SPC 過程能力分析.ppt

1、SPC知識介紹,CONTENTS,目錄,一、一個真實的故事,二、SPC的基礎(chǔ)知識,三、控制圖,四、過程能力分析,1.一個真實的故事,廢品率 (%),2000,2001,晚會時間,3,2,1,2000年 4月 *廠公司晚會上 工廠的廢品率比上年度降低1.5% 總經(jīng)理給全廠頒獎 儀式在餐廳進行：為所有的人準(zhǔn)備了各種點心和飲料！ 總經(jīng)理講演：“每個人都應(yīng)為你們?nèi)〉玫某删透械津湴痢?1 2 3 4 5 6 7,案 例,經(jīng)理想收回獎勵.,3,2,1,2000年7月 連續(xù)3個月廢品率上升 總經(jīng)理想要收回他的獎勵 不但沒有保持已有的成績, 廢品率卻直線倒退 總經(jīng)理反思： “獎勵適得其反.這群人需要強硬的管理

2、!”,2000,2001,1 2 3 4 5 6 7,廢品率 (%),不再 “溫和的管理”,3,2,1,2000年11月 到11月, 廢品率上升到2.6% 年度最高點，總經(jīng)理采取措施 召集一次“特別會議”，要一次性并永久性解決這個問題 在作完一個關(guān)于廢品重要性的生動報告后，總經(jīng)理走了. 員工們不知道該做什么.而且他們還有更重要的指標(biāo). 所以他們什么也沒做.,2000,2001,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11,廢品率 (%),總經(jīng)理斷定：“粗暴的愛產(chǎn)生奇跡”,3,2,1,2001年6月 總經(jīng)理看到自從去年底以來，廢品率降低了.“柳暗花明了！” (記住: 實際上從來沒采取任何措施來

3、改善系統(tǒng)) 他得出結(jié)論: “強硬的管理方式獲得成功！”,廢品率 (%),2000,2001,1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12,1 2 3 4 5 6,SPC可以找出其他結(jié)論.,SPC可以找出其他結(jié)論 - 但是理由呢 ?,總經(jīng)理 “ 嗨, 我是按照數(shù)據(jù)作出結(jié)論的我怎么會錯呢？”,專家 “你的結(jié)論是把高、低點作為信號觀察而得出的。實際上，那都是噪聲（偶然原 因散布）?？催@數(shù)據(jù)，在工程中沒有過明顯的變化 ”,對人類而言：疏于用控制圖分析數(shù)據(jù)是已知的增加費用、 浪費人力物力和降低士氣的重要原因. ” - Dr. Donald J. Wheeler,CONTENTS,目錄,一、一個真

4、實的故事,二、SPC的基礎(chǔ)知識,三、控制圖,四、過程能力分析,- SPC的生命特征 - SPC的關(guān)系鏈 -SPC控制原理,2.1 SPC的生命特征,SPC (Statistical Process Control) 統(tǒng)計過程控制（統(tǒng)計工程管理）,為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行評估和監(jiān)察，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)滿足要求的均勻性。主要工具是控制圖。,SPC之父：休哈特,SPC管理的特點,對過程作出可靠的評估；（識別關(guān)鍵控制點的狀態(tài)） 確定過程的統(tǒng)計控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力；（過程能力CPK） 為過程提供一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生；（告警

5、） 減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統(tǒng)的測量方法替代了大量的檢測 和驗證工作；（預(yù)防成本升高、故障成本降低）,100%檢查能否保證在顧客方不發(fā)生不良？ 100%檢查,重新100%檢查,再一次100%檢查能否保證在顧客方不發(fā)生不良？ 檢查為主的品質(zhì)管理能否減少顧客不滿和不良率而達到目標(biāo)？,2.1 SPC的生命特征,2.2 SPC的關(guān)系鏈,（1） 產(chǎn)品檢驗與SPC的鏈,2.2 SPC的關(guān)系鏈,（2） SPC的組成鏈,2.2 SPC的關(guān)系鏈,（3） SPC的組成鏈,2.2 SPC的關(guān)系鏈,（3） SPC的工具鏈,檢查表又稱核對表、調(diào)查表。它是用來進行數(shù)據(jù)的收集和整理，并在此基礎(chǔ)上進行原因的粗

