SPC統(tǒng)計過程控制培訓(xùn)講義

StatisticalProcessControl

統(tǒng)計過程控制InGod,wetrust;Allothers,needdata.Ivan05.10.131SPC的歷史20世紀(jì)20年代，美國貝爾電話實驗室成立了兩個研究質(zhì)量的課題組，其中之一的過程控制組的學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人為休哈特(Dr.WalterA.Shewhart)，后來他被世人尊稱為“統(tǒng)計控制之父”。休哈特在1924年5月16日提出了世界上第一張“不合格品率p控制圖”，1931年他的代表作《加工產(chǎn)品質(zhì)量的經(jīng)濟(jì)控制》標(biāo)志著統(tǒng)計過程控制時代的開始。1940年SPC正式引進(jìn)制造業(yè)。1950年，戴明博士在日本傳授SPC講義，SPC開始在日本企業(yè)大量普及。2

前提

如果工作經(jīng)驗對產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的影響（例如：手工裁縫），那麼，SPC就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經(jīng)驗加以整理，而納入設(shè)備、製程或系統(tǒng)時；也就是說，該公司開始宣告「經(jīng)驗掛帥時代」將要結(jié)束，那麼SPC的導(dǎo)入時機(jī)也就自然成熟了?！窱SO-9000」。要求為客戶提供合格的產(chǎn)品，只有穩(wěn)定而一貫（Consistent）的「過程」與「系統(tǒng)」，才能保證長期做出合格的產(chǎn)品。然而，如何檢核此一貫「過程」與「系統(tǒng)」仍然穩(wěn)定的存在呢？這必須仰賴SPC來發(fā)揮功能。3什麼是SPC

SPC是英文StatisticalProcessControl的字首簡稱,即統(tǒng)計過程控制。SPC就是應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，並調(diào)整制程，從而達(dá)到改進(jìn)與保證質(zhì)量的目的。

SPC強(qiáng)調(diào)預(yù)防，防患於未然是SPC的宗旨。4為什麼要實施過程控制1.過程控制的需要2.檢查---容忍浪費預(yù)防---避免浪費3.統(tǒng)計過程控制的目的在于通過對樣本數(shù)據(jù)的分析得出總體過程的質(zhì)量水平。5SPC的基本觀念世上沒有任何兩件事.人員.產(chǎn)品是完全一樣製造過程中所產(chǎn)生之變異是可以衡量的事情.產(chǎn)品的變異通常根據(jù)一定的模式而產(chǎn)生宇宙萬物及工業(yè)產(chǎn)品大都呈常態(tài)分配例如:身高.體重.智力.考試成績.所得分配變異的原因可分為偶因及異因偶因?qū)俟芾硐到y(tǒng)的範(fàn)圍異因卻是作業(yè)人員本身就能解決的應(yīng)用SPC可以確保作業(yè)人員的自尊應(yīng)用SPC可以指出製程最需要改善的地方6SPC的特點

SPC是全系統(tǒng)的，全過程的，要求全員參加，人人有責(zé)。這點與全面質(zhì)量管理的精神完全一致。(全員性)

SPC強(qiáng)調(diào)用科學(xué)方法(主要是統(tǒng)計技術(shù)，尤其是控制圖理論)來保證全過程的預(yù)防。(預(yù)防性)

SPC不僅用於生産過程，而且可用於服務(wù)過程和一切管理過程。

(過程性)7控制圖的用途

1、分析判斷生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性，從而使生產(chǎn)過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)；2、及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的異?，F(xiàn)象和緩慢變異，預(yù)防不合格品發(fā)生；3、查明生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備的實際精度，以便作出正確的技術(shù)決定；4、為評定產(chǎn)品質(zhì)量提供依據(jù)；8

控制圖的基本模式

質(zhì)量特性x公差上限Tu公差下限TL中心線CLCentralLimit樣品編號（或取樣時間）控制上限UCLUpperControlLimit控制下限LCLLowerControlLimit9

控制圖的種類

10

控制圖實施循環(huán)

抽取樣本檢驗繪制管制圖制程是否異常制程正常制程異常原因分析對策措施YesNo11定義：為了解被調(diào)查群體的某些隱含的特性，運用合理的抽樣方法從被調(diào)查群體中取得適當(dāng)?shù)臉颖荆ㄟ^研究樣本來發(fā)現(xiàn)群體的特性!統(tǒng)計學(xué)是科學(xué)的以偏概全的方法一葉知秋春霧雨夏霧熱秋霧太陽冬霧雪12主要統(tǒng)計學(xué)名詞群體於制造業(yè)而言，通常指在同一生產(chǎn)條件下符合特定要求的所有個體的集合!也可稱為批量記為N樣本於群體中抽樣而得的部份個體的集合!記為nμ群體平均值Xbar樣本平均值群體標(biāo)準(zhǔn)差x樣本標(biāo)準(zhǔn)差R全距

