aca.統(tǒng)計(jì)過程控制SC

統(tǒng)計(jì)過程控制SPCStatisticalProcessControl上海企航科技咨詢有限公司SPC的產(chǎn)生

工業(yè)革命以后，

隨著生產(chǎn)力的進(jìn)一步發(fā)展，大規(guī)模生產(chǎn)的形成，如何控制大批量產(chǎn)品質(zhì)量成為一個(gè)突出問題，單純依靠事后檢驗(yàn)的質(zhì)量控制方法已不能適應(yīng)當(dāng)時(shí)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的要求，必須改進(jìn)質(zhì)量管理方式。于是，英、美等國(guó)開始著手研究用統(tǒng)計(jì)方法代替事后檢驗(yàn)的質(zhì)量控制方法。1924年，美國(guó)的休哈特博士提出將3Sigma原理運(yùn)用于生產(chǎn)過程當(dāng)中，并發(fā)表了著名的“控制圖法”，對(duì)過程變量進(jìn)行控制，為統(tǒng)計(jì)質(zhì)量管理奠定了理論和方法基礎(chǔ)。SPC的作用確保過程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)。提高產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)能力、降低成本。為過程分析提供依據(jù)。區(qū)分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或?qū)ο到y(tǒng)采取措施的指南。SPC常用術(shù)語(yǔ)解釋名稱解釋平均值（Xbar）一組測(cè)量值的均值極差R（Range）一個(gè)子組、樣本或總體中最大與最小值之差移動(dòng)極差（MovingRange)兩個(gè)或多個(gè)連續(xù)樣本值中最大值和最小值之差。σ（Sigma）用于代表標(biāo)準(zhǔn)差的希臘字母標(biāo)準(zhǔn)差(StandardDeviation)過程輸出的分布寬度或從過程中統(tǒng)計(jì)抽樣值（例如：子組均值）的分布寬度的量度，用希臘字母σ或字母s（用于樣本標(biāo)準(zhǔn)差）表示。分布寬度（Spread）一個(gè)分布中從最小值到最大值之間的間距單值（Individual）一個(gè)單個(gè)的單位產(chǎn)品或一個(gè)特性的一次測(cè)量，通常用符號(hào)X表示。名稱解釋中位數(shù)?x將一組測(cè)量值從小到大排列后，中間的值即為中位數(shù)。如果數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，一般將中間兩個(gè)數(shù)的平均值作為中位數(shù)。中心線（CentralLine）控制圖上的一條線，代表所給數(shù)據(jù)平均值。過程均值（ProcessAverage）一個(gè)特定過程特性的測(cè)量值分布的位置即為過程均值，通常用Xbar來表示。鏈（Run）控制圖上一系列連續(xù)上升或下降，或在中心線之上或之下的點(diǎn)。它是分析是否存在造成變差的特殊原因的依據(jù)。SPC常用術(shù)語(yǔ)解釋名稱解釋變差（Variation）過程的單個(gè)輸出之間不可避免的差別；變差的原因可分為兩類：普通原因和特殊原因。特殊原因（SpecialCause）一種間斷性的，不可預(yù)計(jì)的，不穩(wěn)定的變差根源。有時(shí)被稱為可查明原因，它存在的信號(hào)是：存在超過控制限的點(diǎn)或存在在控制限之內(nèi)的鏈或其它非隨機(jī)性的圖形。普通原因（CommonCause）造成變差的一個(gè)原因，它影響被研究過程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機(jī)過程變差的一部分。過程能力(ProcessCapability)是指按標(biāo)準(zhǔn)偏差為單位來描述的過程均值和規(guī)格界限的距離，用Z來表示。SPC常用術(shù)語(yǔ)解釋正態(tài)分布假如對(duì)一個(gè)要求長(zhǎng)度為20.30的零件進(jìn)行測(cè)量，共測(cè)量75次，得到的數(shù)據(jù)范圍如下，對(duì)次數(shù)比例的統(tǒng)計(jì)直方圖如下頁(yè)所示：數(shù)據(jù)范圍20.105-20.15520.155-20.20520.205-20.25520.255-20.30520.305-20.35520.355-20.40020.400-20.455測(cè)得次數(shù)2823201354次數(shù)比例2.7%10.7%30.7%26.7%17.3%6.7%5.3%正態(tài)分布正態(tài)分布

