SPC、Cpk、Ppk世上最詳細簡介課件

SPC簡介&CpPp——質(zhì)保部內(nèi)部交流2003年度質(zhì)量培訓(xùn)目錄spc概述spc包括的內(nèi)容質(zhì)量管理7個工具圖控制圖Cpk一、spc概述什么是SPCSPC是英文StatisticalProcessControl的字首簡稱，即統(tǒng)計過程控制。SPC就是應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行監(jiān)控，從而達到改進與保證質(zhì)量的目的。SPC強調(diào)全過程的預(yù)防。SPC給企業(yè)各類人員都帶來好處。對于生產(chǎn)第一線的操作者，可用SPC方法改進他們的工作，對于管理干部，可用SPC方法消除在生產(chǎn)部門與質(zhì)量管理部門間的傳統(tǒng)的矛盾，對于領(lǐng)導(dǎo)干部，可用SPC方法控制產(chǎn)品質(zhì)量，減少返工與浪費，提高生產(chǎn)率，最終可增加上繳利稅。SPC的特點是:（1）SPC是全系統(tǒng)的，全過程的，要求全員參加，人人有責(zé)。這點與全面質(zhì)量管理的精神完全一致。(2)SPC強調(diào)用科學(xué)方法(主要是統(tǒng)計技術(shù)，尤其是控制圖理論)來保證全過程的預(yù)防。（3）SPC不僅用于生產(chǎn)過程，而且可用于服務(wù)過程和一切管理過程。3. SPC的進行步驟 進行SPC有下列步驟：

步驟1：培訓(xùn)SPC。培訓(xùn)內(nèi)容主要有下列各項：SPC的重要性，正態(tài)分布等統(tǒng)計基本知識，質(zhì)量管理七種工具，其中特別是要對控制圖深入學(xué)習(xí)，兩種質(zhì)量診斷理論，如何制訂過程控制網(wǎng)圖，如何制訂過程控制標準等等。

步驟2：確定關(guān)鍵變量(即關(guān)鍵質(zhì)量因素)。具體又分為以下兩點： (1)

對全廠每道工序都要進行分析(可用因果圖)，找出對最終產(chǎn)品影響最大的變量，即關(guān)鍵變量(可用排列圖)。如美國LTV鋼鐵公司共確定了大約20000個關(guān)鍵變量。 (2)

找出關(guān)鍵變量后，列出過程控制網(wǎng)圖。所謂過程控制網(wǎng)圖即在圖中按工藝流程順序?qū)⒚康拦ば虻年P(guān)鍵變量列出。

步驟3：提出或改進規(guī)格標準。具體又分為以下兩點： (1)

對步驟2得到的每一個關(guān)鍵變量進行具體分析。 (2)

對每個關(guān)鍵變量建立過程控制標準，并填寫過程控制標準表。 本步驟最困難，最費時間，例如制定一個部門或車間的所有關(guān)鍵變量的過程控制標準，大約需要兩個多人年（即一個人要工作量年多）。

步驟4：編制控制標準手冊，在各部門落實。將具有立法性質(zhì)的有關(guān)過程控制標準的文件編制成明確易懂、便于操作的手冊，使各道工序使用。如美國LTV公司共編了600本上述手冊。

步驟5：對過程進行統(tǒng)計監(jiān)控。主要應(yīng)用控制圖對過程進行監(jiān)控。若發(fā)現(xiàn)問題，則需對上述控制標準手冊進行修訂，及反饋到步驟4。

步驟6：對過程進行診斷并采取措施解決問題?？勺⒁庖韵聨c： (1)

可以運用傳統(tǒng)的質(zhì)量管理方法，如七種工具，進行分析。 (2)

可以應(yīng)用診斷理論，如兩種質(zhì)量診斷理論，進行分析和診斷。 (3)

