SPC教育訓(xùn)練課程

1、SPC專(zhuān)題研討主講：袁建青Rev.: Orig; 03/18/2006WorkShop 時(shí)間: 2 小時(shí)SPC定義及作用.管制圖分類(lèi)&建立.管制圖研判.制程 能力研究 SPC專(zhuān)題研討統(tǒng)計(jì)是數(shù)學(xué)的一個(gè)分支,是用來(lái)討論如何進(jìn)行資料的收集、分析、解析以及大量數(shù)字資料的系統(tǒng)化表示.SPC: Statistical Process Control一.SPC定義及作用何謂統(tǒng)計(jì)(statistical)統(tǒng)計(jì)制程管制何謂統(tǒng)計(jì)先看以下幾個(gè)例子:第一組數(shù)據(jù): 10.15 10.25 10.35第二組數(shù)據(jù): 10.10 10.25 10.40第三組數(shù)據(jù): 10.20 10.25 10.30第四組數(shù)據(jù): 10.05

2、10.25 10.45問(wèn)題一:它們的平均值相等嗎?問(wèn)題二:若SPEC定在10.250.15,它們合格嗎?問(wèn)題三:哪一組數(shù)據(jù)比較好?1. 統(tǒng)計(jì)透過(guò)數(shù)據(jù)資料的收集,分析,解釋與表現(xiàn), 從本質(zhì)上了解制程或樣本;劃性2.取得資訊從,而更有效、更迅速地作出判斷並進(jìn)行改善或調(diào)整.何謂統(tǒng)計(jì)生產(chǎn)過(guò)程, 結(jié)合機(jī)器,治工具,方法,材料與人員來(lái)達(dá)到制程規(guī)格.重覆發(fā)生的事件/類(lèi)似程序.管制(Control) -使某事/物保持在想要的情況 -使某事/物依我們所想的來(lái)執(zhí)行利用統(tǒng)計(jì)技術(shù), 如管制圖分析制程,采取適當(dāng)行動(dòng)取得 & 保持穩(wěn)定制程.制程(Process)下列特性稱(chēng)為穩(wěn)定:Pattern appears rando

3、m 隨機(jī)出現(xiàn)Constant process mean 平均值一定Uniform variability over time 變異程度不隨時(shí)間改變No trends, runs, shifts, erratic ups & downs 不會(huì)偏向一邊穩(wěn)定性為何重要?Increased productivity of engineering & manufacturing personnel提高生產(chǎn)性Predictable, repeatable results within a specified range結(jié)果有重覆性,可預(yù)測(cè)穩(wěn)定性(Stability)SPC的定義SPC(Statistica

4、l Process Control 統(tǒng)計(jì)制程管制) 是由制程調(diào)查來(lái)改進(jìn)制程能力,不斷降低產(chǎn)品品質(zhì)的變異性,而達(dá)到提升產(chǎn)品品質(zhì)的一種方法,其主要工具為管制圖. 管制圖成立條件制程穩(wěn)定(控制3 sigma 內(nèi),CPK=1.33)常態(tài)分布(人體身高,考試成績(jī),產(chǎn)品尺寸)若假設(shè)不成立,則管制界限將沒(méi)有意義!有管制界限的趨勢(shì)圖將一般變異(機(jī)遇原因)與特殊變異(非機(jī)遇原因)區(qū)分開(kāi)的有用工具數(shù)據(jù)依生產(chǎn)順序定時(shí)間收集,以圖表表現(xiàn)制程性能評(píng)估制程是否在統(tǒng)計(jì)管制中讓數(shù)據(jù)說(shuō)話並依數(shù)據(jù)導(dǎo)向作決定管制圖的定義作用Control Limits典型管制圖有三條線:Upper ControlLimit (UCL)Center

5、 Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)CL: The average (measure of location) process performance when the process is in-controlCL:制程的平均性能UCL & LCL: The range of usual process performance when the process is stable. Lines drawn 3 standard deviations (3 sigma) on each side of the center line.UCL & LCL: 制程穩(wěn)定

