控制圖的應(yīng)用

.,1,控制圖的應(yīng)用,第一講SPC的概念第二講控制圖第三講過程能力分析,.,2,第一講SPC的概念,質(zhì)量控制過程控制統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）術(shù)語,.,3,質(zhì)量控制,質(zhì)量控制包括以下3個(gè)方面1、過程控制預(yù)防性工作，2、驗(yàn)收檢驗(yàn)鑒定性工作；3過程改進(jìn)改進(jìn)型工作。,.,4,過程控制,過程控制：確定并識(shí)別過程，以做到及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)過程中的異常變異，使上工序的問題不帶到下一工序去，以保證過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。,.,5,統(tǒng)計(jì)過程控制,統(tǒng)計(jì)過程控制（SPC）用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過程進(jìn)行控制。*統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC):為了達(dá)到并維持統(tǒng)計(jì)性控制狀態(tài)從而提高工程能力,所應(yīng)采取的具有針對(duì)性的對(duì)工序或生產(chǎn)工序輸出品進(jìn)行分析時(shí)所運(yùn)用的控制圖及同樣運(yùn)用統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)所進(jìn)行的一系列控制措施.,.,6,StatisticalProcessControl,規(guī)格過程USLUCLSLCLLSLLCLsaCpCpk,總體樣本XbarxNnR,計(jì)量值：均值-級(jí)差圖,計(jì)數(shù)值：P不良率圖,.,7,術(shù)語,統(tǒng)計(jì)技術(shù)（統(tǒng)計(jì)學(xué)技術(shù)）：數(shù)理統(tǒng)計(jì)：是建立在概率論基礎(chǔ)上的數(shù)學(xué)的一門分支，是推斷型的統(tǒng)計(jì)技術(shù)；圖表等：利用數(shù)據(jù)的特征值或有關(guān)圖表描述事物，是描述型統(tǒng)計(jì)技術(shù)。總體，是研究對(duì)象的總體。,.,8,術(shù)語,個(gè)體，組成總體的每個(gè)單位稱個(gè)體。樣本，從總體中抽取的部分個(gè)體稱為樣本，組成樣本的每一個(gè)體稱為樣品，樣本中包含樣品的數(shù)量稱樣本容量或樣本大小。*樣本(SAMPLE):從要檢查的對(duì)象或整個(gè)被統(tǒng)計(jì)的對(duì)象中所抽出的數(shù)據(jù)或資料.,.,9,術(shù)語,過程能力，過程能力是指當(dāng)過程處于統(tǒng)計(jì)過程控制狀態(tài)，過程符合容差范圍的輸出能力。一般用特性值的6倍標(biāo)準(zhǔn)差（6）衡量。標(biāo)準(zhǔn)差，在統(tǒng)計(jì)過程控制狀態(tài)下，反映單個(gè)數(shù)據(jù)偏離數(shù)據(jù)平均值的數(shù)值。*標(biāo)準(zhǔn)偏差:指一種偏差的測量標(biāo)準(zhǔn),是過程輸出物或從過程中抽樣所得值的分布范圍(寬度)的量度.,.,10,術(shù)語,過程能力指數(shù)Cp，反映過程處于統(tǒng)計(jì)過程控制狀態(tài)，過程能力是否充足的數(shù)值，通常將容差的范圍除以6的比值，稱為過程能力指數(shù)。*工程能力指數(shù)(Cp或Cpk):量產(chǎn)時(shí),對(duì)工序在穩(wěn)定的狀態(tài)下所生產(chǎn)出的產(chǎn)品的質(zhì)量所發(fā)生的變化量的一個(gè)統(tǒng)計(jì)值.,.,11,術(shù)語,工序性能指數(shù)Pp，反映生產(chǎn)狀態(tài)下，工序能力是否滿足的數(shù)值，通常將容差的范圍除以6的比值，稱為工序性能指數(shù)。為過程標(biāo)準(zhǔn)差。*工序性能指數(shù)(Pp或Ppk):是指在正常生產(chǎn)的狀態(tài)下,對(duì)較長的一個(gè)周期內(nèi)所存在的異常因素對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量能產(chǎn)生何種程度影響的一個(gè)統(tǒng)計(jì)值,運(yùn)用于在產(chǎn)品的開發(fā)初期,對(duì)該產(chǎn)品的初期工程能力所進(jìn)行評(píng)價(jià).,.,12,術(shù)語,正態(tài)分布，概率論中最常見因而也是最重要的隨機(jī)變量分布。