在診斷后的糾正過程中有可能引出新的關(guān)鍵質(zhì)量因素，即反饋到步驟2，3，4。 推行SPC的效果是顯著的。如美國率LTV公司1985年實施了SPC后，勞動生產(chǎn)率提高了20%以上。二、spc包括的內(nèi)容正態(tài)分布等統(tǒng)計基本知識質(zhì)量管理七種工具，其中特別是要對控制圖深入學(xué)習(xí)兩種質(zhì)量診斷理論如何制訂過程控制網(wǎng)圖如何制訂過程控制標準等等質(zhì)量管理七種工具直方圖是用來分析數(shù)據(jù)信息的常用工具，它能夠直觀地顯示出數(shù)據(jù)的分布情況。關(guān)聯(lián)圖用于將關(guān)系紛繁復(fù)雜的因素按原因-結(jié)果或目的-手段等目的有邏輯地連接起來的一種圖形方法。流程圖是將一個過程的步驟用圖的形式表示出來的一種圖示工具。它既可以用來描述現(xiàn)有過程，亦可用來設(shè)計一個新過程。親和圖用于歸納、整理由“頭腦風(fēng)暴”法產(chǎn)生的觀點、想法等語言資料，按它們之間的親近關(guān)系加以歸類、匯總的一種圖示方法。常用的七種工具

新七種工具

調(diào)查表又叫檢查表、統(tǒng)計分析表等，用來系統(tǒng)地收集資料和積累數(shù)據(jù)，確認事實并對數(shù)據(jù)進行粗略整理和分析的統(tǒng)計圖表。矩陣圖是以矩陣的形式分析因素間相互關(guān)系及其強弱的圖形。它由對應(yīng)事項、事項中的具體元素和對應(yīng)元素交點處表示相關(guān)關(guān)系的符號構(gòu)成。因果圖又叫魚刺圖，用來羅列問題的原因，并將眾多的原因分類、分層的圖形。雷達圖用于描繪現(xiàn)有狀況與目標之間差距的大小程度。常用的七種工具

新七種工具

直方圖直方圖（Histogram）—是用一系列寬度相等、高度不等的矩形表示數(shù)據(jù)分布的圖形。矩形的寬度表示數(shù)據(jù)范圍的間隔，矩形的高度表示在給定間隔內(nèi)的數(shù)據(jù)頻數(shù)。我們常用的是頻數(shù)直方圖。（直方圖適用于連續(xù)性數(shù)據(jù)）直方圖的作用： 直觀地顯示質(zhì)量特性的分布狀態(tài)； 傳遞過程波動狀態(tài)的信息； 便于人們確定在何處進行質(zhì)量改進排列圖●概念：為了對發(fā)生頻次從最高到最低的項目進行排列而采用的簡單圖示技術(shù)。-------建立在巴雷特原理基礎(chǔ)上，主要的影響是由少數(shù)項目導(dǎo)致的，通過區(qū)分最重要的與較次要的項目，可用最少的努力獲取最佳的改進效果?！褡饔茫捍_定關(guān)鍵的少數(shù) 質(zhì)量問題分為“關(guān)鍵的少數(shù)”和“次要的多數(shù)” -------巴雷特分析法 多數(shù)不合格及其引起的損失是由相對少數(shù)的原因引起的。因果圖因果圖又叫“石川馨圖”，也稱為魚刺圖、特性要因圖等。它是利用“頭腦風(fēng)暴法”，集思廣益，尋找影響質(zhì)量、時間、成本等問題的潛在因素，然后用圖形形式來表示的一種十分有用的方法，它揭示的的是質(zhì)量特性波動與潛在原因的關(guān)系。因果圖有三個顯著的特征： 1. 是對所觀察的效應(yīng)或考察的現(xiàn)象有影響的原因 的直觀的表示； 2. 這些可能的原因的內(nèi)在關(guān)系被清晰地顯示出來； 3.內(nèi)在關(guān)系一般是定性的和假定的。因果圖是用來分析質(zhì)量特性波動（卻工作結(jié)果或生產(chǎn)過程出現(xiàn)的結(jié)果）與其潛在原因的關(guān)系，即表達原因和結(jié)果之間關(guān)系的一種圖表。通過排列圖找出質(zhì)量特性波動的問題（即主要的質(zhì)量問題），也就是希望改善的對象然后利用因果圖，針對找出的質(zhì)量特性（即結(jié)果），系統(tǒng)地整理有關(guān)人員的經(jīng)驗，通過把語言資料圖表化，簡單明了地概括出影響主要質(zhì)量問題的各種原因，再從中找出主要原因。這就是運用了因果圖。最后，再針對找出的主要原因制定對策表，采取具體措施，加以解決。 由上所述可知，“兩圖一表”（排列圖、因果圖和對策表）是前后相互關(guān)聯(lián)的，三者必須前后呼應(yīng)，配合使用。調(diào)查表、檢查表1.檢查表的作用 用來檢查有關(guān)項目的表格，一是收集數(shù)據(jù)比較容易，二是數(shù)據(jù)使用處理起來也比較容易，因此檢查表成了非常有用的數(shù)據(jù)記錄工具。2.檢查表的種類 工序分布檢查表；不合格項檢查表；缺陷位置檢查表；缺陷原因檢查表；1以隨時間推移而變動著的樣品號為橫坐標，以質(zhì)量特性值或其統(tǒng)計量為縱坐標的平面坐標系；2三條具有統(tǒng)計意義的控制線：中心線CL、上控制線UCL和下控制線LCL；3一條質(zhì)量特性值或其統(tǒng)計量的波動曲線。

