質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件

第九章統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

質(zhì)量管理學(xué)

授課教師：王曉婷參考教材：《質(zhì)量管理學(xué)》高教版第九章統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

質(zhì)量管理學(xué)

授課教師學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握過(guò)程控制的統(tǒng)計(jì)原理應(yīng)用控制圖控制質(zhì)量9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)9.3控制圖原理9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想9.5分析用控制圖與控制用控制圖9.6變差的可查明原因的八種模式分析9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷9.8常規(guī)控制圖判斷準(zhǔn)則的使用9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用本章內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握過(guò)程控制的統(tǒng)計(jì)原理9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPCStatistical:統(tǒng)計(jì)，以概率統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，用科學(xué)的方法分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論P(yáng)rocess:過(guò)程，有輸入-輸出的一系列的活動(dòng)Control:控制，事物的發(fā)展和變化是可觀測(cè)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPCStatistical:統(tǒng)計(jì)，以概率統(tǒng)計(jì)SPC的基本原理和適用范圍統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)：隨著時(shí)間變化，過(guò)程的均值和方差都保持不變適用范圍：處于追求質(zhì)量早期階段的公司。當(dāng)質(zhì)量水平接近于六西格瑪時(shí)，SPC無(wú)效機(jī)構(gòu)質(zhì)量測(cè)量醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的準(zhǔn)確性；藥物的及時(shí)分發(fā)銀行支票處理的準(zhǔn)確性郵局分揀的準(zhǔn)確性；投遞時(shí)間；特快信件準(zhǔn)時(shí)交付的百分比救護(hù)車(chē)響應(yīng)時(shí)間警察局特定地區(qū)犯罪發(fā)生率；交通傳票數(shù)酒店清理滿(mǎn)意的房間所占的比例；結(jié)賬所需時(shí)間；收到的投訴數(shù)量SPC的基本原理和適用范圍統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)：隨著時(shí)間變化，過(guò)程的9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展奠基人休哈特,首次提出采用控制圖進(jìn)行過(guò)程控制能夠應(yīng)用控制圖，就可以用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)其思想至今還對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制有深遠(yuǎn)影響9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展奠基人休哈特,首次提出采用控制生產(chǎn)過(guò)程的變異源過(guò)程輸出輸入材料工具操作人員設(shè)備方法環(huán)境測(cè)量工具人員監(jiān)測(cè)績(jī)效一般性原因產(chǎn)生的變異占總變異的80%~95%生產(chǎn)過(guò)程的變異源過(guò)程輸出輸入材料工具操作人員設(shè)備方法環(huán)境測(cè)量戴明的紅珠實(shí)驗(yàn)工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫1100.200戴夫1110.220湯姆1110.220丹尼斯1140.280馬蒂170.140安1110.220工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫2230.230戴夫2240.240湯姆2200.200丹尼斯2210.210馬蒂2170.170安2230.230工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫3350.233戴夫3420.280湯姆3370.247丹尼斯3300.200馬蒂3230.153安3320.213工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫4430.210戴夫4530.265湯姆4450.225丹尼斯4390.195馬蒂4310.155安4410.205戴明的紅珠實(shí)驗(yàn)工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫1100.200戴夫變異帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題變異增加了不可預(yù)測(cè)性變異減少了產(chǎn)能利用變異產(chǎn)生的放大效應(yīng)變異掩蓋了根本原因變異使人們難以在早期發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題變異帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題變異增加了不可預(yù)測(cè)性9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)計(jì)數(shù)值(attribute)計(jì)量值(variable)觀測(cè)對(duì)象要么發(fā)生，要么不發(fā)生的績(jī)效特性連續(xù)數(shù)據(jù)符合規(guī)范的程度數(shù)據(jù)類(lèi)型離散數(shù)據(jù)連續(xù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式分?jǐn)?shù)、比例均值、標(biāo)準(zhǔn)差常見(jiàn)分布二項(xiàng)分布、泊松分布正態(tài)分布收集難度易難信息容量小大所需樣本多少舉例產(chǎn)品合格數(shù)、不合格品所占比例、單位機(jī)會(huì)差錯(cuò)數(shù)長(zhǎng)度、重量、時(shí)間、強(qiáng)度、純度、成分9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)計(jì)數(shù)值(attribute)計(jì)量值(va正態(tài)分布隨機(jī)變量x服從一個(gè)數(shù)學(xué)期望為μ、標(biāo)準(zhǔn)方差為σ2