*正態(tài)分布:作為計(jì)量型控制圖的根據(jù),該計(jì)量數(shù)據(jù)的總體分布趨勢應(yīng)承連續(xù)性和對(duì)稱性頻度的分布,測量所得值的波動(dòng)符合規(guī)定的分布規(guī)律,約有占所有測量所得數(shù)據(jù)68.26%的數(shù)據(jù)處在全體數(shù)據(jù)的平均值1的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi),約有95.44%的數(shù)據(jù)處在全體數(shù)據(jù)的平均值2的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi),約有近99.73%的數(shù)據(jù)處在整體數(shù)據(jù)的平均值3的標(biāo)準(zhǔn)偏差范圍內(nèi).,.,13,術(shù)語,.,14,術(shù)語,幾個(gè)關(guān)鍵的數(shù)字總體數(shù)值落在：1界限范圍內(nèi)的概率為68.28%；2界限范圍內(nèi)的概率為95.46%；3界限范圍內(nèi)的概率為99.73%；1.96界限范圍內(nèi)的概率為95.0%.而數(shù)據(jù)落在:3界限范圍之外的概率應(yīng)小于3%；1.96界限范圍之外的概率應(yīng)小于5%.,.,15,術(shù)語,控制圖，是將一個(gè)過程定期收集的樣本數(shù)據(jù)按順序點(diǎn)繪而成的一種圖示技術(shù)?？刂茍D可展示過程變異并發(fā)現(xiàn)異常變異，并進(jìn)而成為預(yù)防采取措施的重要手段*控制圖:指通過對(duì)產(chǎn)品相應(yīng)的特性值進(jìn)行收集,以統(tǒng)計(jì)出的該特性值中心線的上下一個(gè)或兩個(gè)單位為該特性值控制界限所得出的一種圖解方式.它是我們用來判斷工序是否是在處于統(tǒng)計(jì)控制的狀態(tài)下進(jìn)行生產(chǎn)的基準(zhǔn),以及運(yùn)用于維持統(tǒng)計(jì)控制的狀態(tài).,.,16,術(shù)語,規(guī)格界限(USL:規(guī)格上限,LSL:規(guī)格下限):是指按各不同工序所制定的規(guī)格上限值及規(guī)格下限值,一旦超出所定的規(guī)格界限,則可以推斷其為不良.控制界限(UCL:規(guī)格上限,LCL:規(guī)格下限):為了判斷工序的穩(wěn)定性所使用的由一條或兩條線所劃定控制界限的圖示,如若超出了該控制界限,則可以判斷該工序被異常原因影響所引起了波動(dòng).,.,17,術(shù)語,計(jì)量值資料:指為了分析所測量值所使用的例如尺寸,力,濃度等定量資料.計(jì)數(shù)值資料:指用于進(jìn)行記錄和分析的,可計(jì)數(shù)的真實(shí)性資料.計(jì)數(shù)值資料收集并記錄著著一般不適合品或不適合事項(xiàng)的形態(tài),并用P,Pn,C和U控制圖來進(jìn)行分析.極差(R):子組,樣本或所有數(shù)據(jù)中的最大值與最小值的差.,.,18,術(shù)語,控制圖的形狀,.,19,第二講控制圖,控制圖種類控制圖原理控制圖的使用方法,.,20,控制圖種類,控制圖，是將一個(gè)過程定期收集的樣本數(shù)據(jù)按順序點(diǎn)繪而成的一種圖示技術(shù)?？刂茍D可展示過程變異并發(fā)現(xiàn)異常變異，并進(jìn)而成為預(yù)防采取措施的重要手段。控制圖分兩大類計(jì)量型控制圖計(jì)數(shù)型控制圖,.,21,計(jì)量型控制圖,均值-級(jí)差圖（Xbar-R圖）最常用、最重要的控制圖均值-標(biāo)準(zhǔn)差圖（X-S圖）中位數(shù)-級(jí)差圖（X-R圖）單值-移動(dòng)差圖（X-Rs圖),.,22,計(jì)數(shù)型控制圖,不合格品率的P圖不合格品數(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,.,23,控制圖的原理,產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)正態(tài)分布討論正態(tài)分布曲線的形狀兩個(gè)參數(shù)的討論幾個(gè)關(guān)鍵的數(shù)字3原則兩類錯(cuò)誤的概率上下控制限的設(shè)計(jì)思想,.,24,產(chǎn)品質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn),產(chǎn)品質(zhì)量的變異性：產(chǎn)品質(zhì)量不是一模一樣的，同樣的人、同樣的設(shè)備、同樣的原料、同樣的工藝、同樣的環(huán)境生產(chǎn)的產(chǎn)品有細(xì)微的差別。