SPC教材----完整版

1、SPC 統(tǒng)計(jì)過程控制一、 SPC 統(tǒng)計(jì)過程控制1、什么是SPC?SPC -Statistical Process Control (統(tǒng)計(jì)過程控制含義-利用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對(duì)過程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控，從而到達(dá)保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。統(tǒng)計(jì)技術(shù)-數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法。2、SPC的作用預(yù)防： 判斷過程的異常，及時(shí)告警。3、SPC的缺點(diǎn)不能告知異常是由什么因素引起的和發(fā)生于何處，即不能進(jìn)行診斷。4、開展SPC工程的步驟培訓(xùn)SPC正態(tài)分布等統(tǒng)計(jì)根底知識(shí)品管七工具：調(diào)查表、分層法、散布圖、排列圖、直方圖、因果圖、控制圖過程控制圖的做法過程控制標(biāo)準(zhǔn)的做法確定關(guān)鍵質(zhì)量因素對(duì)每道工序，用因果圖進(jìn)行分析，造出所有關(guān)鍵質(zhì)量因素，再用排列

2、圖找出最終產(chǎn)品影響最大的因素，即關(guān)鍵質(zhì)量因素；列出過程控制網(wǎng)圖，即按工藝流程順序?qū)⒚康拦ば虻年P(guān)鍵質(zhì)量因素列出制訂過程控制標(biāo)準(zhǔn)對(duì)過程進(jìn)行監(jiān)控對(duì)過程進(jìn)行診斷并采取措施解決問題2、統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn) -現(xiàn)代質(zhì)量管理的根本觀點(diǎn)之一產(chǎn)品質(zhì)量具有變異性 “人、機(jī)、料、法、環(huán) + “軟件、輔助材料、水、電、汽公用設(shè)施變異具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性 隨機(jī)現(xiàn)象統(tǒng)計(jì)規(guī)律 隨機(jī)現(xiàn)象：在一定條件下時(shí)間可能發(fā)生也可能不發(fā)生的現(xiàn)象。母體(總量)樣本(抽樣)機(jī)率統(tǒng)計(jì)實(shí)例某產(chǎn)品的重量標(biāo)準(zhǔn)要求為1000 g。00.50 注：表中數(shù)據(jù)是實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)減去1000g的簡(jiǎn)化值。n=100平均值 X= X/100= 100.258極差R=Xmax-Xmin=0.

3、47標(biāo)準(zhǔn)方差S= =9.2 每件產(chǎn)品的尺寸與別的都不同 范圍 范圍 范圍 范圍但它們形成一個(gè)模型，假設(shè)穩(wěn)定，可以描述為一個(gè)分布 范圍 范圍 范圍分布可以通過以下因素來加以區(qū)分 位置 分布寬度 形狀 或這些因素的組合正態(tài)分布根底知識(shí)正態(tài)分布 (Normal Distribution) 當(dāng)抽取的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)趨于無窮大而區(qū)間寬度趨向于0時(shí)，外形輪廓的折線就趨向于光滑的曲線，即：概率密度曲線。 特點(diǎn)：面積之和等于1。 fN (x; 2 , ) = (1/ 2)exp(- (x- ) 2 /2 2 )兩個(gè)重要的參數(shù)： (mu)- 位置參數(shù)和平均值mean value) ，表示 分布的中心位置和期望值 (si

4、gma) - 形態(tài)參數(shù)，表示分布的分散程度和標(biāo)準(zhǔn)偏差 standard deviation),兩個(gè)參數(shù)的意義 (mu)-反映整體的綜合能力 (sigma) - 反映實(shí)際值偏離期望值的程度，其值越大，表示數(shù)據(jù)越分散。它們之間是互相獨(dú)立。質(zhì)量管理中的應(yīng)用 不管 與取值如何，產(chǎn)品質(zhì)量特性落在 3， +3范圍內(nèi)的概率為99.73%。 落在 3， +3范圍外的概率為1 99.73%=0.27%， 落在大于 +3一側(cè)的概率為0.27%/2=0.135% 1。常態(tài)分配的機(jī)率分佈： 68.27%1.64590%1.96 95%2 95.44%3 99.73%6 (1-3.4PPM)?295.44%2661.5