6、情況下, 制程性能的範(fàn)圍管制線規(guī)格線管制圖的意義管制圖是一種品質(zhì)的圖解記錄.在圖上有中心線(規(guī)格值)及二條管制界限.中心線是一種規(guī)格值,二條管制界限是容許產(chǎn)品的品質(zhì)特性在其間變動(dòng)的范圍.在制造過(guò)程中用抽查的方式,將樣本的統(tǒng)計(jì)量,點(diǎn)繪於圖上,用以判斷品質(zhì)的變異是否顯著.規(guī)格上限管制上限規(guī)格值(中心值)管制下限規(guī)格下限品質(zhì)變異的原因1.機(jī)遇原因(Chance cause) 不可避免的原因、非人為的原因、共同原因、偶然 原因、一般原因,是屬於管制狀態(tài)的變異.2.非機(jī)遇原因(Assignable cause) 可避免的原因、人為原因、特殊原因、異常原因、 局部原因等.此種原因,應(yīng)采取行動(dòng),使制程恢復(fù)正

7、常, 進(jìn)入管制狀態(tài).二.管制圖分類(lèi) & 建立一.依性質(zhì)分類(lèi):a.計(jì)量值管制圖b.計(jì)數(shù)值管制圖二.依用途分類(lèi):a.解析用管制圖 b.管制用管制圖 1.計(jì)量值管制圖(Control Charts For Variables): a.平均值與全距管制圖( X-R Chart ) b.中位值與全距管制圖( X-R Chart ) c.個(gè)別值與移動(dòng)全距管制圖( X-Rm Chart ) d.平均值與標(biāo)準(zhǔn)差管制圖( X- Chart )管制圖的種類(lèi)(性質(zhì)分類(lèi))2.計(jì)數(shù)值管制圖(Control Charts For Attributes) a.不良率管制圖 ( P Chart ) b.不良數(shù)管制圖 ( Pn

8、 Chart or d Chart ) c.缺點(diǎn)數(shù)管制圖 ( C Chart ) d.單位缺點(diǎn)數(shù)管制圖 ( U Chart )管制圖的種類(lèi)(性質(zhì)分類(lèi))管制圖的種類(lèi)(用途分類(lèi))1.解析用管制圖 先有數(shù)據(jù),后才有管制界限.2.管制用管制圖 先有管制界限,后有數(shù)據(jù).一.平均值與全距管制圖(X-R Chart)二.管制圖建立X-R管制圖的定義在計(jì)量值管制圖中,X-R管制圖系最常用的一種,所謂平均值與全距管制圖,系平均值管制圖(X Chart)與全距管制圖(R Chart)二者合並使用.平均值管制系管制平均值的變化,即分配的集中趨勢(shì)變化;全距管制圖則管制變異的程度,即分配的離散趨勢(shì)的狀況.管制圖界限的計(jì)

9、算X-R Chart繪制步驟 建立解析用管制圖1.選定管制項(xiàng)目2.收集數(shù)據(jù)100個(gè)以上,並予適當(dāng)分組后記入數(shù)據(jù)記錄表. 樣本大小(n)=25 (解析用) 組數(shù)(k)=20253.計(jì)算各組平均值( X ) X= 4.計(jì)算各組全距( R ) R=Xmax-Xmin (各組最大值-最小值)X1+X2+X3+XKn5.計(jì)算總平均值 ( X ) X= 6.計(jì)算全距之平均值( R ) R= 7.計(jì)算管制界限及繪出 X管制圖 中心線 CLx = X 上 限 UCLx = X+A2R 下 限 LCLx = X-A2Rx1+x2+x3+xkkR1+R2+R3+RKk R管制圖 中心線 CLR =R 上 線 UC