的高斯分布生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)中很多隨機(jī)變量的概率分布都可以近似地用正態(tài)分布來(lái)描述正態(tài)分布隨機(jī)變量x服從一個(gè)數(shù)學(xué)期望為μ、標(biāo)準(zhǔn)方差為σ2的高二項(xiàng)分布二項(xiàng)分布即重復(fù)n次的伯努利試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中只有兩種可能的結(jié)果，而且是互相對(duì)立的，是獨(dú)立的期望np，方差npq二項(xiàng)分布二項(xiàng)分布即重復(fù)n次的伯努利試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中只有兩種質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件9.3控制圖原理樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時(shí)間或樣本號(hào)CLUCLLCL控制圖示例9.3控制圖原理樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時(shí)間或樣本號(hào)CLUCLLCL控直方圖的繪制找出最大值和最小值確定組數(shù)確定組距確定各組的邊界確定各組的頻數(shù)做直方圖對(duì)直方圖進(jìn)行分析直方圖的繪制找出最大值和最小值直方圖頻數(shù)頻率用面積表示頻率直方圖頻數(shù)頻率用面積表示頻率控制圖的構(gòu)成數(shù)據(jù)越多，分布越密，直方圖越趨近于一條光滑曲線(xiàn)正態(tài)分布，可以簡(jiǎn)單地用兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述：平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ來(lái)表示控制圖的構(gòu)成數(shù)據(jù)越多，分布越密，直方圖越趨近于一條光滑曲線(xiàn)正態(tài)分布：由μ和σ決定均值μ對(duì)正態(tài)分布的影響若平均值μ增大為μ’，則曲線(xiàn)向右移動(dòng)，分布中心發(fā)生變化正態(tài)分布：由μ和σ決定均值μ對(duì)正態(tài)分布的影響若平均值μ增大為標(biāo)準(zhǔn)差σ對(duì)正態(tài)分布的影響標(biāo)準(zhǔn)差σ越大，分布越分散標(biāo)準(zhǔn)差σ與質(zhì)量有著密切的關(guān)系，反映了質(zhì)量的波動(dòng)情況標(biāo)準(zhǔn)差σ對(duì)正態(tài)分布的影響標(biāo)準(zhǔn)差σ越大，分布越分散正態(tài)分布均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ的關(guān)系正態(tài)分布的兩個(gè)參數(shù)平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ是相互獨(dú)立的不論平均值μ如何變化都不會(huì)改變曲線(xiàn)的形狀，即不會(huì)改變標(biāo)準(zhǔn)差σ不論正態(tài)分布的形狀即標(biāo)準(zhǔn)差σ如何變化，都不會(huì)影響數(shù)據(jù)的分布中心，即平均值μ正態(tài)分布均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ的關(guān)系正態(tài)分布的兩個(gè)參數(shù)平均值μ與標(biāo)注意：二項(xiàng)分布與泊松分布就不具備上述特點(diǎn)，它們的平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ是不獨(dú)立的注意：二項(xiàng)分布與泊松分布就不具備上述特點(diǎn)，它們的平均值μ與標(biāo)SPC所應(yīng)用的正態(tài)分布原理不論μ與σ如何取值，落在（μ-3σ，μ+3σ）范圍內(nèi)的概率為99.73%SPC所應(yīng)用的正態(tài)分布原理不論μ與σ如何取值，落在（μ-3質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件控制圖的第一種解釋若過(guò)程正常，即分布不變，則點(diǎn)子超過(guò)UCL的概率只有0.135%若過(guò)程異常，譬如設(shè)異常原因?yàn)檐?chē)刀磨損，則隨著車(chē)刀的磨損，加工的螺絲將逐漸變粗，μ逐漸增大，于是分布曲線(xiàn)上移，點(diǎn)子超過(guò)UCL的概率將大為增加，可能為0.135%的幾十、幾百倍控制圖的第一種解釋若過(guò)程正常，即分布不變，則點(diǎn)子超過(guò)UCL的結(jié)論點(diǎn)出界就判異，并作為一條判異準(zhǔn)則來(lái)使用。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，這是小概率事件原理：小概率事件實(shí)際上不發(fā)生，若發(fā)生即判斷異常?？刂茍D就是統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的圖上作業(yè)法。結(jié)論點(diǎn)出界就判異，并作為一條判異準(zhǔn)則來(lái)使用?？刂茍D的第二種解釋根據(jù)來(lái)源的不同，質(zhì)量因素可分為人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)(5M1E)。從對(duì)質(zhì)量影響的大小來(lái)分，質(zhì)量因素可分為偶然因素和異常因素?？刂茍D的第二種解釋根據(jù)來(lái)源的不同，質(zhì)量因素可分為人、機(jī)、料、質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件結(jié)論控制圖上的控制界限就是區(qū)分偶波與異波的科學(xué)界限。常規(guī)控制圖（即休圖）的實(shí)質(zhì)就是區(qū)分偶然因素與異常因素這兩類(lèi)因素。結(jié)論控制圖上的控制界限就是區(qū)分偶波與異波的科學(xué)界限?？刂茍D的第三種解釋穩(wěn)態(tài)，也稱(chēng)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即過(guò)程中只有偶因沒(méi)有異因的狀態(tài)穩(wěn)態(tài)是生產(chǎn)追求的目標(biāo)控制圖的第三種解釋穩(wěn)態(tài)，也稱(chēng)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即過(guò)程中只有偶因沒(méi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的途徑查出異因，采取措施，保證消除，納入標(biāo)準(zhǔn)，不再出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的途徑查出異因，采取措施，保證消除，納入標(biāo)準(zhǔn)，不再出9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想第一種錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以真為假。