(UCLR、LCLR);中心線畫成黑色水平實線線;控制限畫畫成紅色水平虛線線。在控制圖上畫出中心線和控制限限42C統(tǒng)計上是是否受控控的解釋釋使用Xbar-R控制圖的步驟CC1、分析極差圖上的數(shù)據(jù)點C2、識別并標(biāo)標(biāo)注特殊原原因(極差圖)C3、重新計算控制界界限C4、分析均

19、值值圖上的數(shù)據(jù)點C5、識別并處處理特殊原因因(均值值圖)C6、重新計算控制界界限43使用Xbar-R控制圖的步驟C過程控制制的分析析:1、分析控制圖圖的目的的在于識識別過程程變化或或過程均均值不恒恒定的證證據(jù)。(即其中中之一或或兩者均均不受控控)進(jìn)而而采取適適當(dāng)?shù)拇氪胧?、R圖和X圖應(yīng)分別別分析,但可進(jìn)進(jìn)行比較較,了解解影響過過程的特特殊原因因。3、因為子子組極差差或子組組均值的的能力都都取決于于零件間間的變差差,因此此,首先應(yīng)分分析R圖。44超出控制制界限的的點:出現(xiàn)一個或更多點超出任何何一個控制界限限是那一點的的特殊原原因?qū)е轮伦儾畹牡闹饕C據(jù)。在在那一點點之前可可能已經(jīng)經(jīng)發(fā)生了了特殊原

20、原因。UCLCLLCL異常異常如何定義義“不受受控”信信號45不受控制制的過程程的極差差(有超超過控制制限的點點)UCLLCLUCLLCL R R受控制的的過程的的極差46不受控制制的過程程的均值值(有一一點超過過控制限限)受控制的的過程的的均值UCLLCLXLCLUCLX47控制限內(nèi)內(nèi)的模式式或趨勢勢鏈:有下列現(xiàn)象之一都表明過程變化或趨趨勢已經(jīng)經(jīng)發(fā)生:連續(xù)7點排列在在中心線線的一側(cè);連續(xù)7點上升(后一點點等于或或大于前前一點),或連續(xù)下降。UCLCLLCL如何定義義“不受受控”信信號48UCLLCL RUCL RLCL不受控制制的過程程的極差差(存在高高于和低低于極差差均值的的兩種鏈鏈)不受

21、控制制的過程程的極差差(存在在長的上上升鏈)49不受控制制的過程程的均值值(長的的上升鏈鏈)不受控制制的過程程的均值值(出現(xiàn)兩兩條高于于和低于于均值的的長鏈)UCL XLCLUCL XLCL50控制限內(nèi)內(nèi)的模式式或趨勢勢明顯的非隨機模式式:通常大約約2/3的的描點應(yīng)落在控制限限內(nèi)中間的1/3區(qū)域,大約1/3的描點應(yīng)落在控制限限內(nèi)外面面的2/3區(qū)域。1、如果顯著著多余2/3以上的描描點落在在離中心心線很近近之處(對于25子組,如如果超過過90%的點落在在控制限限內(nèi)中間間的1/3區(qū)域),則應(yīng)調(diào)調(diào)查是否否存在下下列一種種或兩種種情況:控制限或或描點計計算錯誤誤或描錯錯;過程或取取樣方法法被分層層,每

22、個個子組系系統(tǒng)化包包含了從從兩個或或多個具具有完全全不同的的過程均均值的過過程流的的測量值值(如:從幾組組軸中,每組抽抽一根來來測取數(shù)數(shù)據(jù))。數(shù)據(jù)已經(jīng)經(jīng)過編輯輯(極差和均均值相差差太遠(yuǎn)的的幾個子子組更改改或刪除除)如何定義義“不受受控”信信號51控制限內(nèi)內(nèi)的模式式或趨勢勢明顯的非隨機模式式:2、如果顯顯著少余余2/3以上的描描點落在在離中心心線很近近之處(對于25子組,如如果40%或更少的的點落在在控制限限中間的的1/3區(qū)域),則應(yīng)調(diào)調(diào)查是否否存在下下列一種種或兩種種情況:控制限或或描點計計算錯誤誤或描錯錯 。過程或取取樣方導(dǎo)導(dǎo)致連續(xù)續(xù)的子組組中包含含了從兩兩個或多多個不同同的過程程流的測測量