控制上線UCL控制中線CL控制下線LCL控制圖的構(gòu)造x(或x、R、S等)0123456789101112131415161718樣本號（或時間）控制圖應(yīng)用在實際生產(chǎn)過程中，坐標系及三條控制線是由質(zhì)量管理人員事先經(jīng)過工序能力調(diào)查及其數(shù)據(jù)的收集與計算繪制好的。工序的操作人員按預(yù)先規(guī)定好的時間間隔抽取規(guī)定數(shù)量的樣品，將樣品的測定值或其統(tǒng)計量在控制圖上打點并聯(lián)接為質(zhì)量波動曲線，并通過點子的位置及排列情況判斷工序狀態(tài)。樣本容量（面積或長度）不等計算量大，管理界限凹凸不平U單位缺陷數(shù)控制圖樣本容量（面積或長度）相等較常用，計算簡單，操作工人易于理解，使用簡便C缺陷數(shù)控制圖樣本容量可以不等計算量大，管理界限凹凸不平p不合格品率控制圖樣本容量相等較常用，計算簡單，操作工人易于理解pn不合格品數(shù)控制圖計數(shù)值控制圖因各種原因（時間費用等）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因簡便省事，并能及時判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。X—Rs單值—移動極差控制圖一張圖可同時控制均值和方差，計算簡單，使用方便L—S兩極控制圖計算簡便，但效果較差些，便于現(xiàn)場使用中位數(shù)—極差控制圖適用于產(chǎn)品批量較大而且穩(wěn)定正常的工序。最常用，判斷工序是否異常的效果好，但計算工作量大均值—極差控制圖計量值控制圖適用場合特點管理圖符號名稱類別表1控制圖種類及適用場合ni——第i樣本的樣本容量（各樣本樣本容量可以不等）計算各組不合格品率pi計算各樣本的平均缺陷數(shù)各樣本樣本容量不等計算各樣本的單位缺陷數(shù)uiU圖

P圖——n為奇數(shù)時，第i樣本中按大小順序排列起的數(shù)據(jù)列中間位置的數(shù)據(jù)——n為偶數(shù)時，第I樣本中按大小順序排列起的數(shù)據(jù)列中中間位置的兩個數(shù)據(jù)的平均值（1）找出或計算出各樣本的中位數(shù)（2）計算各樣本極差Ri圖xij——第I樣本中的第j個數(shù)據(jù)i＝1,2…k;

j=1,2…n;max(xij)——第i樣本中最大值；min(xij)——第i樣本中最大值。（1）計算各樣本平均值（2）計算各樣本極差Ri圖ci——第i樣本的缺陷數(shù)（各樣本樣本容量相等）C圖（pn)i——第i樣本的不合格品數(shù)（各樣本樣本容量皆為n）計算平均不合格品率Pn圖計算移動極差RsiX—Rs圖