6、略的分析。,主要功用是為要確認作業(yè)實施、機械設(shè)備的實施情形,或為預(yù)防發(fā)生不良或事故,確保安全時使用.這種點檢表可以防止遺漏.,QC Tools-檢查表,用于分析質(zhì)量特性與影響質(zhì)量特性的可能原因之間的因果關(guān)系，通過把握現(xiàn)狀、分析原因、尋找措施來促進問題的解決。根據(jù)它的形狀也稱為魚骨圖或羽狀圖。（5M1E概念),特性,人,機,料,法,環(huán),主骨,大骨,主骨,小骨,QC Tools-因果圖,柏拉圖是根據(jù)所搜集之?dāng)?shù)據(jù),按不良原因、不良狀況、不良發(fā)生位置等不同區(qū)分標(biāo)準(zhǔn),通過排列次序把主要問題及原因（通常占到70%以上）突出表現(xiàn)出來而首先加以解決的方法，基于二八定律。,柏拉圖又稱為重點管理法，排列圖，ABC

7、法或主次分析圖法。,交通,部門行政費用,文具,電話,事務(wù),培訓(xùn),其他,QC Tools-柏拉圖,直方圖是對定量數(shù)據(jù)分布情況的一種圖形表示，由一系列矩形（直方柱）組成，它將一批數(shù)據(jù)按取值大小劃分為若干組，在橫坐標(biāo)上將各組為底作矩形，以落入該組的數(shù)據(jù)的頻率或頻數(shù)為矩形的高。,規(guī)格范圍,下限,上限,SPEC中心,QC Tools-直方圖,1.1-1.2,1.6-1.7,分層法又叫分類法或分組法，分層法是按照一定的標(biāo)記，把收集來的數(shù)據(jù)加以分類整理。,分類法的目的是把雜亂無章的數(shù)據(jù)加以整理，使之能客觀的反應(yīng)數(shù)據(jù)所代表的客觀事實。,B生產(chǎn)線值均于規(guī)格內(nèi)，但A、C生產(chǎn)線部份落于規(guī)格外，故我們于改善時應(yīng)以A生

8、產(chǎn)線應(yīng)提升其值，C生產(chǎn)線應(yīng)降低其值。,SL,SU,SL,SU,B,A,C,QC Tools-分層法,用來表示對應(yīng)的變量與變量之間相互影響與相互作用范圍的圖表,稱之為“散布圖”，又叫相關(guān)圖。,X強度 Y膜厚,50 60 70 80 90 100 X,50 40 30,Y,QC Tools-散布圖,QC Tools,查檢表: 查檢集數(shù)據(jù). (調(diào)查記錄數(shù)據(jù)用以分析) 魚骨圖: 魚骨追原因. (尋找因果關(guān)系) 柏拉圖: 柏拉抓重點. (找出“重要的少數(shù)”) 層別法: 層別作解析. (按層分類,分別統(tǒng)計分析) 散布圖: 散布看相關(guān). (找出兩者的關(guān)系) 直方圖: 直方顯分布. (了解數(shù)據(jù)分布與制程能力)

9、 管制圖: 管制找異常. ( 了解制程變異),2.3 SPC的控制原理,SPC主要是指應(yīng)用統(tǒng)計分析技術(shù)對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的偶然波動與異常波動，從而對生產(chǎn)過程中的異常趨勢提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達到提高和控制質(zhì)量的目的。,局部措施 通常用來消除變異的特殊原因 通常由與過程直接相關(guān)的人員實施 通?？杉m正大約15%的過程問題 對系統(tǒng)采取措施 通常用來消除變異的普通原因 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,2.3 SPC的控制原理,每件產(chǎn)品的尺寸與別的都不同 范圍 范圍 范圍 范圍 但它們形成一個

10、模型，若穩(wěn)定，可以描述為一個分布 范圍 范圍 范圍 分布可以通過以下因素來加以區(qū)分 位置 分布寬度 形狀 或這些因素的組合,2.3 SPC的控制原理,2.3 SPC的控制原理,2.3 SPC的控制原理,過程能力 受控且有能力符合規(guī)范 （普通原因造成的變異已減少） 受控但沒有能力符合規(guī)范 （普通原因造成的變異太大）,Time(時間),2.3 SPC的控制原理,所有控制圖只有一個共同的目標(biāo)： 檢測出引起過程重要變異的可歸屬變異原因， 從而： 在過程產(chǎn)生大量不合格品之前采取調(diào)查和糾正行動以 消除引起過程變異的可歸屬原因. 換句話說，保持過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài).,2.3 SPC的控制原理,CONTENT