第二種錯(cuò)誤：漏發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以假為真。9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想第一種錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以真為減少兩種錯(cuò)誤造成損失的方法解決辦法：根據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損失最小這一點(diǎn)來(lái)確定控制圖的最優(yōu)間距。因而，根據(jù)“點(diǎn)出界就判異”作出判斷，即使有時(shí)判斷錯(cuò)誤虛發(fā)警報(bào)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看仍是經(jīng)濟(jì)的。經(jīng)驗(yàn)證明休哈特所提出的3σ方式較好。減少兩種錯(cuò)誤造成損失的方法解決辦法：根據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想先定α，再看β按照3σ方式確定UCL、LCL就等于確定了虛發(fā)警報(bào)的概率α0=0.27%為了增強(qiáng)使用者的信息，常規(guī)控制圖的α取得特別小，但缺點(diǎn)是β大常規(guī)控制圖并非依據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損失最小為原則來(lái)設(shè)計(jì)常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想先定α，再看β3σ方式UCL=μ+3σCL=μLCL=μ-3σ這是常規(guī)控制圖的總公式，具體應(yīng)用時(shí)需要經(jīng)過(guò)下列兩個(gè)步驟：⑴將3σ方式的公式具體化到所用的具體控制圖⑵常規(guī)控制圖有標(biāo)準(zhǔn)值給定（參數(shù)已知）和標(biāo)準(zhǔn)值未給定（參數(shù)未知）兩種情況3σ方式能將規(guī)格界限和控制界限混用嗎？能將規(guī)格界限和控制界限混用嗎？9.5分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖：總體參數(shù)未知，用樣本估計(jì)總體，尋找穩(wěn)態(tài)控制用控制圖：總體參數(shù)已知，利用控制圖監(jiān)控生產(chǎn)質(zhì)量，保持穩(wěn)態(tài)9.5分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖：總體參數(shù)未知，分析用控制圖和控制用控制圖的區(qū)別制作時(shí)機(jī)不同：初始過(guò)程研究時(shí)用分析用控制圖；日常過(guò)程控制用控制用控制圖使用者不同：管理者用分析用控制圖；操作者用控制用控制圖方式不同：分析用控制圖先采集數(shù)據(jù)，畫(huà)控制限；控制用控制圖沿用控制限，然后描點(diǎn)作用不同：分析用控制圖對(duì)過(guò)程進(jìn)行研究，了解過(guò)程的穩(wěn)定性和能力，是對(duì)過(guò)程的事后了解；控制用控制圖對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制，保持過(guò)程的穩(wěn)定，是對(duì)過(guò)程的事前控制預(yù)防性不同：分析用控制圖沒(méi)有預(yù)防性；控制用控制圖有預(yù)防作用分析用控制圖和控制用控制圖的區(qū)別制作時(shí)機(jī)不同：初始過(guò)程研究時(shí)9.6變差的可查明原因的八種模式分析判異準(zhǔn)則（三種類(lèi)型）點(diǎn)出界就判異界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)判異數(shù)據(jù)分層不夠造成的異常9.6變差的可查明原因的八種模式分析判異準(zhǔn)則（三種類(lèi)型）點(diǎn)出質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件判斷異常的檢驗(yàn)準(zhǔn)則判斷異常的檢驗(yàn)準(zhǔn)則質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷點(diǎn)子落在控制界外，有兩種可能點(diǎn)子落在控制界內(nèi)，有兩種可能9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷點(diǎn)子落在控制界外，有兩種可能判穩(wěn)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)思想若接連出現(xiàn)m個(gè)點(diǎn)子都未出界，則情況大不相同。這時(shí)m個(gè)界內(nèi)點(diǎn)出現(xiàn)漏發(fā)警報(bào)的概率為β總=βm，要比一個(gè)點(diǎn)子落在界內(nèi)的漏發(fā)警報(bào)的概率β小得很多。于是根據(jù)小概率事件原理，可以判斷過(guò)程處于穩(wěn)態(tài)。如果接連落在控制界內(nèi)的點(diǎn)子更多，則即使有個(gè)別點(diǎn)子偶然出界，過(guò)程仍可被判為穩(wěn)態(tài)。判穩(wěn)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)思想若接連出現(xiàn)m個(gè)點(diǎn)子都未出界，則情況大不相同9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力：過(guò)程的加工水平滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力，衡量過(guò)程加工內(nèi)在一致性的標(biāo)準(zhǔn)，通常用6σ表示生產(chǎn)過(guò)程存在隨機(jī)性變異和系統(tǒng)性變異如果過(guò)程僅受隨機(jī)性因素的影響，一般情況下過(guò)程質(zhì)量特性值服從正態(tài)分布9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力：過(guò)程的加工水平滿(mǎn)足技術(shù)過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力指數(shù)：表示過(guò)程能力滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的程度，PCI或Cp

