SPC統(tǒng)計過程控制培訓(xùn)教材

1、SPC統(tǒng)計過程控制培訓(xùn),目 錄,第一部分 基本概念與公式介紹 第二部分 過程能力的調(diào)查 第三部分 Cpk的應(yīng)用 第四部分 提高過程能力指數(shù)的途徑,第一部分 基本概念與公式介紹,第一部分 基本概念與公式介紹,統(tǒng)計制程控制 (Statistical Process Control,統(tǒng)計制程控制 是應(yīng)用統(tǒng)計的方法對過程中的各個環(huán)節(jié)進行監(jiān)控與診斷,從而達到改進與保證產(chǎn)品品質(zhì)的目的,何謂統(tǒng)計,統(tǒng)計的基本原料是,有數(shù)據(jù)就是統(tǒng)計嗎,經(jīng)過計算后得什么,數(shù) 據(jù),計算,有意義的情報,何謂有意義的情報,至少應(yīng)包括： 集中趨勢 + 離中趨勢 + 含在特定范圍內(nèi)的機率,集中趨勢 “平均值” “中位數(shù),平均值,概念: 表

2、示數(shù)據(jù)集中位置，數(shù)據(jù)算術(shù)平均數(shù)，常用符號 表示。 N:表示樣本數(shù) 例:有統(tǒng)計數(shù)據(jù)2,3,4,5,6五個數(shù)據(jù)，則其平均數(shù)據(jù)為： 2+3+4+5+6 X = =4,5,_,集中趨勢 “平均值” “中位數(shù),中位數(shù),概念: 把收集到的統(tǒng)計數(shù)據(jù)按大小順序重新排列，排在正中間的那個數(shù)就叫作中位數(shù)，常用符號 表示。 例: 試找出3、5、6、7、11五個樣本數(shù)據(jù)和3、5、6、8、 9、11六個樣本數(shù)據(jù)的中 位數(shù)。 解：3、5、6、7、11的中位數(shù)為6； 3、5、6、8、9、11的中位數(shù)為,當n為奇數(shù)時-正中間的數(shù)只有一個， 當n為偶數(shù)時-正中位置有兩個數(shù)，此時，為 正中間兩個數(shù)的算術(shù)平均值,6+8,2,7,離

3、中趨勢 “極差 R ”“標準偏差,全距（極差,概念: 將樣本數(shù)據(jù)按大小順序排列，數(shù)列中最大值Xmax與最小值Xmin之差 稱為樣本的極差。常用符號 R 表示，其計算公式為： 式中 Xmax 一組數(shù)據(jù)中的最大值， Xmin 一組數(shù)據(jù)中的最小值 例如：有3，6，7，8，10五個數(shù)據(jù)組成一組，則極差 R=10-3=7,R=Xmax Xmin,7,1,3,5,A槍手,B槍手,什么是標準偏差,C槍手,A 槍手,B 槍手,A,B,A 槍手,M,LCL,UCL,B 槍手,M,LCL,UCL,C 槍手,M,LCL,UCL,Sigma (標準偏差),由此可見 Sigma ()即是-變異,學(xué)術(shù)名詞叫標準偏差,Si

4、gma () 表示數(shù)據(jù)的離散程度,依照射擊擊中環(huán)次的頻率進行排列,可得以下的圖表,9,11,10,因為標準偏差是用數(shù)據(jù)整體計算，所以當數(shù)據(jù)量足夠大時，就不便于操作,而且不符合現(xiàn)場需要。所以一般情況下, 會用樣本標準偏差S來代替,S,樣本標準偏差 S,樣本: 從總體中隨機抽取的若干個個體的總和稱為樣本。 組成樣本的每個個體稱為樣品,另一種計算公式,CP ：Capability of Precision,精確度： 是衡量工序能力對產(chǎn)品規(guī)格要求滿足程度的數(shù)量值，記為Cp。通常以規(guī)格范圍T與工序能力 6* 的比值來表示。即,不精密,精密,Cp=T/6=規(guī)格公差/6*標準偏差 規(guī)格公差=USL-LSL=