11、S,目錄,一、一個真實的故事,二、SPC的基礎(chǔ)知識,三、控制圖,四、過程能力分析,-控制圖的概念 -控制圖的類型與選擇 -控制圖八大判異準(zhǔn)則 -控制圖的制作步驟,3.1 控制圖的概念,CL=CL UCL=CL+3 LCL=CL-3,控制圖是檢驗假設(shè)的連續(xù) 選擇! 選擇! 放棄! 選擇!.,3.1 控制圖的概念,異常原因(assignable cause) 引起的非正常品質(zhì)變動,偶然原因(chance cause) 引起的正常品質(zhì)變動,統(tǒng)計管理狀態(tài) (in statistical control),脫離統(tǒng)計管理狀態(tài) (out of control),管理范圍內(nèi)的分布,管理范圍外的分布,3,5,3

12、.1 控制圖的概念,1、確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測。 2、提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。 3、為制程分析提供依據(jù)。 4、區(qū)分變異的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。 情形1：控制圖上的點子出現(xiàn)連續(xù)上升或下降傾向，顯然過程有問題，故異因剛一露頭，即可發(fā)現(xiàn)，于是可及時采取措施加以消除。 情形2：更經(jīng)常的是控制圖上的點子突然出界，顯示異常。這時必須查出異因，采取措施，加以消除。 因此，控制圖的作用是：及時告警。,控制圖的作用,3.1 控制圖的概念,計量型控制圖 均值極差圖（X-R圖） 均值標(biāo)準(zhǔn)差圖（X-S圖） 中位數(shù)極差圖（X-R圖） 單值移動極差圖（I-MR圖） 計數(shù)型

13、控制圖 不合格品率控制圖（p-圖 ） 不合格品數(shù)控制圖（np-圖） 單位缺陷控制圖（u-圖） 缺陷數(shù)控制圖（c-圖),3.2 控制圖的類型與選擇,計數(shù)型,計量型,什么類型的數(shù)據(jù) ?,按群還是按個 體收集的數(shù)據(jù) ?,是缺陷 還是不良項目?,群 (平均值) (n1),個體數(shù)值 (n=1),X-Bar R X-Bar S,個體移動范圍 （ I-MR ）,特殊類型的“缺陷”,不良項目,缺陷的概率低嗎?,如果你知道壞的數(shù)， 你知道好的數(shù)嗎？,泊松分布,二項分布,個體移動范圍 （I-MR）,否,是,是,每個樣本數(shù) 的幾率面積不變 ?,是,否,c 圖,u 圖,不變的樣本數(shù) ?,np 圖,否,是,p 圖,注:

14、 X-Bar S 適合于群大小 (n) 10,控制圖選擇方法,3.2 控制圖的類型與選擇,X-R 是最常用的控制圖. 平均值圖和極差圖用于檢測是否存在恒定原因系統(tǒng).,X-圖測量樣本之間的變異,R-圖測量樣本之內(nèi)的變異,X-R 圖的結(jié)構(gòu),3.2 控制圖的類型與選擇,3.2 控制圖的類型與選擇,分析用控制圖 過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)； 過程能力是否適宜； 為控制用控制圖，提供控制線。 控制用控制圖 時機：過程處于穩(wěn)態(tài)、過程能力達到要求； 作用：判斷過程是否異常，如有異常應(yīng)作處理； 控制線：來源于分析用控制圖。,判斷過程穩(wěn)定性的基本思路,按控制圖判異準(zhǔn)則的八個檢驗?zāi)Ｊ剑瑢颖緮?shù)據(jù)在控制圖中的點子的排列狀

15、態(tài)進行判斷。若控制圖中沒有任何一個檢驗?zāi)Ｊ降臓顟B(tài)出現(xiàn)，即判斷取樣過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,在MINITAB可以對可能成為異常狀態(tài)的8種特別原因進行檢驗. A,B.C顯示離中心線分別相距標(biāo)準(zhǔn)偏差3,2,1的區(qū)域.,檢驗1:一個點超出區(qū)域A,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,檢驗2: 以中心線為基準(zhǔn),在同一側(cè)面有9個連續(xù)點.,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,檢驗3: 相連的6個點連續(xù)上升或下降.,檢驗4: 連續(xù)的14個點相繼上升或下降,對此應(yīng)檢討數(shù)據(jù)的操作性.,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,檢驗5: 連續(xù)的3個點中2個在A區(qū)域(以中心線為基準(zhǔn)在同一側(cè)),3.3 控制圖的八大判