23、值(如,輸輸入材料料批次混混淆)。如何定義義“不受受控”信信號52UCL XLCLUCL XLCL均值失控控的過程程(點離離過程均均值太近近)均值失控控的過程程(點離離控制限限太近)53在進(jìn)行初初次過程程研究或或重新評評定過程程能力時時,不受受控的特特殊原因因已被識識別和消消除或制制度化,然后應(yīng)應(yīng)重新計計算控制制限,以以排除不不受控時時期的影影響;排除所有有受已被被識別和和消除或或制度化化的特殊殊原因影影響的子子組,然然后重新新計算新新的中心心線和控控制限,并在圖圖中繪出出;確保當(dāng)與與新的控控制限相相比時,兩個圖圖都沒有有不受控控的情況況。如果果不是,則重復(fù)復(fù)識別特殊殊原因/糾正/重新計計算的

24、過程。重新計算算控制限限54由于識別別為特殊殊原因而而從R圖中去掉掉的子組組,也應(yīng)應(yīng)該從Xbar圖中去掉掉。修訂訂后的R、用于于重新計計算控制制限。由于識別別為特殊殊原因而而從Xbar圖中去掉掉的子組組,也應(yīng)應(yīng)該從R圖中去掉掉。修訂訂后的R、用于于重新計計算控制制限。注:排除除代表不不穩(wěn)定條條件的子子組并不不僅是“丟棄壞壞數(shù)據(jù)”。而是是排除已已知的特特殊原因因影響的的點。并并且一定定要改變變過程,以使特特殊原因因不會作作為過程程的一部部分重現(xiàn)現(xiàn)。重新計算算控制限限55使用Xbar-R控制圖的步驟C案例練習(xí)習(xí):判定過程程是否存存在特殊殊原因,如存在在排除已已知特殊殊原因影響響的子組組后,重重新計

25、算算新的控控制限并并畫出新新的控制圖,再次判判定過程程是否受受控?56典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則典型特殊原因識別準(zhǔn)則的匯總1一個點遠(yuǎn)離中心線超過3個標(biāo)準(zhǔn)差2連續(xù)7點位于中心線一側(cè)3連續(xù)6點上升或下降4連續(xù)14點交替上下變化52/3的點距中心線的距離超過2個標(biāo)準(zhǔn)差(同一側(cè))64/5的點距中心線的距離超過1個標(biāo)準(zhǔn)差(同一側(cè))7連續(xù)15個點排列在中心線1個標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)(任一側(cè))8連續(xù)8個點距中心線的距離大于1個標(biāo)準(zhǔn)差(任一側(cè))57典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則典型特殊原因識別準(zhǔn)則應(yīng)用注意事項:1除了第一條準(zhǔn)則,其他與準(zhǔn)則相聯(lián)系的數(shù)字不并不代表使用的順序和優(yōu)先級,確定使用哪一條附加的準(zhǔn)則取決于特定的過程特

26、性,和在過程內(nèi)起顯著作用的特殊原因。2小心不要應(yīng)用多重準(zhǔn)則,除非在那些有意義的事情上。每個附加準(zhǔn)則的應(yīng)用增加了發(fā)現(xiàn)特殊原因的靈敏度,但也增加了犯第1類錯誤的機會。58ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則:2/3A連續(xù)3點中有2點在A區(qū)或A區(qū)以外特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則2:4/5B連續(xù)5點中有4點在B區(qū)或B區(qū)以外典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則59ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則:6連串連續(xù)6點持續(xù)地上升或或下降特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則: 8缺缺C連續(xù)8點在中心線的兩側(cè),但C區(qū)沒有點典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則60ABCCBAUCLLCLABC