5、3.4ppm1-0.002PPM正態(tài)分布下界限內(nèi)外的比率界限 界限內(nèi)的比率 界限外的比率1 68.26% 31.24%2 95.46% 4.54%3 99.73% 0.27%4 99.9937% 0.0063%5 99.999943% 0.000057%6 99.9999998% 0.0000002%1924年，休哈特博士建議用界限 3 作為控制界限來管理過程。即我們常說的3 管理。如電子產(chǎn)品的不合格品率由過去的百分之一、千分之一、降低到百萬(wàn)分之一ppm, parts per million),乃至十億分之一ppb, parts per billion)?？茖W(xué)的要求： 生產(chǎn)控制方式由過去的3控

6、制方式改為6控制方式。3控制方式下的穩(wěn)態(tài)不合格品率為2.7 X 10-3, 6控制方式下的穩(wěn)態(tài)不合格品率為2.0 X 10-9后者比前者降低了： 2.7 X 10-3 / 2.0 X 10-9=1.35 X106 即一百三十五萬(wàn)倍!如果僅存在變差的普通原因， 目標(biāo)值線隨著時(shí)間的推移，過程的輸出形成一個(gè)穩(wěn)定的分布并可預(yù)測(cè)。 預(yù)測(cè) 時(shí)間 范圍 目標(biāo)值線如果存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推 預(yù)測(cè)移，過程的輸出不穩(wěn)定。 時(shí)間 范圍過程能力指數(shù)的定義 a、過程能力 過程的加工質(zhì)量滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力，是衡量加工內(nèi)在一致性的標(biāo)準(zhǔn)，決定于質(zhì)量因素人、機(jī)、料、環(huán)、法，與公差無關(guān)。 穩(wěn)態(tài)時(shí)，99.73%的產(chǎn)品落在

7、(-3 ，+3 )范圍內(nèi)，因此將過程能力PC定義為： PC=6 b、生產(chǎn)能力 加工數(shù)量方面的能力。 c、過程能力指數(shù)-Cp 過程能力滿足產(chǎn)品技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品規(guī)格、公差的程度。雙側(cè)規(guī)格情況的過程能力指數(shù) T 技術(shù)規(guī)格的公差幅度； TU、TL 規(guī)格上、下限； - 總體標(biāo)準(zhǔn)差、 s - 樣本標(biāo)準(zhǔn)差 Cp = T/ 6 = TU TL / 6 = TU TL / 6 s 當(dāng)T= 6 ， Cp = 1， 這時(shí)候既滿足技術(shù)要求又很經(jīng)濟(jì)。過程能力指數(shù)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)有偏移情況的過程能力指數(shù) 定義分布中心與公差中心M的偏移為：=|M-|， 與M的偏移度K為：K= /T/2=2 /T， Cpk =1-KCp =1-K)*

8、T/6 1-K)*T/6s 二、 控制圖原理1、什么是控制圖對(duì)過程質(zhì)量加以測(cè)定、記錄并進(jìn)行控制管理的一種用統(tǒng)計(jì)方法設(shè)計(jì)的圖?？刂茍D的組成UCL(Upper Control Limit) 上控制限LCL(Lower Control Limit) 下控制限CL (Central Line)中心線按時(shí)間順序抽取的樣品統(tǒng)計(jì)量數(shù)值的描點(diǎn)序列 根底知識(shí)(1)、直方圖 分組、統(tǒng)計(jì)、作直方圖具體步驟1、找出最大值和最小值，確定數(shù)據(jù)分散寬度 數(shù)據(jù)分散寬度=最大值 最小值2、確定組數(shù) k n3、確定組距 h=最大值最小值/組數(shù)4、確定各組的邊界 第一組的組下限=最小值 最小測(cè)量單位的一半 第一組的組上限=第一組的

