SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制培訓(xùn)課件(共80頁(yè)).ppt

1、1SPC (Statistical Process Control)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制2課程內(nèi)容n基本概念n控制圖種類及選擇n控制圖原理說(shuō)明n,風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明n普通原因、特殊原因說(shuō)明n使用控制圖注意事項(xiàng)nX-R控制圖nCp, Cpk, Ppk, Cmk指數(shù)說(shuō)明n控制圖的判讀3SPC的基本概念SPC(Statistical Process Control):為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行評(píng)估和監(jiān)察，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)滿足要求的均勻性。思考：過(guò)程控制的需要思考：過(guò)程控制的需要 檢測(cè)檢測(cè)容忍浪費(fèi) 預(yù)防預(yù)防避免浪費(fèi) 4過(guò)程的定義n過(guò)程：將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相

2、互關(guān)聯(lián)或相互作用的一組活動(dòng)的一組活動(dòng) 。 n過(guò)程是一個(gè)廣義的概念，任何一個(gè)過(guò)程都有輸入和輸出，輸入是實(shí)施過(guò)程的基礎(chǔ)、前提和條件；輸出是完成過(guò)程的結(jié)果；輸入和輸出之間是增值轉(zhuǎn)換的關(guān)系，過(guò)程的目的就是為了增值，不增值的過(guò)程沒(méi)有意義。為了實(shí)現(xiàn)輸入和輸出之間的增值轉(zhuǎn)換就要投入必要的資源和活動(dòng)。所以，我們說(shuō)成本是在過(guò)程中（輸入和輸出中）的一組資源消耗的總和，是換取過(guò)程增值或結(jié)果有效的代價(jià) 5機(jī)率的世界 V.S. 確定的世界百分之百確定的事？百分之百確定的事？ 例子例子.量子的世界量子的世界機(jī)率決定一切機(jī)率決定一切統(tǒng)計(jì)學(xué)家從不說(shuō)統(tǒng)計(jì)學(xué)家從不說(shuō)100確定。確定。那麼有多確定那麼有多確定？ 95%確定；確定；

3、99%確定；確定； 99.99966%確定？確定？ 6世上沒(méi)有任何兩件事.人員.產(chǎn)品是完全一樣制造過(guò)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(wàn)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(jī).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)的范圍異因卻是作業(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可以指出制程最需要改善的地方SPC的基本觀念的基本觀念7預(yù)防與檢測(cè)PROCESS原料人機(jī) 法環(huán)測(cè)量測(cè)量結(jié)果好不好不要等產(chǎn)品做出來(lái)后再去看它好不好而是在制造的時(shí)候就要把它制造好8Y=f(x1,x2,.)nY可視為顧客所要求的產(chǎn)品特性。n但是如

4、果在y進(jìn)行相應(yīng)的統(tǒng)計(jì)控制，其實(shí)產(chǎn)品已經(jīng)制造出來(lái)，只是相當(dāng)于檢驗(yàn)產(chǎn)品做得好不好，時(shí)效已晚。n所以要去探究哪些因素會(huì)影響y，進(jìn)而事先控制x，如此才能起到在生產(chǎn)時(shí)就控制的效果，而不是等到產(chǎn)品做出來(lái)再做檢驗(yàn)。9控制圖的作用n控制圖是過(guò)程的窗戶，控制圖和一般的統(tǒng)計(jì)圖不同，因其不僅能將數(shù)值以曲線表示出來(lái)，以觀其變異之趨勢(shì)，且能區(qū)分變異是屬于普通原因還是特殊原因，以指示某種現(xiàn)象是否正常，為采取糾正措施提供依據(jù)。利用控制限區(qū)隔是否為特殊原因10控制圖的作用n合理使用控制圖n使過(guò)程達(dá)到更高的質(zhì)量、更低的單件成本、更高的效率；n有利于過(guò)程在質(zhì)量上和成本上能持續(xù)地，可預(yù)測(cè)地保持下去；n為討論過(guò)程的性能提供共同的語(yǔ)言

