SPC統(tǒng)計制程管理

SPC統(tǒng)計過程控制一、什么是統(tǒng)計過程控制（SPC）統(tǒng)計學(xué)（Statistics)是數(shù)學(xué)的一個分支：1、從所有同類項目（總體）（population）中抽取一些項目（樣本）（samples）。2、計算集中特性，如平均數(shù)（）、極差（R）、方差（V）和標(biāo)準(zhǔn)差（S）。3、對于總體分布，通過對抽樣分布做假設(shè)，便可提供對總體采取措施的基礎(chǔ)。過程（process）是指生產(chǎn)產(chǎn)品/服務(wù)的一系列行動或者操作，也指支持產(chǎn)品/服務(wù)的過程，如管理、采購與工藝?？刂疲╟ontrol）的意思是通過過程控制成功地控制產(chǎn)品服務(wù)。通過經(jīng)預(yù)先設(shè)計的實(shí)驗(yàn)及采用統(tǒng)計技巧成功地：1）過程進(jìn)行控制；2）維持或改善控制，目標(biāo)是指品質(zhì)維持不變。把統(tǒng)計、過程及控制三個名詞的英文字頭連起來就是SPC

SPC可

以

幫

助

我

們

區(qū)分正常波動和異常波動；及時發(fā)現(xiàn)異常征兆；消除異常因素；減少異常波動；提高過程能力；預(yù)防控制？何時使用SPC

1、原則上，應(yīng)該用于有數(shù)量特性或參數(shù)和持續(xù)性的所有工藝過程；

2、SPC使用的領(lǐng)域是大規(guī)模生產(chǎn)；

3、多數(shù)企業(yè)，SPC用于生產(chǎn)階段；

4、在強(qiáng)調(diào)預(yù)防的企業(yè)，在開發(fā)階段也用SPC。基本統(tǒng)計術(shù)語總體——數(shù)據(jù)整體，如1000臺燃具樣本——一組之包含部分整體的數(shù)據(jù)，如1000臺燃具中的其中10臺平均值——所有值總和除以樣本容量中位數(shù)——順序（由小至大或由大至小）數(shù)列中心項的數(shù)值眾數(shù)——在樣本中出現(xiàn)最多的值標(biāo)準(zhǔn)差σ（Sigma）——過程輸出的分布寬度，距離平均值的偏差極差——一個子組、樣本或總體中最大值與最小值之差；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。移動極差（MovingRange)——兩個或多個連續(xù)樣本值中最大值和最小值之差。SPC控制圖課程目的：了解控制圖的分類與應(yīng)用，掌握針對質(zhì)量特性值選擇控制圖類型。課程內(nèi)容

1、控制圖的基本原理；2、計量值與計數(shù)值控制圖；3、分析與控制用控制圖；4、控制圖的應(yīng)用時機(jī)；5、控制圖的應(yīng)用步驟。

計量值：用各種計量儀器測出、以數(shù)值形式表現(xiàn)的測量結(jié)果，包括用量儀和檢測裝置的零件尺寸、長度、形位誤差等。計數(shù)值：通常指不用儀器即可測出的數(shù)據(jù)。計件如不合格品（如外觀不良數(shù)；計點(diǎn)如電池激光焊接的氣密性，短路數(shù)等?？刂茍D的基本原理

以3σ原理為基礎(chǔ)：管制圖是以常態(tài)分配中的3σ原理為理論依據(jù)，中心線為平均值，上下控制界限為以平均值加減3σ的值，以判斷過程中是否有問題發(fā)生，此即休哈特博士所創(chuàng)的控制方法。

中心極限定理：無論隨機(jī)變量的共同分布是什么（離散分布或連續(xù)分布。正態(tài)分布或者非正態(tài)分布），只要獨(dú)立統(tǒng)分布隨機(jī)變量的個數(shù)n較大時，Xbar的分布總是正態(tài)分布。正態(tài)分布的概率