27、CBAUCLLCL特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則: 7單側(cè)連續(xù)7點點位于中中心線一一側(cè)特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則: 14升降連續(xù)14點交替上上下變化化典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則61ABCCBAUCLLCLABCCBAUCLLCL特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則:15C連續(xù)15點在中心線上下兩側(cè)的C區(qū)特殊原因因識別準(zhǔn)準(zhǔn)則: 1界界外有1點在A區(qū)以外典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則62使用Xbar-R控制圖的步驟案例練習(xí)習(xí):請應(yīng)用典典型特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則判定過過程是否否存在特殊原因因?63D為持續(xù)控控制延長長控制限限使用Xbar-R控制圖的步驟D當(dāng)初始的的(或歷歷史的)數(shù)據(jù)都都一致地地落在試試用的控制限內(nèi)內(nèi),就可可以延長長控制

28、限限以適用用未來的的控制需要。如果此過過程中心心線偏離離目標(biāo)值值,可能能需要針針對目標(biāo)標(biāo)值調(diào)整此此過程。這些控制制限將用用于過程程的持續(xù)續(xù)監(jiān)控,操作者者和所屬屬的管理者者根據(jù)在在X或R圖上所出出現(xiàn)的關(guān)關(guān)于位置置和變差差不受控的的信號而而采取迅迅速的措措施。64“三立即”原則:操作者或或現(xiàn)場管管理者根根據(jù)規(guī)定定的取樣樣頻率和和樣本容容量抽取取樣本組組、立即計算Xbar和R并將其畫畫在控制制圖中并并與前點點用短直直線連接接;立即應(yīng)用特殊殊原因識識別準(zhǔn)則則判定制制造過程程是否存存在特殊殊原因;如制造過過程存在在特殊的的原因,操作著著或現(xiàn)場場管理者者應(yīng)立即分析不受受控特殊殊原因并并采取措措施確保保制造

29、過過程恢復(fù)復(fù)到受控控狀態(tài)。使用Xbar-R控制圖的步驟D65UCL XLCLUCLRLCL子組編號日期時間x1x2X3X4X5均值Xbar極差R按照延長長的控制制限描新新的點。66有關(guān)“控控制”的的最終概概念在生產(chǎn)過過程中,控制的的完美狀狀態(tài)是從從來達(dá)不不到的,過程控制的目目標(biāo)不是是完美狀狀態(tài),而而是使控控制達(dá)到到合理和和經(jīng)濟(jì)的的狀態(tài),因因此為了了使用的的目的,受控的的過程并并不是在在圖上永遠(yuǎn)不失失控。如果一個個控制圖圖從來沒沒有顯示示失控,那么我我們應(yīng)該該認(rèn)真的思考一一下這個個過程是是否應(yīng)該該使用控控制圖。在車間里里,一個個受控的的過程應(yīng)應(yīng)該是只只有小比比例的點點失控,并針對失失控的點點采取

30、適適當(dāng)?shù)拇氪胧?。本章的小小結(jié)67統(tǒng)計過程程控制(SPC)四、過程程能力和和性能雙邊公差差的指數(shù)數(shù)(Cp和Cpk、Pp和Ppk、CR和PR)單邊公差差的指數(shù)數(shù)(Cpk、Ppk)過程能力力和過程程性能概概念68過程能力力和過程程性能的的概念過程能力力:僅適用于于統(tǒng)計穩(wěn)穩(wěn)定的過過程,是是過程固固有變差差的6范圍。過程性能能:過程總變變差的6范圍。如果過程程處于統(tǒng)統(tǒng)計受控控狀態(tài),過程能能力將非非常接近近過程性性能,當(dāng)當(dāng)過程的的能力和和性能6之間存在在較大差差別時表表示有特特殊原因因存在。69過程能力力和過程程性能的的概念過程能力力的計算算:過程性能能的計算算:或7026dRLSLUSLCp=-=雙邊公