5、11控制圖種類(按數(shù)據(jù)性質(zhì)來(lái)分)n計(jì)量值控制圖n平均值與全距控制圖n平均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖n中位值與全距控制圖n個(gè)別值與移動(dòng)全距控制圖n計(jì)數(shù)值控制圖n不良率控制圖n不良數(shù)控制圖n缺點(diǎn)數(shù)控制圖n單位缺點(diǎn)控制圖12計(jì)量型與計(jì)數(shù)型控制圖比較n計(jì)量型n很靈敏，能容易地調(diào)查事故發(fā)生的原因，可以預(yù)測(cè)將發(fā)生的不良狀況。n從而能及時(shí)并正確地找出不良原因；n計(jì)數(shù)型n樣本量較多n只靠這種控制圖，有時(shí)無(wú)法尋求不良的真正原因，而不能及時(shí)采取措施，延誤時(shí)機(jī)。盡可能采用計(jì)量型控制圖！13控制圖種類(依用途分)n分析用控制圖n過(guò)程解析用n過(guò)程能力研究用n過(guò)程管制準(zhǔn)備用n管制用控制圖n追查不正常原因n迅速消除此項(xiàng)原因n并且研究

6、采取防止此項(xiàng)原因重復(fù)發(fā)生之措施。分析用穩(wěn)定、可接受控制用14搜集數(shù)據(jù)繪解析用控制圖是否穩(wěn)定繪直方圖是否滿足規(guī)格控制用控制圖尋找異常原因檢討機(jī)械、設(shè)備提升過(guò)程能力控制圖繪制流程15控制圖所用的統(tǒng)計(jì)原理計(jì)量型Xbar-RXbar-sX中位數(shù)-RX-Rm正態(tài)分布計(jì)數(shù)型Pnp二項(xiàng)分布計(jì)數(shù)型Cu卜氏分布16控制圖原理群體平均值=標(biāo)準(zhǔn)差=+k -k 抽樣718. 221222)(eexkk1768.26%95.45%99.73%+1+2+3-1-2-3正態(tài)分布概率18控制圖原理k在內(nèi)的概率在外的概率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.5

7、5%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%19“”及“”風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明“”風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明“”風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明（第一種錯(cuò)誤)（第二種錯(cuò)誤）20案例分享 在MBA教學(xué)中有一個(gè)著名的案例：100個(gè)缺陷品被放進(jìn)大量的合格品中，并作100%的檢驗(yàn)。 檢驗(yàn)員在第一次檢驗(yàn)中，只找出68個(gè)缺陷品，重新檢驗(yàn)3遍，又找出30個(gè)，但剩下的2個(gè)始終沒(méi)有找到。 這個(gè)試驗(yàn)說(shuō)明：人工檢驗(yàn)并不一定完全可靠。只有通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)管理，科學(xué)的統(tǒng)計(jì)、分析，才是保證質(zhì)量零缺陷的關(guān)鍵。21控制圖兩種錯(cuò)誤的分析n對(duì)于僅僅存在偶然因素的情況下, 由于點(diǎn)子越出控制界限外而判斷過(guò)程發(fā)生變化的錯(cuò)誤, 即將正常判斷為異常的錯(cuò)誤是可能發(fā)生的. 這種錯(cuò)

8、誤稱為第一種錯(cuò)誤.n當(dāng)過(guò)程具有某種非偶然因素影響, 致使過(guò)程發(fā)生程度不同的變化. 但由于此變化相應(yīng)的一些點(diǎn)子落在控制界限內(nèi), 從而有可能發(fā)生判斷過(guò)程未發(fā)生變化的錯(cuò)誤, 這種錯(cuò)誤稱為第二種錯(cuò)誤.n發(fā)生第一種錯(cuò)誤時(shí), 虛發(fā)警報(bào), 由于徒勞地查找原因并為此采取了相應(yīng)的措施, 從而造成損失. 因此, 第一種錯(cuò)誤又稱為徒勞錯(cuò)誤. 發(fā)生第二種錯(cuò)誤時(shí)漏發(fā)警報(bào), 過(guò)程已經(jīng)處于不穩(wěn)定狀態(tài), 但并未采取相應(yīng)的措施, 從而不合格品增加, 也造成損失.22控制界限“”值32%24.56%30.27%40.005%平均值移動(dòng)“”值97.72%284.13%350%415.87%“”及“”風(fēng)險(xiǎn)說(shuō)明23兩種錯(cuò)誤的經(jīng)濟(jì)平衡點(diǎn)