產(chǎn)品質(zhì)量的變異有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性：正態(tài)分布（計(jì)量型數(shù)據(jù)）二項(xiàng)分布（計(jì)數(shù)型，不合格品率）泊松分布（單位缺陷數(shù)）,.,25,正態(tài)分布討論,正態(tài)分布是最常見、應(yīng)用最廣泛的一種分布，例如軸徑加工尺寸、化工產(chǎn)品的化學(xué)成分、測量誤差都屬正態(tài)分布。正態(tài)分布曲線的數(shù)學(xué)模式：,.,26,正態(tài)分布曲線的形狀,.,27,兩個(gè)參數(shù)的討論,總體均值總體標(biāo)準(zhǔn)差任何一個(gè)正態(tài)分布僅由和決定，決定分布的位置，決定分布的形狀。,.,28,.,29,幾個(gè)關(guān)鍵的數(shù)字,總體數(shù)值落在：1界限范圍內(nèi)的概率為68.28%；2界限范圍內(nèi)的概率為95.46%；3界限范圍內(nèi)的概率為99.73%；1.96界限范圍內(nèi)的概率為95.0%.而數(shù)據(jù)落在:3界限范圍之外的概率應(yīng)小于3%；1.96界限范圍之外的概率應(yīng)小于5%.,.,30,.,31,3原則,一個(gè)控制圖通常有三條線1、中心線（CL）：其位置與總體均值重合2、上控制線（UCL）：其位置在+3處3、下控制線（LCL）：其位置在-3處控制圖實(shí)際上就是橫過來的正態(tài)分布圖的具體應(yīng)用,.,32,.,33,兩類錯(cuò)誤的概率,第1類錯(cuò)誤，錯(cuò)判，用表示第2類錯(cuò)誤，漏判，用表示,.,34,上下控制限的設(shè)計(jì)思想,調(diào)整上下控制限的間距使兩種錯(cuò)判的損失達(dá)到最小。當(dāng)上下控制限定在3時(shí)，總損失最小。,.,35,控制圖的使用方法,控制圖的制作控制圖的判穩(wěn)原則控制圖的判異原則控制圖使用實(shí)例,.,36,控制圖的制作（以Xbar-R圖為例）,1、收集數(shù)據(jù)選擇子組大小，頻率和子組數(shù)量建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù)計(jì)算每個(gè)子組的X平均值和極差R將平均值和極差畫到圖上。,.,37,控制圖的制作（以Xbar-R圖為例）,2、計(jì)算控制限計(jì)算極差的平均值和過程平均值計(jì)算控制限在控制圖上畫出中心線及控制線,.,38,控制圖的制作（以X-R圖為例）,.,39,控制圖的制作（以X-R圖為例）,.,40,控制圖的判穩(wěn)原則,在點(diǎn)子隨機(jī)排列的情況下,符合下列各點(diǎn)之一就認(rèn)為過程處于穩(wěn)態(tài):(1)連續(xù)25個(gè)點(diǎn)子都在控制界限內(nèi);(2)連續(xù)35個(gè)點(diǎn)子至多1個(gè)點(diǎn)子落在控制界限外;(3)連續(xù)100個(gè)點(diǎn)子至多2個(gè)點(diǎn)子落在控制界限外。如果過程正常，發(fā)生下述情況的概率為：(1)連續(xù)25個(gè)點(diǎn)子有1個(gè)點(diǎn)子在控制界限外;0.0654(2)連續(xù)35個(gè)點(diǎn)子有2個(gè)點(diǎn)子在控制界限外;0.0041(3)連續(xù)100個(gè)點(diǎn)子有3個(gè)點(diǎn)子在控制界限外;0.0026,.,41,.,42,控制圖的判異原則1(0.0027),.,43,控制圖的判異原則2(0.0038),.,44,控制圖的判異原則3(0.00273),.,45,控制圖的判異原則4(0.0027),.,46,控制圖的判異原則5(0.00268),.,47,控制圖的判異原則6(0.0027),.,48,控制圖的判異原則7(0.00326),.,49,控制圖的判異原則8(0.0002),.,50,控制圖使用實(shí)例,某手表廠為了提高手表的質(zhì)量，應(yīng)用排列圖分析造成手表不合格的各種原因，發(fā)現(xiàn)“停擺”占第一位。為了解決停擺問題，再次應(yīng)用排列圖分析造成停擺的原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要是由于螺栓脫落造成的。而后者是由螺栓松動(dòng)造成的。為此廠方?jīng)Q定應(yīng)用控制圖對(duì)裝配作業(yè)中的螺栓扭矩進(jìn)行過程控制。分析：螺栓扭矩是一計(jì)量特性值，故可選用基于正態(tài)分布的計(jì)量控制圖。又由于本例是大量生產(chǎn)，不難取得數(shù)據(jù)，故決定選用靈敏度高的X-R圖。