31、差差的過程程測量指指數(shù)Cp:能力指數(shù)數(shù)。過程程能力與與由公差差表示的的最大可可允許的的變差進(jìn)進(jìn)行比較較。該指指數(shù)反映映了過程程是否能能夠很好好地滿足足變化要要求。計計算公式式如下:Cp不受過程程位置的的影響,這個指指數(shù)只是是針對雙雙邊公差差而計算算的。71USLUSLLSLLSL雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)6sigma6sigmaXXM72雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)Cpk:能力指指數(shù)。它它考慮了了過程的的位置和和能力。對于雙雙邊公差差,Cpk將總是小小于或者者等于Cp。Cpk和Cp應(yīng)該總是是一起進(jìn)進(jìn)行評價價和分析析。如如果Cp值遠(yuǎn)大于于對應(yīng)的的Cpk值,表明明有機會會改進(jìn)。Cpk是CPU或者

32、CPL的最小值值,公式式如下:233dRLSLxCPLxUSLCPU=-=-=Cp和Cpk僅僅當(dāng)過過程處于于穩(wěn)定狀態(tài)態(tài)時才有效。73X為過程平平均值;M為公差中中心值;K=xM(USL-LSL)/2過程偏移移系數(shù)K7410141812161.52.51.5213CPKCPUCPLCp101418121610141812162.02.02.0214CPKCPUCPLCp1.51.52.5215CPKCPUCPLCp指數(shù)差異說明75請依照上個課堂練練習(xí)的數(shù)據(jù),計算下列指數(shù):Cp、Cpk、K。案例練習(xí)習(xí)76材料經(jīng)熱熱處理后后其硬度度公差要要求為572HRC,現(xiàn)有一一批材料料經(jīng)抽樣樣得其硬硬度的過過程

33、分布布和能力力為Xbar3=57.41.40,請計算算Cp以及過程程能力指指數(shù)Cpk分別為多多少?案例練習(xí)習(xí)776LSLUSLPp-=雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)Pp:性能指數(shù)數(shù)。過程程性能與與由公差差表示的的最大可可允許的的變差進(jìn)進(jìn)行比較較。該指指數(shù)反映映了過程程是否能能夠很好好地滿足足變化要要求。計計算公式式如下:6SLSLUSL-=78USLUSLLSLLSL雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)6sigma6sigmaXXM79雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)pk:性能指數(shù)。它它考慮了了過程的的位置和和性能。對于雙雙邊公差差,pk將總是小小于或者者等于p。 pk和p應(yīng)該總是是一起進(jìn)進(jìn)行評價價和分析析

34、。如如果p值遠(yuǎn)大于于對應(yīng)的的pk值,表明明有機會會改進(jìn)。pk是PU或者PL的最小值值,公式式如下:33LSLxPLxUSLPU-=-=80雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)如果過程程處于統(tǒng)統(tǒng)計受控控狀態(tài),過程能能力將非非常接近近于過程程性能。C和P之間出現(xiàn)現(xiàn)較大差差異,表表明有特特殊原因因出現(xiàn)。81雙邊公差差的過程程測量指指數(shù)CR:能力比比值,是是Cp的倒數(shù):CR=1/CpPR:性能比比值,是是Pp的倒數(shù):PR=1/PpPPM:百萬分分之一不不合格率率有時作作為過程程能力的的補充測測量。82請依照上個課堂練練習(xí)的數(shù)據(jù),計算下列指數(shù):Pp、Ppk;CR、PR。課堂練習(xí)習(xí)83材料經(jīng)熱熱處理后后其硬度度規(guī)

