愛波瑞管理咨詢公司課件

統(tǒng)計(jì)過程控制（spc）講義

statisticalprocesscontrol

杭州方欣企業(yè)管理咨詢有限公司王五星2024/1/61愛波瑞管理咨詢公司課程目的1.理解和掌握統(tǒng)計(jì)過程控制的概念2.統(tǒng)計(jì)過程控制在持續(xù)改進(jìn)工作中的作用3.掌握統(tǒng)計(jì)過程控制的重要工具---控制圖4.在實(shí)際工作中應(yīng)用控制圖(計(jì)數(shù)型,計(jì)量型)5.理解和計(jì)算過程能力,以符合ISO/TS16949的要求2024/1/62愛波瑞管理咨詢公司控制圖的發(fā)展史

1920’s美國貝爾實(shí)驗(yàn)室休哈特博士開始使用控制圖。1940’s二次世界大戰(zhàn)期間，美國軍工產(chǎn)品使用抽樣方案和控制圖以保證軍工產(chǎn)品的質(zhì)量。1950’s

質(zhì)量管理大師戴明博士在日本工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中全面推行SPC。

日本JUSE（科學(xué)家協(xié)會）設(shè)置“戴明”獎，獎勵那些有效實(shí)施統(tǒng)計(jì)技術(shù)的企業(yè)。

石川磬提出“QC七道具”，幫助生產(chǎn)現(xiàn)場人員分析和改進(jìn)質(zhì)量問題，并推動廣泛應(yīng)用。1970’s有效地推行“QC圈”和應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)使日本經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，成為高品質(zhì)產(chǎn)品的代名詞。1980’s

美國等其他國家緊隨日本的步伐，開始推行“QC小組”和統(tǒng)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。

MOTOROLA公司頒布“QC挑戰(zhàn)”，通過SPC的實(shí)施進(jìn)過程能力，并提出追求“6σ”目標(biāo)。1987ISO9000標(biāo)準(zhǔn)建立并頒布實(shí)施，明確要求實(shí)施統(tǒng)計(jì)技術(shù)。

2024/1/63愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述預(yù)防與檢測

通過質(zhì)量控制來檢查最終產(chǎn)品并剔除不符和規(guī)范的產(chǎn)品，為檢測的方法。檢測方法是浪費(fèi)的。因?yàn)樵试S將時(shí)間和材料投入到無增值得生產(chǎn)和服務(wù)中。通過控制生產(chǎn)各相關(guān)要素，保證避免無效的輸出，為預(yù)防的方法。預(yù)防方法要求盡可能第一次就完成工作，以避免浪費(fèi)統(tǒng)計(jì)過程控制是預(yù)防的重要方法。2024/1/64愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)學(xué)的概念總體：只要研究的對象的全體。樣本：從總體當(dāng)中隨機(jī)抽取出來的?對他進(jìn)行測量和分析的一部分產(chǎn)品。樣品：又稱個體，樣本中每一單位產(chǎn)品。樣本大小：又稱子組容量。一個樣本中所包含的樣本數(shù)量。樣本數(shù)（子組）：為研究一個總體，所抽取的樣本數(shù)量?？刂茍D：用來表示一個過程特性的圖像，圖上標(biāo)有根據(jù)那個特性收集到的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，一條中心線，一條或兩條控制限。

2024/1/65愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述統(tǒng)計(jì)過程控制系統(tǒng)要素1.過程控制系統(tǒng)定義2.變差對過程輸出的影響3.統(tǒng)計(jì)技術(shù)如何區(qū)分問題的影響（系統(tǒng)或局部）4.定義統(tǒng)計(jì)受控過程，定義有能力的過程5.過程控制對持續(xù)改進(jìn)循環(huán)的作用6.什么是控制圖，控制圖的作用7.使用控制圖的好處2024/1/66愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述變差對過程輸出的影響普通原因和特殊原因普通原因：隨時(shí)間推移,具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中變差原因。即非人為原因、共同原因、偶然原因、一般原因。特殊原因：造成的不是始終作用于過程的變差原因，即當(dāng)他們出現(xiàn)時(shí)，將造成（整個）分布的改變。又稱可避免原因、人為原因、異常原因、局部原因等。特殊原因有些有利，有些有害。2024/1/69愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述變差：普通及特殊原因示意如圖22024/1/610愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述統(tǒng)計(jì)技術(shù)如何區(qū)分問題的影響（系統(tǒng)或局部）