,.,51,控制圖使用實(shí)例,解：我們按照下列步驟建立Xbar-R圖：步驟1：選取數(shù)據(jù)25組（根據(jù)判穩(wěn)準(zhǔn)則的要求）樣本量為5（一般45個(gè)）抽樣的時(shí)間間隔根據(jù)生產(chǎn)情況確定步驟2：計(jì)算各組樣本的平均值Xi步驟3：計(jì)算各組樣本的級(jí)差Ri步驟4：計(jì)算樣本總均值X與平均樣本級(jí)差RXbar=163.272R=14.280,_,=,=,_,.,52,.,53,控制圖使用實(shí)例,步驟5：計(jì)算R圖的參數(shù)，當(dāng)n=5時(shí)，D4=2.114，D3=0代入R圖的公式，得到上控制限UCLR=D4*R=2.114*14.280=30.118中線CLR=R=14.280下控制限LCLR=D3*R=0做出R圖,_,_,_,.,54,控制圖使用實(shí)例,根據(jù)判穩(wěn)原則對(duì)R圖進(jìn)行判斷（1)連續(xù)25個(gè)點(diǎn)子都在控制界限內(nèi);(2)連續(xù)35個(gè)點(diǎn)子至多1個(gè)點(diǎn)子落在控制界限外;(3)連續(xù)100個(gè)點(diǎn)子至多2個(gè)點(diǎn)子落在控制界限外。本例R圖判穩(wěn)注意只有R圖判穩(wěn)才能進(jìn)行X圖的制作思考題：為什么只有R圖判穩(wěn)才能進(jìn)行X圖的制作？,.,55,控制圖使用實(shí)例,計(jì)算X圖的參數(shù)，當(dāng)n=5時(shí)，A2=0.577代入X圖的公式，得到上控制限UCLX=X+A2*R=163.272+0.577*14.280=171.572中線CLX=X=163.272下控制限LCLX=X-A2*R=163.272-0.577*14.280=155.032做出X圖,=,=,=,_,_,.,56,第13個(gè)點(diǎn)子超出下控制限，根據(jù)判穩(wěn)原則，過程均值失控。經(jīng)調(diào)查其原因后，改進(jìn)夾具，并采取措施防止這種現(xiàn)象在發(fā)生。然后去掉第13組數(shù)據(jù)，再重新計(jì)算R圖和X圖的參數(shù)。（查出異因，采取措施，加以消除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)）,.,57,控制圖使用實(shí)例,去掉第13組數(shù)據(jù)，重新計(jì)算R圖和X圖的參數(shù)。此時(shí)：R=（357-18）/24=14.125X=（4081.8-155.0）/24=163.617代入R圖和X圖公式：R圖上控制限UCLR=D4*R=2.114*14.125=29.860中線CLR=R=14.125下控制限LCLR=D3*R=0,=,.,58,控制圖使用實(shí)例,X圖上控制限UCLX=X+A2*R=163.617+0.577*14.125=171.767中線CLX=X=163.617下控制限LCLX=X-A2*R=163.617-0.577*14.125=155.467,=,=,=,.,59,.,60,控制圖使用實(shí)例,由圖中可見，R圖中第16個(gè)點(diǎn)出界。于是再次執(zhí)行20字方針后，舍去第16組數(shù)據(jù)，重新計(jì)算如下:R“=（339-30）/23=13.435X“=（3926.8.8-162.4）/23=163.670,_,=,.,61,控制圖使用實(shí)例,R圖上控制限UCLR=D4*R”=2.114*13.435=28.402中線CLR=R”=13.435下控制限LCLR=D3*R”=0X圖上控制限UCLX=X”+A2*R”=163.670+0.577*13.435=171.422中線CLX=X”=163.670下控制限LCLX=X”-A2*R”=163.670-0.577*13.435=155.918,=,=,=,_,_,_,_,_,.,62,控制圖使用實(shí)例,.,63,控制圖使用實(shí)例,根據(jù)判穩(wěn)準(zhǔn)則，知道此時(shí)過程的波動(dòng)和平均值均處于穩(wěn)態(tài)。步驟61、計(jì)算過程能力指數(shù)2、檢驗(yàn)過程能力指數(shù)是否滿足技術(shù)要求如果滿足要求，延長控制線，用于日常管理如果不滿足要求，則需要調(diào)整過程直至過程能力指數(shù)滿足要求為止。,.,64,控制圖使用實(shí)例（注意事項(xiàng)）,此時(shí)的控制圖為分析用控制圖關(guān)鍵工序一般使用控制圖分析如果在判穩(wěn)時(shí)發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)，必須要執(zhí)行20字方針進(jìn)行處理（查出異因，采取措施，加以消除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)）。