10、LR=D4R 下 線 LCLR=D3R A2, D4, D3由系數(shù)表查得8.點(diǎn)圖 將數(shù)據(jù)點(diǎn)繪管制圖上,相鄰兩點(diǎn)用直線連接.9.管制界限檢討10.記入其它注意事項(xiàng)例題:用X-R管制圖來(lái)控制AGP GAP,尺寸單位為mm,請(qǐng) 利用下列數(shù)據(jù)資料,計(jì)算其管制界限並繪圖. 制品名稱(chēng):AGP 機(jī)器號(hào)碼:RK006 品質(zhì)特性:GAP 操 作 者:55230 測(cè)定單位:mm 測(cè) 定 者:58664 制造場(chǎng)所:A線 抽樣期間:03/10/9903/12/991.收集數(shù)據(jù)並記入數(shù)據(jù)記錄表2.計(jì)算各組X3.計(jì)算各組R值4.計(jì)算總平均( X ) X= = (0.63+0.64+0.68+0.66+0.68+0.68+

11、0.68+0.66+0.66 +0.65+0.62+0.62+0.63+0.64+0.67+0.67+0.63+0.69 +0.67+0.62)20 = 0.66x1+x2+x3+xkk5.計(jì)算全距之平均值( R ) R= =(0.08+0.07+0.06+0.09+0.10+0.08+0.07+0.11+0.07 +0.08+0.08+0.08+0.08+0.07+0.11+0.11+0.10+0.07 +0.03+0.03)20 = 0.086.計(jì)算管制界限及繪出 X管制圖 中心線 ( CLx ) = X = 0.66 管制上限 ( UCLx ) = X+A2R = 0.66+0.577

12、0.08 = 0.70 管制下限 ( LCLx ) = X-A2R = 0.66-0.577 0.08 = 0.61R1+R2+R3+RKkR管制圖 中心線 CLR = R = 0.08 管制上限 UCLR = D4R = 2.115 0.08 = 0.17 管制下限 LCLR = D3R = 0 0.08 = 07.將所求出之各X值及R值點(diǎn)入管制圖上並將相鄰兩點(diǎn)用 直線連接8.制程狀態(tài)檢討9.記入其它注意事項(xiàng) 建立管制用管制圖1.記入必要事項(xiàng) 如制品名稱(chēng)、管制項(xiàng)目、測(cè)定單位、規(guī)格等.2.作管制界限 將經(jīng)解析后之管制圖決定之管制界限繪入.3.點(diǎn)圖 由制程抽取樣本,測(cè)定其特性值,記錄數(shù)據(jù),按時(shí)由

13、順序 點(diǎn)入.4.安定狀態(tài)之判定5.采取措施6.管制界限之重新計(jì)算管制用管制圖說(shuō)明管制圖是一種品質(zhì)的圖解記錄:1.在圖上有中心線及二條管制界限.2.二條管制界限是容許產(chǎn)品的品質(zhì)特性在其間變動(dòng)的范圍.3.在制造過(guò)程中用抽查的方式,將樣本的統(tǒng)計(jì)量,點(diǎn)繪於圖上,用以判斷品質(zhì)的變異是否顯著.管制上限中心值管制下限三.管制圖的判讀基于常態(tài)分布原理SPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 1: A single point beyond either control limit規(guī)則1: 單獨(dú)點(diǎn)超出管制界限Uses: Detects very large/sudden shifts用途: 察覺(jué)重大

14、/突然的偏差False alarm rate: 0.27%機(jī)率: 0.27%Example:UCLCLLCLRule# 2: 9 consecutive points on the same side of the centerline規(guī)則2: 連續(xù)9點(diǎn)在中心線同側(cè)Uses: Detects small shifts or trends用途: 察覺(jué)微小/趨勢(shì)性的偏差False alarm rate: 0.39%機(jī)率:0.39%Example:UCLCLLCLSPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 3: 6 consecutive points steadily increasin

15、g orDecreasing規(guī)則3: 連續(xù)6點(diǎn)持續(xù)上升或下降Uses: Detects strong trends用途: 察覺(jué)強(qiáng)烈趨勢(shì)Example:UCLCLLCLSPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 4: 14 (or more) consecutive points are alternating up and down. 規(guī)則4: 相鄰14點(diǎn)規(guī)則性上下變動(dòng)Uses: Detects systematic effects, such as alternating machines, operators, suppliers, etc. 用途: 察覺(jué)系統(tǒng)性的效性. 如交替機(jī)

