SPC應(yīng)用實務(wù)教材

1、 SPC的發(fā)展歷史 質(zhì)量數(shù)據(jù)的基本知識 數(shù)據(jù)的特性分析 什么是SPCSPC是英文StatisticalProcess Control的簡稱，即即統(tǒng)計過程程控制。SPC就是應(yīng)用用統(tǒng)計技技術(shù)對過程中中的各個個階段進(jìn)進(jìn)行監(jiān)控控，從而而達(dá)到改改進(jìn)與保證質(zhì)量量的目的的。SPC強調(diào)全過過程的預(yù)預(yù)防。SPC的特點SPC是全系統(tǒng)統(tǒng)的，全全過程的的，要求求全員參參加，人人有責(zé)責(zé)。SPC強調(diào)用科科學(xué)方法法(主要是統(tǒng)統(tǒng)計技術(shù)術(shù)，尤其其是控制圖圖理論)來保證證全過程程的預(yù)防防。SPC不僅用于于生產(chǎn)過過程，而且且可用于于服務(wù)過過程和一切切管理過過程。1.過程控制制修華特(W.A.Shewhart)提出20世紀(jì)紀(jì)20年年

2、代2.日本本質(zhì)量管管理SPC戴明(W.Ed-wardsDeming)將SPC的概念引引入日本本19501980年年3.SPC全面應(yīng)用用SPC在西方工工業(yè)國家家復(fù)興，并列為高高科技制制之一80年代代起4.SPC在汽車行行業(yè)的應(yīng)應(yīng)用美國從20世紀(jì)紀(jì)80年年開始推推行SPC美國汽車車工業(yè)大大規(guī)模推推行了SPCSPC的發(fā)展歷歷史SPC與6的關(guān)系 “”是希臘字字母，統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)中中用來表表示標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差，即用來來描述任任一過程程參數(shù)的的平均值值的分布布或離散散程度。 6（6Sigma）是在九十十年代中中期開始始從一種種全面質(zhì)質(zhì)量管理理方法演演變成為為一個高高度有效效的企業(yè)業(yè)流程設(shè)設(shè)計、改改善和優(yōu)優(yōu)化技術(shù)術(shù)，并

3、提提供了一一系列同同等地適適用于設(shè)設(shè)計、生生產(chǎn)和服服務(wù)的新新產(chǎn)品開開發(fā)工具具。 6逐步發(fā)展展成為以以顧客為為主體來來確定企企業(yè)戰(zhàn)略略目標(biāo)和和產(chǎn)品開開發(fā)設(shè)計計的標(biāo)尺尺，追求求持續(xù)進(jìn)進(jìn)步的一一種質(zhì)量量管理哲哲學(xué)。 換一一種說法法，6是一種“愿景”，是一一種目標(biāo)標(biāo)，而并并非一種種具體的的方法。而SPC是實現(xiàn)這這種愿景景的一個個有效的的手段。質(zhì)量數(shù)據(jù)據(jù)的基本本知識 計量值數(shù)數(shù)據(jù)是指可取取任意數(shù)數(shù)值的數(shù)數(shù)據(jù)，只只要測取取數(shù)據(jù)的的精度足足夠，我我們即可可取任意意小的數(shù)數(shù)值，這這些數(shù)值值屬于連連續(xù)型數(shù)數(shù)據(jù)。例例如長度度、重量量、速度度、壓力力、溫度度等的數(shù)數(shù)據(jù)，是是屬于計計量值數(shù)數(shù)據(jù)。計數(shù)值數(shù)數(shù)據(jù)是指只能能