雙側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)Cp=T/6σ=(TU-TL)/6σ問(wèn)題：Cp為1時(shí)，是不是意味著不良品率為0？質(zhì)量特性標(biāo)準(zhǔn)的上下限與±3σ重合，由正態(tài)分布的概率函數(shù)可知，此時(shí)的不合格品率為0.27%。過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力指數(shù)：表示過(guò)程能力滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的程度，P例題：過(guò)程能力指數(shù)的計(jì)算過(guò)程平均值為325，標(biāo)準(zhǔn)差為15，標(biāo)準(zhǔn)上限為380，下限為270，Cp是多少？例題：過(guò)程能力指數(shù)的計(jì)算過(guò)程平均值為325，標(biāo)準(zhǔn)差為15，標(biāo)單側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)CpU=(TU-μ)/3σCpL=(μ-TL)/3σ有偏移情況的過(guò)程能力指數(shù)CpK=min(CpU，CpL)

單側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用計(jì)量控制圖：均值-極差控制圖、均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖、中位數(shù)-極差控制圖、單值-移動(dòng)極差控制圖計(jì)數(shù)控制圖：不合格品率控制圖、不合格品數(shù)控制圖、單位產(chǎn)品不合格數(shù)控制圖、不合格數(shù)控制圖9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用計(jì)量控制圖：均值-極差控制圖、均值常規(guī)控制圖應(yīng)用舉例根據(jù)合理分組原則，取25組預(yù)備數(shù)據(jù)計(jì)算各子組的平均值和極差計(jì)算所有觀測(cè)值的總平均值和平均極差計(jì)算極差圖與均值圖的控制線(xiàn)，繪制控制圖過(guò)程能力分析延長(zhǎng)上述均值-極差圖的控制界限，以實(shí)現(xiàn)對(duì)過(guò)程的日?？刂瞥Ｒ?guī)控制圖應(yīng)用舉例根據(jù)合理分組原則，取25組預(yù)備數(shù)據(jù)樣本觀察——頻數(shù)分布統(tǒng)計(jì)頻數(shù)分布上限頻數(shù)0.5510.610.65100.7140.75400.8310.85370.9140.95111均值0.762標(biāo)準(zhǔn)差0.0738樣本觀察——頻數(shù)分布統(tǒng)計(jì)頻數(shù)分布上限頻數(shù)0.5510.610樣本觀察——直方圖繪制在直方圖中，沒(méi)有時(shí)間維度，無(wú)法觀察是否存在過(guò)程變異樣本觀察——直方圖繪制在直方圖中，沒(méi)有時(shí)間維度，無(wú)法觀察是否樣本觀察——均值趨勢(shì)圖繪制在第17個(gè)樣本左右均值開(kāi)始向上漂移。該過(guò)程沒(méi)有處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)樣本觀察——均值趨勢(shì)圖繪制在第17個(gè)樣本左右均值開(kāi)始向上漂移計(jì)量值數(shù)據(jù)控制圖的繪制計(jì)量值數(shù)據(jù)是那些可以使用連續(xù)刻度測(cè)量的數(shù)據(jù)，如長(zhǎng)度、重量、時(shí)間、距離。計(jì)量值數(shù)據(jù)最常用的控制圖是均值控制圖(圖)和極差控制圖（R圖）均值用于監(jiān)視過(guò)程的中心；極差用于簡(jiǎn)便地測(cè)量變異，特別是當(dāng)工廠一線(xiàn)工人手工完成控制圖計(jì)算時(shí)計(jì)量值數(shù)據(jù)控制圖的繪制計(jì)量值數(shù)據(jù)是那些可以使用連續(xù)刻度測(cè)量的建立均值圖和R圖收集數(shù)據(jù)，通常收集25-30個(gè)樣本。樣本量通常采用3-10個(gè)，5個(gè)最常用。樣本數(shù)用k表示，n表示樣本量。對(duì)于樣本i，計(jì)算均值和極差，將樣本i的值分別描在各自的圖上。計(jì)算樣本的總體均值和平均極差。這兩個(gè)值分別指定了圖的中心線(xiàn)和R圖的中心線(xiàn)。平均極差和總體均值用于計(jì)算控制上限（UCL）和控制下限（LCL）建立均值圖和R圖收集數(shù)據(jù)，通常收集25-30個(gè)樣本。樣本量通分析均值圖和R圖要確定一個(gè)過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，首先要分析R圖，因?yàn)榫祱D的控制限依賴(lài)于平均極差當(dāng)R圖中確立了統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，就可以觀察均值圖觀察控制圖的形態(tài)當(dāng)過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)時(shí)，點(diǎn)子隨機(jī)地落在控制限之間，且不呈現(xiàn)任何可以識(shí)別的形態(tài)沒(méi)有點(diǎn)子在控制限之外中心線(xiàn)上邊的點(diǎn)子數(shù)與下邊的點(diǎn)子數(shù)大致相同點(diǎn)子隨機(jī)地落在中心線(xiàn)的上邊和下邊大部分但不是全部點(diǎn)子接近中心線(xiàn)，只有少數(shù)點(diǎn)子接近控制限控制圖判斷法則只適用于均值圖分析均值圖和R圖要確定一個(gè)過(guò)程是否處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，首先要分質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件幾種特殊的計(jì)量值控制圖均值圖與S圖樣本標(biāo)準(zhǔn)差是一個(gè)比極差更靈敏、更好的過(guò)程變異性的指標(biāo)。當(dāng)需要更嚴(yán)格地控制變異性時(shí)，使用標(biāo)準(zhǔn)差。單值圖單個(gè)品目的質(zhì)量特性，稱(chēng)為x圖。關(guān)于發(fā)貨、訂單、曠工、突發(fā)事件等的會(huì)計(jì)數(shù)據(jù)；溫度、濕度、電壓和壓力的生產(chǎn)記錄等。幾種特殊的計(jì)量值控制圖均值圖與S圖計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)控制圖的繪制計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)假定只有兩個(gè)值——好或壞、及格或不及格等。使用計(jì)數(shù)值控制圖需要大量的樣本。計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)適用于幾種控制圖，最常用的是p圖。p圖用于監(jiān)視所生產(chǎn)的一批產(chǎn)品中不合格品的比例，通常稱(chēng)為不合格率或缺陷率控制圖。構(gòu)建p圖首先收集25-30個(gè)計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)樣本。每個(gè)樣本量應(yīng)當(dāng)足夠大，以便能夠包含幾個(gè)不合格品。計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)控制圖的繪制計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)假定只有兩個(gè)值——好或壞、及第九章統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