5、規(guī)格上限-規(guī)格下限,Ca：Capability of Accuracy,準確度: 代表制程平均值偏離規(guī)格中心值的程度。若其值越小，表示制程平均值越接近規(guī)格中心值，亦即質(zhì)量越接近規(guī)格要求的水平（集中趨勢，與 有關(guān)），值越大，表示制程平均值越偏離規(guī)格中心值，所造成的不良率將越大,準確度好,準確度差,LSL USL,M,M,USL= 規(guī)格上限 LSL= 規(guī)格下限 M = 規(guī)格中心,LSL USL,Ca：Capability of Accuracy,準確度,USL=規(guī)格上限 LSL=規(guī)格下限 T=規(guī)格允差. T = USL - LSL,制程平均值-規(guī)格中心值,規(guī)格允差之半,Ca,即偏移系數(shù)( k ),

6、Cp與 Ca 的關(guān)系,不精密,精密,準確,不準確,CPK：制程能力指數(shù),一種用以量度某一特性的變化趨勢及概率的統(tǒng)計指標,CPK=CP*(1- Ca ) =T/6*(1- 2(M-X)/T,標準偏差 M : 規(guī)格中心,公式一,公式二,Cpk=min( ，,即取兩者最小值，但不管采用那種方式，結(jié)果都是一樣的,僅給出規(guī)格上限Su,各種規(guī)格型態(tài)下的Cpk,f（x,SL,x,SL,f（x,SU,x,僅給出規(guī)格下限SL,Su,單邊公差時：由于沒有規(guī)格中心值，故Ca =N/A，故定義Cpk=Cp,Cpk制程能力指數(shù),等級評定后處置原則 級：制程能力足夠 級：制程能力尚可，應(yīng)再努力 級：制程應(yīng)加以改善,Cpk

7、量測之意義,Cpk = 負數(shù),Cpk = 0,Cpk = 0 1,Cpk = 1,Cpk 1,Cp與Cpk所代表的合格品率,Cpk,第二部分 過程能力的調(diào)查,過程能力調(diào)查,過程能力調(diào)查的意義 過程能力調(diào)查了解和掌握過程能力的活動。 通過工序標準化，消除工序中的異常因素，發(fā)現(xiàn)和解決質(zhì)量問題，經(jīng)濟合理地選擇和確定工藝標準和操作標準,STEP1：正態(tài)檢定,正態(tài)檢定的結(jié)果，如果P-Value0.05(正態(tài)性），進行Step2(CPK分析）， 否則CPK分析不可能，需要查明非正態(tài)的原因,過程能力調(diào)查,過程能力調(diào)查,過程能力調(diào)查的方法 直方圖法：可以通過直方圖的分散范圍同公差范圍比較，簡單而直觀地判斷過程

8、能力能否滿足質(zhì)量要求；簡便計算出過程能力指數(shù)CPK ，為分析過程中系統(tǒng)因素的影響提供依據(jù)。但直方圖不能看出質(zhì)量特性值隨時間變化的情況，有時因為在樣本中包含特性值特大和特小的樣本，使 較大，過程能力指數(shù)偏低。 控制圖法：可反映較長時間內(nèi)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)的質(zhì)量波動狀況，排除了系統(tǒng)因素的影響，因而其分布的較小，比較準確可靠。 一般情況，多用直方圖法進行過程能力調(diào)查，并輔以控制圖法,過程能力調(diào)查,過程能力調(diào)查的程序,明確調(diào)查目的； 選擇調(diào)查對象； 確定調(diào)查方法； 工序的標準化； 嚴格按照各項標準進行作業(yè)； 收集數(shù)據(jù)； 畫直方圖或分析用的控制圖； 判斷過程是否處于控制狀態(tài)； 計算過程能力指數(shù)； 處理,過