4、用個數(shù)數(shù)、件數(shù)數(shù)或點數(shù)數(shù)等單位位來計量量的數(shù)據(jù)據(jù)。例如如廢品件件數(shù)、產(chǎn)產(chǎn)品臺數(shù)數(shù)、產(chǎn)品品表面缺缺陷斑點點數(shù)等等等，他們們只能取取整數(shù)，通過手手工點數(shù)數(shù)獲得，這種數(shù)數(shù)據(jù)屬于于離散型型數(shù)據(jù)。收集數(shù)據(jù)據(jù)的目的的 為了了分析問問題，即即是為了了分析現(xiàn)現(xiàn)場情況況而收集，例如如為了掌掌握零件件加工尺尺寸的波波動情況況而收集數(shù)數(shù)據(jù)。 為了了管理工工作，即即是為了了掌握生生產(chǎn)的變變動情況，以便便于管理理、控制制而收集集數(shù)據(jù)，如工序序控制中收收集數(shù)據(jù)據(jù)。 為了了檢驗、判斷產(chǎn)產(chǎn)品好壞壞而收集集數(shù)據(jù)。收集數(shù)據(jù)據(jù)的方法法收集到的的數(shù)據(jù)必必須能充充分反映映實際情情況，對對于抽查查的數(shù)據(jù)據(jù)還應(yīng)具具有充分分的代表表性，所所

5、以收集集數(shù)據(jù)要要有科學(xué)學(xué)的方法法，這就就是隨機抽樣樣的方法。所謂隨隨機抽樣樣，即是是指被抽抽查的所所有對象象中的每每一個，都應(yīng)具具有同等等的機會會被抽取取到的方方法。質(zhì)量數(shù)據(jù)據(jù)的波動性質(zhì)量數(shù)據(jù)據(jù)是有波波動性的的，即使使是相同同的機器器由相同同的工人人操作，加工同同樣規(guī)格格的零件件，所加加工出來來的零件件沒有任任何兩件件是完全全相同的的。這是是因為影影響零件件規(guī)格的的因素很很多，而而且同一一因素在在不同的的時間，不同的的條件下下也是有有微小的的差異，所以，加工出出來的零零件其規(guī)規(guī)格要求求就存在在著各種種各樣的的差別，這就使使得其質(zhì)量特性性值呈現(xiàn)現(xiàn)出差別別，形成數(shù)數(shù)據(jù)的波波動性。質(zhì)量數(shù)據(jù)據(jù)的規(guī)律律

6、性雖然數(shù)據(jù)據(jù)有波動動性，但但并不是是雜亂無無章的，而是呈呈現(xiàn)出一一定規(guī)律律性的。在質(zhì)量量管理中中最常見見到分布布規(guī)律是是正態(tài)分分布。正態(tài)分布布 正態(tài)態(tài)分布是是以其平均值為中心呈呈左右對對稱的中央高兩兩邊低的的鐘型； 正態(tài)態(tài)分布的的鐘形有有高矮肥肥瘦程度度的不同同，取決于該數(shù)數(shù)據(jù)的平平均值和和標(biāo)準(zhǔn)偏差差。平均值一般用表表示，它它代表該該數(shù)據(jù)的的分布的的中心位置置，所以以也稱為為位置參參數(shù)。其其表達(dá)式式子是：式中：Xi-表示數(shù)據(jù)據(jù)的各個個數(shù)值；n-表示數(shù)據(jù)據(jù)的個數(shù)數(shù)。中位數(shù)一般用表表示，代代表按照照數(shù)據(jù)大大小順序序排列位位于中間間的數(shù)值值；若數(shù)數(shù)據(jù)個數(shù)數(shù)n為偶數(shù)則則取位于于中間的的兩個數(shù)數(shù)值的平均

7、值值。例1：一一批（5只）準(zhǔn)準(zhǔn)直器插插損值為為0.16，0.15，0.18，0.13，0.14從小到大大排序：0.13，0.14，0.15，0.16，0.18該批準(zhǔn)直直器插損損值的中中位數(shù)為為：0.15例2：一一批（6只）準(zhǔn)準(zhǔn)直器插插損值為為0.16，0.15，0.18，0.13，0.14，0.16從小到大大排序：0.13，0.14，0.15，0.16，0.16，0.18該批準(zhǔn)直直器插損損值的中中位數(shù)為為：（0.15+0.16）/2=0.155極差差一般用R表示，表表示一組組數(shù)據(jù)的的分布范范圍，是指數(shù)據(jù)據(jù)中最大大值與最最小值的的差。標(biāo)準(zhǔn)偏差差統(tǒng)計學(xué)中中用來表表示標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)偏差，即用來來描述任任一過