質(zhì)量管理學(xué)

授課教師：王曉婷參考教材：《質(zhì)量管理學(xué)》高教版第九章統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制

質(zhì)量管理學(xué)

授課教師學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握過(guò)程控制的統(tǒng)計(jì)原理應(yīng)用控制圖控制質(zhì)量9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)9.3控制圖原理9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想9.5分析用控制圖與控制用控制圖9.6變差的可查明原因的八種模式分析9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷9.8常規(guī)控制圖判斷準(zhǔn)則的使用9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用本章內(nèi)容學(xué)習(xí)目標(biāo)掌握過(guò)程控制的統(tǒng)計(jì)原理9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPCStatistical:統(tǒng)計(jì)，以概率統(tǒng)計(jì)學(xué)為基礎(chǔ)，用科學(xué)的方法分析數(shù)據(jù)、得出結(jié)論P(yáng)rocess:過(guò)程，有輸入-輸出的一系列的活動(dòng)Control:控制，事物的發(fā)展和變化是可觀測(cè)的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPCStatistical:統(tǒng)計(jì)，以概率統(tǒng)計(jì)SPC的基本原理和適用范圍統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)：隨著時(shí)間變化，過(guò)程的均值和方差都保持不變適用范圍：處于追求質(zhì)量早期階段的公司。當(dāng)質(zhì)量水平接近于六西格瑪時(shí)，SPC無(wú)效機(jī)構(gòu)質(zhì)量測(cè)量醫(yī)院實(shí)驗(yàn)室測(cè)試的準(zhǔn)確性；藥物的及時(shí)分發(fā)銀行支票處理的準(zhǔn)確性郵局分揀的準(zhǔn)確性；投遞時(shí)間；特快信件準(zhǔn)時(shí)交付的百分比救護(hù)車(chē)響應(yīng)時(shí)間警察局特定地區(qū)犯罪發(fā)生率；交通傳票數(shù)酒店清理滿(mǎn)意的房間所占的比例；結(jié)賬所需時(shí)間；收到的投訴數(shù)量SPC的基本原理和適用范圍統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)：隨著時(shí)間變化，過(guò)程的9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展奠基人休哈特,首次提出采用控制圖進(jìn)行過(guò)程控制能夠應(yīng)用控制圖，就可以用數(shù)據(jù)說(shuō)話(huà)其思想至今還對(duì)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制有深遠(yuǎn)影響9.1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的起源與發(fā)展奠基人休哈特,首次提出采用控制生產(chǎn)過(guò)程的變異源過(guò)程輸出輸入材料工具操作人員設(shè)備方法環(huán)境測(cè)量工具人員監(jiān)測(cè)績(jī)效一般性原因產(chǎn)生的變異占總變異的80%~95%生產(chǎn)過(guò)程的變異源過(guò)程輸出輸入材料工具操作人員設(shè)備方法環(huán)境測(cè)量戴明的紅珠實(shí)驗(yàn)工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫1100.200戴夫1110.220湯姆1110.220丹尼斯1140.280馬蒂170.140安1110.220工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫2230.230戴夫2240.240湯姆2200.200丹尼斯2210.210馬蒂2170.170安2230.230工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫3350.233戴夫3420.280湯姆3370.247丹尼斯3300.200馬蒂3230.153安3320.213工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫4430.210戴夫4530.265湯姆4450.225丹尼斯4390.195馬蒂4310.155安4410.205戴明的紅珠實(shí)驗(yàn)工人輪次紅珠個(gè)數(shù)百分比杰夫1100.200戴夫變異帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題變異增加了不可預(yù)測(cè)性變異減少了產(chǎn)能利用變異產(chǎn)生的放大效應(yīng)變異掩蓋了根本原因變異使人們難以在早期發(fā)現(xiàn)潛在的問(wèn)題變異帶來(lái)的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題變異增加了不可預(yù)測(cè)性9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)計(jì)數(shù)值(attribute)計(jì)量值(variable)觀測(cè)對(duì)象要么發(fā)生，要么不發(fā)生的績(jī)效特性連續(xù)數(shù)據(jù)符合規(guī)范的程度數(shù)據(jù)類(lèi)型離散數(shù)據(jù)連續(xù)數(shù)據(jù)表現(xiàn)形式分?jǐn)?shù)、比例均值、標(biāo)準(zhǔn)差常見(jiàn)分布二項(xiàng)分布、泊松分布正態(tài)分布收集難度易難信息容量小大所需樣本多少舉例產(chǎn)品合格數(shù)、不合格品所占比例、單位機(jī)會(huì)差錯(cuò)數(shù)長(zhǎng)度、重量、時(shí)間、強(qiáng)度、純度、成分9.2質(zhì)量的統(tǒng)計(jì)觀點(diǎn)計(jì)數(shù)值(attribute)計(jì)量值(va正態(tài)分布隨機(jī)變量x服從一個(gè)數(shù)學(xué)期望為μ、標(biāo)準(zhǔn)方差為σ2

