SPC培訓(xùn)教材基礎(chǔ)篇

1、1. SPC概念2. 制程能力3. 管制圖4. 工廠應(yīng)用SPC：Statistical Process Control統(tǒng)計(jì)制程管制統(tǒng)計(jì)制程管制： 是指一套從制程中去收集資料，而加以統(tǒng)計(jì)分析，并從分析中去發(fā)現(xiàn)異常原因，立即采取改正行動(dòng)，使制程恢復(fù)正常的方法。 SPCSPC是一個(gè)信息反饋系統(tǒng)，幫助我們 理解一個(gè)過(guò)程 量度一個(gè)過(guò)程的表現(xiàn) 利用統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)確定是否對(duì)過(guò)程采取行動(dòng) 客戶的要求 企業(yè)業(yè)自身的要求 社會(huì)的要求 生產(chǎn)效率提高 -機(jī)器停頓減少,廢品減少 成本降低 -檢驗(yàn)數(shù)量減少,原材料節(jié)省 產(chǎn)品質(zhì)量改善 -品質(zhì),均勻性提高 傳統(tǒng)的生產(chǎn)與質(zhì)量控制流程傳統(tǒng)的生產(chǎn)與質(zhì)量控制流程: : 產(chǎn)品控制產(chǎn)品控制 S

2、PC 合格 返工 報(bào)廢生產(chǎn) 檢驗(yàn) 包裝 裝運(yùn)出廠不合格生產(chǎn) 包裝 裝運(yùn)出廠 傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法：傳統(tǒng)的質(zhì)量控制方法： 檢驗(yàn)?zāi)Ｊ綑z驗(yàn)?zāi)Ｊ?檢驗(yàn)時(shí)間、檢驗(yàn)成本 檢驗(yàn)時(shí)損失已造成 不知道過(guò)程的狀態(tài) 不易發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的問(wèn)題 可能會(huì)過(guò)度調(diào)節(jié) SPCSPC的方法：的方法： 預(yù)防模式預(yù)防模式 深入理解過(guò)程（位置、穩(wěn)定性、狀態(tài)） 易于改進(jìn)過(guò)程 減少檢驗(yàn) 減少次品率 提高產(chǎn)品質(zhì)量 交流的工具(common language) 過(guò)程中存在的變異過(guò)程中存在的變異(Variation)(Variation) 人 -操作者的質(zhì)量意識(shí)、技術(shù)水平、熟練程度、和身體素質(zhì)等 機(jī)器 -機(jī)器設(shè)備、工夾具的精度和維護(hù)保養(yǎng)狀況等 材料

3、-材料的化學(xué)成分、物理性能和外觀質(zhì)量等 方法 -加工工藝、操作規(guī)程和作業(yè)指導(dǎo)書的正確程度等 環(huán)境 -工作場(chǎng)地的溫度、濕度、含塵度、照明、噪聲和震動(dòng)等Quantify StdDev for main source of variation Measurement system evaluation:producmachinematerialprocess settingres2tt2222productobservationmeasure222 趨勢(shì)圖 (Trend chart,Run chart) 統(tǒng)計(jì)量 (Statistics) x,，s,Medium,Mean 直方圖 (Histogram

4、) 分布圖 (Distribution)高斯，泊松，二項(xiàng),. 雖然單個(gè)數(shù)據(jù)完全不同,但是收集成一組數(shù)據(jù)后,它們會(huì)趨于形成可以描述成一個(gè)分布的模式.范圍范圍范圍范圍范圍范圍這個(gè)分布可能有所不同,可以通過(guò)以下因素來(lái)加以區(qū)分.或這些因素的組合 平均值對(duì)應(yīng)于峰值 圖形關(guān)于平均值對(duì)稱 在X+/-+/-3S范圍內(nèi)有99.73%的數(shù)據(jù) -系統(tǒng)或過(guò)程固有的變異因素(機(jī)器固有的精度偏差，正常的材料差異，氣候波動(dòng)） -系統(tǒng)或過(guò)程特殊、異常事件造成的變異（機(jī)器磨損導(dǎo)致精度變差，操作不當(dāng)）造成的變異滿足正態(tài)分布造成的變異偏離正態(tài)分布造成的變異，則過(guò)程是穩(wěn)定的。造成的變異，則過(guò)程不穩(wěn)定。變異穩(wěn)定。造成的變異，使過(guò)程能力

