五大核心工具之SPC

1、SPC 1、什么是SPC 2、變差是如何影響過程輸出 的 3、SPC的作用 4、控制圖 5、過程能力和過程性能 1、什么是SPC 1.1、SPC Statistical ：統(tǒng)計 以概率統(tǒng)計學(xué)為基礎(chǔ)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論； Process： 過程 有輸入-輸出的一系列的活動； Control： 控制 做出調(diào)節(jié)和行動 SPC：應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)控制過程和過程輸出 廠商別、機臺別、操作廠商別、機臺別、操作 員別、料號別、員別、料號別、 批號別、工單別、班別批號別、工單別、班別 1.2、SPC 在工廠 IQC IPQC FQC OQC PQC PE: 生產(chǎn)數(shù), 不良 數(shù), 不良項, 生產(chǎn)相 關(guān)資料 QA: 檢

2、驗數(shù), 不 良數(shù), 不良項,抽 檢相關(guān)資料 (P,U,C,Xbar) P/QM: Yield, Cpk,Ppk,ppm 1.31.3、過程控制系統(tǒng)、過程控制系統(tǒng) 人人 量測量測 機器機器 材料材料 方法方法 環(huán)境環(huán)境 2、變差是如何影響過程輸出的 2、變差是如何影響過程輸出的 2.1、分布的特性 位置：代表值或“中心值” 分布寬度：從最小值至最大值 之間的距離 形狀：變差的模式-是否對稱、 偏斜等 正態(tài)分布 2.2、變差的普通原因和特殊原因 過程與產(chǎn)品的特性存在大量的波動源。把這些波動源分成 兩類： 普通原因（偶然因素）波動 特殊原因（異常因素）波動。 2.2、變差的普通原因和特殊原因 正常波

3、動：過程存在普通原因的變差 普通原因：不易識別的原因,其中每一種原因的影響只構(gòu)成總變異的 一個很小的分量,而且無一構(gòu)成顯著的分量。然而，所有這些不可識 別的偶然原因的影響總和是可度量的,并假定為過程所固有。如刀具 的磨損、機器振動 異常波動：過程存在特殊原因的波動 特殊原因：可查明的原因，它們引起的變差僅影響某些輸出，這些原 因通常是間隙發(fā)生的、不可預(yù)測的。如定位裝置偏移，材料變化 2.3、局部措施和對系統(tǒng)采取的措施、局部措施和對系統(tǒng)采取的措施 2.3.12.3.1、局部措施：、局部措施：-通常用來消除變差的特殊原因通常用來消除變差的特殊原因 -通常由與過程直接相關(guān)的人員來實施通常由與過程直接

4、相關(guān)的人員來實施 -通常可糾正大約通?？杉m正大約15%15%的過程問題的過程問題 維持過程能力 2.3.22.3.2、對系統(tǒng)采取的措施：、對系統(tǒng)采取的措施： -通常消除變差的普通原因通常消除變差的普通原因 -幾乎都需要管理層的介入加以糾正幾乎都需要管理層的介入加以糾正 -通?？杉m正大約通?？杉m正大約85%85%的過程問題的過程問題 提高過程能力 3、SPC的作用 3.1 SPC3.1 SPC的作用的作用 區(qū)分正常波動和異常波動 及時發(fā)現(xiàn)異常征兆 消除異常因素 減少異常波動 提高過程能力 3、SPC的作用 3.33.3、過程控制方面的二個錯誤、過程控制方面的二個錯誤 第一類錯誤：第一類錯誤： 將

5、事實上屬于系統(tǒng)（普通原因）的原因，描述成特殊 原因的變差或錯誤。 該錯誤情況下采取的措施叫“過度調(diào)整（干預(yù)）過度調(diào)整（干預(yù)）” 第二類錯誤：第二類錯誤：將事實上屬于特殊原因的原因，描述成系統(tǒng)（普通原 因）的變差或錯誤。 該錯誤叫“控制不足控制不足”。 4、控制圖 4.1、控制圖介紹 -控制圖是以常態(tài)分配中的3原理為理論依據(jù)，中心線為平均 值，上下控制界限為以平均值加減3的值，以判斷過程中是否有 問題會發(fā)生。 1350ppm1350ppm 3 3 6 6 0.001ppm0.001ppm 規(guī)格區(qū)域 4.1、控制圖介紹 +3s 12345678910 18 17 16 15 14 13 12 11