35、格要要求為572HRC,現(xiàn)有一一批材料料經(jīng)抽樣樣得其硬硬度的過過程分布布和性能能為Xbar3=57.41.35,請計算算Pp以及過程程能力指指數(shù)Ppk分別為多多少?案例練習(xí)習(xí)8426dRLSLUSLCp=-=單邊公差差的過程程測量指指數(shù)Cp:能力指數(shù)數(shù)。過程程能力與與由公差差表示的的最大可可允許的的變差進(jìn)進(jìn)行比較較。該指數(shù)對對于單邊邊公差沒沒有意義義。如果產(chǎn)品品的特性性具有物物理極限限(例如如:平面面度不可可能小于于0),Cp就可以用用物理極極限(0)作為下下限的替替代值來來計算。85單邊公差差的過程程測量指指數(shù)Cpk為能力指指數(shù)。它它同時考考慮了過過程的位位置和能能力。對于單邊邊公差,Cpk

36、等于CPU或者CPL,公式如如下:233dRLSLxCPLxUSLCPU=-=-=Cpk=Cpk=(只有公差差上限)(只有公差差下限)866LSLUSLp-=單邊公差差的過程程測量指指數(shù)Pp:能力指數(shù)數(shù)。過程程能力與與由公差差表示的的最大可可允許的的變差進(jìn)進(jìn)行比較較。該指數(shù)對對于單邊邊公差沒沒有意義義。如果產(chǎn)品品的特性性具有物物理極限限(例如如:平面面度不可可能小于于0),Pp就可以用用物理極極限(0)作為下下限的替替代值來來計算。87單邊公差差的過程程測量指指數(shù)Ppk為性能能能力指數(shù)數(shù)。它同同時考慮慮了過程程的位置置和性能能。對于單邊邊公差,Ppk等于PPU或者PPL,公式如如下:33LSL

37、xPPLxUSLPPU-=-=Ppk=Ppk=(只有公差差上限)(只有公差差下限)88單邊公差差的過程程測量指指數(shù)CR:能力比比值,是是Cp的倒數(shù):CR=1/CpPR:性能比比值,是是Pp的倒數(shù):PR=1/Pp上述兩個個指數(shù)對對于單邊邊公差沒沒有意義義。89統(tǒng)計過程程控制(SPC)六、設(shè)備備能力研研究90根據(jù)美國國工業(yè)界界的經(jīng)驗驗,長期期的過程程變差的的來自設(shè)設(shè)備變差差。設(shè)備能力力指數(shù)mk表示僅由由設(shè)備普普通原因因變差決決定的能能力,與與公差和和生產(chǎn)設(shè)設(shè)備的加加工變差差有關(guān),設(shè)備能能力指數(shù)數(shù)只考慮慮短期的的變差,盡可能能排除對對過程有有影響而而與設(shè)備備無關(guān)的的因素。設(shè)備能力力指數(shù)mk設(shè)備普通通

38、原因人員設(shè)備材料測量環(huán)境方法91設(shè)備能力力研究:連續(xù)50件產(chǎn)品,排除3M1E,將設(shè)備備/模具/檢具/調(diào)整裝置置視為一一個整體體;過程能力力研究:至少25個子組,每個子子組內(nèi)4-6件產(chǎn)品,盡量包包括4M1E。設(shè)備能力力指數(shù)mk過程普通通原因人員設(shè)備材料測量環(huán)境方法92進(jìn)行設(shè)備備能力研研究的時時機:新的設(shè)備備/模具;新產(chǎn)品;設(shè)備/模具維修修后(對對產(chǎn)品有有影響);設(shè)備搬遷遷后;公差縮緊緊;長期停產(chǎn)產(chǎn)后;產(chǎn)品不合格格追查原原因時;加工過程程/輸出狀態(tài)態(tài)更改等等。設(shè)備能力力研究設(shè)備能力力要求:Cmk1.6793計算Cmk:1、連續(xù)取取樣50件產(chǎn)品品;2、連續(xù)續(xù)取樣過過程中,不變更更工藝參參數(shù)、材材料、