5、提高。 是指生產(chǎn)過(guò)程在一定時(shí)間內(nèi)處于是指生產(chǎn)過(guò)程在一定時(shí)間內(nèi)處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下制造產(chǎn)品的質(zhì)量特性統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下制造產(chǎn)品的質(zhì)量特性值的經(jīng)濟(jì)波動(dòng)幅度。值的經(jīng)濟(jì)波動(dòng)幅度。 CP=(TU-TL)/6 CPK= min(TU-X)/3 ; (TL-X)/ 3 The Standard Deviation is1/ 6 times the Design Marginin conventionalProcess Design-4-2024-7-667UpperTechnical LimitLowerTechnical LimitTarget 02468101214161842.84343.243.443.6

6、43.84444.244.444.644.8length of machesupper limit (UTL)nominalvaluelower limit (LTL)mean (m m)StdDev () number of matches within classesProcess PotentialIndex Cp = (UTL - LTL ) 6 * sCFT02468101214161842.84343.243.443.643.84444.244.444.644.8length of machesupper limit (UTL)nominalvaluelower limit (LT

7、L)mean (m m) StdDev ( )number of matches within classesProcess Performance Index Cpk = min (UTL-m m, m m - LTL ) 3 * CFTCp = 1.53Cpk = 1.49Cp = 1.11Cpk = 0.976 Quality is the GoalGoal Cp = 2, Cpk = 1.5-6 -5 -4-3 -2 -1 0 +1 +2 +3 +4 +5 +6 6to LSL6to USLCp=2 Cpk=1.5Cp=2 Cpk=1.5Cp=Cpk = 2 1.5 LSL12.5%1

8、2.5%75% USLCp , Sigma, and Defect LevelsDefect Levels=60 ppm=1.33=2.0Sigma 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 6 6 6 6 4 4 4 4 2 2 2 2 Cp = 4/3=1.33Cp = 6/3=2.0DistributionA+ABCD1.67CPK1.33CPK1.671.00CPK1.330.67CPK1.00 CPK0.67A 統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)和技術(shù)穩(wěn)態(tài)統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài)和技術(shù)穩(wěn)態(tài)Technically controlledStatististically uncontrolledStatistically contr

9、olledTechnically uncontrolled正常原因造成的誤差滿足正態(tài)分布；正態(tài)分布的數(shù)據(jù)有99.73%的概率在X+/-3S范圍內(nèi)；一旦有測(cè)量數(shù)據(jù)超出控制界限，則判定存在異常的誤差。溫度，壓力，時(shí)間，力矩，亮度.材料不良率，焊接不良數(shù) 布匹疵點(diǎn)數(shù)，印刷錯(cuò)誤數(shù)平均值-極差控制圖(X-R圖)中位數(shù)-極差控制圖(X-R圖)單值移動(dòng)-極差控制圖(X-MR圖)平均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(X-S圖)不合格品數(shù)控制圖(np圖)不合格品率控制圖(p圖)缺陷數(shù)控制圖(c圖)單位缺陷數(shù)控制圖(u圖)12k12kXX.XXkRR.RRkRDLCLRDUCLRAXLCLRAXUCL3R4R2X2XnA2E2D

10、4D32 1.88 2.66 3.2703 1.02 1.77 2.5704 0.73 1.46 2.2805 0.58 1.29 2.110RMEXLCLXLineCenterRMEXUCL2X2XRMDLCLRMLineCenterRMDUCL3MR4MR12k12kXX.XXkss.ssk3X3Xs4s3UCLXA sLCLXA sUCLB sLCLB snB4B3A323.2702.6632.5701.9542.2701.6352.0901.4361.97 0.03 1.2971.88 0.12 1.1881.82 0.18 1.1091.76 0.24 1.0310 1.72 0.2

11、8 0.98k21kk2211n.nnpn.pnpnpn)p1(p3pLCLn)p1(p3pUCLppknp.npnppnk21)p1(pn3pnLCL)p1(pn3pnUCLnpnpk21k21n.nnc.ccuuuuUCLu 3nuLCLu 3n kc.ccck21c3cLCLc3cUCLccCount ormeasure?Area orunits?Attribute(Count)Variable(Measure)Defective unitsSamplesize?Samplesize?Changingup or pnpInd. & MRChangingConstantSub-groups