68.26%99.73%95.45%

控制圖要素

縱坐標(biāo)：數(shù)據(jù)（質(zhì)量特性值或其統(tǒng)計量）橫坐標(biāo)：按時間順序抽樣的樣本編號上虛線：上控制界限下虛線：下控制界限中實(shí)線：中心線CL注：

規(guī)格線：由客戶或者設(shè)計部門給出

控制界限：由過程的實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)計計算得出；

一般情況，控制界限嚴(yán)于規(guī)格線；控制圖的分類計量值管制圖平均值與極差控制圖平均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖中位數(shù)與極差控制圖單值移動極差控制圖計數(shù)值管制圖不良率控制圖不良數(shù)控制圖缺點(diǎn)數(shù)控制圖單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖控制圖的應(yīng)用時機(jī)n:樣本容量控制圖的分類（按用途分）解析用穩(wěn)定，能力可接受控制用解析用控制圖—決定過程控制方法用—過程解析用—過程能力研究用—過程管制準(zhǔn)備用控制用控制圖—追查不正常原因—迅速消除此項原因—研究并防止采取此項原因重復(fù)發(fā)生之措施制作分析用控制圖的目的

1、在控制圖的設(shè)計階段使用，主要用以確定合理的控制界限；

2、每一張控制圖上的控制界限都是由該圖上的數(shù)據(jù)計算出來的；

3、控制圖的控制界限由分析階段確定；

4、使用時只需把采集到的樣本數(shù)據(jù)或者統(tǒng)計量在圖上打點(diǎn)就行；

制作分析用控制圖注意點(diǎn)：1、上下控制線和中心線都是通過抽樣收集過去一段生產(chǎn)穩(wěn)定狀態(tài)下的數(shù)據(jù)計算出來的；2、根據(jù)計算結(jié)果作成分析用控制圖，并確認(rèn)是在穩(wěn)定狀態(tài)下且能力尚可后，方可將其控制線應(yīng)用在過程控制控制圖上?？刂茍D繪制流程計算Pp,Ppk事件日志控制圖的應(yīng)用步驟1、選取要控制的質(zhì)量特性值；2、選擇合適的控制圖種類；3、確定樣本組數(shù)K，樣本量n和抽樣間隔，一般樣本組數(shù)不少于20~25個；4、收集生產(chǎn)條件比較穩(wěn)定和比較有代表性的一批數(shù)據(jù)（至少100個以上）；5、計算各組樣本統(tǒng)計量，如樣本均值、極差、標(biāo)準(zhǔn)差；6、計算各組統(tǒng)計量控制界限（LCL，CL，UCL）；7、畫控制圖，并將計算出的統(tǒng)計量在控制圖上打點(diǎn)；8、觀察分析控制圖；9、決定下一步行動。計量值控制圖一、均值極差圖（—R）

最常用，最基本

適用于n≤10的情況；

均值圖用于顯示子組間的波動，觀察和分析數(shù)據(jù)分布的均值的變化，即過程的集中趨勢（穩(wěn)定趨勢）；極差圖用于顯示子組間的波動，觀察和分析數(shù)據(jù)分布的分散，即過程的離散程度；

精度尚可，使用方便。1、選擇控制特性X能測定的產(chǎn)品或過程特性對客戶用及生產(chǎn)關(guān)系重大的特性對下到工序影響較大的特性經(jīng)常出問題的特性關(guān)鍵產(chǎn)品或過程特性控制計劃中有規(guī)定的控制項目均值—極差控制圖作法重點(diǎn)2）、決定樣本大小及抽樣頻率