39、作作業(yè)人員員、環(huán)境境;3、估計設(shè)設(shè)備變差差;4、計算Cm、Cmk;5、分析和和改進(jìn)(必要時時)。設(shè)備能力力研究94mk計算公式式:或用連續(xù)續(xù)50件的數(shù)據(jù)據(jù)任意分分組后的的Rbar/d2估計的sigma來計算。9512345678910150474650465047485049250534548484949505051349534949505250464951452454849545148495146551504952505452515348課堂練習(xí)習(xí)假設(shè)其規(guī)格為505,計算設(shè)備能力力指數(shù)Cm、Cmk?96統(tǒng)計過程程控制(SPC)六、其它它類型計量型控控制圖預(yù)控制圖圖紅綠燈信信號控制制圖97將過

40、程變變差分為為三個部部分:低低警告區(qū)區(qū)、目標(biāo)標(biāo)區(qū)、高高警告區(qū)區(qū)。目標(biāo)區(qū)域域指定為為綠色,警告區(qū)區(qū)域是黃黃色,停停止區(qū)域域是紅色色。紅綠燈信信號控制制圖98紅綠燈信信號控制制圖中的的假設(shè)是是:過程是統(tǒng)統(tǒng)計受控控的;過程能力力(包括括測量變變差)是是可接受受的;過程靠近近目標(biāo)值值。一旦通過過使用計計量型數(shù)數(shù)據(jù)技術(shù)術(shù)的過程程能力研研究,驗驗證符合合了這個個假設(shè),過程分分布能夠夠被這樣樣劃分:均值+-1.5標(biāo)準(zhǔn)差被被標(biāo)注為為綠色區(qū)區(qū)域,過過程分布布的其它它區(qū)域是是黃色。過程分分布(99.73%的范圍)以外的的任何區(qū)區(qū)域被標(biāo)標(biāo)注為紅紅色。如果過程程分布遵遵循正態(tài)態(tài)分布,分布的的大約86.6%是在綠色色區(qū)

41、內(nèi),13.2%是在黃色色區(qū)內(nèi)。紅綠燈信信號控制制圖99紅綠燈信信號控制制圖停止區(qū)停止區(qū)警告區(qū)警告區(qū)目標(biāo)區(qū)LSLUSL停止區(qū)停止區(qū)警告區(qū)警告區(qū)目標(biāo)區(qū)LSLUSL100為達(dá)到與與樣本容容量為5的Xbar和R控制圖相相當(dāng)?shù)目乜刂疲t紅綠燈信信號控制制圖的步步驟如下下:1、檢查兩兩個零件件,如果果兩件都都在綠色色區(qū)域,繼續(xù)運運行。2、如果一一個或兩兩個都在在紅色區(qū)區(qū)域,停停止過程程,通知知指定人人員采取取糾正措措施和材材料挑選選。在調(diào)調(diào)整或其其它改正正完成時時,重復(fù)復(fù)步驟1。3、如果一一個或兩兩個都在在黃色區(qū)區(qū)域,檢檢查三個個零件。如果零零件落在在紅色區(qū)區(qū)域,停停止過程程,通知知指定人人員采取取糾正措

42、措施和材材料挑選選。在調(diào)調(diào)整或其其它改正正完成時時,重復(fù)復(fù)步驟1。如果沒有有零件落落在紅色色區(qū)域,但有三三個或更更多個零零件落在在黃色區(qū)區(qū)域(來來自5個零件),停止止過程,通知指指定人員員采取糾糾正措施施和材料料挑選。在調(diào)整整或其它它改正完完成時,重復(fù)步步驟1。如果三個個或更多多個零件件落在綠綠色區(qū)域域并且其其它的在在黃色區(qū)區(qū)域,繼繼續(xù)運行行。紅綠燈信信號控制制圖101否執(zhí)行反應(yīng)應(yīng)計劃是否另外選3個樣本否是全部在綠色區(qū)?有落在紅紅色區(qū)?設(shè)置過程程正常生產(chǎn)產(chǎn)選2個零件是有落在紅紅色區(qū)?3-5個落在黃色區(qū)?是紅綠燈信信號控制制圖102預(yù)控制圖圖預(yù)控制圖圖的目的的是對不不合格的的控制而而不是過過程控

