統(tǒng)計(jì)過程控制SPC的基本概念與應(yīng)用

GB/T18305-2003/ISO/TS16949:2002北京寰發(fā)啟迪認(rèn)證咨詢中心質(zhì)量管理工具培訓(xùn)第七講統(tǒng)計(jì)過程控制SPC（一）質(zhì)量管理體系汽車生產(chǎn)件及相關(guān)維修零件組織應(yīng)用ISO9001:2000的特別要求1五大核心心工具的的第一個(gè)個(gè)“質(zhì)量量先期策策劃APQP”及標(biāo)準(zhǔn)均均要求使使用SPC，我們將分分兩講學(xué)學(xué)習(xí)這一一重要工工具。本講目錄錄一統(tǒng)計(jì)過程程控制SPC的基本概概念二直方方圖等統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工具具的應(yīng)用用三過程程變差與與統(tǒng)計(jì)統(tǒng)計(jì)過程程分析SPC2SPC全稱是““StatisticalProcessControl””，即統(tǒng)計(jì)過過程控制制，是1924年美國休休哈特博博士發(fā)明明控制圖圖后產(chǎn)生生的，通通過各種種工具來來區(qū)分普通原因因變差和和特殊原原因變差差，以便便對(duì)特殊殊原因變變差采取取措施。。常用的統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工具具有直方方圖、過過程能力力分析、、控制圖圖等。一統(tǒng)計(jì)過程程控制SPC的基本概概念統(tǒng)計(jì)學(xué)(Statistics)::*收集、整整理、展展示、分分析、解解析統(tǒng)計(jì)計(jì)資料；；*由樣本本(sample)推論母體體/群體(population)；*能在不確確定的情情況下通通過分析析作出決決策，是是科學(xué)的的方法和和工具。。抽樣Xμ推論3著名的質(zhì)質(zhì)量管理理專家朱朱蘭對(duì)于于質(zhì)量問問題，有有著名的的80/20原則：企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)導(dǎo)層可以以解決80%的質(zhì)量問問題，而基層職職工只能能解決20%的質(zhì)量問問題。*如何發(fā)現(xiàn)現(xiàn)、判斷斷這80%和20%的質(zhì)量問問題，并并區(qū)別各各種問題題不同原原因，是是統(tǒng)計(jì)過過程控制制SPC的任務(wù)。。4過程品質(zhì)質(zhì)衡量方方式的演演進(jìn)1850高斯常態(tài)分布布1924W.AShewhart美國控制圖（（%）1960日本Ca/Cp/Cpk((ppm)1980Motorola6

σ1992TI1994AlliedSignal95GE98Sony5過程控制制系統(tǒng)1過程：過程是指指人員、、設(shè)備、、材料、、方法及及環(huán)境的的輸入，，經(jīng)由一一定的整整理程序序而得到到輸出的的結(jié)果，，一般稱稱為成品品，成品品經(jīng)觀察察、測(cè)量量或測(cè)試試可衡量量其績效效，SPC所控制的的過程必必須符合合連續(xù)性性原則；；2績效報(bào)告告從衡量產(chǎn)產(chǎn)品得到到有關(guān)制制程績效效的資料料，由此此提供過過程的控控制對(duì)策策或改善善成品；；3過程中對(duì)對(duì)策是防患于于未然的的一種措措施，用用于預(yù)防防制造出出不合規(guī)規(guī)格的成成品；4成品改善善對(duì)已經(jīng)制制造出來來的不良良品加以以選別，，進(jìn)行全全數(shù)檢查查并修理理或報(bào)廢廢。