9、組下限+組距=第二組的組下限 第二組的組上限=第二組的組下限+組距=第三組的組下限，依此類推。5、確定各組的頻數(shù)6、作直方圖7、對(duì)直方圖的觀察: 特點(diǎn)， 中間高、兩頭低、左右對(duì)稱 4、控制圖根底知識(shí)(1)、控制限確實(shí)定 上控制限：UCL= +3中心線： CL= 下控制限：LCL= 3(2)、控制圖原理的兩種解釋第一種解釋：“點(diǎn)出界就判異 小概率事件原理：小概率事件實(shí)際上不發(fā)生，假設(shè)發(fā)生即判異常。控制圖就是統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的圖上作業(yè)法。 第二種解釋：“要抱西瓜，不要抓芝麻 質(zhì)量波動(dòng)的原因 = 必然因素 + 偶然因素異常因素必然因素 始終存在，對(duì)質(zhì)量影響微小，難以消除，是不可防止的；偶然因素有時(shí)存在，

10、對(duì)質(zhì)量影響很大，不難消除，是可以防止的。休哈特控制圖的實(shí)質(zhì)就是區(qū)分必然因素與偶然因素的。 控制限就是區(qū)分必然波動(dòng)與偶然波動(dòng)的科學(xué)界限。(3)、預(yù)防原那么26字真經(jīng) 點(diǎn)出界就判異，查出異因，采取措施，保證消除，不再出現(xiàn)，納入標(biāo)準(zhǔn)。分析用控制圖控制用控制圖判斷過程是否穩(wěn)定不穩(wěn)定,調(diào)至穩(wěn)定過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求,過程能力指數(shù)滿足要求稱之為技術(shù)穩(wěn)態(tài)延長(zhǎng)分析控制圖的控制線(4)、使用控制圖應(yīng)考慮的問題a、控制圖用于何處？b、如何選擇控制對(duì)象？c、怎樣選擇控制圖？d、如何分析控制圖？e、點(diǎn)出界或違反其他準(zhǔn)那么的處理。f、控制圖的重新制定。g、控制圖的保管問題。(5)、常用的控制圖a、X bar R

11、控制圖 計(jì)量值、正態(tài)分布b、不合格品百分率p控制圖 計(jì)件值、二項(xiàng)分布c、不合格品數(shù)np控制圖 (計(jì)件值、二項(xiàng)分布)d、缺陷率u控制圖 (計(jì)點(diǎn)值、泊松分布e、缺陷數(shù)c控制圖 (計(jì)點(diǎn)值、泊松分布f、DPMO控制圖 (計(jì)點(diǎn)值、泊松分布確定要制定控制圖的特性是計(jì)量型數(shù)據(jù)嗎？否關(guān)心的是不合格品率？否關(guān)心的是不合格數(shù)嗎？是樣本容量是否恒定？是使用np或p圖否使用p圖樣本容量是否桓定？否使用u圖是是使用c或u圖是性質(zhì)上是否是均勻或不能按子組取樣例如：化學(xué)槽液、批量油漆等？否子組均值是否能很方便地計(jì)算？否使用中位數(shù)圖是使用單值圖X-MR是控制圖的選擇方法子組容量是否大于或等于9？是否是否能方便地計(jì)算每個(gè)子組的

12、S值？使用XR圖是否使用XR圖使用X s圖 X bar -R控制圖是計(jì)量值最常用的、最重要的控制圖X bar -R控制圖的控制限x bar均值 的控制限UCL = x + A2RCL = xLCL = x - A2RR(極差的控制限UCL = D4RCL = RLCL = D3 R X bar - R控制圖的操作步驟a、確定對(duì)象、抽取數(shù)據(jù)b、合理分組c、計(jì)算xi、Rid、計(jì)算x、Re、計(jì)算R圖的控制線、x圖的控制線f、將數(shù)據(jù)在圖中打點(diǎn)并作圖。舉例：測(cè)螺栓的扭矩，其規(guī)格為：150+/-50， 控制扭矩的質(zhì)量。X1 =(x1+x2+x3+x4+x5)/5R圖的控制線UCL= D4 R=2.114*