9、 （ 3）1362兩種損失的合計(jì)第二種錯(cuò)誤損失第一種錯(cuò)誤損失控制界限24管制界限和規(guī)格界限n規(guī)格界限：區(qū)分合格品與不合格品。是用以說(shuō)明品質(zhì)特性之最大許可值，來(lái)保證各個(gè)單位產(chǎn)品之正確性能。n管制界限：區(qū)分偶波與異波。應(yīng)用于一群?jiǎn)挝划a(chǎn)品集體之量度，這種量度是從一群中各個(gè)單位產(chǎn)品所得之觀測(cè)值所計(jì)算出來(lái)者。25過(guò)程的組成以及其波動(dòng)的原因波動(dòng)原因人機(jī)器材料方法測(cè)量環(huán)境26普通原因與特殊原因n普通原因：是造成隨著時(shí)間推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過(guò)程中的許多變差的原因，我們稱之為：“處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”、“受統(tǒng)計(jì)控制”，或有時(shí)簡(jiǎn)稱“受控”，普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。只有變差的普通原因存在且不改變時(shí)

10、，過(guò)程的輸出才可以預(yù)測(cè)。n特殊原因：指的是造成不是始終作用于過(guò)程變差的原因，即當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí)將造成過(guò)程的分布改變。除非所有的特殊原因都被查找出來(lái)并且采取了措施，否則它們將繼續(xù)用不可預(yù)測(cè)的方式來(lái)影響過(guò)程的輸出。如果系統(tǒng)內(nèi)存在變差的特殊原因，隨時(shí)間的推移，過(guò)程的輸出將不穩(wěn)定。27普通原因、特殊原因示意圖普通原因的波動(dòng)范圍異常原因?qū)е碌牟▌?dòng)范圍異常原因?qū)е碌牟▌?dòng)范圍UCLLCL28普通原因與特殊原因舉例n合格原料的微小變化n機(jī)械的微小震動(dòng)n刀具的微量磨損n工藝的局限性n氣候、環(huán)境的微小變化等等n使用不合格原料n設(shè)備調(diào)整不當(dāng)n新手作業(yè)，違背操作規(guī)程n刀具過(guò)量磨損n加工方法的改變29局部措施和對(duì)系統(tǒng)采取措

11、施n局部措施n通常用來(lái)消除變差的特殊原因n通常由與過(guò)程直接相關(guān)的人員實(shí)施n大約可糾正15%的過(guò)程問(wèn)題n對(duì)系統(tǒng)采取措施n通常用來(lái)消除變差的普通原因n幾乎總是要求管理措施，以便糾正n大約可糾正85%的過(guò)程問(wèn)題30局部措施、系統(tǒng)措施示意圖解決普通原因的系統(tǒng)措施解決異常原因的局部措施解決異常原因的局部措施UCLLCL31組內(nèi)變異和組間差異說(shuō)明n不同槽之間的謂組間變異，我們?cè)谟诹私庠谙嗤牟僮鳁l件之下，不同槽之間的差異，如果差異很大，表示組間有差異。n同一槽之內(nèi)的變異謂組內(nèi)變異，此時(shí)就要去分析為何在同一槽之內(nèi)會(huì)有不均之現(xiàn)象。32組間變異大的解決方法n此時(shí)的異常將在Xbar圖中顯示出來(lái)，此時(shí)一般的責(zé)任是在

12、現(xiàn)場(chǎng)人員，可能是用錯(cuò)材料，沒(méi)有依照標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)方法等。n此種問(wèn)題比較容易解決，85%應(yīng)由現(xiàn)場(chǎng)人員就可以處理。33組內(nèi)變異大的解決方法n此時(shí)的異常將在R圖中顯示出來(lái)，此時(shí)一般的責(zé)任是在管理人員，在標(biāo)準(zhǔn)操作條件設(shè)定時(shí)沒(méi)有最佳化。n此種問(wèn)題比較不易解決，應(yīng)由技術(shù)人員、管理人員進(jìn)行處理。34過(guò)程改進(jìn)循環(huán)PLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACT1、分析過(guò)程本過(guò)程應(yīng)做什幺？會(huì)出現(xiàn)什幺問(wèn)題？本過(guò)程正在做什幺？達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)確定能力2.控制過(guò)程監(jiān)控過(guò)程性能查找變差的特殊原因并采取措施3.改變過(guò)程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差35使用控制圖的注意事項(xiàng)n分組問(wèn)