6過程中對(duì)對(duì)策績效報(bào)告告成品改善善過程中中對(duì)對(duì)策人員設(shè)設(shè)備材材料料方法環(huán)環(huán)境成品品7SPC導(dǎo)入流程程建立可解解決問題題之系統(tǒng)統(tǒng)確認(rèn)關(guān)鍵鍵過程及及特性導(dǎo)入SPC進(jìn)行行關(guān)鍵過過程及特性之之控制檢討過程程能力符符合規(guī)格格程序持續(xù)進(jìn)行行過程改改善計(jì)劃劃提報(bào)及執(zhí)執(zhí)行過程程改善計(jì)計(jì)劃不足8*數(shù)字?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)的處處理步驟驟：---原始資料料審核，，保證資資料的真真實(shí)性；；---分類的決決定，分分成幾類類，避免免重復(fù)及及遺漏；；---分類后整整理，進(jìn)進(jìn)行歸類類；---列表，根根據(jù)結(jié)果果編成適適用的表表格；---繪圖，繪繪制統(tǒng)計(jì)計(jì)表。*數(shù)據(jù)的的收集與與整理應(yīng)應(yīng)確定：：---抽樣的時(shí)時(shí)間間隔隔；---樣本的大大?。?--隨機(jī)抽樣樣的安排排；---抽樣的分分布等。。樣本數(shù)據(jù)結(jié)論群體抽樣測(cè)試分析行動(dòng)SPC的基礎(chǔ)--數(shù)據(jù)處理理9企業(yè)有效效實(shí)施SPC的效益通過有效效實(shí)施SPC，可以從以以下幾個(gè)個(gè)方面使使企業(yè)受受益：提高產(chǎn)品品質(zhì)量水水平降低質(zhì)量量成本提高客戶戶滿意度度，贏得得更多客客戶實(shí)物質(zhì)量量和管理理質(zhì)量的的持續(xù)改改進(jìn)幫助取得得ISO9000、QS9000認(rèn)證以科學(xué)理理論依據(jù)據(jù)和量化化管理保保證最終終輸出提高整個(gè)個(gè)供應(yīng)鏈鏈的信心心10二直方方圖等統(tǒng)統(tǒng)計(jì)工具具的應(yīng)用用*統(tǒng)計(jì)技技術(shù)的范范圍很廣廣，內(nèi)容容很多，，經(jīng)常使使用的有有：老七種工工具：直方圖、、排列圖圖、控制制圖、因因果圖、、檢查表表、層別別法、散散布圖新七種工工具：關(guān)聯(lián)圖、、親和圖圖、系統(tǒng)統(tǒng)圖、矩矩陣圖、、箭頭表表、過程決策策法、矩矩陣數(shù)據(jù)據(jù)分析其他：概率、抽抽樣檢驗(yàn)驗(yàn)、方差差分析、、回歸分分析、試試驗(yàn)設(shè)計(jì)計(jì)等*QS9000SPC要求使用用的主要要有直方方圖、控控制圖、、過程能能力分析析等。11直方圖直方圖也也叫質(zhì)量量分布圖圖、矩陣陣圖、柱柱形圖、、頻數(shù)圖圖；直方圖是是將測(cè)量量所得的的一批數(shù)數(shù)據(jù)按大大小順序序排列，，并將它它劃分為若若干區(qū)間間，統(tǒng)計(jì)計(jì)各區(qū)間間的數(shù)據(jù)據(jù)頻數(shù)（（或頻率率），以以這些頻數(shù)數(shù)（或頻頻率）的的分布狀狀態(tài)用直直方形表表示的圖圖表。頻數(shù)LSLSLUSL質(zhì)量特征征值12直方圖的的作用直觀地傳傳達(dá)有關(guān)關(guān)過程質(zhì)質(zhì)量分布布情況供供質(zhì)量狀況況分析參參考顯示波動(dòng)動(dòng)的形態(tài)態(tài)，知道道其是否否變異；；觀察產(chǎn)品品質(zhì)量在在某一時(shí)時(shí)間段內(nèi)內(nèi)的整體體分布狀狀況；研究過程程能力或或預(yù)測(cè)過過程能力力調(diào)查是否否混入兩兩個(gè)以上上的不同同群體測(cè)知是否否有虛假假數(shù)據(jù)指定產(chǎn)品品的規(guī)格格界限計(jì)算平均均值和標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值13直方圖制制作舉例例（例1）第一步：：數(shù)據(jù)收收集（n=72)1.351.371.401.381.401.361.391.381.411