概率(六合彩)正態(tài)分布13總體與樣本(PopulationadSample)自制程取樣檢查之目的是籍樣本來了解總體,我們無法直接了解總體是何種狀態(tài),除非把總體整個檢查，在很多的情況下，這是不經(jīng)濟(jì)且不合理的。既然是利用樣本的情況來推斷總體的，那么所取之樣本必須合理可靠，否則就失去了抽樣的意義。總體、樣本數(shù)據(jù)之間的關(guān)系N:總體n:樣本隨機(jī)抽樣檢驗行動分析樣本數(shù)據(jù)判定數(shù)據(jù)Nn14製程（Process）──品質(zhì)的源頭、SPC的焦點製程的起伏變化是造成品質(zhì)變異（Variation）的主要根源，而品質(zhì)變異的大小也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵。這種因果關(guān)係，可進(jìn)一步表示如下：製程條件起伏品質(zhì)變異因果因果產(chǎn)品優(yōu)劣結(jié)論：製程是SPC的焦點15質(zhì)量波動及其原因

質(zhì)量差異是生產(chǎn)制造過程的固有本質(zhì)，質(zhì)量的波動具有客觀必然性。統(tǒng)計過程控制的任務(wù)，是要把質(zhì)量特性值控制在規(guī)定的波動范圍內(nèi)，使工序處于受控狀態(tài)，能穩(wěn)定地生產(chǎn)合格品從引起質(zhì)量波動的原因的性質(zhì)來看，可分為：1、普通原因（commonreason）2、特殊原因（specialreason）16質(zhì)量波動及其原因

特殊原因引起的波動由少量的、但較顯著的可控因素的作用而引起，這種波動不具有隨機(jī)性。這種波動稱為異常波動。工序質(zhì)量控制的任務(wù)是及時發(fā)現(xiàn)異常波動，查明原因，采取有效的技術(shù)組織消除系統(tǒng)性波動，使生產(chǎn)過程重新回到受控狀態(tài)。也稱為非機(jī)遇原因普通原因引起的波動普通原因引起的波動由大量的、微小的不可控因素的作用而引起，這種波動具有隨機(jī)性。這種波動稱為正常波動。工序質(zhì)量控制的任務(wù)是使正常波動維持在適度的范圍內(nèi)。也稱為機(jī)遇原因特殊原因引起的波動17質(zhì)量波動及其原因過程質(zhì)量是諸多因素的綜合作用，將影響工序質(zhì)量的因素歸納為“5M1E”操作者man材料material機(jī)器設(shè)備machine工藝方法method測試手段measurement環(huán)境條件environment產(chǎn)品設(shè)計工藝選擇計劃調(diào)度人員培訓(xùn)工裝設(shè)備物資供應(yīng)計量檢驗安全文明人際關(guān)系勞動紀(jì)律18質(zhì)量波動的統(tǒng)計規(guī)律質(zhì)量特性值的波動具有統(tǒng)計規(guī)律性質(zhì)量波動的個別觀測結(jié)果具有隨機(jī)性，但在受控狀態(tài)下的大量觀測結(jié)果必然是呈現(xiàn)某種統(tǒng)計意義上的規(guī)律性。這種統(tǒng)計規(guī)律性是統(tǒng)計過程控制的必要前提和客觀基礎(chǔ)統(tǒng)計過程控制是統(tǒng)計質(zhì)量管理中的一個重要問題所謂統(tǒng)計過程控制，就是對生產(chǎn)過程中過程質(zhì)量特性值進(jìn)行隨機(jī)抽樣，通過所得樣本對總體作出統(tǒng)計推斷，采取相應(yīng)對策，保持或恢復(fù)工序質(zhì)量的受控狀態(tài)。19過程質(zhì)量的兩種狀態(tài)生產(chǎn)過程中，過程質(zhì)量有兩種狀態(tài)：受控狀態(tài)Incontrol失控狀態(tài)Outofcontrol20

受控狀態(tài)

μ0

X(X)σ0上控制界限UCL下控制界限LCL

t

21失控狀態(tài)

μ1

X(X)σ0上控制界限UCL下控制界限LCL

t

μ0

μ≠μ0，σ

=

σ0

，μ保持穩(wěn)定。這時，從表面看，過程狀態(tài)是穩(wěn)定的，但由于質(zhì)量特性或其統(tǒng)計量的分布集中位置（μ）已偏離控制中心（μ0），黑點越出控制界限某側(cè)的可能性變大。22

失控狀態(tài)