13、題n主要是使在大致相同的條件下所收集的質(zhì)量特性值分在一組, 組中不應(yīng)有不同本質(zhì)的數(shù)據(jù), 以保證組內(nèi)僅有普通原因的影響.n我們所使用的控制圖是以影響過(guò)程的許多變動(dòng)因素中的普通原因所造成的波動(dòng)為基準(zhǔn)來(lái)找出異常因素的, 因此, 必須先找出過(guò)程中普通原因波動(dòng)這個(gè)基準(zhǔn).36時(shí)間質(zhì)量特性過(guò)程的變化分組注意事項(xiàng)讓組內(nèi)變化只有普通原因讓組間變化只有非普通原因組內(nèi)變異小組間變化大37錯(cuò)誤的分組方式以及其后果n如此的取樣方式會(huì)造成無(wú)法有效區(qū)別組內(nèi)變異和組間變異，造成控制界限變寬，無(wú)法有效偵測(cè)制造變異。時(shí)間質(zhì)量特性過(guò)程的變化38控制圖示意說(shuō)明初期的二十五點(diǎn)計(jì)算時(shí)有些超出控制界限，此時(shí)須尋找原因。連續(xù)二十五點(diǎn)在控制界

14、限內(nèi)，表示制程基本上已穩(wěn)定，控制界限可以延用此時(shí)有點(diǎn)子超出控制界限，表示此時(shí)狀態(tài)已被改變，此時(shí)要追查原因，必要時(shí)必須重新收集數(shù)據(jù)，重新考慮穩(wěn)定狀態(tài)39使用控制圖的注意事項(xiàng)n分層問(wèn)題n同樣產(chǎn)品用若干臺(tái)設(shè)備進(jìn)行加工時(shí), 由于每臺(tái)設(shè)備工作精度、使用年限、保養(yǎng)狀態(tài)等都有一定差異, 這些差異常常是增加產(chǎn)品質(zhì)量波動(dòng)、使散差加大的原因. 因此, 有必要按不同的設(shè)備進(jìn)行質(zhì)量分層, 也應(yīng)按不同條件對(duì)質(zhì)量特性值進(jìn)行分層控制, 作分層控制圖. 另外, 當(dāng)控制圖發(fā)生異常時(shí), 分層又是為了確切地找出原因、采取措施所不可缺少的方法.40復(fù)合層別的說(shuō)明41使用控制圖的注意事項(xiàng)n控制界限的重新計(jì)算n為使控制線適應(yīng)今后的生產(chǎn)過(guò)

15、程, 在確定控制圖最初的控制線CL、UCL、LCL時(shí), 常常需要反復(fù)計(jì)算, 以求得切實(shí)可行的控制圖. 但是, 控制圖經(jīng)過(guò)使用一定時(shí)期后, 生產(chǎn)過(guò)程有了變化, 例如加工工藝改變、刀具改變、設(shè)備改變以及進(jìn)行了某種技術(shù)改革和管理改革措施后, 應(yīng)重新收集最近期間的數(shù)據(jù), 以重新計(jì)算控制界限并作出新的控制圖.42使用控制圖的準(zhǔn)備n建立適用于實(shí)施的環(huán)境n定義過(guò)程n確定待管理的特性，考慮到n顧客的需求n當(dāng)前及潛在的問(wèn)題區(qū)域n特性間的相互關(guān)系n確定測(cè)量系統(tǒng)n使不必要的變差最小43建立控制圖的四步驟A收集數(shù)據(jù)B計(jì)算控制限C過(guò)程控制解釋D過(guò)程能力解釋44建立X-R圖的步驟A階段收集數(shù)據(jù)A1選擇子組大小、頻率和數(shù)據(jù)

16、子組大小子組頻率子組數(shù)大小A2建立控制圖及記錄原始記錄A3計(jì)算每個(gè)子組的均值X和極差RA4選擇控制圖的刻度A5將均值和極差畫到控制圖上45取樣的方式n取樣必須達(dá)到組內(nèi)變異小，組間變異大n樣本數(shù)、頻率、組數(shù)的說(shuō)明46組數(shù)的要求(最少25組)當(dāng)過(guò)程中心值偏差了二個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，它在控制限內(nèi)的概率為0.84那么連續(xù)25點(diǎn)在線內(nèi)的概率為：0128. 084. 02547平均值和極差n平均值的計(jì)算554321xxxxxxnR值的計(jì)算minmaxxxR48每個(gè)子組的平均值和極差的計(jì)算1100989910098298999810197399971001009841001001019999510199991009