.371.391.411.421.411.371.431.431.401.381.411.341.441.361.401.451.391.351.401.391.401.361.431.381.431.421.421.431.401.381.411.391.371.381.421.361.401.421.401.391.351.411.371.411.391.431.391.401.401.381.441.441.381.391.371.421.441.451.451.391.341.411.44*某零件件的某特特殊特性性尺寸規(guī)規(guī)格中心心1.40，公差為為±0.07；隨機(jī)在一一批產(chǎn)品品中抽樣樣72件：14數(shù)值次數(shù)劃記次數(shù)1.34XX21.35XXX31.36XXXX41.37XXXXXX61.38XXXXXXXX81.39XXXXXXXXXX101.40XXXXXXXXXXX111.41XXXXXXXX81.42XXXXXX61.43XXXXXX61.44XXXXX51.45XXX3并將數(shù)據(jù)據(jù)分類填填表15第二步：：計(jì)算、、分組---計(jì)算極差差R：（R又叫全距距）Xmax=1..45Xmin=1.34R=Xmax-Xmin=1..45--1.34=0.11---設(shè)定組數(shù)數(shù)：數(shù)據(jù)總數(shù)n50--100100--250250以上建議分組數(shù)6—10組7—12組10—20組本例n=72，可選組數(shù)數(shù)6，---計(jì)算組距距h：h=R//6=0.11/6==0.01816組別組距上下限值中心值頻數(shù)11.34—1.3581.349521.358---1.3761.3671031.376—1.3941.3851841.394—1.4121.4031951.412---1.431.4211261.43---1.451.4398第三步：：計(jì)算每每組的中中心、下下限、上上限，并并列出頻頻數(shù)表17第四步：：按頻數(shù)數(shù)畫縱、、橫坐標(biāo)標(biāo)及直方方圖5101520頻數(shù)1.341.3581.3761..3941.4121..431.45LSLSLUSL*SL為規(guī)格中中心，LSL為下公差差線，USL為上公差差線18第五步：根據(jù)直方圖畫分布曲線5101520頻數(shù)1.341.3581.3761.3941.4121.431.45

LSLSLUSL*本例的分布曲線是正態(tài)分布，服從統(tǒng)計(jì)規(guī)律，說明過程正常19直方圖分分析030缺齒型：：可能是是測(cè)量器器具精度度不夠或或分組不不當(dāng)造成成。孤島型：：可能是是測(cè)量不不當(dāng)或變變換加工工條件造造成的。。51015202505101520253020偏向型：：可能是是設(shè)備偏偏差或加加工習(xí)慣慣造成的，，如孔的的加工往往往偏小小。051015202530雙峰型：：可能是是兩種條條件下生生產(chǎn)的，，或過程有有變異產(chǎn)產(chǎn)生。21直方圖與與因果圖圖結(jié)合使使用尋找找關(guān)鍵控控制變量量

量具偏差差某產(chǎn)品質(zhì)質(zhì)量問題題噪聲灰塵環(huán)境情緒不穩(wěn)穩(wěn)定培訓(xùn)不足足人過程無控控制方法作業(yè)指導(dǎo)導(dǎo)書不完善善方法量具標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)量具不穩(wěn)穩(wěn)(小原因))機(jī)器(大原因))年久失修修(中原因))成分變化化厚度變差差材料因果圖*在因果果圖的基基礎(chǔ)上，，通過直直方圖分分析各因因素變換換條件時(shí)時(shí)產(chǎn)品特特性分布布，可以以得出那那些因素素對(duì)該特特性起關(guān)關(guān)鍵影響響的結(jié)論論。