a.n約在2—5之間，不宜太大；

b.同一組數(shù)據(jù)盡量是同一時間及同一生產(chǎn)條件下生產(chǎn)的成品；

c.初期分析的過程系統(tǒng)盡量以較高的抽樣頻率連續(xù)取樣，穩(wěn)定的過程系統(tǒng)頻率可以較低；

d.每組樣本應(yīng)記錄日期、時間、作業(yè)員、機(jī)臺、原材料或零件批號等層別，以利發(fā)掘和矯正特殊原因；

e.不影響生產(chǎn)作業(yè)及可接受的成本。

3）、決定樣本組數(shù)K—足夠的樣本組數(shù)以保證過程系統(tǒng)的主要變異有機(jī)會出現(xiàn)。及時法定期法

極小化樣本內(nèi)差異極大化樣本間差異可提供性原因出現(xiàn)具體時間對工序變異敏感樣本是齊同的

極大化樣本差異

極小化樣本間差異

只能提供系統(tǒng)性原因出現(xiàn)的時間段

或者在某些特定工序下適用難以形成齊同性樣本取樣法的比較—R控制圖的作法1）收集數(shù)據(jù)：至少75個以上，最好100個以上（要按照一定的原則決定樣本的間隔時間、組數(shù)和樣本大小n)；計算各組樣本統(tǒng)計量，如樣本平均值、極差及總平均值；3）計算控制界限

均值控制圖極差控制圖

均值極差控制圖應(yīng)用實(shí)例

1.一新電池經(jīng)試制一周后，初期過程控制能力足夠，量產(chǎn)時每天收集一組數(shù)據(jù)，每組n=5，共收集20組，產(chǎn)品規(guī)格為50+/-5V，請制作并解析Xbar-R控制圖。

計算控制線和描點(diǎn)習(xí)題：1.比克電池品質(zhì)部為控制切片過程中裁小切片的切片寬度，收集20組（每組抽測5個樣品）數(shù)據(jù)后，檢測得到的=0.715,

=0.123,試計算此切片的ＳＰＣ上下控制線。典型特殊原因識別準(zhǔn)則的匯總1一個點(diǎn)遠(yuǎn)離中心線超過三個標(biāo)準(zhǔn)差2連續(xù)7點(diǎn)位于中心線一側(cè)3連續(xù)6點(diǎn)上升或下降4連續(xù)14點(diǎn)上下交替變化5在中心線同一側(cè)連續(xù)3點(diǎn)有2點(diǎn)超過中心線2個標(biāo)準(zhǔn)差6在中心線同一側(cè)連續(xù)5點(diǎn)有4點(diǎn)超過中心線1個標(biāo)準(zhǔn)差7連續(xù)15個點(diǎn)排列在中心線一個標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)（任一側(cè)）8連續(xù)8個點(diǎn)距中心線的距離大于1個標(biāo)準(zhǔn)差（任一側(cè)）何時應(yīng)該重新計算控制界限１.控制圖是根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)下的條件（人員、設(shè)備、原材料、工藝方法、測量系統(tǒng)、環(huán)境即5M1E）來制定的。如果上述條件變化，則必須重新制定控制圖，例如：設(shè)備更新、經(jīng)過修理、更換零件；改變工藝參數(shù)或采取新工藝；改變測量方法或測量儀器；采用新型原材料或者其它原材料；環(huán)境變化2.一定時間后檢驗(yàn)控制圖是否適用；3.過程能力值有大的變化時；二、均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（Xbar-S）

子組樣本容量較大，因此更有效地體現(xiàn)變差，檢出能力高；

當(dāng)n≥10時，S圖代替R圖，因?yàn)镽圖所反映的過程的分散程度已經(jīng)不合適，誤差太大，所以采用對過程分散程度反映較好的S圖。

計算復(fù)雜，因此適用于采用計算機(jī)或者袖珍計算器能簡單按程序計算S的情況下。

精度最高，計算量大。1）收集數(shù)據(jù)(20組以上)；計算各組的平均值、標(biāo)準(zhǔn)差、總平均值和標(biāo)準(zhǔn)差的平均值；均值的計算同-R控制圖標(biāo)準(zhǔn)差的計算為：S=或者S=其中：，，n分別代表樣本的單值、均值和樣本容量—S控制圖的作法3）計算控制界限