發(fā)現(xiàn)異常后，一般采用舍去異常數(shù)據(jù)的方法，事實(shí)上，若采取的措施影響整個(gè)過程，則不能簡單地舍去數(shù)據(jù)，而應(yīng)該從過程中重新收集數(shù)據(jù)，從頭開始。測量系統(tǒng)分析應(yīng)該先進(jìn)行，特別要注意測量系統(tǒng)的分辨率。注意數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。判穩(wěn)后，過程能力滿足要求的控制圖才能用于生產(chǎn)過程的控制。分析用控制圖使用判穩(wěn)原則判斷?？刂朴每刂茍D使用判異原則進(jìn)行判斷。,.,65,.,66,分析用控制圖與控制用控制圖,分析用控制圖的主要目的是:分析生產(chǎn)過程是否處于穩(wěn)態(tài)。若過程不處于穩(wěn)態(tài),則須調(diào)整過程,使之達(dá)到穩(wěn)態(tài)。分析生產(chǎn),過程的工序能力是否滿足技術(shù)要求。若不滿足,則需調(diào)整工序能力,使之滿足。稱此狀態(tài)為技術(shù)穩(wěn)態(tài),而前一狀態(tài)為統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)的是否達(dá)到可以分為如狀態(tài)分類表所示的四種情況:,.,67,分析用控制圖與控制用控制圖,狀態(tài)分類,.,68,分析用控制圖與控制用控制圖,狀態(tài):統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)同時(shí)達(dá)到,這是最理想的狀態(tài)。狀態(tài):統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)未達(dá)到,技術(shù)穩(wěn)態(tài)達(dá)到。狀態(tài):統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)達(dá)到,技術(shù)穩(wěn)態(tài)未達(dá)到。狀態(tài)IV:統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)與技術(shù)穩(wěn)態(tài)均未達(dá)到。這是最不理想的狀態(tài)有時(shí),為了更加經(jīng)濟(jì),寧可保持在狀態(tài)也是有的。,.,69,分析用控制圖與控制用控制圖,當(dāng)過程達(dá)到了我們所確定的狀態(tài)后,才能將分析用控制圖的控制線延長作為控制用控制圖。應(yīng)用控制用控制圖的目的是使生產(chǎn)過程保持在確定的狀態(tài)。在應(yīng)用控制用控制圖的過程中,若過程又發(fā)生異常,則應(yīng)執(zhí)行20字方針,使過程恢復(fù)原來的狀態(tài)。（查出異因，采取措施，加以消除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)）,.,70,第三講過程能力分析,過程能力短期過程能力和長期過程能力過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)和不合格率的關(guān)系過程性能指數(shù),.,71,過程能力,過程能力是指過程的加工質(zhì)量滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力。生產(chǎn)能力是指加工數(shù)量方面的能力。影響過程能力的因素是：人、機(jī)、料、法、環(huán)、測。（5M1E）,.,72,偶然因素（偶因）和異常因素（異因）,偶然因素的變異大量的微小原因所引起,不可避免。不管發(fā)生哪種偶然原因，其個(gè)別之變異極為微小。幾個(gè)有代表性的偶然原因如下：（）原料的微小差別；（）機(jī)器的微小震動(dòng)；（）儀器測量時(shí)不十分精確的作法。實(shí)際上要除去過程中的偶然原因，是件非常不經(jīng)濟(jì)的處置。,.,73,偶然因素（偶因）和異常因素（異因）,異常因素的變異一個(gè)或少時(shí)幾個(gè)較大原因所引起,可以避免。任何一個(gè)異常原因，都可能發(fā)生大的變異。幾個(gè)有代表性的異常原因如下：（）原料群體不良；（）設(shè)備調(diào)整不良；（）新員工。異常原因不但可以找出其原因，并且除去這些原因得處置，在經(jīng)濟(jì)觀點(diǎn)上講往往是正確的。,.,74,短期過程能力和長期過程能力,短期過程能力僅由偶因所引起的這部分變異所形成的過程能力。此差異可由控制圖的有關(guān)參數(shù)估計(jì)。st=R/d2（必須在穩(wěn)態(tài)下求得）長期過程能力由偶因和異因之和所引起的總變異所形成的過程能力。此差異可用s估計(jì)，s即利