（1）找出各組最大值Li和最小值Si（2）計算最大值平均值和最小值平均值（3）計算平均極差（4）計算范圍中值ML—S圖備注計算公式步驟圖名稱§1基本概念在產(chǎn)品制造過程中，工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的最基本環(huán)節(jié)。所謂工序能力分析，就是考慮工序的設(shè)備、工藝、人的操作、材料、測量工具與方法以及環(huán)境對工序質(zhì)量指標要求的適合程度。工序能力分析是質(zhì)量管理的一項重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。它有助于掌握各道工序的質(zhì)量保證能力，為產(chǎn)品設(shè)計、工藝、工裝設(shè)計、設(shè)備的維修、調(diào)整、更新、改造提供必要的資料和依據(jù)。一工序能力二工序能力指數(shù)

一工序能力1概念：所謂工序能力，是指處于穩(wěn)定、標準狀態(tài)下，工序的實際加工能力。

●工序處于穩(wěn)定狀態(tài)，是指工序的分布狀態(tài)不隨時間的變化而變化，或稱工序處于受控狀態(tài)；●工序處于標準狀態(tài)，是指設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境、測量均處于標準作業(yè)條件，人員的操作也是正確的?！窆ば虻膶嶋H加工能力是指工序質(zhì)量特性的分散(或波動)有多大。加工能力強或弱的區(qū)分關(guān)鍵是質(zhì)量特性的分布范圍大小，或集中程度。由于均方差σ是描述隨機變量分散的數(shù)字特征，而且，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量特性服從正態(tài)分布N(μ，σ2)時，以3σ原則確定其分布范圍(μ±3σ)，處于該范圍外的產(chǎn)品僅占產(chǎn)品總數(shù)的0.27%，因此，人們常以6σ描述工序的實際加工能力。實踐證明：用這樣的分散范圍表示工序能力既能保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，又能具有較好的經(jīng)濟性。2表達式：B=6σ或B≈6S3影響因素：(1)人——與工序直接有關(guān)的操作人員、輔助人員的質(zhì)量意識和操作技術(shù)水平；(2)設(shè)備——包括設(shè)備的精度、工裝的精度及其合理性、刀具參數(shù)的合理性等；(3)材料——包括原材料、半成品、外協(xié)件的質(zhì)量及其適用性；(4)工藝——包括工藝方法及規(guī)范、操作規(guī)程的合理性；(5)測具——測量方法及測量精度的適應(yīng)性；(6)環(huán)境——生產(chǎn)環(huán)境及勞動條件的適應(yīng)性。二工序能力指數(shù)1概念：工序能力指數(shù)是衡量工序能力對產(chǎn)品規(guī)格要求滿足程度的數(shù)量值，記為Cp。通常以規(guī)格范圍T與工序能力B的比值來表示。即：

T=規(guī)格上限TU

-規(guī)格下限TL。

2工序能力與工序能力指數(shù)的區(qū)別：工序能力是工序具有的實際加工能力，而工序能力指數(shù)是指工序能力對規(guī)格要求滿足的程度，這是兩個完全不同的概念。工序能力強并不等于對規(guī)格要求的滿足程度高，相反，工序能力弱并不等于對規(guī)格要求的滿足程度低。當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，而且其分布中心與規(guī)格中心Tm重合時，一定的工序能力指數(shù)將與一定的不合格品率相對應(yīng)。因此，工序能力指數(shù)越大，說明工序能力的貯備越充足，質(zhì)量保證能力越強，潛力越大，不合格品率越低。但這并不意味著加工精度和技術(shù)水平越高。1Cp＞1.67特級加工●當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，且分布中心與規(guī)格中心Tm