8、程程參數(shù)的的平均值值的分布布或離散散程度。過程控制制特性及及過程變變差過程能力力分析 過程控制制系統(tǒng)通過識別別顧客的的需求和和期望,使用諸諸如控制制圖等統(tǒng)計計技術(shù)來來分析過過程或其其輸出以以便采取取適當(dāng)?shù)拇胧﹣韥磉_(dá)到并并保持統(tǒng)統(tǒng)計控制制狀態(tài)，從而提提高過程能力的的一個系系統(tǒng),也也可稱為為一個反反饋系統(tǒng)統(tǒng)。有關(guān)性能能的信息息與性能有有關(guān)的最最有用的的信息是是通過研研究過程程的本質(zhì)質(zhì)以及內(nèi)內(nèi)在的變變化性來來得到過過程特性性(如溫溫度、循循環(huán)時間間、進(jìn)給給速率、缺勤、周轉(zhuǎn)時時間、延延遲以及及中止的的次數(shù)等等)是我我們關(guān)心心的重點點。若有有必要可可采取適適當(dāng)?shù)拇氪胧﹣硇ＰＵ^程程或過程程的輸出出。對過

9、程采采取措施施對重要的的特性(過程)采取措措施從而而避免它它們偏離離目標(biāo)值值太遠(yuǎn)是是很經(jīng)濟濟的,這這樣能保證過程程的穩(wěn)定定性并保保持過程程輸出的的變異在在可接受受的界限限內(nèi)。采取的的措施包包括改變變操作(例如:操作員員培訓(xùn)、變換輸輸入材料料等)或或者改變變過程本本身更基基本的因因素（例例如：設(shè)設(shè)備需要要修復(fù)，或整個個過程的的設(shè)計）。應(yīng)監(jiān)監(jiān)測采取取措施后后的效果果，如有有必要還還應(yīng)進(jìn)一一步分析析并采取取措施。對輸出采采取措施施如果僅限限于對輸輸出檢測測并糾正正不符合合規(guī)范的的產(chǎn)品，而沒有有分析過過程中的的根本原原因，常常常是最最不經(jīng)濟濟的，如如果目前前的輸出出不能滿滿足顧客客的要求求,可能能有必

10、要要將所有有的產(chǎn)品品進(jìn)行分分類報廢廢不合格格品或者者返工，這種狀狀態(tài)必然然持續(xù)到到對過程程采取必必要校正正措施并并驗證，或持續(xù)續(xù)到產(chǎn)品品規(guī)范更更改為止止。過程變差差材料測量系統(tǒng)統(tǒng)輸入（材料）輸出（產(chǎn)品）反饋（測量/檢驗）過程（生產(chǎn)/裝配）人機器方法過程變差差輸入材料料 不同同批次之之間的差差異 批次次內(nèi)的差差異 隨時時間產(chǎn)生生的差異異隨環(huán)境而而產(chǎn)生的的差異過程變差差生產(chǎn)/裝裝配 設(shè)備備及工裝裝夾具的的差異 隨時時間而產(chǎn)產(chǎn)生的磨磨損、漂漂移等 操作作工之間間的差異異（如手手工操作作的過程程） 設(shè)置置的差異異環(huán)境的差差異 過程變差差輸出產(chǎn)品品 輸出出的產(chǎn)品品隨時間間而產(chǎn)生生的變化化 輸出出的產(chǎn)品品

11、隨環(huán)境境而產(chǎn)生生的變化化過程變差差反饋與測測量由于測量量用于過過程中的的所有組組成部分分，測量的變變差會對對過程的的各個階階段產(chǎn)生生影響 偏倚倚/穩(wěn)穩(wěn)定性性/重重復(fù)性性 再現(xiàn)現(xiàn)性/ 分辨辨率測量系統(tǒng)統(tǒng)變差偏倚-測量量的觀測測平均值值和基準(zhǔn)準(zhǔn)值的差差異測量系統(tǒng)統(tǒng)的平均均值基準(zhǔn)值偏倚測量系統(tǒng)統(tǒng)變差穩(wěn)定性-偏倚倚隨時間間的變化化(漂移移)基準(zhǔn)值偏倚偏倚時間測量系統(tǒng)統(tǒng)變差線性-在量具預(yù)預(yù)期的工工作范圍圍內(nèi)偏倚倚值的變變化?；鶞?zhǔn)值偏倚基準(zhǔn)值偏倚12測量系統(tǒng)統(tǒng)變差精密度-重復(fù)復(fù)讀數(shù)彼彼此之間間的“接接近度”測量系統(tǒng)統(tǒng)的隨機機誤差分分量重復(fù)性由一位測測量人多多次使用用一種測測量儀器器,測量同一零零件的同同一