22某產(chǎn)品過過錫爐后后QC檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)的缺陷陷如下：：1.錫珠珠7Pcs2.少錫3Pcs3.假焊2Pcs4.元件損壞壞1Pcs利用排列列圖分析析各種缺缺陷影響響程度23三過程程變差和和統(tǒng)計(jì)我們知道道，沒有有兩件產(chǎn)產(chǎn)品或特特性是完完全相同同的，因因?yàn)槿魏魏芜^程都都存在許許多變差差；產(chǎn)品間或或過程的的變差也也許很大大，也許許小得無無法測(cè)量量，但這這些變差差總是存存在的。。這些變差差有什么么區(qū)別和和特點(diǎn)，，如何發(fā)發(fā)現(xiàn)和研研究變差差的趨勢(shì)，進(jìn)進(jìn)而通過過改進(jìn)或或糾正措措施減少少或控制制變差，，是我們們的工作作，也是是統(tǒng)計(jì)過過程控制制SPC的任務(wù)。。24---人為因素素，包括括質(zhì)量意意識(shí)、工工序熟練練程度、、遵守工工藝紀(jì)律律和疲勞勞的情況等；；---機(jī)器方面面，包括括機(jī)器的的制造精精確度、、維修和和保養(yǎng)狀狀態(tài)等因因素；---材料方面面，包括括材料的的均勻程程度、切切削性能能、加工工工藝等等因素；；有不同批次之之間的差差異，也也有批次次內(nèi)的差差異，還還有時(shí)間間、環(huán)境境造成的的；---制造方法法，包括括加工工工藝方法法、操作作規(guī)程、、工裝夾夾具等因因素；---環(huán)境方面面，包括括制造現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境境對(duì)人體體及物料料的影響響等；---測(cè)量方面面，包括括測(cè)量量量具的精精確度（（偏倚））、重復(fù)復(fù)性（一一個(gè)操作作人采用一種測(cè)測(cè)量器具具，多次次測(cè)量同同一尺寸寸的變差差）、再再現(xiàn)性（（不同的的操作人，采用用同一測(cè)測(cè)量器具具，分別別測(cè)量同同一尺寸寸的變差差）、穩(wěn)穩(wěn)定性（（同一測(cè)量系統(tǒng)統(tǒng)在不同同時(shí)間測(cè)測(cè)量同一一尺寸時(shí)時(shí)的至少少兩組測(cè)測(cè)量值的的總變差差）和線性（在在量具規(guī)規(guī)定的量量程內(nèi)，，不同測(cè)測(cè)量點(diǎn)的的偏差值值的差值值）。過程變差差25普通原因因與特殊殊原因之之變異普通原因因變差：：---過程中變變異因素素是在統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的控控制狀態(tài)態(tài)下，其其產(chǎn)品特特性有固固定的分分配；---影響過程程中的每每個(gè)單位位；---在控制圖圖上表現(xiàn)現(xiàn)為隨機(jī)機(jī)性，無無明確的的圖案，，但遵循循一個(gè)分分布；---是由所有有不可分分派的小小變差組組成，通通常需采采取系統(tǒng)統(tǒng)措施來來減小。。特殊原因因變差：：---過程中變變異因素素不在統(tǒng)統(tǒng)計(jì)的控控制狀態(tài)態(tài)下，其其產(chǎn)品特特性沒有有固定的的分配；；---間斷的，，偶然的的，通常常是不可可預(yù)測(cè)的的和不穩(wěn)穩(wěn)定的變變差；---非隨機(jī)性性的；---是由可分分派的變變差源造造成的，，該變差差源可以以被糾正正。工業(yè)經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)說明：：---只有過程程變差的的15%是特殊的的，可以以通過與與操作直直接有關(guān)關(guān)的人員員糾正；；---大部分的的85%，是管理理人員通通過對(duì)系系統(tǒng)采取取措施可可減小的的。