μ0

X(X)σ0上控制界限UCL下控制界限LCL

tμ=μ0，σ

≠

σ0

，σ保持穩(wěn)定。這時，由于質(zhì)量特性或其統(tǒng)計量的分布分散程度（σ）變大，導(dǎo)致黑點越出控制限兩側(cè)的可能性變大。23失控狀態(tài)μ和σ中至少有一個不穩(wěn)定，隨時間變化。下圖表示分布集中位置μ不斷增大時的工序質(zhì)量失控狀態(tài)。

X(X)上控制界限UCL下控制界限LCL

t24質(zhì)量特性值

質(zhì)量特性值通常表現(xiàn)為各種數(shù)值指標(biāo)，即質(zhì)量指標(biāo)。一個具體產(chǎn)品常需用多個指標(biāo)來反映它的質(zhì)量。測量或測定質(zhì)量指標(biāo)所得的數(shù)值，即質(zhì)量特性值，一般稱為數(shù)據(jù)。根據(jù)質(zhì)量指標(biāo)性質(zhì)的不同，質(zhì)量特性值可分為計數(shù)值和計量值兩大類。25計數(shù)值與計量值

a.計數(shù)值。當(dāng)質(zhì)量特性值只能取一組特定的數(shù)值，而不能取這些數(shù)值之間的數(shù)值時，這樣的特性值稱為計數(shù)值。計數(shù)值可進(jìn)一步區(qū)分為計件值和計點值。對產(chǎn)品進(jìn)行按件檢查時所產(chǎn)生的屬性(如評定合格與不合格)數(shù)據(jù)稱為計件值。每件產(chǎn)品中質(zhì)量缺陷的個數(shù)稱為計點值。如棉布上的疵點數(shù)、鑄件上的砂眼數(shù)等。b.計量值。當(dāng)質(zhì)量特性值可以取給定范圍內(nèi)的任何一個可能的數(shù)值時，這樣的特性值稱為計量值。如用各種計量工具測量的數(shù)據(jù)(長度、重量、時間、溫度等)，就是計量值。26檢驗還是預(yù)防

以預(yù)防為主的系統(tǒng)，我們應(yīng)著重減少變化，并避免浪費。27檢驗還是預(yù)防

過程控制應(yīng)當(dāng)以預(yù)防為目的，而不是簡單地在發(fā)現(xiàn)問題后返工。如果輸入符合規(guī)范，且過程變量被控制在一定的范圍內(nèi)，則輸出就是正確的。28建立以預(yù)防為基礎(chǔ)的體系三芯電源插頭只能以唯一的位置插入三芯插座含鉛汽油無鉛汽油防止將含鉛汽油加入適用無鉛汽油的車輛29制程管制的進(jìn)行步驟1.決定工程的作業(yè)目的，定管制項目如：美麗又好的衣服，布強(qiáng)力？2.設(shè)定達(dá)成目的之方法(找出4M1E之方法)如紗：？℃:?3.制定標(biāo)準(zhǔn)，點檢項目如：將4M1E定標(biāo)準(zhǔn)4.作QC工程圖，誰？何處？何時？怎麼管？組長，1/s,1/h?。考y5.教導(dǎo)實施教導(dǎo)實施6.調(diào)查，收集數(shù)據(jù)正常或異常7.作管制圖正常繼續(xù)，異常解析8.增修訂標(biāo)準(zhǔn)105℃115℃

30控制圖設(shè)計原理3σ準(zhǔn)則正態(tài)性假定小概率原理反證法思想31

正態(tài)性假設(shè)

任何生產(chǎn)過程生產(chǎn)出來的產(chǎn)品，其質(zhì)量特性值總會存在一定程度的波動，當(dāng)過程穩(wěn)定或者說受控時，這些波動主要是由5MIE的微小變化造成的隨機(jī)誤差。此時，絕大多數(shù)質(zhì)量特性值均服從或近似服從正態(tài)分布。這一假定，稱之為正態(tài)性假定。5MIE:人、機(jī)器、原材料、工藝方法、測量及生產(chǎn)環(huán)境323σ準(zhǔn)則

在生產(chǎn)過程中，僅有偶然性誤差存在時，質(zhì)量特性X服從正態(tài)分布N(μ，)，則據(jù)正態(tài)分布的概率性質(zhì)，有也即（μ－3σ，μ＋3σ）是Ｘ的實際取值范圍。33小概率原理