16、異準(zhǔn)則,檢驗6: 連續(xù)的5個點中4個在區(qū)域B或其外邊的位置 (以中心值為基準(zhǔn)在同一側(cè)),檢驗7: 連續(xù)的15個點在區(qū)域C(以中心線為基準(zhǔn)看兩側(cè)) 第一是什么使它變好 第二是數(shù)據(jù)是否讀錯或測定儀誤差,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,檢驗8: 連續(xù)的8個點在區(qū)域C外邊的位置(以中心線基準(zhǔn)兩側(cè)),3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,例題,下列數(shù)據(jù)是生產(chǎn)模具產(chǎn)品的壓縮強度的測量資料.請檢驗是否穩(wěn)定,統(tǒng)計 控制圖 單值的變量控制圖 I-MR,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,3.3 控制圖的八大判異準(zhǔn)則,3.3 控制圖的制作步驟,制作控制圖時，要在其它因素穩(wěn)定的情況下，選擇一個關(guān)鍵點觀測（如：溫度過高、機器異常等情

17、況下，便不能將此時的控制圖作為觀測依據(jù)） 幾個控制圖作比較時，也應(yīng)在其它因素相同的條件下，選擇一個關(guān)鍵點觀測（如：相同的機器，相同物料不同人員的情況下，觀測關(guān)鍵點是否因人員而不同）,注意,步驟一、選定質(zhì)量特性,注意：關(guān)鍵特性（顧客要求，影響質(zhì)量的關(guān)鍵， 有潛在問題，質(zhì)量故障成本高）,思考：企業(yè)的終極目的?,選擇的原則： 根據(jù)數(shù)據(jù)的類型：計量型和計數(shù)型 計量型數(shù)據(jù)： 數(shù)據(jù)收集的難易程度（樣本大?。?計數(shù)型數(shù)據(jù)： 根據(jù)數(shù)據(jù)的分析：是計點型還是計數(shù)型 根據(jù)單位是否相同來做進一步選擇,步驟二、選定控制圖種類,步驟三、收集數(shù)據(jù),首先根據(jù)選定的特性，按一定的時間間隔，抽取一個容量為n的樣本，共抽取k組樣本

18、，對每一組組內(nèi)的每個樣品測定其特性值，將其填寫在數(shù)據(jù)表中，一般要求k25。 （推薦子組大小為4或5） 注意： 應(yīng)保證組內(nèi)樣品在同一條件下生產(chǎn)，組內(nèi)只存在普通原因，而組間差異主要由異常原因引起，收集預(yù)備數(shù)據(jù)時間隔可進一步縮短如每小時一次。,以xij表示第i個樣本的第j個觀察值，用xi與Rj分別表示第i個樣本的均值與極差，即：,步驟四、計算有關(guān)均值和 離散參數(shù),步驟五、計算控制圖中心線 和控制線,計算k個樣本的均值的均值和極差的均值；,計算x圖和R圖的上、下控制界限；,步驟六、畫出分析用控制圖,注意：先畫反映離差程度的控制圖，判穩(wěn)后在畫均值控制圖。,判異準(zhǔn)則：,通常我們可以觀察控制圖上點的分布情況

19、來判斷生產(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，僅在步驟六條件滿足，才認為過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。,步驟七、判斷欲控制的過程 是否處于穩(wěn)態(tài),過程不處于統(tǒng)計控制狀態(tài)時，應(yīng)采取下列措施： 首先應(yīng)該尋找產(chǎn)生異常的原因，在找原因時應(yīng)從自己著手，先從內(nèi)部著手，譬如記錄、計算、作圖等是否有錯，測量是否正確，操作有無不當(dāng)之處，工具是否缺損，機器是否疲勞，材料有無變化，電壓是否有波動等。 當(dāng)異常數(shù)據(jù)不多時，在確認原因后，應(yīng)消除降低質(zhì)量的異常原因。同時，去掉異常數(shù)據(jù)點對應(yīng)的一組數(shù)據(jù)，重新計算中心線和控制界限。然而在重新計算時，不應(yīng)去掉對提高質(zhì)量有利的數(shù)據(jù)，也不能去掉雖使質(zhì)量降低但不能消除異常原因的數(shù)據(jù)。且去掉已消除異常原因的