均值控制圖標(biāo)準(zhǔn)差控制圖均值—標(biāo)準(zhǔn)差控制圖控制線計算舉例均值—標(biāo)準(zhǔn)差控制圖實(shí)例三、單值—移動極差控制圖（X-MR）

與均值-極差控制圖的作用類似；

不需要多個測量值或者樣本是均勻的；

因?yàn)橘M(fèi)用或者時間的關(guān)系，過程只有一個測量值（如破壞性實(shí)驗(yàn)）；

用自動化檢查，對產(chǎn)品進(jìn)行全檢；

精度較差，計算量小移動極差——是指一個測定值與緊鄰的測定值之間的絕對值，記作，

i=(1,2,….,k-1)K為測定值的個數(shù)；K個測定值有K-1個移動極差，每個移動極差值相當(dāng)于樣本大小n=2時的極差值。1）計算總平均數(shù)：2）計算移動極差平均數(shù)：3）計算控制界限：

X控制圖

控制圖

X—MR控制圖實(shí)例例：某制藥廠某藥品堿的單號數(shù)據(jù)如表，做單值—移動極差圖控制圖實(shí)例計量值控制圖的合理分組：

控制圖是研判過程系統(tǒng)變異的原因是普通原因還是特殊原因的統(tǒng)計分析工具。如何達(dá)成此目的，取決與數(shù)據(jù)收集時合理分組與否。

讓組內(nèi)變異最小化，組間變異最大化是合理分組的原則計量值控制圖的導(dǎo)入注意事項因計量值控制圖牽涉到較多的工程技術(shù)問題，因而在導(dǎo)入前要注意準(zhǔn)備下列事項：建立一個適宜的矯正行動的管理制度，如在品質(zhì)異常處理標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)中規(guī)定，當(dāng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示異常時，作業(yè)員如何處置，向誰報告；

定義過程系統(tǒng)，以確定影響過程的因素，如5M1E，或以特性要因圖分析；定義控制特性；

定義現(xiàn)場異常事件，如停機(jī)、停電、換線、換模具，用新材料或替代材料，工程變更；

定義測量體統(tǒng)，并進(jìn)行測量系統(tǒng)分析；

為了減少不必要的變異來源，要進(jìn)行合理的分組；計數(shù)值控制圖

不合格數(shù)控制圖（Pn圖）

不合格品率（P圖）

缺陷數(shù)控制圖（C圖）

缺陷率控制圖（U圖）計數(shù)值數(shù)據(jù)計件值數(shù)據(jù)（不合格品數(shù)）計點(diǎn)值數(shù)據(jù)（缺陷）每組樣品五個以上不合格品每組樣品五個以上缺陷計數(shù)值控制圖的制作重點(diǎn)1）收集數(shù)據(jù)：決定樣本大小，抽樣頻率及組數(shù)K；2）決定樣本大小及抽樣頻率---n約在50—200之間，不宜太?。╪p≥5）；---不同組的樣本大小n不一定相同，但最好相同；若無法相同，差異程度最好別超過±25%；---假如一件成品有多個檢驗(yàn)項目，其中有一項不符，則整件成品算不良；---每組樣本應(yīng)記錄日期，時間，作業(yè)員，機(jī)臺，原材料或零件批號等層別，以利發(fā)掘和矯正特殊原因。3）決定樣本組數(shù)K---足夠的樣本數(shù)以保證過程系統(tǒng)的主要變異有機(jī)會出現(xiàn)；---25組以上的樣本以能證明過程的控制狀態(tài)及估計過程的不良率。一、不合格品數(shù)控制圖（Pn圖）