所謂小概率原理，即認(rèn)為小概率事件一般是不會發(fā)生的。

由準(zhǔn)則可知，若Ｘ服從正態(tài)分布，則Ｘ的可能值超出控制界限的可能性只有0.27%。因此，一般認(rèn)為不會超出控制界限。

小概率原理又稱為實際推斷原理，當(dāng)然運用小概率原理也可能導(dǎo)致錯誤，但犯錯誤的可能性恰恰就是此小概率。34反證法思想

一旦控制圖上點子越出界限線或其他小概率事件發(fā)生，則懷疑原生產(chǎn)過程失控，也即不穩(wěn)定，此時要從5MIE去找原因，看是否發(fā)生了顯著性變化。35控制圖的分類計量值控制圖(ControlChartsforVariables)均值-極差控制圖(X-RChart)均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(X-σChart)中位數(shù)-極差控制圖(X-RChart)單值-移動極差控制圖(X-RmChart)計數(shù)值控制圖(ControlChartsforAttribute)不合格品率控制圖(pChart)(n可以不同)不合格品數(shù)控制圖(pnChart)(要求n相同)不合格數(shù)控制圖(cChart)(要求n相同)單位不合格數(shù)控制圖(uChart)(n可以不同)36X-R控制圖的定義在計量類控制圖中，X-R控制圖是最常用的一種，所謂均值-極差控制圖，是均值控制圖(XChart)和極差控制圖(RChart)二者合并使用。均值控制圖控制質(zhì)量特性平均值的變化，即分布的中心變化極差控制圖則控制質(zhì)量特性的變差，即分布的離散程度的變化37X-RChart繪制步驟

建立分析用控制圖1.建立控制項目；2.收集數(shù)據(jù)100個以上，適當(dāng)分組后計入數(shù)據(jù)記錄表；樣本大小(n)=2~5(分析用)組數(shù)(k)=20~253.計算各組平均值(X)X=4.計算各組極差(R)R=Xmax-Xmin(各組最大值-最小值)385.計算總平均值(X)X=6.計算極差的平均值(R)R=7.計算并繪出控制限

X控制圖中心限CLx=X上限UCLx=X+A2R下限LCLx=X-A2R

R控制圖中心限CLR=R上限UCLR=D4R下限LCLR=D3R※A2,D4,D3由系數(shù)表查得8.描點將數(shù)據(jù)點描到控制圖上，然后將相鄰的兩點直線連接9.對狀態(tài)判斷，R圖如未企穩(wěn)則重新收集數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)入步驟2；R圖企穩(wěn)后，再畫X圖，如未企穩(wěn)也轉(zhuǎn)入步驟23910.計算過程能力指數(shù)，并檢驗是否滿足技術(shù)要求如不滿足要求，則需要調(diào)整過程，直至過程能力指數(shù)滿足要求，然后再轉(zhuǎn)入步驟211.延長控制限，作為控制用控制圖，監(jiān)控日常生產(chǎn)例題:用X-R控制圖來控制AGPGAP,尺寸單位為mm,請利用下列數(shù)據(jù)資料,計算其控制界限并繪圖.產(chǎn)品名稱:AGP設(shè)備號碼:RK006質(zhì)量特性:GAP操作者:55230測定單位:mm測定者:58664制造場所:A線抽樣期間:03/10/05~03/12/05401.收集數(shù)據(jù)并記入數(shù)據(jù)記錄表2.計算各組數(shù)據(jù)的X3.計算各組R值4.計算總平均(X)X==(0.63+0.64+0.68+0.66+0.68+0.68+0.68+0.66+0.66+0.65+0.62+0.62+0.63+0.64+0.67+0.67+0.63+0.69+0.67+0.62)÷20=0.66415.計算極差的平均值(R)R==(0.08+0.07+0.06+0.09+0.10+0.08+0.07+0.11+0.07+0.08+0.08+0.08+0.08+0.07+0.11+0.11+0.10+0.07+0.03+0.03)÷20=0.086.計算控制限并繪制

X控制圖中心線(CLx)=X=0.66

上控制限(UCLx)=X+A2R=0.66+0.577╳0.08=0.70

下控制限(LCLx)=X-A2R=0.66-0.577╳0.08=0.61R控制圖中心線CLR=R=0.08

上控制限UCLR=D4R=2.115╳0.08=0.17

下控制限LCLR=D3R=0╳0.08=0427.將所求出之各X值及R值點入控制圖上并將相鄰兩點用直線連接8.制程狀態(tài)檢查(直至R圖和X圖都企穩(wěn),且制程能力指數(shù)達(dá)到要求為止)9.記入其他注意事項4344建立控制用控制圖1.記入必要的事項如產(chǎn)品名稱、管制項目、測定單位、規(guī)格等.2.作控制界限將分析用控制圖決定的控制界限用至此控制用控制圖.3.描圖由制程抽取樣本,測定其質(zhì)量特性值,記錄并簡單計算數(shù)據(jù),按時按順序點入控制圖.4.從描點的狀態(tài)來判定制程是否出于穩(wěn)定狀態(tài).5.采取措施改進(jìn).6.必要時重新計算控制界限(制程能力提高或制