12、特性性時獲得得的測量量變差再現(xiàn)性由不同的的測量人人使用同同一種測測量儀器器,測量同一一零件的的同一特特性時產(chǎn)產(chǎn)生的測測量平均值的變變差評價人ABC再現(xiàn)性過程能力力與過程程能力指指數(shù)過程能力力：一個個過程能能夠穩(wěn)定定地輸出出合格品品的能力力；過程能力力指數(shù)CP或CPK：過程能力力滿足產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量量標(biāo)準(zhǔn)要要求的程程度。過程能力力的評價價準(zhǔn)則過程能力指數(shù)范圍對過程能力指數(shù)的評價CP1.67過程能力過高1.67 CP 1.33過程能力充分1.33 CP 1.00過程能力尚可1.00 CP 0.67過程能力不足0.67 CP 過程能力嚴(yán)重不足過程能力力的評價價準(zhǔn)則過程能力指數(shù)范圍對過程能力指數(shù)評價不良率C

13、P1.67過程能力過高0.571.67 CP 1.33過程能力充分631.33 CP 1.00過程能力尚可27001.00 CP 0.67過程能力不足456000.67 CP 過程能力嚴(yán)重不足單位PPM控制圖的的應(yīng)用及及案例分分析過程變差差的類型型 非機機遇原因因造成的的變差 機遇遇原因造造成的變變差機遇原因因(又稱為普通通原因、不可避避免的原因、非非人為原因)在正確的操作，制程中中或檢驗時仍有很多多原因使使產(chǎn)品品質(zhì)發(fā)生少許且規(guī)律的變變異，這些變異異表現(xiàn)為為：經(jīng)常存在且且變異非常常微小,對產(chǎn)品品質(zhì)并無明明顯的不不良影響響欲消除此此項原因必須花費很大的的成本下面列舉舉幾個有有代表性性的機遇遇原因

14、：1.原料料的微小變變異2.機器器的微小振振動3.測量儀器器的不確確定度非機遇原原因(又稱為特殊原因因、可避避免的原因、人人為原因、異常原因)在操作中、制程中中或檢驗時因作業(yè)異常而產(chǎn)生變異的原因,即當(dāng)他們們出現(xiàn)時時將造成成(整個個)過程程的分布布改變的的原因；它們表表現(xiàn)為：不經(jīng)常出現(xiàn)現(xiàn)，但一旦發(fā)生即對產(chǎn)品品質(zhì)造成嚴(yán)重影響響應(yīng)追究且需需設(shè)法消除此項原因幾個具有代表性的非機遇遇原因如如下：1.原料料整批出現(xiàn)現(xiàn)不良2.機器器調(diào)整錯誤誤3.未按作業(yè)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)操作作控制圖即為區(qū)區(qū)別這兩種原因的優(yōu)良工具1920年，美美國貝爾電電話實驗驗室休瓦特(Ashewhart)博士的研研究發(fā)現(xiàn)在生生產(chǎn)過程中，如如果僅有機

15、遇原原因的變異時，任何產(chǎn)品的品品質(zhì)特性99.7%處于常態(tài)分配圖的3的界限范范圍內(nèi)，在3范圍以外的點極少；當(dāng)有非機遇遇原因的的變異時，產(chǎn)品品質(zhì)質(zhì)變異時時往往超出出3之外。根據(jù)此原原理，他他將常態(tài)分布圖作90轉(zhuǎn)向，將3的地方作作為兩條控制線。SPC與控制圖1、將平均值作作為管制中心心線(Central Line簡稱CL)，以實線表示；2、將+3作為管制上線(UpperControl Limit簡稱UCL)，通常以虛虛線或紅線表示；3、將3作為管制下線(LowerControl Limit簡稱LCL)，通常以虛虛線或紅線表示。這樣就形形成了一一個管制制圖。將生產(chǎn)中的數(shù)據(jù)按照順序點入界限中中，如果果點