重合時，T＞10S，不合格品率p＜0.00006%。（見圖）●工序能力過分充裕，有很大的貯備。這意味著粗活細作或用一般工藝方法可以加工的產(chǎn)品，采用了特別精密的工藝、設(shè)備或高級操作工人進行加工。這勢必影響了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品成本?！翊胧?1)合理，經(jīng)濟地降低工序能力。如改用低精度的設(shè)備、工藝、技術(shù)和原材料；放寬檢驗或放寬管理(2)在保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟效益的前提下更改設(shè)計，加嚴規(guī)格要求；(3)合并或減少工序也是常用的方法之一。21.67≥Cp＞1.33一級加工●當(dāng)時，10S≥T＞8S，不合格品率0.00006%≤p＜0.006%。（見圖）●對精密加工而言，工序能力適宜；對一般加工來說工序能力仍比較充裕，有一定貯備?！翊胧?1)允許小的外來波動；(2)非關(guān)鍵工序可放寬檢驗；(3)工序控制的抽樣間隔可適當(dāng)放寬。

31.33≥Cp＞1二級加工●當(dāng)時，8S≥T＞6S，不合格品率0.006%≤p＜0.27%。（見圖）●對一般加工而言，工序能力適宜?！翊胧?1)對工序進行嚴格控制，使生產(chǎn)過程處于良好的穩(wěn)定、正常狀態(tài)，并保證不降低工序的質(zhì)量水平，(2)一旦發(fā)現(xiàn)工序有異常狀態(tài)出現(xiàn)，立即采取相應(yīng)措施，調(diào)整工藝過程，使之回到穩(wěn)定、正常狀態(tài)。(3)檢查不能放寬。

41≥Cp＞0.67三級加工●當(dāng)時，6S≥T＞4S，不合格品率0.27%≤p＜4.55%?！窆ば蚰芰Σ蛔悖缓细衿仿瘦^高。（見圖）●措施：(1)要通過提高設(shè)備精度、改進工藝方法、提高操作技術(shù)水平、改善原材料質(zhì)量等措施提高工序能力。(2)要加強檢驗，必要時實行全檢。

5Cp≤0.67四級加工●當(dāng)時，T≤4S，不合格品率p≥4.55%（見圖）●工序能力嚴重不足，產(chǎn)品質(zhì)量水平很低，不合格品率高?！翊胧?(1)必須立即分析原因，采取措施，提高工序能力；(2)為了保證產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，應(yīng)通過全數(shù)檢查；(3)若更改設(shè)計、放寬規(guī)格要求不致影響產(chǎn)品質(zhì)量或從經(jīng)濟性考慮更為合理時，也可以用更改設(shè)計的方法予以解決，但要慎重處理。加工分類f(x)1級1級2級2級3級3級4級4級特級特級μTmT3=4σT0=10σT1=8σT2=6σ工序能力調(diào)查程序明確調(diào)查目的簡化檢查方法，確認工序能力適宜時，進行工序控制工序能力充分計算并分析Cp或Cpk作直方圖、趨勢圖、控制圖、并判定穩(wěn)定性明確必要性與目標、落實負責(zé)單位、完成期限、責(zé)任者、方法按調(diào)查計劃規(guī)定作業(yè)，記錄數(shù)據(jù)及其背景充分利用質(zhì)量情報選頂定調(diào)查對象（工序特性值）檢查工序標準條件確定測試與抽樣檢查方法制定調(diào)查計劃收集數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)不穩(wěn)定狀態(tài)工序能力分析追查不穩(wěn)定原因工序能力過強工序能力不足設(shè)法降低成本追查原因修改標準采取措施采取有效的管理措施Cpk在Minitab中的使用Cp與Pp的一些概念： T=target

T=目標值

USL=upperspecificationlimit

USL=規(guī)格上限

LSL=lowerspecificationlimit

LSL=規(guī)格下限

CL=centerline

CL=中心值

UCL=uppercontrolline

UCL=管制上限

LCL=lowcontrolline

LCL=管制下限 StDev(Within)=estimateofwithinsubgroupprocessstandarddeviation

StDev(Within)=組內(nèi)標準差 StDev(Overall)=estimateofoverallprocessstandarddeviation

StDev(Overall)=總標準差Cp與Pp的一些概念：1Thereasonstherearetwomainexpressionsfor"population"and"sample"”isthatoneis"biasedestimator"andtheotherisnot.