12、?Individualn 5n 5Samplesize?AverageAve. & MRMedianEWMASample sizeunknownNon-normalSmoothingNo estimates of variabilityYesNoRange&XSigma&X1. 選取擬控制的質(zhì)量特性 2. 選用合適的控制圖種類 3. 確定樣本容量和抽樣間隔 4. 收集并記錄至少20-25個(gè)樣本的數(shù)據(jù) 5. 計(jì)算各樣本的統(tǒng)計(jì)量 6. 計(jì)算各統(tǒng)計(jì)量的控制界限 7. 畫控制圖并標(biāo)出統(tǒng)計(jì)量 8. 研究排列的異常狀態(tài) 9. 決定下一步行動(dòng)人為設(shè)置過(guò)寬： 控制圖對(duì)異常的誤差不敏感，失去控制效果人為設(shè)置過(guò)緊

13、： 過(guò)度調(diào)節(jié)，降低工藝能力，增加成本規(guī)范界限規(guī)范界限代表客戶的要求，用于控制產(chǎn)品控制界限控制界限對(duì)過(guò)程的要求，用于控制過(guò)程1. 大部分的點(diǎn)接近中心線2. 有一些點(diǎn)會(huì)散布在接近管制界限的地方3. 沒(méi)有或非常少的點(diǎn)超出管制界限1. 循環(huán)2. 傾向3. 過(guò)程水平突變4. 高比例的點(diǎn)靠近或在界限外5. 層疊或缺乏變化常用的判異準(zhǔn)則1. 1點(diǎn)落在A區(qū)外2. 連續(xù)9點(diǎn)落在中心線同一側(cè)3. 連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減4. 連續(xù)14點(diǎn)上下交替變化5. 連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在同一側(cè)的B區(qū)外6. 連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在同一側(cè)的C區(qū)外7. 連續(xù)15點(diǎn)在上下C區(qū)8. 連續(xù)8點(diǎn)無(wú)一在C區(qū) 例例1 一點(diǎn)超出一點(diǎn)超出A區(qū)區(qū)ABCCBA

14、1例例2 連續(xù)九點(diǎn)落在中心線一側(cè)連續(xù)九點(diǎn)落在中心線一側(cè)ABCCBA2ABCCBA3例例3 連續(xù)六點(diǎn)成上升或下降趨勢(shì)連續(xù)六點(diǎn)成上升或下降趨勢(shì)ABCCBA4Test 4 連續(xù)十四點(diǎn)發(fā)現(xiàn)上升或下降交替發(fā)生常用的判異準(zhǔn)則例例8 八點(diǎn)成串超出C區(qū) (分布在中心線兩側(cè))ABCCBA8例例7 連續(xù)15點(diǎn)出現(xiàn)在中心線的C區(qū)兩側(cè)ABCCBA7例例6 相鄰的五點(diǎn)中有四點(diǎn)落在B區(qū)ABCCBA66例例5 相鄰的三點(diǎn)中二點(diǎn)落在A區(qū)ABCCBA55常用的判異準(zhǔn)則 X X圖圖 R R圖圖1. 溫度或自然環(huán)境 1. 計(jì)劃預(yù)防性 的其他循環(huán)變化 保養(yǎng)2. 工人疲乏 2. 工人疲乏3. 機(jī)器或操作員的 定期輪換4. 來(lái)料的季節(jié)性

15、效應(yīng) X X圖圖 R R圖圖1. 設(shè)備或工具的逐 1. 操作員技巧的 漸變質(zhì) 改進(jìn)或變差2. 環(huán)境條件的逐漸 2. 工人疲乏 變更3.工人疲乏 3. 來(lái)料質(zhì)量一致 性的逐漸變更4. 工夾具上碎屑的堆積 X X圖圖 R R圖圖1. 材料變更 1. 材料變更2. 生產(chǎn)方式/過(guò)程 2. 方法變更 變更3. 新工人或機(jī)器 3. 工人變更4. 檢查裝置或方法 的改變 X X圖圖 R R圖圖1. 材料質(zhì)量的大 1. 混用明顯不同的 差異 質(zhì)量的材料2. 測(cè)試方法或設(shè) 2. 不同的工人使用 備的大差異 同一張圖3. 在同一張圖上 3. 來(lái)自不同條件下 控制兩個(gè)或以 的過(guò)程數(shù)據(jù)標(biāo)示 上的過(guò)程 在同一圖上X,