6、 10 9 8 7 6 5 -3s Average 點落在該區(qū)間的概率為點落在該區(qū)間的概率為99.73% 每個控制圖的元素每個控制圖的元素: 1. Data Points 3. Upper Control Limit 2. Center Line 4. Lower Control Limit 控制圖 4.2、控制圖的種類 計量型質(zhì)量特性的控制圖 均值極差控制圖（均值極差控制圖（x - Rx - R） 均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（x - sx - s） 單值移動極差控制圖（單值移動極差控制圖（x - MRx - MR） 計數(shù)型質(zhì)量特性的控制圖 不合格率控制圖（不合格率控制圖（P P圖）圖

7、） 不合格數(shù)控制圖（不合格數(shù)控制圖（nPnP圖）圖） 缺陷數(shù)控制圖（缺陷數(shù)控制圖（C C圖）圖） 單位缺陷數(shù)控制圖（單位缺陷數(shù)控制圖（U U圖）圖） 4.3 4.3 控制圖的選用程序 控制圖的選用程序 數(shù) 據(jù) 不 能 按 子 組 取 樣 或 屬 于 性 質(zhì) 均 勻的槽液、 批量油漆等 4.3 控制圖選用 4.4、控制圖公式、控制圖公式均值和極差圖均值和極差圖 4.4、控制圖公式、控制圖公式均值和極差圖均值和極差圖 n xxx x n 21 k xxxx x k 321 k RRRR R k . 321 RDUCL R4 RDLCL R3 RAUCL 2 RALCL 2 xCL RCLR 限制條

8、件：限制條件： 25個子組，數(shù)據(jù)100個（每組一般4-6個） 子組均值： n=子組中樣本的容量 子組極差： R=x最大x最小 (每一個子組內(nèi)的測量值) 過程均值： k=用于確定過程均值和平均極差的子組數(shù)量 平均極差： 控制圖的特征： 中心線 控制限 控制圖公式控制圖公式 4.5、控制圖公式、控制圖公式均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖 n xxx x n 21 1 )( 2 , n xx s kki k k xxxx x k 321 k ssss s k . 321 sBUCLs 4 sBLCLs 3 SCLs sAxUCL x 3sAxLCL x 3 xCLx 子組均值： n=子組中樣本的容量 子

9、組標(biāo)準(zhǔn)差（子組內(nèi)的變差）： 過程總均值： k=用于確定過程總均值和平均標(biāo)準(zhǔn)差的子組數(shù)量 控制圖特征： 中心線 控制限 平均標(biāo)準(zhǔn)差： 4.6、控制圖公式、控制圖公式中位數(shù)和極差圖中位數(shù)和極差圖 3.7、控制圖公式、控制圖公式單值和移動極差圖單值和移動極差圖 控制圖公式控制圖公式P圖圖 3.8、控制圖公式、控制圖公式P圖圖 n PP PUCLp )1 ( 3 n PP PLCLp )1 ( 3 n PP PUCLp )1 ( 3 n n PP PLCLp )1 ( 3 i i i n np p k k nnn npnpnp p 21 21 k ppp p k 21 i p n PP PLCLi )

10、1 ( 3 i i n PP PUCLp )1 ( 3 pCLp 最小值ni 最大值ni 指南：指南： 因控制限是基于近似的正態(tài)分布，故使用的樣本容量應(yīng)使np5。 單值：單值： ni=被檢零件的數(shù)量 npi=發(fā)現(xiàn)的不合格品的數(shù)量 單值的均值：單值的均值： k=子組的數(shù)量 如果所有ni的相等 控制圖特征：控制圖特征： 中心線中心線 控制限控制限 如果樣本容量（如果樣本容量（n）恒）恒 定定 控制限控制限 當(dāng)樣本容量變化時，（如果當(dāng)樣本容量變化時，（如果 0.75）則控制限不變）則控制限不變 控制限控制限 （ 為樣本容量的均值） 控制圖公式控制圖公式np圖圖 4.9、控制圖公式、控制圖公式np圖圖