“母體”與“樣本”之所以有兩種表達公式，是因為一個是有偏估計，另一個則不是。

Howmuchrealpracticaldifferenceistherebetweenusingastandarddeviationwithninthedenominatorversusonewith(n-1)

計算標準差使用分母為n和n-1的兩個公式，現(xiàn)實究竟有多大的差異？

Withthirtypointsyouareunder2%indisagreement.Soinindustrialsituationsitisalwaystousethe(n-1)formula.

30個數(shù)據(jù)就會存在2%的差異，所以在工業(yè)生產(chǎn)中，通常使用n-1的公式。

Cp與Pp的一些概念：Mostofthedatawe‘vecollectedareindividualdataormultiplereadingsforsubgroupdata.

我們收集的數(shù)據(jù)通常是單獨的數(shù)據(jù)或是多次測量的多組數(shù)據(jù)。PROCESSCAPABILITYisdefinedasthe6sigmarangeofaprocess'sinherentvariation,wheresigmaisusuallyestimatedbyR-bar/d2andwhereinherentvariationisdefinedasthatportionofprocessvariationduetocommoncausesonly.

過程能力定義為6sigma（3sigma控制線）過程的固有偏差，這里的sigma通常使用R-bar/d2計算，而固有偏差則僅是一般原因造成的，為過程偏差的一部分。

PROCESSPERFORMANCEisdefinedasthe6sigmarangeofaprocess'stotalvariationwheresigmaisusuallyestimatedbys,thesamplestandarddeviation

過程表現(xiàn)則定義為6sigma（3sigma控制線）過程的全部差異，這里的sigma是用樣本的標準差來計算的。

Cp與Pp的一些概念：4Cpk---Processcapabilityindexattemptstoanswerthequestion“doesmyprocessinthelongrunmeetspecification?”

CpK---過程能力指數(shù)用來回答“過程長期運行時是否能滿足要求？”5Ppk---Processperformanceindexattemptstoanswerthequestion"doesmycurrentproductionsamplemeetspecification?"

PpK---過程表現(xiàn)能力用來回答“目前過程生產(chǎn)的樣品能否滿足要求？”

Cp與Pp的一些概念：6"LongTerm"versus"Within"and"ShortTerm"versus"Overall"itseemsantinomy.

“長期”“組內(nèi)”和“短期”“全部”看起來是自相矛盾的。，

Tomyopinion,processshouldbestableinthelongrunifnotwecallsthealternatepotentialprocess.

在我看來，長期運行下的過程應(yīng)該是穩(wěn)定的，如果不是那就稱為潛在過程。

Meanwhile,processcapabilityevaluationcanonlybedoneaftertheprocessisbroughtintostatisticalcontrol,that’stosay,theprocessyoustudiedisstablewithoutBETWEENVARIATION.

同時，過程能力的研究只有在過程已處于統(tǒng)計管制之下才能進行，也就是你所研究的過程已消除了組間差異。

Cp與Pp的一些概念：

Thereasonissimple:Cpkisaprediction,andonecanonlypredictsomethingthatisstable.

Andprocessperformanceindicesshouldonlybeusedwhenstatisticalcontrolcannotbeevaluated.

原因很簡單：Cpk只是一個預(yù)測，只能對穩(wěn)定的東西作出預(yù)測，而過程表現(xiàn)PpK則應(yīng)該用在還沒有進行管制的過程。

Thencomestothe