局部措施和對系統(tǒng)采取的措施局部措施：——通常用來消除變差的特殊原因;通常由與過程直接相關(guān)的人員實(shí)施;大約可糾正15%的過程問題。對系統(tǒng)采取措施：——通常用來消除變差的普通原因;幾乎總是要求管理措施，以便糾正;大約可糾正85%的過程問題。2024/1/611愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述過程控制及過程能力范圍過程在統(tǒng)計(jì)控制下運(yùn)行指僅存在造成變差的普通原因（正態(tài)分布圖形的位置和分布寬度穩(wěn)定）。只有普通原因影響下的過程的分布寬度為理論過程能力（Cp）。內(nèi)外部顧客除既關(guān)心過程分布寬度，也關(guān)心分布位置。此為實(shí)際過程能力(Cpk）2024/1/612愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述過程控制及過程能力如圖3范圍不受控（存在特殊原因）受控（消除了特殊原因）時(shí)間2024/1/613愛波瑞管理咨詢公司過程能力規(guī)范下限規(guī)范上限受控但沒有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差太大）受控且有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差以減少）時(shí)間2024/1/614愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述過程控制對持續(xù)改進(jìn)循環(huán)的作用如圖42024/1/615愛波瑞管理咨詢公司APDCPDCAPDCA持續(xù)改進(jìn)過程循環(huán)的各個階段2024/1/616愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述統(tǒng)計(jì)過程控制的重要工具---控制圖圖示如圖5上控制線中線下控制線2024/1/617愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述控制圖解釋控制界限和規(guī)格界限規(guī)格界限：是用以說明品質(zhì)特性之最大允許值，來保證各個單位產(chǎn)品的正確性能?？刂平缦蓿簯?yīng)用于多個單位產(chǎn)品集體的特性，這種特性是從多個中各個單位產(chǎn)品所得的觀測值所計(jì)算出來的結(jié)果。2024/1/618愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述控制圖的益處

1.供正在進(jìn)行過程控制的操作者使用2.有助于工程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)地，可預(yù)測地保持下去。3.使過程達(dá)到：----更高的質(zhì)量----更低的單件成本----更高的有效能力4.為討論工程的性能提供共同的語言5.區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作采取措施的指南2024/1/619愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述控制圖種類(以數(shù)據(jù)來分)計(jì)量型控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)圖單值與移動極差圖計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖不合格率的p圖不合格數(shù)的nP圖不合格數(shù)的c圖單位產(chǎn)品不合格數(shù)的u圖2024/1/620愛波瑞管理咨詢公司統(tǒng)計(jì)過程控制概述控制圖種類(依用途來分)控制用控制圖追查不正常原因迅速消除此項(xiàng)原因研究采取防止此項(xiàng)原因重復(fù)發(fā)生的措施。分析用控制圖決定方針用過程分析用過程能力研究用過程控制準(zhǔn)備2024/1/621愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)量型控制圖的特點(diǎn).1.大多數(shù)質(zhì)量特性為可測量的特性；2.量化值包含的信息量大；3.分析總體的特性，成本較低；4.縮短生產(chǎn)和采取糾正措施的間隔時(shí)間；5.可以量化所實(shí)施的改進(jìn)。2024/1/622愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)量型數(shù)據(jù)--測量中間或最終過程輸出的結(jié)果如圖62024/1/623愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖使用控制圖的準(zhǔn)備建立適用于實(shí)施的環(huán)境定義過程確定待管理的特性考慮到----顧客的需求----當(dāng)前及潛在的問題區(qū)域----特性間的相互關(guān)系確定測量系統(tǒng)使不必要的變差最小2024/1/624愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖的種類1.均值和極差圖