的高斯分布生產(chǎn)與科學(xué)實(shí)驗(yàn)中很多隨機(jī)變量的概率分布都可以近似地用正態(tài)分布來(lái)描述正態(tài)分布隨機(jī)變量x服從一個(gè)數(shù)學(xué)期望為μ、標(biāo)準(zhǔn)方差為σ2的高二項(xiàng)分布二項(xiàng)分布即重復(fù)n次的伯努利試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中只有兩種可能的結(jié)果，而且是互相對(duì)立的，是獨(dú)立的期望np，方差npq二項(xiàng)分布二項(xiàng)分布即重復(fù)n次的伯努利試驗(yàn)。在每次試驗(yàn)中只有兩種質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件9.3控制圖原理樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時(shí)間或樣本號(hào)CLUCLLCL控制圖示例9.3控制圖原理樣本統(tǒng)計(jì)量數(shù)值時(shí)間或樣本號(hào)CLUCLLCL控直方圖的繪制找出最大值和最小值確定組數(shù)確定組距確定各組的邊界確定各組的頻數(shù)做直方圖對(duì)直方圖進(jìn)行分析直方圖的繪制找出最大值和最小值直方圖頻數(shù)頻率用面積表示頻率直方圖頻數(shù)頻率用面積表示頻率控制圖的構(gòu)成數(shù)據(jù)越多，分布越密，直方圖越趨近于一條光滑曲線(xiàn)正態(tài)分布，可以簡(jiǎn)單地用兩個(gè)參數(shù)來(lái)描述：平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ來(lái)表示控制圖的構(gòu)成數(shù)據(jù)越多，分布越密，直方圖越趨近于一條光滑曲線(xiàn)正態(tài)分布：由μ和σ決定均值μ對(duì)正態(tài)分布的影響若平均值μ增大為μ’，則曲線(xiàn)向右移動(dòng)，分布中心發(fā)生變化正態(tài)分布：由μ和σ決定均值μ對(duì)正態(tài)分布的影響若平均值μ增大為標(biāo)準(zhǔn)差σ對(duì)正態(tài)分布的影響標(biāo)準(zhǔn)差σ越大，分布越分散標(biāo)準(zhǔn)差σ與質(zhì)量有著密切的關(guān)系，反映了質(zhì)量的波動(dòng)情況標(biāo)準(zhǔn)差σ對(duì)正態(tài)分布的影響標(biāo)準(zhǔn)差σ越大，分布越分散正態(tài)分布均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ的關(guān)系正態(tài)分布的兩個(gè)參數(shù)平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ是相互獨(dú)立的不論平均值μ如何變化都不會(huì)改變曲線(xiàn)的形狀，即不會(huì)改變標(biāo)準(zhǔn)差σ不論正態(tài)分布的形狀即標(biāo)準(zhǔn)差σ如何變化，都不會(huì)影響數(shù)據(jù)的分布中心，即平均值μ正態(tài)分布均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ的關(guān)系正態(tài)分布的兩個(gè)參數(shù)平均值μ與標(biāo)注意：二項(xiàng)分布與泊松分布就不具備上述特點(diǎn)，它們的平均值μ與標(biāo)準(zhǔn)差σ是不獨(dú)立的注意：二項(xiàng)分布與泊松分布就不具備上述特點(diǎn)，它們的平均值μ與標(biāo)SPC所應(yīng)用的正態(tài)分布原理不論μ與σ如何取值，落在（μ-3σ，μ+3σ）范圍內(nèi)的概率為99.73%SPC所應(yīng)用的正態(tài)分布原理不論μ與σ如何取值，落在（μ-3質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件控制圖的第一種解釋若過(guò)程正常，即分布不變，則點(diǎn)子超過(guò)UCL的概率只有0.135%若過(guò)程異常，譬如設(shè)異常原因?yàn)檐?chē)刀磨損，則隨著車(chē)刀的磨損，加工的螺絲將逐漸變粗，μ逐漸增大，于是分布曲線(xiàn)上移，點(diǎn)子超過(guò)UCL的概率將大為增加，可能為0.135%的幾十、幾百倍控制圖的第一種解釋若過(guò)程正常，即分布不變，則點(diǎn)子超過(guò)UCL的結(jié)論點(diǎn)出界就判異，并作為一條判異準(zhǔn)則來(lái)使用。用數(shù)學(xué)語(yǔ)言來(lái)說(shuō)，這是小概率事件原理：小概率事件實(shí)際上不發(fā)生，若發(fā)生即判斷異常。控制圖就是統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的圖上作業(yè)法。結(jié)論點(diǎn)出界就判異，并作為一條判異準(zhǔn)則來(lái)使用。控制圖的第二種解釋根據(jù)來(lái)源的不同，質(zhì)量因素可分為人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)(5M1E)。從對(duì)質(zhì)量影響的大小來(lái)分，質(zhì)量因素可分為偶然因素和異常因素?？刂茍D的第二種解釋根據(jù)來(lái)源的不同，質(zhì)量因素可分為人、機(jī)、料、質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件結(jié)論控制圖上的控制界限就是區(qū)分偶波與異波的科學(xué)界限。常規(guī)控制圖（即休圖）的實(shí)質(zhì)就是區(qū)分偶然因素與異常因素這兩類(lèi)因素。結(jié)論控制圖上的控制界限就是區(qū)分偶波與異波的科學(xué)界限?？刂茍D的第三種解釋穩(wěn)態(tài)，也稱(chēng)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即過(guò)程中只有偶因沒(méi)有異因的狀態(tài)穩(wěn)態(tài)是生產(chǎn)追求的目標(biāo)控制圖的第三種解釋穩(wěn)態(tài)，也稱(chēng)統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，即過(guò)程中只有偶因沒(méi)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的途徑查出異因，采取措施，保證消除，納入標(biāo)準(zhǔn)，不再出現(xiàn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)態(tài)的途徑查出異因，采取措施，保證消除，納入標(biāo)準(zhǔn)，不再出9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想第一種錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以真為假。