20、數(shù)據(jù)點后k不小于20時，重新計算中心線及控制界限；如去掉后k小于20，應(yīng)改進過程，再次收集數(shù)據(jù)，計算中心線及控制界限。,異常原因查找方法,Cp:制程精密度（反映散布關(guān)系，即離散趨勢） Cp=(USL-LSL)/6 K:制程準(zhǔn)確度（反映位置關(guān)系，即集中趨勢） k=2*(x-average(USL,LSL)/(USL-LSL) =R/d2 Cpk:過程能力指數(shù) Cpk=Cp*(1-|k|) Cpl=(x-LSL)/3 只有規(guī)格下限 Cpu=(USL-x)/3 只有規(guī)格上限 USL:規(guī)格上限 LSL:規(guī)格下限,步驟八、判斷過程能力是否 達到要求,分析過程能力,分布離散性不同，規(guī)格上下限相同： 相同上

21、下限，產(chǎn)品離散性越大，不合格率越高。 規(guī)格上下限不同，分布離散性相同： 相同的離散性，上下限越寬，不合格率越低。,當(dāng)符合步驟八、九條件時，將分析用控制圖的控制線延長，轉(zhuǎn)化為控制用控制圖的控制線放在生產(chǎn)現(xiàn)場來對質(zhì)量指標(biāo)進行控制。 控制用控制圖的日常工作： 按規(guī)定的抽樣間隔和樣本大小抽取樣本 測量質(zhì)量特性值 計算統(tǒng)計量數(shù)值 在控制圖上描點 按控制用控制圖的判異準(zhǔn)則判斷過程是否異常，如有異常應(yīng)作處理,步驟九、轉(zhuǎn)化為控制用 控制圖,影響普通質(zhì)量的因素的變化，適時 修改控制圖,步驟十、適時修改控制圖,步驟十一、填上控制圖必要 的事項,建立5M1E的任何變化、過程異常分析及采取改進措施的記錄 5M1E:

22、人（Man） 機器（Machine） 材料（Material） 方法（Method） 測量（Measurement） 環(huán)境（Environment）,過程處于穩(wěn)定狀態(tài),一、一個真實的故事,二、SPC的基礎(chǔ)知識,三、控制圖,四、過程能力分析,- 過程能力概念 - 計量型過程能力分析 - 計數(shù)型過程能力分析,CONTENTS,目錄,一、一個真實的故事,二、SPC的基礎(chǔ)知識,三、控制圖,四、過程能力分析,- 過程能力概念 - 過程能力統(tǒng)計方法,什么是工程能力？,工程能力指加工過程質(zhì)量方面的能力高低，是反映過程變異性的數(shù)值。用Cp表示。,工程能力指數(shù)是指工程能力滿足規(guī)格質(zhì)量要求的程度。用Cpk表示。,

23、什么是工程能力指數(shù)？,4.1 過程能力的概念,4.1 過程能力的概念,精確度好,準(zhǔn)確度好,精確度差,準(zhǔn)確度差,哪個是最好的呢？,Cp & K(精確度&準(zhǔn)確度),4.1 過程能力的概念,過程在受控狀態(tài)下時： 一個過程的實際表現(xiàn),用過程均值加減三倍的標(biāo)準(zhǔn)偏差表示。,+3,-3,Xbar,4.1 過程能力的概念,過程能力指數(shù)反映過程在受控狀態(tài)下時，客戶要求與過程表現(xiàn)(產(chǎn)品質(zhì)量或服務(wù)質(zhì)量的變動程度)的比值，如果過程表現(xiàn)越能滿足顧客要求，則過程能力指數(shù)數(shù)值越大.,4.1 過程能力的概念,過程能力指數(shù),顧 客 之 聲,過 程 之 聲,4.1 過程能力的概念,過程能力改善戰(zhàn)略,中心移動 : 過程目標(biāo)值或中心

24、值(Target) 散布程度 : 縮小散布,4.1 過程能力的概念,什么導(dǎo)致缺陷？,散布源： 制造過程和測量系統(tǒng) 原材料的偏差 不合理或過窄的規(guī)格(為了強化設(shè)計，比顧客的要求更窄),不恰當(dāng)?shù)脑O(shè)計,不穩(wěn)定的原材料,不充分的過程能力,4.1 過程能力的概念,4.2 過程能力的統(tǒng)計方法,過程能力指數(shù) (Process Capability Index)定義 - 過程能力指數(shù)表現(xiàn)過程制造的產(chǎn)品有多均勻的能力, 即把過程能力定量化評價的尺度. - 過程能力指數(shù)是在假設(shè)質(zhì)量特性分布是正態(tài)分布的條件下規(guī)格容差和 過程的自然散布(標(biāo)準(zhǔn)偏差的6倍)的相對大小比較計算的指標(biāo) 過程能力指數(shù) (Process Capability Index)指標(biāo)