16、R 平均值極差控制圖一些基本原理一些基本原理平均值極差控制圖是依據(jù)來(lái)自同一批抽樣數(shù)據(jù)的兩個(gè)分離的控制圖。它們是用平均值極差控制圖是依據(jù)來(lái)自同一批抽樣數(shù)據(jù)的兩個(gè)分離的控制圖。它們是用于跟蹤和識(shí)別產(chǎn)品或工藝波動(dòng)原因的最敏感的統(tǒng)計(jì)控制圖。于跟蹤和識(shí)別產(chǎn)品或工藝波動(dòng)原因的最敏感的統(tǒng)計(jì)控制圖。平均值圖記錄抽樣的平均值，而極差圖是記錄每批抽樣中相應(yīng)的極差值。平均值圖記錄抽樣的平均值，而極差圖是記錄每批抽樣中相應(yīng)的極差值。平均值極差圖是研究工藝過(guò)程能力平均值極差圖是研究工藝過(guò)程能力Cpk的一個(gè)非常有效的工具。的一個(gè)非常有效的工具。3 的極限范圍是最通常的隨機(jī)波動(dòng)的控制范圍。的極限范圍是最通常的隨機(jī)波動(dòng)的控制

17、范圍?？刂茍D的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造數(shù)據(jù)的收集數(shù)據(jù)的收集 決定抽樣大小 決定抽樣頻率 記錄原始數(shù)據(jù) 計(jì)算每次抽樣的平均值及極差 選擇控制圖的刻度 把平均值和極差值畫在控制圖上計(jì)算控制極限計(jì)算控制極限 UCLR = D4 * Rbar LCLR = D3 * Rbar UCLXbar = X*Dbar + A2*Rbar LCLXbar = X*Dbar - A2*RbarX, R 平均值極差控制圖X, R 平均值，極差控制圖控制圖的常數(shù)控制圖的常數(shù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)在控制圖上繪制控制線和平均值線并繪制數(shù)據(jù)把在初始階段的研究結(jié)果作為初始控制極限n2345678

18、910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*.08.14.18.22A21.881.02.73.58.48.42.37.34.31課堂練習(xí)課堂練習(xí)日期日期1234567891011121314151649669106810995882681057106571010108511353551091076985596477785105107910685125697581285810105911總和總和Xbar平均平均R極差極差LCLX=UCLX=Xdbar=LCLR=UCLR=Rbar= X, R 平均值移動(dòng)極差圖平均值移動(dòng)極差圖9X, Rm 控制圖(個(gè)別

19、值，移動(dòng)極差圖) 一些基本原理一些基本原理當(dāng)一抽樣內(nèi)的數(shù)據(jù)無(wú)任何一點(diǎn)波動(dòng)變化，那么個(gè)別值移動(dòng)極差圖是相當(dāng)有效的。它典型地發(fā)生在相當(dāng)均勻的工藝過(guò)程（化學(xué)工藝，模具成型等個(gè)別值移動(dòng)極差圖雖然沒(méi)有像平均值極差圖那么敏感。但它能非常直觀地判別趨勢(shì)，周期及其它模式的反應(yīng)?？刂茍D的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造數(shù)據(jù)的收集 抽樣數(shù)為一 決定抽樣頻率 決定個(gè)別值和移動(dòng)極差的刻度范圍X, Rm 控制圖(個(gè)別值，移動(dòng)極差圖) 控制極限的計(jì)算 計(jì)算觀察值的平均值 計(jì)算移動(dòng)極差的平均值 計(jì)算個(gè)別值和移動(dòng)極差的控制上限，下限 UCLmf = D4 * R LCLmf = D3 * R UCLX = X + E2 * R LCLX =

20、 X - E2 * R控制圖的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造控制圖常數(shù)控制圖常數(shù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*.08.14.18.22E22.661.771.461.291.181.111.051.01.98X, Rm 控制圖(個(gè)別值，移動(dòng)極差圖) 課堂練習(xí)課堂練習(xí)X, mR 個(gè)別值，移動(dòng)極差圖個(gè)別值，移動(dòng)極差圖日期日期1234567891011121314151649669106810995882345移動(dòng)極差移動(dòng)極差LCLX=UCLX=Xbar=LCLR=UCLR=Rba