X---R圖2.均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖

X---s圖3.中位數(shù)圖

x~---R圖4.單值和移動極差圖X---MR圖2024/1/625愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖均值和極差圖（X-R）1.收集數(shù)據(jù)2.計(jì)算控制限3.過程控制解釋4.過程能力解釋2024/1/626愛波瑞管理咨詢公司均值和極差圖（X-R）收集數(shù)據(jù)1.選擇子組大小、頻率和子組數(shù)2.建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)3.計(jì)算每個子組的均值和極差4.選擇控制圖的刻度5.畫圖6.如圖9計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖2024/1/627愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)算控制限1.計(jì)算平均極差和過程平均值

2.計(jì)算均值和極差的控制限3.在控制圖上繪制平均值和極差控制限的控制線4.計(jì)算常數(shù)的選用,見表5.如圖102024/1/628愛波瑞管理咨詢公司X-R常用記錄表格制品名稱規(guī)格控制圖X圖R圖生產(chǎn)部門期限年

月

日質(zhì)量特性最大值上限機(jī)器號碼抽樣方法平均值中心線測量單位最小值下限操作者繪圖者時(shí)

間合并計(jì)算批

號樣X1本X2測X3定X4值X5XXR分析系數(shù)計(jì)算X控制圖R控制圖

R=

X=平均

X=R=2024/1/629愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖控制限計(jì)算公式2024/1/630愛波瑞管理咨詢公司n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3※※※※※0.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31對于樣本容量小于7的情況，LCLR可能技術(shù)上為負(fù)值。在這種情況下沒有下控制限，這意味著對于一個樣本數(shù)為6的子組，6個“同樣的”測量結(jié)果是可能成立的。2024/1/631愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖過程控制解釋分析極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)

a.超出控制限的點(diǎn),超出極差上控制限的點(diǎn)通常說明存在下列情況中的一種或幾種:-控制限計(jì)算錯誤或描點(diǎn)時(shí)描錯；-零件間的變化性或分布的寬度已經(jīng)增大（變壞），這種增大可能發(fā)生在某個時(shí)間點(diǎn)上，也可能是整個趨勢的一部分；-測量系統(tǒng)變化（例如，不同的檢驗(yàn)員或量具）；-測量系統(tǒng)沒有適當(dāng)?shù)姆直媪Α?024/1/632愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖b.鏈——有下列現(xiàn)象之一表明過程已改變或出現(xiàn)這種趨勢：-連續(xù)7點(diǎn)位于平均值的一側(cè)；-連續(xù)7點(diǎn)上升或下降。高出平均極差的鏈或上升鏈說明存在下列情況之一或全部：-輸出值的分布寬度增加，其原因可能是無規(guī)律的（例如設(shè)備工作不正?；蚬潭ㄋ蓜樱┗蚴怯捎谶^程中的某個要素變化（如使用新的一是很一致的原材料），這些都需要糾正；-測量系統(tǒng)改變（如新的檢驗(yàn)員或量具）。

2024/1/633愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖低于平均極差的鏈，或是下降鏈表明存在下列情況之一或全部：-輸出值分布寬度減小，這常常是一種好狀態(tài)，應(yīng)研究以便推廣應(yīng)用和改進(jìn)過程；-測量系統(tǒng)改變。c.明顯的非隨機(jī)圖形,各點(diǎn)與中線的距離：一般地，大約2/3的描點(diǎn)應(yīng)落在控制限的三分之一的區(qū)域內(nèi)，大約1/3的點(diǎn)落在其外的三分之二的區(qū)域。2024/1/634愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖如果顯著多于2/3以上的描點(diǎn)落在離中線很近之處（對于25個子組，如果超過90%（23）的點(diǎn)落在中間的1/3處)，則對下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：--控制限或描點(diǎn)計(jì)算錯或描錯；--過程或取樣方法被分層；--數(shù)據(jù)已經(jīng)過編輯。2024/1/635愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖如果顯著少于2/3以上的描點(diǎn)落在離中線很近之處（對于25個子組，如果有40%或少于40%（10）的點(diǎn)落在中間的1/3處)，則對下列情況的一種或更多進(jìn)行調(diào)查：--控制限或描點(diǎn)計(jì)算錯或描錯；--過程或取樣方法造成連續(xù)的分組中包含從兩個或多個具有明顯不同的變化性的過程流的測量值（如材料批次混淆）。2024/1/636愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖過程控制解釋