作圖步驟

1）、確定數(shù)據(jù)樣本容量n的大?。╪恒定，常取50以上的數(shù)據(jù)）；

2）、收集數(shù)據(jù)，K為樣本數(shù)；

3）、計算中心線和控制界限；不合格品數(shù)控制圖案例二、不合格品率控制圖（P圖）

作圖步驟

1）、收集數(shù)據(jù)；

2）、計算不合格品率P及平均不合格品率；

3）、計算中心線和控制界限；

平均不合格品率=不合格總數(shù)/檢查總數(shù)三、缺陷數(shù)控制圖（C圖）

作圖步驟

1）、收集數(shù)據(jù)（樣本量恒定）；

2）、計算平均缺陷數(shù)C（每組缺陷至少5個以上）；

3）、計算中心線和控制界限；

四、單位缺陷率控制圖（U圖）

作圖步驟

1）、收集數(shù)據(jù)（樣本量可以不同，但須控制在±25%之內(nèi)）；

2）、計算平均缺陷數(shù)（每組缺陷至少5個以上）；

3）、計算中心線和控制界限；

n為當(dāng)班檢查數(shù)

計數(shù)值控制圖的合理分組原則：

1、過程作業(yè)應(yīng)在同一條件下；

2、同一時間內(nèi)生產(chǎn)的數(shù)據(jù)盡量分成一組；

3、樣本大小n，盡量使15>np>5，不宜過大和過?。?/p>

計數(shù)值控制圖的導(dǎo)入注意事項建立一個適宜的矯正行動的管理制度，如在品質(zhì)異常處理標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)中規(guī)定，當(dāng)現(xiàn)場數(shù)據(jù)顯示異常時，作業(yè)員如何處置，向誰報告；

定義過程系統(tǒng)，以確定影響過程的因素，如5M1E，或以特性要因圖分析；

定義控制特性并定義不良或缺點(diǎn)代號及名稱，以方便作業(yè)員記錄；

定義現(xiàn)場異常事件，如停機(jī)、停電、換線、換模具，用新材料或替代材料，工程變更；

定義測量體統(tǒng)，并進(jìn)行測量系統(tǒng)分析；

為了減少不必要的變異來源，要進(jìn)行合理的分組；控制圖的分類與選用匯總過程能力研究目的：理解進(jìn)行過程能力分析的重要性；掌握過程能力指數(shù)的計算和分析方法。內(nèi)容：過程能力的概念；分析過程能力的意義；過程能力指數(shù)計算及分析；過程能力指數(shù)的評價；過程能力圖示過程能力

處于穩(wěn)定狀態(tài)下的實(shí)際加工能力；以產(chǎn)品質(zhì)量特性值的變異或波動來表示。

根據(jù)3σ原理，在分布范圍U±3σ內(nèi)，包含了99.73%的數(shù)據(jù)，接近于1，因此以±3σ即6σ為標(biāo)準(zhǔn)來衡量過程是否具有足夠的精確度和良好的經(jīng)濟(jì)特性。把過程能力記作B，則B=6σ

過程能力指數(shù)

是依特性值的規(guī)格或過程特性的中心位置及一定程度，來表示過程中心的偏移和過程均勻度。

影響過程能力的因素：人、機(jī)、料、法、測、環(huán)進(jìn)行過程能力分析的意義

一、保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作；

二、提高過程能力的有效手段；

三、找出產(chǎn)品質(zhì)量的改進(jìn)方向；

四、向客戶證明加工過程的能力。

Cp,Cpk與Pp,Ppk的區(qū)別Cp：過程能力指數(shù)——我們能做得多好Cpk：

我們真正能做得多好Pp：過程性能指數(shù)——我們實(shí)際做到多好Ppk：修正的過程性能指數(shù)——我們實(shí)際真正做到多好應(yīng)用時機(jī)過程能力指數(shù)Cpk：量產(chǎn)階段；用于過程能力研究。過程性能指數(shù)Ppk：新產(chǎn)品試做階段；初期生產(chǎn)階段；

工程變更或者設(shè)備變更時；用于初始過程性能研究過程Sigma的計算公式

一、計量型

估計Sigma：

二、計數(shù)型

計件型Simga:

計點(diǎn)Sigma:過程能力指數(shù)的公式公式中使用的sigma為估計值習(xí)