21、r=p 圖 一些基本的原理一些基本的原理P 圖是用于測(cè)量不合格品的比例圖是用于測(cè)量不合格品的比例P 圖一般需要較大的抽樣數(shù)（圖一般需要較大的抽樣數(shù)（50200以上以便于發(fā)現(xiàn)工藝過(guò)程的緩慢以上以便于發(fā)現(xiàn)工藝過(guò)程的緩慢變化變化p 圖 控制圖的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造數(shù)據(jù)的收集數(shù)據(jù)的收集 決定抽樣數(shù)大小，一般情況50200個(gè)以上. 決定抽樣頻率 安排控制圖的刻度大小。 垂直方向的刻度一般從零到1.5倍的最大的不合格產(chǎn)品的比例數(shù) 把每次抽樣的不合格比例數(shù)用點(diǎn)在控制圖上表示出來(lái)，然后把點(diǎn)聯(lián)成線以便于顯示它的趨勢(shì) 記錄工藝過(guò)程中的任何變化和不正常的事件p 圖 控制圖的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造(續(xù)上頁(yè)續(xù)上頁(yè))計(jì)算控制極限計(jì)

22、算控制極限UCLp = p + 3 * p (1 - p) / nLCLp = p - 3 * p (1 - p) / nn = 抽樣數(shù)抽樣數(shù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)建立中心線，控制極限并繪制數(shù)據(jù)P圖圖不合格比例數(shù)不合格比例數(shù)日期日期123456789101112131415抽樣數(shù)抽樣數(shù) (n)100100100100100100100100100100100100100100100數(shù)目數(shù)目 (np, c)172828293716413130254416393422比例比例 (p, u)LCLp=UCLp=pbar=課堂練習(xí)課堂練習(xí)np 圖 一些基本原理一些基本原理 np 圖是被用于測(cè)量

23、一些不合格品的實(shí)際數(shù)目并且圖是被用于測(cè)量一些不合格品的實(shí)際數(shù)目并且批與批之間的抽樣數(shù)保持不變批與批之間的抽樣數(shù)保持不變np 圖控制圖的構(gòu)造控制圖的構(gòu)造數(shù)據(jù)的收集數(shù)據(jù)的收集 檢查的抽樣數(shù)必須保持恒定 決定抽樣頻率 安排控制圖及收集原始數(shù)據(jù) 記錄每次抽樣的不合格數(shù)并把它繪制在控制圖上計(jì)算控制極限計(jì)算控制極限 計(jì)算不合格品的平均值 計(jì)算控制上下限 (UCL, LCL)UCLp = np + 3 np * (1 - np/n) = np + 3 np * (1 - p)LCLp = np - 3 np * (1 - np/n) = np - 3 np * (1 - p)=失控行動(dòng)計(jì)劃=處理失控情況的操

24、作指南流程圖 處理問(wèn)題標(biāo)準(zhǔn)化 操作工快速，實(shí)時(shí)(real-time)作出反應(yīng) 便于分析、改進(jìn)過(guò)程，消除異常原因造成的誤差NO: OCAP-torque01 是 總氣壓有誤，通知供氣部門，在記錄單上記下#1號(hào)，重新調(diào)整氣壓，OK后繼續(xù)生產(chǎn)。 否 是 在記錄單中記下#2號(hào)，R/M立即校正或修理，并記錄原因，繼續(xù)生產(chǎn)。 否 是 在記錄單中記下#3號(hào)，R/M重新測(cè)量并記錄原因，繼續(xù)生產(chǎn)。 否 是 在記錄單中記下#4號(hào)，R/M立即糾正重新調(diào)整后，繼續(xù)生產(chǎn)。 否 是 否在記錄單中記下#6號(hào)，R/M工程師分析排除其他原因擬制：審核日期出現(xiàn)超規(guī)點(diǎn)異常處理指導(dǎo)（OCAP- Torque ）正常生產(chǎn)石崗鄭雷200

25、1-11-20在記錄單中記下#5號(hào)，R/M立即更換氣槍氣壓不在范圍內(nèi)測(cè)量工具扭力矩誤差測(cè)量手法有誤SOP規(guī)格標(biāo)錯(cuò)氣槍問(wèn)題42024-7667Technical LimitUpperLowerTechnical LimitTargetP-CLineP-CLine33Red ZoneCp 2.0, The Standard Deviation is 1 / 12 times the Design Margin for a Six Sigma ProcessRed ZoneYellowZoneGreenZoneGreenZoneYellowZoneTarget AreaPre-control chart 規(guī)則規(guī)則:1.分別在上下規(guī)格限的分別在上下規(guī)格限的1/2處畫上預(yù)控線（處畫上預(yù)控線（P-C line).2.為確認(rèn)制程為確認(rèn)制程 能力，量測(cè)能力，量測(cè)5臺(tái)必須全部落在臺(tái)必須全部落在P-C