分析均值圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)

a.超出控制限的點(diǎn),b.鏈,c.明顯的非隨機(jī)圖形,1.標(biāo)識并標(biāo)注特殊原因,2.重新計(jì)算控制限。2024/1/637愛波瑞管理咨詢公司02468101214161812345678910111213141516171819202122232425異常點(diǎn)需分析！分布不好需要查找原因。2024/1/638愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖過程控制解釋3.延長控制限以繼續(xù)進(jìn)行控制,如圖19:用控制圖建立初步過程控制后(首批數(shù)據(jù)的均值和極差受控),可延長控制限用于以后的時(shí)期。如在初步模型建立后，希望改變樣本容量或改變抽樣頻率，以適用于大批量生產(chǎn)，必須重新計(jì)算中心線和控制限。方法如下：2024/1/639愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖過程控制解釋4.控制概念的進(jìn)一步考慮2024/1/640愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖過程能力解釋過程能力概念:如圖20采用圖18的數(shù)據(jù)1.計(jì)算過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差2.計(jì)算過程能力如圖21,超出規(guī)范的比例查附表.3.評價(jià)過程能力如圖224.提高過程能力,主要依靠采取管理措施減少普通原因.5.對采取措施的過程繪制控制圖并監(jiān)控,以確保系統(tǒng)改進(jìn)的有效性2024/1/641愛波瑞管理咨詢公司計(jì)量型數(shù)據(jù)控制圖舉例:X均=0.738,R均=0.169,USL=0.900,LSL=0.5001.計(jì)算過程的標(biāo)準(zhǔn)偏差=0.169/2.33=0.07252.計(jì)算過程能力指數(shù)CP=(USL-LSL)/6σ=(0.9-0.5)/(6*0.0725)=0.92Cpk=min[(USL-X均)/3σ,(X均-LSL)/3σ]=0.74Pp=(USL-LSL)/6σs=(0.9-0.5)/(6*0.0759)=0.88Cpk=min[(USL-X均)/3σs

,(X均-LSL)/3σs

]=0.712024/1/642愛波瑞管理咨詢公司其它計(jì)量型控制圖簡介2.均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖

X—s圖

s=[∑(Xi-X均)2/(n-1)]1/23.中位數(shù)圖

x—R圖4.單值和移動極差圖X—MR圖2024/1/643愛波瑞管理咨詢公司Cm、Cmk、Pp、Ppk、Cp、Cpk的區(qū)別機(jī)器能力性能指數(shù)能力指數(shù)取樣連續(xù)加工零件組成樣組（50）給定周期內(nèi)抽取樣組（5）給定周期內(nèi)抽取樣組（5）原材料單一批量單一批量單一批量工具不容許改變正常周期改變正常周期改變操作者指定一個操作人員全部操作人員全部操作人員檢驗(yàn)指定檢驗(yàn)人員全部檢驗(yàn)人員全部檢驗(yàn)人員量具一種量具所有量具所有量具評價(jià)公式Cm=(USL-LSL)/6SCmk=min{(USL-X)/3S，(X-LSL)/3S}Pp=(USL-LSL)/6SPpk=min（USL-X/3S,X-LSL-X/3S）Cp=USL-LSL/6評價(jià)參數(shù)Cm≥1.667Cmk≥1.667有能力Pp≥1.667Ppk≥1.667有能力Cp≥1.33Cpk≥1.33?R/d2?R/d2Cpk=min（USL-X/3,X-LSL/3）?R/d2?R/d22024/1/644愛波瑞管理咨詢公司控制計(jì)劃中的樣本的大小和抽樣頻率樣本的大小和抽樣頻率是兩個很重要的參數(shù)，樣本大則需要工作量大，而且不一定很恰當(dāng)?shù)姆磻?yīng)加工狀態(tài)；樣本過小，同樣不能正確的反應(yīng)加工狀態(tài)，一般情況下，規(guī)定以5個樣品為一個樣本，該抽樣樣本是從實(shí)際生產(chǎn)中得出的最行之有效的樣本。抽樣頻率兩方法過程能力指數(shù)法cp抽樣頻率1～1.2512次/小時(shí)1.26～1.552次/小時(shí)1.56～1.991次/小時(shí)2以上1次/小時(shí)Cp在1-1.25之間可采用9件/15Min2024/1/645愛波瑞管理咨詢公司政策性規(guī)定較簡單的方法：要求工序在有能力的情況下，即Cp/Cpk≥1.33的情況下抽樣頻次為5件/小時(shí)，每班次最少抽檢6次。無第一種方法嚴(yán)密，但在實(shí)際生產(chǎn)中卻是行之有效的。2024/1/646愛波瑞管理咨詢公司沒有過程能力,廢品率高;沒有過程能力,在位于正中間時(shí)幾乎沒有廢品;（0.27%=2700PPm）沒有良好的過程能力,最小的廢品率（0.0064%=64PPm）;有非常好的過程能力,統(tǒng)計(jì)上不再有廢品;沒有過程能力,過程沒有足夠?qū)χ?廢品少;有良好的過程能力,過程足夠?qū)χ?廢品少;Cp﹤1Cp=1Cp=1.33Cp≥1.67Cpk﹤1Cpk≥1.331.2.3.4.5.6.評定過程能力指數(shù)舉例2024/1/647愛波瑞管理咨詢公司Cpk值與失效率的對應(yīng)關(guān)系序號Cpk可能的失效率（Ppm）1＜0.33≥1/22≥0.331/33≥0.511/84≥0.671/205≥0.831/80（12500）6≥1.001/400（2500）7≥1.171/2000（500）8≥1.331/15000（66.7）9≥1.501/150000（6.7）10≥1.671/1500000（0.67）2024/1/648愛波瑞管理咨詢公司計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)概念：計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)只有兩個值（合格/不合格、成功/失敗、通過/不通過），但它們可被計(jì)數(shù)從而用來記錄和分析。計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖的種類：1.不合格品率的P圖（樣本容量不一定相同）2.不合格品數(shù)的np圖（相同樣本容量）3.不合格數(shù)的C圖（相同樣本容量）4.單位不合格數(shù)的U圖（樣本容量不一定相同）2024/1/649愛波瑞管理咨詢公司計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖不合格品率的P圖

1.收集數(shù)據(jù)

2.計(jì)算控制限

3.控制圖分析

4.過程能力解釋2024/1/650愛波瑞管理咨詢公司計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖收集數(shù)據(jù)1.選擇子組的容量,頻率及數(shù)量一般要求較大的子組容量（50-200或更多），子組容量是恒定的或變化不超過±25%是最方便的。子組數(shù)量要≥25組。2.計(jì)算每個子組內(nèi)的不合格品率(P)

P=np/n=子組的不合格品數(shù)量/子組容量3.選擇控制圖的坐標(biāo)刻度

以時(shí)間作橫坐標(biāo)，不合格品率為縱坐標(biāo)，縱坐標(biāo)的刻度應(yīng)從0到最大不合格品率的1.5-2倍.4.繪圖2024/1/651愛波瑞管理咨詢公司計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖計(jì)算控制限1.計(jì)算過程平均不合格率(P)2.計(jì)算上、下控制限（UCL，LCL）3.畫圖，標(biāo)注如圖33-1,考慮子組容量不同的情況UCLp=p+3p（1-p）/nLCLp=p-3p（1-p）/n2024/1/652愛波瑞管理咨詢公司計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖控制圖分析1.分析數(shù)據(jù)點(diǎn)，找出不穩(wěn)定的證據(jù)