16、臺(tái),人員,供應(yīng)商等.Example:SPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 5: 2 out of 3 consecutive points at least 2 stddev beyond the centerline, on the same side規(guī)則5: 連續(xù)同側(cè)3點(diǎn)中,2點(diǎn)落在同側(cè)2標(biāo)準(zhǔn)差之外Uses: Detects large changes用途: 察覺(jué)大改變False alarm rate: 0.30%機(jī)率: 0.30%Example:UCLCLLCLSPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 6: 4 out of 5 consecutive poi

17、nts on the chart are more than 1 std dev away from the CL 規(guī)則6: 連續(xù)同側(cè)5點(diǎn)中,4點(diǎn)超出1標(biāo)準(zhǔn)差Uses: Detects moderate-sized changes 用途: 察覺(jué)中度改變False alarm rate: 0.53%機(jī)率: 0.53%Example:SPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 7: 15 (or more) consecutive points are within 1 std dev of the CL 規(guī)則7: 連續(xù)15點(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)Uses: Detects a decrease

18、in process variation 用途: 察覺(jué)制程變異的降低Example:SPC Trend Rules(研判規(guī)則)Rule# 8: 8 (or more) consecutive points are on both sides of the CL, but none are within 1 std dev of it. 規(guī)則8: 連續(xù)不同側(cè)8點(diǎn),沒(méi)有一點(diǎn)在1標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi).Uses: Detects an increase in process variation 用途: 察覺(jué)制程變異的增加Example:SPC Trend Rules(研判規(guī)則)Using a large # of

19、 trend rules is unwise, since each trend rule has a false alarm rate & the cumulative false alarm rate can be very large使用大量的判斷規(guī)則是不智的,因?yàn)槊恳粭l都有誤判的機(jī)率,累積起來(lái)將可能很大False alarm rate is the frequency of control chart signals when nothing at all is actually wrong with the process誤判機(jī)率指的是制程一點(diǎn)問(wèn)題都沒(méi)有,但規(guī)則確告訴我們有問(wèn)題.Fa

20、lse alarms are undesirable:誤判警告並不是我們想要的不必要的中斷生產(chǎn)造成產(chǎn)能降低&增加成本侵蝕對(duì)管制圖的信心. 最後, 忽視所有失控的信號(hào), 導(dǎo)致品質(zhì),產(chǎn)量&成品損失.SPC Trend Rules(研判規(guī)則)選用規(guī)則建議方案All control charts should at least use the 1st rule:Point UCL or Point 6時(shí)若大得愈多Cp值也愈大，也就是說(shuō)在這種生產(chǎn)條件(人、機(jī)械、材料、管理等)，本製程非常適合於生產(chǎn)此種精密度之產(chǎn)品。反之若 T 6時(shí)則Cp值也愈小，說(shuō)明了此製程在目前此種狀態(tài)下，不能適應(yīng)此種精密度之產(chǎn)品。Cp與Ca之不同點(diǎn)是Ca值愈小愈好，Cp值是愈大愈好。SPC基本觀念整合製程精密度 Cp (Capability of precision)：?jiǎn)芜呉?guī)格1. 上限規(guī)格(Su)的場(chǎng)合 Su - X (上限規(guī)格) - (平均值) Cp = = 3 3 x (標(biāo)準(zhǔn)差) 2. 下限規(guī)格(SL)的場(chǎng)合 X - SL (平均值) - (下限規(guī)格) Cp = = 3 3 x (標(biāo)準(zhǔn)差) SPC基本觀念整合規(guī)格下限規(guī)格中心規(guī)格上限6 B級(jí)6 A級(jí)6 C級(jí)6 D級(jí)Cp=1.00Cp=1.33Cp=0.83SPC基本觀念整合處置原則(Cp等級(jí))：A級(jí)：此一製程甚