9、程能力調(diào)查-流程圖,第三部分 Cpk的應(yīng)用,時間,大小,預(yù) 測,制程應(yīng)用Cpk,制程應(yīng)用Cpk，監(jiān)控及預(yù)測制程能力的發(fā)展趨勢，及時修正異常，控制產(chǎn)品質(zhì)量的變化,可預(yù)測的未來,關(guān)注 制程(process,確定過程能力的要素,過程的輸出特性：確定要研究的質(zhì)量特性； 過程規(guī)范：顧客（內(nèi)部或外部）對過程輸出特性的要求； 抽樣方案：確定抽樣方案可以反映過程的特定狀態(tài)； 過程是否屬于穩(wěn)定的正態(tài)分布：屬于正態(tài)分布的過程一般是穩(wěn)定并統(tǒng)計受控,過程能力分析就是在識別上述要素的基礎(chǔ)上，運用統(tǒng)計工具展開的,SPC控制圖的種類和選擇,SPC控制圖用途,收集數(shù)據(jù)注意,合理子組原則 合理子組原則是在抽取樣本時要使組內(nèi)波動

10、由正常原因引起；組間波動由異常原因引起。 為了實現(xiàn)此原則，要在短的時間內(nèi)將一個子組全部抽取，這樣就可以避免異常因素進入子組。 2） 收集數(shù)據(jù) 以子組為單位收集數(shù)據(jù)：選擇子組容量、子組個數(shù)、子組間隔。 子組容量：一般以4到5個為宜； 子組個數(shù)：一般以20到25個為宜； 子組間隔時間：沒有統(tǒng)一規(guī)定，視產(chǎn)量而定，具體如下表,Cpk范例,參數(shù)定義,CL(central line):制程目標值； UCL(upper control limit): 控制上限； LCL(lower control limit): 控制下限； n : 樣本數(shù)（n=k*m） m :子組個數(shù) k：子組容量； 控制圖數(shù)據(jù)分布區(qū)域如

11、下,判異原則,1. 連續(xù)25點，有一個點落在A區(qū)以外,一點落在控制界限外,顯示制程品質(zhì)已發(fā)生非機遇原因,有待追查原因并采取對策.若無其他特殊事項(若R控制圖穩(wěn)定,計算錯誤,測量誤差,原材料不合格或設(shè)備故障等.)則可能中心值偏移,判異原則,2. 連續(xù)三點中有兩點落在控制界限內(nèi)中心線同一側(cè)的B區(qū)以外,1.控制過嚴; 2.材料品質(zhì)有差異; 3.檢驗設(shè)備或方法之大不相同; 4.不同制程之數(shù)據(jù)繪于同一控制圖上 ; 5.不同質(zhì)量材料混合使用,判異原則,3.連續(xù)五點有四點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外,1.控制過嚴； 2.材料品質(zhì)差異； 3.檢驗設(shè)備或方法改變； 4.不同制程之數(shù)據(jù)繪于同一管制圖； 5.不同品質(zhì)

12、材料混合使用,判異原則,4. 連續(xù)六點遞增或遞減,1.設(shè)備緩慢磨損； 2.工作者疲勞效應(yīng)； 3.不良件之累計效應(yīng)； 4.工作環(huán)境改變； 5.操作者技術(shù)逐漸進步； 6.原料均勻度緩慢改變； 7.測量設(shè)備已改變,判異原則,5. 八點落在中心線兩側(cè)，且無一在C區(qū)內(nèi),1 管制過嚴 2 數(shù)據(jù)來自兩個不同群體，亦即數(shù)據(jù)分層不夠,判異原則,6. 連續(xù)九點落在中心線同一側(cè),顯示制程品質(zhì)已發(fā)生特殊原因,有待追查原因并采取對策,若無其他特殊事項(設(shè)備工作不正常或固定松動使用新的不是很一致的原材料或新的檢驗員或量具)，可能中心值發(fā)生偏移,判異原則,7. 連續(xù)十四點相鄰點交替上下,a）數(shù)據(jù)分層不夠: b）輪流使用兩臺