第二種錯(cuò)誤：漏發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以假為真。9.4常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想第一種錯(cuò)誤：虛發(fā)警報(bào)的錯(cuò)誤，以真為減少兩種錯(cuò)誤造成損失的方法解決辦法：根據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損失最小這一點(diǎn)來(lái)確定控制圖的最優(yōu)間距。因而，根據(jù)“點(diǎn)出界就判異”作出判斷，即使有時(shí)判斷錯(cuò)誤虛發(fā)警報(bào)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看仍是經(jīng)濟(jì)的。經(jīng)驗(yàn)證明休哈特所提出的3σ方式較好。減少兩種錯(cuò)誤造成損失的方法解決辦法：根據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想先定α，再看β按照3σ方式確定UCL、LCL就等于確定了虛發(fā)警報(bào)的概率α0=0.27%為了增強(qiáng)使用者的信息，常規(guī)控制圖的α取得特別小，但缺點(diǎn)是β大常規(guī)控制圖并非依據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損失最小為原則來(lái)設(shè)計(jì)常規(guī)控制圖的設(shè)計(jì)思想先定α，再看β3σ方式UCL=μ+3σCL=μLCL=μ-3σ這是常規(guī)控制圖的總公式，具體應(yīng)用時(shí)需要經(jīng)過(guò)下列兩個(gè)步驟：⑴將3σ方式的公式具體化到所用的具體控制圖⑵常規(guī)控制圖有標(biāo)準(zhǔn)值給定（參數(shù)已知）和標(biāo)準(zhǔn)值未給定（參數(shù)未知）兩種情況3σ方式能將規(guī)格界限和控制界限混用嗎？能將規(guī)格界限和控制界限混用嗎？9.5分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖：總體參數(shù)未知，用樣本估計(jì)總體，尋找穩(wěn)態(tài)控制用控制圖：總體參數(shù)已知，利用控制圖監(jiān)控生產(chǎn)質(zhì)量，保持穩(wěn)態(tài)9.5分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖：總體參數(shù)未知，分析用控制圖和控制用控制圖的區(qū)別制作時(shí)機(jī)不同：初始過(guò)程研究時(shí)用分析用控制圖；日常過(guò)程控制用控制用控制圖使用者不同：管理者用分析用控制圖；操作者用控制用控制圖方式不同：分析用控制圖先采集數(shù)據(jù)，畫(huà)控制限；控制用控制圖沿用控制限，然后描點(diǎn)作用不同：分析用控制圖對(duì)過(guò)程進(jìn)行研究，了解過(guò)程的穩(wěn)定性和能力，是對(duì)過(guò)程的事后了解；控制用控制圖對(duì)過(guò)程進(jìn)行控制，保持過(guò)程的穩(wěn)定，是對(duì)過(guò)程的事前控制預(yù)防性不同：分析用控制圖沒(méi)有預(yù)防性；控制用控制圖有預(yù)防作用分析用控制圖和控制用控制圖的區(qū)別制作時(shí)機(jī)不同：初始過(guò)程研究時(shí)9.6變差的可查明原因的八種模式分析判異準(zhǔn)則（三種類(lèi)型）點(diǎn)出界就判異界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)判異數(shù)據(jù)分層不夠造成的異常9.6變差的可查明原因的八種模式分析判異準(zhǔn)則（三種類(lèi)型）點(diǎn)出質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件判斷異常的檢驗(yàn)準(zhǔn)則判斷異常的檢驗(yàn)準(zhǔn)則質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件質(zhì)量管理學(xué)之統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制課件9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷點(diǎn)子落在控制界外，有兩種可能點(diǎn)子落在控制界內(nèi)，有兩種可能9.7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)的判斷點(diǎn)子落在控制界外，有兩種可能判穩(wěn)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)思想若接連出現(xiàn)m個(gè)點(diǎn)子都未出界，則情況大不相同。這時(shí)m個(gè)界內(nèi)點(diǎn)出現(xiàn)漏發(fā)警報(bào)的概率為β總=βm，要比一個(gè)點(diǎn)子落在界內(nèi)的漏發(fā)警報(bào)的概率β小得很多。于是根據(jù)小概率事件原理，可以判斷過(guò)程處于穩(wěn)態(tài)。如果接連落在控制界內(nèi)的點(diǎn)子更多，則即使有個(gè)別點(diǎn)子偶然出界，過(guò)程仍可被判為穩(wěn)態(tài)。判穩(wěn)準(zhǔn)則的設(shè)計(jì)思想若接連出現(xiàn)m個(gè)點(diǎn)子都未出界，則情況大不相同9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力：過(guò)程的加工水平滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的能力，衡量過(guò)程加工內(nèi)在一致性的標(biāo)準(zhǔn)，通常用6σ表示生產(chǎn)過(guò)程存在隨機(jī)性變異和系統(tǒng)性變異如果過(guò)程僅受隨機(jī)性因素的影響，一般情況下過(guò)程質(zhì)量特性值服從正態(tài)分布9.9過(guò)程能力與過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力：過(guò)程的加工水平滿(mǎn)足技術(shù)過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力指數(shù)：表示過(guò)程能力滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的程度，PCI或Cp