17、9平均99.698.699.410098.2極差3332249選擇控制圖刻度nX圖，坐標(biāo)上的刻度值的最大值與最小值之差應(yīng)至少為子組均值的最大值與最小值差的2倍。nR圖，刻度值應(yīng)從最低值為0開(kāi)始到最大值之間為初始階段所遇到的最大極差的2倍。50計(jì)算控制限B1計(jì)算平均極差及過(guò)程平均值B2計(jì)算控制限B3在控制圖上作出平均值和 極差控制限的控制線建立X-R圖的步驟B51RDLCLRDUCLRCLRAXLCLRAXUCLXCLRRRXXX3422全距控制圖平均值控制圖kRRRRkxxxxxkk.21321全距控制圖平均值控制圖控制圖RX 52過(guò)程控制解釋C1分析極差圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)C2識(shí)別并標(biāo)注特殊原因(極

18、差圖)C3重新計(jì)算控制界限(極差圖)C4分析均值圖上的數(shù)據(jù)點(diǎn)超出控制限的點(diǎn)鏈明顯的非隨機(jī)圖形超出控制限的點(diǎn)鏈明顯的非隨機(jī)圖形C5識(shí)別并標(biāo)注特殊原因(均值圖)C6重新計(jì)算控制界限(均值圖)C7為了繼續(xù)進(jìn)行控制延長(zhǎng)控制限建立X-R圖的步驟C53控制圖的判讀n超出控制界限的點(diǎn)：連續(xù)25點(diǎn)出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何一個(gè)控制界限是該點(diǎn)處于失控狀態(tài)的主要證據(jù)UCLCLLCL異常異常54控制圖的判讀n鏈：有下列現(xiàn)象之一即表明過(guò)程已改變n連續(xù)7點(diǎn)位于平均值的一側(cè)n連續(xù)7點(diǎn)上升(后點(diǎn)等于或大于前點(diǎn))或下降。UCLCLLCL55控制圖的判讀n明顯的非隨機(jī)圖形：應(yīng)依正態(tài)分布來(lái)判定圖形，正常應(yīng)是有2/3的點(diǎn)落于中間1/

19、3的區(qū)域。UCLCLLCL56為了繼續(xù)進(jìn)行控制延長(zhǎng)控制限n估計(jì)過(guò)程標(biāo)準(zhǔn)偏差n計(jì)算新的控制限2dRnewxnewxnewRnewRnewRAxLCLRAxUCLRDLCLRDUCLdR2234257過(guò)程能力解釋D1計(jì)算過(guò)程的標(biāo)準(zhǔn)偏差D2計(jì)算過(guò)程能力D3評(píng)價(jià)過(guò)程能力D4提高過(guò)程能力D5對(duì)修改的過(guò)程繪制控制圖并分析建立X-R圖的步驟D58aC過(guò)程能力指標(biāo)2)()2/(dRTXCa雙邊規(guī)格過(guò)程準(zhǔn)確度過(guò)程準(zhǔn)確度反映過(guò)程中心與規(guī)格中心偏離的狀況。反映過(guò)程中心與規(guī)格中心偏離的狀況。59pC過(guò)程能力指標(biāo)內(nèi)變差只考慮到固定變差或組單邊規(guī)格下規(guī)格界限單邊規(guī)格上規(guī)格界限雙邊規(guī)格2)(3)(3)(6dRLSLXCXU

20、SLCLSLUSLCppp過(guò)程精密度過(guò)程精密度反映過(guò)程的分布寬度反映過(guò)程的分布寬度60pkC過(guò)程能力指標(biāo)233),min(dRSxCxSCCCClplupuplpupk61Cpk和Ppk的差異nCpk：只考慮了組內(nèi)變異，而沒(méi)有考慮組間變異，所以一定是適用于過(guò)程穩(wěn)定時(shí)，其組間變異很小可以忽略時(shí)，不然會(huì)高估了過(guò)程能力；換句話也可以說(shuō)明如果努力將組間變異降低時(shí)所能達(dá)到的程度。nPpk：考慮了總變異(組內(nèi)和組間)，所以是比較真實(shí)的情形，所以一般想要了解真正的過(guò)程情形應(yīng)使用Ppk。6263kssxkxnxxsnxxkikiiniii12211211)( valuesample ofnumber valuesasmple theof summkC機(jī)器能力指數(shù)64muml