11、 npCLnp )1 (3)1 (3pnpnp n np npnpUCLnp )1 (3)1 (3pnpnp n np npnpLCLnp k npnpnp np k 21 限制條件：限制條件： 子組容量（n）要求恒定 指南：指南： 因控制限是基于近似的正態(tài)分布，故樣本容量應(yīng)該使np5。 單值：單值： npi n=被檢零件的數(shù)量； np=所發(fā)現(xiàn)不合格品的數(shù)量 單值的均值：單值的均值： 控制圖特征：控制圖特征： 中心線中心線 控制限控制限 控制圖公式控制圖公式c圖圖 4.11、控制圖公式控制圖公式 c圖圖 k ccc c k 21 cCLu ccUCLc3 ccLCLc3 限制條件：限制條件：

12、要求樣本容量（n）恒定 指南：指南： 因為控制限是基于近似的正態(tài)分布，所以樣本容量必須足夠大，因此，c=0的子組數(shù)量要很少。 單值：單值： ci=樣本中所發(fā)現(xiàn)的不合格數(shù)量：i=1，k 單值的均值：單值的均值： k=樣本數(shù)量 控制圖特征：控制圖特征： 中心線中心線 控制限控制限 控制圖公式控制圖公式u圖圖 4.10、控制圖公式、控制圖公式u圖圖 5、控制圖的判讀控制圖的判讀 5.1、控制圖的預(yù)警作用 趨勢性：一系列上升/下降的樣本點 背離性：任何處于控制限之外的樣本點 運動性：高于/低于平均線的樣本點序列 周期性：以“波”形上下變動的樣本點序列 5、控制圖的判讀控制圖的判讀 5.2、控制圖的判讀

13、特殊原因識別準(zhǔn)則 -1個點遠離中心線超過 -連續(xù)7個點位于中心線一側(cè) -連續(xù)14個點交替上下變化 -2/3的點距中心線的距離超過2（同一側(cè)） -4/5的點距中心線的距離超過1（同一側(cè)） -連續(xù)15個點排列在中心線1 1范圍內(nèi)（任一側(cè)） -連續(xù)8個點排列在中心線1 1范圍內(nèi)（任一側(cè)） 例 例 6、過程能力和過程性能 6.1、什么是過程能力？ 僅適用于統(tǒng)計穩(wěn)定的過程，過程固有變差僅適用于統(tǒng)計穩(wěn)定的過程，過程固有變差6 6 范圍范圍 過程能力取決于產(chǎn)品規(guī)格與過程的波動；過程能力取決于產(chǎn)品規(guī)格與過程的波動； 使用過程能力指數(shù)使用過程能力指數(shù)Cp, CpkCp, Cpk來表示來表示, Cpk , Cpk

14、 考慮了過程位置：考慮了過程位置： s6 LSLUSL Cp )1 kCpCpk（ 子組 變差 s 6、過程能力和過程性能 雙邊規(guī)格時：雙邊規(guī)格時：Cp CpkCp Cpk 如果如果CpCp遠大于對應(yīng)的遠大于對應(yīng)的CpkCpk，則表明可有機會通過使過程趨中來改進過，則表明可有機會通過使過程趨中來改進過 程程 單邊公差時單邊公差時,Cpk,Cpk可能可能Cp,可能可能Cp 6、過程能力和過程性能 6.2、什么是過程性能？ 過程總變差的過程總變差的6 6 范范圍圍； 過程性能取決于產(chǎn)品規(guī)格與過程的總的波動；過程性能取決于產(chǎn)品規(guī)格與過程的總的波動； 使用過程性能指數(shù)使用過程性能指數(shù)Pp, PpkPp