26波動(dòng)與波波動(dòng)源沒有兩個(gè)個(gè)產(chǎn)品是是完全一一樣的，，產(chǎn)品間間的差異異就是波波動(dòng)；波動(dòng)是通通過適當(dāng)當(dāng)?shù)奶厥馐馓兀ㄟ^過程和產(chǎn)產(chǎn)品特性性）表現(xiàn)現(xiàn)出來的的。*過程中中有許多多產(chǎn)生波波動(dòng)的波波動(dòng)源，，如加工工機(jī)械軸軸的直徑徑可能有有的波動(dòng)動(dòng)源：---機(jī)器：零零件的磨磨損和老老化；---工具：強(qiáng)強(qiáng)度不同同、磨損損率差異異；---材料：硬硬度、成成分、產(chǎn)產(chǎn)地不同同；---操作者：：對(duì)準(zhǔn)精精度不同同，情緒緒影響等等；*不同的的變差應(yīng)應(yīng)采取不不同的行行動(dòng)去排排除或減減少：---測(cè)量：視視覺誤差差，心理理障礙，，量具差差異；---維護(hù)：潤潤滑程度度，替換換部件；；---環(huán)境：溫溫度、濕濕度、光光線、電電源電壓壓波動(dòng)。。行動(dòng)局部行動(dòng)動(dòng)對(duì)系統(tǒng)采采取行動(dòng)動(dòng)--可排除特特殊波動(dòng)動(dòng)源--可由操作作者或接接近過程程的人完完成--可排除過過程中發(fā)發(fā)生問題題的15%--可用來減減弱正常常波動(dòng)源源--幾乎都由由管理者者完成，，固稱管管理行動(dòng)動(dòng)--可排除過過程中發(fā)發(fā)生問題題的85%27過程控制制過程分類受控不受控符合要求（合格）1類3類不符合要求（不合格）2類4類*如果只只存在變變差的普普通原因因，隨著著時(shí)間的的推移，，過程的的輸出形形成一個(gè)個(gè)穩(wěn)定的的分布，，并可預(yù)預(yù)測(cè)；*如果存存在變差差的特殊殊原因，，隨著時(shí)時(shí)間的推推移，過過程的輸輸出會(huì)不不穩(wěn)定；；281類（符合要要求，受受控）：-----是理想狀狀態(tài)，為為持續(xù)改改進(jìn)可能能需要進(jìn)進(jìn)一步減減小變差差；2類（不符合合要求，，受控））：-----雖然受控控，但存存在過大大的普通通原因變變差；-----短期內(nèi)應(yīng)應(yīng)進(jìn)行100%%檢測(cè)以保保護(hù)客戶戶不受影影響；-----必須進(jìn)行行持續(xù)改改進(jìn)，找找出并消消除或減減小普通通原因的的影響。。293類（符合要要求，不不受控））：-----有相對(duì)較較小的普普通原因因和特殊殊原因變變差；-----存在的特特殊原因因已經(jīng)明明確，但但消除其其影響可可能不大大經(jīng)濟(jì)，，且客戶可可能接受受這種過過程狀態(tài)態(tài)。4類（不符合合要求，，不受控控）：-----存在過大大的普通通原因及及特殊原原因的變變差；-----需要進(jìn)行行100%%檢測(cè)以保保護(hù)客戶戶的利益益；-----必須采取取緊急措措施使過過程穩(wěn)定定，并減減小變差差。30σ標(biāo)準(zhǔn)差（（standarddeviation))基本統(tǒng)計(jì)計(jì)概念------σn-1是樣本標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差，，一般取取樣數(shù)較較大時(shí)，，計(jì)算中中時(shí)均采采用σn-131仍按直方方圖制作作的例1：*全距R：Xmax=1.45Xmin=1.34R=Xmax-Xmin=1..45--1.34=0.11*算術(shù)平均均值X(μ):X==(1..34X2+1.35X3++----1.45X3))÷72==1.398*中位數(shù)Md：1.40(72個(gè)數(shù)中間間的那個(gè)個(gè)，如n為偶數(shù)，，取兩個(gè)個(gè)中間數(shù)數(shù)的均值值）*眾數(shù)：：1.40（7