43、制制,它的的控制是是基于公公差而不不是過程程變差。預(yù)控制圖圖中的假假設(shè)是:過程有一一個平坦坦的損失失函數(shù);過程性能能(包括括測量系系統(tǒng)變差差)小于于或等于于公差;第一個假假設(shè):過過程中變變差的所所有特殊殊來源是是受控的的;第二個假假設(shè):生生產(chǎn)的零零件不用用挑選就就有99.73%落在規(guī)范范以內(nèi)。103預(yù)控制圖圖假設(shè)能夠夠滿足,公差劃劃分成:名義值值+-1/4公差被標(biāo)標(biāo)注為綠綠色區(qū)域域,規(guī)范范內(nèi)其它它區(qū)域是是黃色。規(guī)范以以外的區(qū)區(qū)域被標(biāo)標(biāo)注為紅紅色。對一個Cp、Cpk等于1的正態(tài)分分布的過過程,大大約86.6%的零件落落是在綠綠色區(qū)域域,13.2%的零件落落在黃色色區(qū)域和和0.3%的零件落落在紅色

44、色區(qū)域。如果發(fā)發(fā)現(xiàn)過程程分布是是非正態(tài)態(tài)的或能能力很高高時,也也可以做做類似的的計算。預(yù)控制圖圖的取樣樣使用的的樣本容容量為2。但是,在開始始取樣前前,過程程生產(chǎn)的的5個連續(xù)的的零件必必須落在在綠色區(qū)區(qū)域。然然后把兩兩個數(shù)據(jù)據(jù)點中的的每一個個描在控控制圖上上并且對對照一組組規(guī)則進(jìn)進(jìn)行評審審。104預(yù)控制圖圖名義值1/2公差名義值LSLUSL名義值1/4公差名義值1/2公差名義值1/4公差名義值1/2公差名義值LSLUSL名義值1/4公差名義值1/2公差名義值1/4公差105預(yù)控制圖圖使用預(yù)控控制圖時時,應(yīng)使使用下列列規(guī)則:兩個數(shù)據(jù)據(jù)點都落落在綠色色區(qū)域繼續(xù)運行行過程。一個數(shù)據(jù)據(jù)落在綠綠色區(qū)域域

45、,一個個數(shù)據(jù)落落在黃色色區(qū)域繼續(xù)運行行過程。兩個點落落在黃色色區(qū)域(同一區(qū)區(qū))調(diào)整過程程。兩個點落落在黃色色區(qū)域(相反區(qū)區(qū))停止過程程并調(diào)查查。一個點落落在紅色色區(qū)域停止過程程并調(diào)查查。每當(dāng)過程程被調(diào)整整,在開開始取樣樣前,過過程生產(chǎn)產(chǎn)的5個連續(xù)的的零件必必須落在在綠色區(qū)區(qū)域。106預(yù)控制圖圖預(yù)控制圖圖的好處處:簡單。預(yù)控制圖圖的缺點點:既不能估估計也不不能監(jiān)控控過程的的穩(wěn)定性性。預(yù)控制圖圖:是一一個以判判定符合合性為基基礎(chǔ)的工工具,不不是一個個過程控控制工具具。107統(tǒng)計過程程控制(SPC)七、計數(shù)數(shù)型控制圖p控制圖np控制圖c控制圖u控制圖108A、收集數(shù)據(jù)B、建立控制限C、統(tǒng)計上是是否受

46、控的解解釋D、為了持續(xù)續(xù)控制延長控制制限使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟109步驟收集數(shù)據(jù)A1、選擇子組的容量、頻率及數(shù)量;A2、計算每個子組內(nèi)的不合合格品率率;A3、選擇控制圖的坐標(biāo)刻度;A4、將不合格品品率描繪在控制圖上。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟110A1、選擇子組的容量、頻率及數(shù)量因控制限限是基于于近似的的正態(tài)分分布,故故使用的的樣本容容量應(yīng)該該使np5。子組容量:用于計數(shù)型數(shù)據(jù)的控制圖一般要求求較大的子組容量(例例如50200)以以便檢驗出性能的的變化,一般般希望每每組內(nèi)能包括幾個不合格品品;分組頻率:應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品的周期確定分組的頻率以便幫助分析和和糾正發(fā)現(xiàn)的問題。時