15、, Ppk來表示，來表示， PpkPpk考慮了過程位置：考慮了過程位置： s6 LSLUSL Pp )1 kPpPpk（ 過程總 變差 s 6、過程能力和過程性能 雙邊規(guī)格時：雙邊規(guī)格時：Pp Ppk 如果如果PpPp遠大于對應(yīng)的遠大于對應(yīng)的PpkPpk，則表明可有機會通過使過程趨，則表明可有機會通過使過程趨 中來改進過程中來改進過程 單邊公差時單邊公差時,Pp,Pp無意義無意義 6、過程能力和過程性能 6.3、過程能力與過程性能 a.Cpk Ppka.Cpk Ppk 如果過程處于統(tǒng)計受控狀態(tài)，如果過程處于統(tǒng)計受控狀態(tài)，過程能力將非常接近過程性能過程能力將非常接近過程性能，CpCp與與 PpP

16、p之間出現(xiàn)較大差異時，表明有特殊原因出現(xiàn)之間出現(xiàn)較大差異時，表明有特殊原因出現(xiàn) b. Cpk Cpk可用來確定一個過程是否有能力滿足顧客需要；可用來確定一個過程是否有能力滿足顧客需要； PpkPpk則表示過程性能是否實際上滿足了用戶的需要。則表示過程性能是否實際上滿足了用戶的需要。 c. CpkCpk、 PpkPpk表示：過程是否能夠很好的滿足變化要求。表示：過程是否能夠很好的滿足變化要求。 五大核心工具簡介-SPC 練習(xí)：練習(xí)： 1、對于案例中的控制圖發(fā)表觀察意見、對于案例中的控制圖發(fā)表觀察意見 005055 :5 4 :30 :5 4 :0 0 :5 1 :5 4 :00 :5 1 :0

17、3 :15 :0 0 :5 1 :0 3 :0 3 :5 4 :0 0 :5 1 15 :0 0 :5 1 :0 3 :5 4 :0 0 :0 3 8:3 84: 9:0 91: 9:3 94: 10 11 11 11 11 1213 13 13 14 14 14 1410 10 1012 12 12 131515 15 :5 4 下圖是現(xiàn)場正在使用的一張控制圖。找出失控處（可能不止一處），并 套用SPC判異準(zhǔn)則，描寫你判斷它失控的理由 控制限：3 = 11.5；2 = 11；1 = 10.5；CL=10; -1 = 9.5；-2 = 9；-3 = 8.5 9.8 9.6 9.4 9.2 9.

18、0 8.8 8.6 8.4 11.6 11.4 11.2 11.0 10.8 10.6 10.4 10.2 10.0 案例討論案例討論 1、什么是SPC 1.1、SPC Statistical ：統(tǒng)計 以概率統(tǒng)計學(xué)為基礎(chǔ)，分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論； Process： 過程 有輸入-輸出的一系列的活動； Control： 控制 做出調(diào)節(jié)和行動 SPC：應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)控制過程和過程輸出 2、變差是如何影響過程輸出的 2.2、變差的普通原因和特殊原因 過程與產(chǎn)品的特性存在大量的波動源。把這些波動源分成 兩類： 普通原因（偶然因素）波動 特殊原因（異常因素）波動。 2.3、局部措施和對系統(tǒng)采取的措施、局部措施

19、和對系統(tǒng)采取的措施 2.3.12.3.1、局部措施：、局部措施：-通常用來消除變差的特殊原因通常用來消除變差的特殊原因 -通常由與過程直接相關(guān)的人員來實施通常由與過程直接相關(guān)的人員來實施 -通?？杉m正大約通常可糾正大約15%15%的過程問題的過程問題 維持過程能力 2.3.22.3.2、對系統(tǒng)采取的措施：、對系統(tǒng)采取的措施： -通常消除變差的普通原因通常消除變差的普通原因 -幾乎都需要管理層的介入加以糾正幾乎都需要管理層的介入加以糾正 -通?？杉m正大約通?？杉m正大約85%85%的過程問題的過程問題 提高過程能力 4.1、控制圖介紹 +3s 12345678910 18 17 16 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 -3s Average 點落在該區(qū)間的概率為點落在該區(qū)間的概率為99.73% 每個控制圖的元素每個控制圖的元素: 1. Data Points 3. Upper Control Limit 2. Center Line 4. Lower Control Limit 4.4、控制圖公式、控制圖公式均值和極差圖均值和極差圖 n xxx x n 21 k xxxx