16、子在管制制上下限限之間變動時時，表示產(chǎn)品的品質(zhì)及制造條件都正常常，可以繼續(xù)生產(chǎn)產(chǎn)；如果有些點超出界外外時，就表示出現(xiàn)了非機遇遇的原因而致致使產(chǎn)品品質(zhì)或制造條件發(fā)生變化，必須采取對策，研究究改善方方法，使使其恢復(fù)正常。管制圖的的分類 (1)計量值管管制圖所謂計量值管制圖是指管制圖所依據(jù)的數(shù)據(jù)屬于由量具實際測量量而得，如長度、重量量、成份等特性均均為連續(xù)性性。a.平均值與與全距管管制圖（Rchart）b.平均值與與標(biāo)準(zhǔn)差差管制圖（Schart）c.中位值與與全距管管制圖（Rchart）管制圖的的分類(2)計數(shù)值管制圖所謂計數(shù)值管制圖是指管制圖所依據(jù)的數(shù)據(jù)均屬于以單位計數(shù)者，如不不良數(shù)、缺點數(shù)等不連

17、續(xù)性性的數(shù)據(jù)。a.不良率管制圖（Pchart）b.不良數(shù)管制圖（Pnchart）c.缺點數(shù)管制圖（Cchart）d.單位缺點數(shù)管制圖（Uchart）管制圖繪制(1)搜搜集100個以上數(shù)據(jù)，把把26個(一般是45個)數(shù)據(jù)分為一組，依測定時間順序或群體體順序排列。(2)把把數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)表。(3)計算各組平均值。(4)計算各組的全距。(5)計算平均值。(6)計算全距R平均值。(7)計算管制界界限：管制圖：中心線上限2下限2管制圖：中心線上限4下限3（243可查表）(8)繪管制界限限，并將點點入圖中。(9)記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原原因，以以備查考、分分析、判判斷。n2345A21.881.020.730.

18、577D43.272.572.282.12D3*X-R管制圖課堂練習(xí)習(xí)某檢驗員員測量自自動繞線線機的張張力數(shù)據(jù)據(jù)如下，試確定定該機器器的張力力規(guī)格。組號1測量值10/11/12/13/15組號11測量值13/14/16/17/20211/13/14/15/161216/18/19/20/12310/12/13/14/151311/13/14/19/20411/12/14/16/181415/16/17/18/10519/18/17/15/201511/12/13/19/20610/20/11/13/141613/14/16/20/11710/13/14/18/191710/11/16/18/1

19、9811/14/16/17/181811/13/14/17/20911/14/16/17/181912/13/16/17/181010/12/15/16/202010/20/19/18/17(1)收收集數(shù)據(jù),至少少20組以上。(2)計算每組之不良率率。(3)計算平均不不良率=總不良個數(shù)/總檢查數(shù)數(shù)。(4)計算管制界限限(5)繪管制界限限，并將點點入圖中。(6)記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原原因，以以備查考、分分析、判判斷。管制圖繪制(例)某某打火火機制造工廠，為要徹底管制品品質(zhì),特別針對電鍍鍍不良加以抽檢,每批抽抽檢100個樣品，其不不良情形形如表，請繪制P管制圖。管制圖案例分析析 682500= 0.027(1)P =管制圖上上的信號號解釋規(guī)則1：超出控控制限的的點UCLLCL管制圖上上的信號號解釋規(guī)則2：連續(xù)7點在中中心線一一側(cè)UCLLCL管制圖上上的信號號解釋規(guī)則3：連續(xù)7點一直直上升或或一直下下降UCLLCL管制圖上上的信號號解釋規(guī)則4：連續(xù)7點“上上升下降降循環(huán)”UC