47、間隔短則反饋快,但與大的子組容量的要要求矛盾盾;子組數(shù)量:要大于等于25組以上,才才能判定定其穩(wěn)定性。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟111A2、計算每個子組內(nèi)的不合格格品率記錄每個樣本組組的下列值值:樣本數(shù)量n發(fā)現(xiàn)的不合格格品的數(shù)量d(np)通過上述數(shù)數(shù)據(jù)計算每個子組組的不合格品品率:使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟i為子組數(shù)數(shù)112A3、選擇控制圖的坐標(biāo)刻度描繪數(shù)據(jù)點點用的圖應(yīng)將不合格品品率作為縱坐標(biāo)標(biāo),識別的子組作為橫坐標(biāo)??v坐標(biāo)刻度應(yīng)從0到初步步研究數(shù)據(jù)讀數(shù)數(shù)中最大的的不合格格品率值的1.5到到2倍。劃圖區(qū)域域使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟113A4、將不合格品品率

48、描繪在控制圖上將每個子子組組的的不合格格品率p描繪在控制圖上;依次用直直線連接接,將這這些點連成線通常有助助于發(fā)現(xiàn)異異常圖形和趨勢;當(dāng)點描完后,粗覽一遍看看看它們是否合理理,如果果任意一一點比別的高高出或低低出許多,檢查計算是否正正確;記錄過程的變化或者可可能影響過程的異常狀況,當(dāng)這些情況被發(fā)現(xiàn)時,將它們記錄在控制圖的“備注”欄位。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟114步驟建立控制限B1、計算過程平均不不合格品品率;B2、計算上、下下控制限限;B3、畫線并標(biāo)標(biāo)注。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟115nipppLCLnipppUCLpCLnnndddnnnpnpnpnppppkkk

49、kk)1(3)1(3. .2121212211-=-+=+=+=中心線和和控制限限:計算過程平均不合合格品率和控制限:使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟116使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟如果樣本本容量(n)恒定,控制限限為:npppLCLnpppUCLpp)1(3)1(3-=-+=117使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟當(dāng)樣本容容量變化化時,如如果nmin/nmax0.75則控制限限不變:n為子組樣本容量的均值npppLCLnpppUCLpp)1(3)1(3-=-+=118任何處理理可變控控制限的的程序都都會變得得麻煩,并且可可能使解解釋控制制圖的人人員造成成混淆。如果可能能

50、的話,最好是是調(diào)整數(shù)數(shù)據(jù)收集集計劃,從而使使用固定定的樣本本容量。也可以進(jìn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)變換,形成固固定控制制限的通通用控制制圖。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟119步驟過程是否受控控的制釋釋C1、分析數(shù)據(jù)點,找出不不穩(wěn)定證據(jù);C2、尋找并糾正特殊原因;C3、重新計算控制限限。使用不合合格品率率控制圖(p圖)的步驟120C2、尋找并糾正特殊原因當(dāng)從數(shù)據(jù)據(jù)中已發(fā)現(xiàn)了失控的的情況時,則必須研究操作作過程以便確定其原因。然后糾正該原因并盡可能防止止其再發(fā)生。由于特殊原因因是通過控制圖發(fā)現(xiàn)的,希望望操作者者或現(xiàn)場檢驗驗員有能力找出特殊殊原因并糾正。C3、重新計算控制界界限當(dāng)進(jìn)行初始過程研究或或?qū)^程能力重重新評價時,應(yīng)計算試驗控制限;一旦控制圖穩(wěn)穩(wěn)定和受受

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