雙側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)Cp=T/6σ=(TU-TL)/6σ問(wèn)題：Cp為1時(shí)，是不是意味著不良品率為0？質(zhì)量特性標(biāo)準(zhǔn)的上下限與±3σ重合，由正態(tài)分布的概率函數(shù)可知，此時(shí)的不合格品率為0.27%。過(guò)程能力指數(shù)過(guò)程能力指數(shù)：表示過(guò)程能力滿(mǎn)足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的程度，P例題：過(guò)程能力指數(shù)的計(jì)算過(guò)程平均值為325，標(biāo)準(zhǔn)差為15，標(biāo)準(zhǔn)上限為380，下限為270，Cp是多少？例題：過(guò)程能力指數(shù)的計(jì)算過(guò)程平均值為325，標(biāo)準(zhǔn)差為15，標(biāo)單側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)CpU=(TU-μ)/3σCpL=(μ-TL)/3σ有偏移情況的過(guò)程能力指數(shù)CpK=min(CpU，CpL)

單側(cè)規(guī)格的過(guò)程能力指數(shù)9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用計(jì)量控制圖：均值-極差控制圖、均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖、中位數(shù)-極差控制圖、單值-移動(dòng)極差控制圖計(jì)數(shù)控制圖：不合格品率控制圖、不合格品數(shù)控制圖、單位產(chǎn)品不合格數(shù)控制圖、不合格數(shù)控制圖9.10常規(guī)控制圖及其應(yīng)用計(jì)量控制圖：均值-極差控制圖、均值常規(guī)控制圖應(yīng)用舉例根據(jù)合理分組原則，取25組預(yù)備數(shù)據(jù)計(jì)算各子組的平均值和極差計(jì)算所有觀測(cè)值的總平均值和平均極差計(jì)算極差圖與均值圖的控制線(xiàn)，繪制控制圖過(guò)程能力分析延長(zhǎng)上