13、設(shè)備； c）由兩位操作員輪流進行操作而引起的系統(tǒng)效應(yīng),判異原則,8. 連續(xù)十五點落在中心線兩側(cè)的C區(qū)內(nèi),若不是抽樣有問題，就是制程已經(jīng)過改善，造成變異數(shù)降低，或數(shù)據(jù)分層不夠或為假數(shù)據(jù),判異原則,1A外 2/3B 4/5C 6連串 8缺C 9同側(cè) 14交替 15全C,連續(xù)25點，有一個點落在A區(qū)以外； 連續(xù)三點中有兩點落在控制界限內(nèi)中心線同一側(cè)的B區(qū)以外； 連續(xù)五點有四點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外； 連續(xù)六點遞增或遞減; 八點落在中心線兩側(cè)，且無一在C區(qū)內(nèi) 連續(xù)九點落在中心線同一側(cè); 連續(xù)十四點鐘相鄰點交替上下； 連續(xù)十五點落在中心線兩側(cè)的C區(qū)內(nèi),第四部分 提高過程能力指數(shù)的途徑,當Cp及Cpk

14、都較小且二者差別不大時(比如Cp=0.72, Cpk=0.69), 說明過程的主要問題是太大,改進過程應(yīng)首先著眼于降低過程的波動。 若Cp較大,而Cpk很小(比如Cp=1.43, Cpk=0.72),二者差別較大, 說明過程的主要問題是平均值偏離中心值太多,改進過程應(yīng)首先著眼于移動平均值,使之更接近中心值。 如果,Cp本不夠好,Cpk更小(比如Cp=0.84, Cpk=0.35),二者差別較大時, 說明過程的及都有問題,通常改進過程應(yīng)首先移動值,使之更接近M,然后設(shè)法降低過程的波動。 注意,不要單獨使用這兩個之中的一個,Cp及Cpk值解讀,提高過程能力指數(shù)的途徑,根據(jù)公式可知，影響過程能力指數(shù)

15、有3個變量,1.過程加工的分布中心與公差中心的偏移量 K （Ca）； 2.過程加工的質(zhì)量特性分散程度，即標準偏差 。 3.產(chǎn)品質(zhì)量規(guī)范（公差范圍T,CPK=CP*(1- Ca,Cp=T/6,1.調(diào)整過程加工的分布中心，減少中心偏移量,通過收集數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析，找出大量連續(xù)生產(chǎn)過程中由于工具磨損、加工條件隨時間逐漸變化而產(chǎn)生偏移的規(guī)律，及時進行中心調(diào)整，或采取設(shè)備自動補償偏移或刀具自動調(diào)整和補償?shù)龋?根據(jù)中心偏移量，通過首件檢驗，可調(diào)整設(shè)備、刀具等的加工定位裝置； 改變操作者的孔加工偏向下差及軸加工偏向上差大那大傾向性加工習(xí)慣，以公差中心值為加工依據(jù)； 配置更為精確的量規(guī)，或采用高一等級的量具檢測,提高過程能力，減少離中程度,修訂工序，改進工藝方法，修訂操作規(guī)程，優(yōu)化工藝參數(shù)，補充增添中間工序，推廣應(yīng)用新材料、新工藝、新技術(shù)； 檢修、改造或更新設(shè)備，改造、增添與公差要求相適應(yīng)的精度較高的設(shè)備； 增添工具工裝，提高工具工裝的精度； 改變材料的進貨周期，盡可能減少由于材料進貨批次的不同而造成的質(zhì)量波動； 改造現(xiàn)有的現(xiàn)場條件，以滿足產(chǎn)品對現(xiàn)場環(huán)境的特殊要求； 對關(guān)鍵工序、特種工藝的操作者進行技術(shù)培訓(xùn)； 加強現(xiàn)場的質(zhì)量控制，設(shè)置過程質(zhì)量控制點或推行控制圖管理，開展QC小組活動；加強質(zhì)檢工作,修訂公差范圍,修訂公差范圍，其前提條件