13、14.4 =30.4416CL = R =14.4LCL = D3R = 0 x圖的控制線UCL =x + A2R =163.1+0.577*14.4 =171.4088CL = 163.1LCL = x - A2R =163.1-0.577*14.4=154.7912判異準(zhǔn)那么兩類： 點(diǎn)出界判異 界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)判異判異準(zhǔn)那么： 1、連續(xù)9點(diǎn)落在中心線同一側(cè)LCLUCLCLABCCBAP圖的控制線DPMO的定義DPMO圖的控制線C圖的控制線U圖的控制線計(jì)量值控制圖與計(jì)數(shù)值控制圖的比較計(jì)量值控制圖的最大的優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高, 往往在真正造成不合格品之前已經(jīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常； 所需的樣本容量比計(jì)數(shù)值控制

14、圖小很多；在有多種判據(jù)的場(chǎng)合，假設(shè)有任何一個(gè)判據(jù)不滿足，就認(rèn)為不合格時(shí)，那么用計(jì)數(shù)值控制圖處理比較簡(jiǎn)單。多品種、小批量生產(chǎn)的控制、加工制造業(yè)0%以上屬于多品種、小批量生產(chǎn) b、多品種、小批量關(guān)鍵在于批量小-數(shù)據(jù)少解決途徑 將相似工序的數(shù)據(jù)，即同類型分布的數(shù)據(jù)，經(jīng)過數(shù)學(xué)變換成為統(tǒng)一分布的數(shù)據(jù)，積少成多，在同一張控制圖上進(jìn)行控制。 如：通用圖法、相對(duì)公差法、固定樣本容量法等。相似工序a、同一類型的質(zhì)量指標(biāo)b、同一臺(tái)或同型號(hào)設(shè)備c、同一類型的加工件d、同一組操作人員e、同一類型的操作f、在同一車間內(nèi)，即同一個(gè)環(huán)境內(nèi)。通用圖法 應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)變換使N (i, i), 對(duì)所有的i N(0,1) 在通用圖上統(tǒng)一

15、控制。標(biāo)準(zhǔn)變換 設(shè)統(tǒng)計(jì)量為y，那么定義y的標(biāo)準(zhǔn)變換為： yT= 為0、1變換3方式的標(biāo)準(zhǔn)變換 UCLT = = = 3 CLT= = = 0 , 0 LCLT = = = -3 y- UCL- LCL-CL-三、 接近零不合格品過程的控制原理1、接近零不合格品過程 不合格品率極低，大量產(chǎn)品為合格品，偶爾有不合格品出現(xiàn)的生產(chǎn)過程，稱為接近零不合格品過程。2、控制對(duì)象 相鄰不合格品間的連續(xù)合格品數(shù)取為控制對(duì)象3、判異準(zhǔn)那么 a、假設(shè)相鄰不合格品之間的連續(xù)合格品數(shù)不大于n1,那么判斷過程異常； b、假設(shè)接連出現(xiàn)的兩個(gè)合格品數(shù)之和不大于n2，那么判斷過程異常； c、假設(shè)接連出現(xiàn)的三個(gè)連續(xù)合格品數(shù)之和不大于n3，那么判斷過程異常；4、判穩(wěn)準(zhǔn)那么 a、連續(xù)25點(diǎn)，出界點(diǎn)數(shù)為0； b、連續(xù)35點(diǎn)，出界點(diǎn)數(shù)小于等于1； c、連續(xù)100點(diǎn)，出界點(diǎn)數(shù)小于等于2。四、 質(zhì)量診斷理論生產(chǎn)線的分析a、道道把關(guān)型 規(guī)那么：不合格品不準(zhǔn)送往下道工序 不考慮上道工序的影響工序間互相獨(dú)立 優(yōu)點(diǎn)：不考慮上道工序的影響，分析簡(jiǎn)單 缺點(diǎn)：不適應(yīng)流程式生產(chǎn)、有時(shí)限要求的生產(chǎn)。b、選控型 規(guī)那么：上道工序的影響或多或少的始終存在 優(yōu)點(diǎn)：符合實(shí)際、是更一般的模型。道道把關(guān)型僅是上道工序的影響為零的特例 缺點(diǎn)：分析復(fù)雜兩種質(zhì)量概念簡(jiǎn)化分析。兩種質(zhì)量a、總質(zhì)量total