當(dāng)測(cè)量數(shù)據(jù)趨近無窮多，分組間隔趨近無窮小時(shí)，直方圖趨近一條光滑曲線：正態(tài)分布這條曲線就稱為正態(tài)分布曲線，正態(tài)分布函數(shù)：正態(tài)分布的的參數(shù)正態(tài)分布由由2個(gè)參數(shù)數(shù)決定：即總體均值值：μ(常常用樣本均均值Xbar來估計(jì)計(jì))總體標(biāo)準(zhǔn)差差：σ(常常用樣本標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)差S來來估計(jì))，，標(biāo)準(zhǔn)差是是對(duì)波動(dòng)的的度量正態(tài)分布的的重要特性性正態(tài)分布的的圖形特點(diǎn)點(diǎn)是中間高高、兩頭低低、左右對(duì)對(duì)稱并延伸伸至無限。。根據(jù)正態(tài)分分布的中心心極限定理理，當(dāng)樣本本大小n4或5時(shí)，，無論X是是否服從正正態(tài)分布，，Xbar都近似服服從正態(tài)分分布；只要X的總總體分布不不是太不對(duì)對(duì)稱，子組組極差R的的分布就沒沒有太大的的變化。正態(tài)分布的的重要特性性若X服從正正態(tài)分布，，X落在μμ±3σ之間的的概率為99.74%，在實(shí)實(shí)踐中我們們認(rèn)為這是是“實(shí)際上上的必然事事件”。X≤μ±±3σσ是必然事事件，是在在普通原因因作用下必必然會(huì)發(fā)生生的事情，，當(dāng)X超出出了這一范范圍，就說說明有特殊殊原因出現(xiàn)現(xiàn)。在實(shí)際中我我們就利用用這一原理理來判別生生產(chǎn)是否出出現(xiàn)了異常常。如果僅存在變差的普通原因，目標(biāo)值線隨著時(shí)間的推移，過程的輸出形成一個(gè)穩(wěn)定的分布并可預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)時(shí)間范圍目標(biāo)值線如果存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推預(yù)測(cè)移，過程的輸出不穩(wěn)定。時(shí)間范圍普通原因和和特殊原因因控制圖將正態(tài)分布布曲線順時(shí)時(shí)針旋轉(zhuǎn)90度，畫畫上中線(Xbar線)和±±3σ線線，并略去去曲線。將將點(diǎn)X描在在圖上就成成了控制圖圖?？刂茍D的類類型均值和極差差圖：Xbar-R均值和標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)差圖：Xbar-S中位數(shù)和極極差圖：x~-R單值和移動(dòng)動(dòng)極差圖：：X-MR不合格品率率（不合格格品數(shù)/樣樣本數(shù)）圖圖：p不合格品數(shù)數(shù)（樣本恒恒定）圖：：np不合格數(shù)（（缺陷數(shù)，，抽樣量恒恒定）圖：：c單位產(chǎn)品不不合格數(shù)（（缺陷數(shù)/抽樣量））圖：u控制圖的選選擇確定要制定控制圖的特性是計(jì)量型數(shù)據(jù)嗎？否關(guān)心的是不合格品率？否關(guān)心的是不合格數(shù)嗎？是樣本容量是否恒定？是使用np或p圖否使用p圖樣本容量是否恒定？否使用u圖是是使用c或u圖是性質(zhì)上是否是均勻或不能按子組取樣—例如：化學(xué)槽液、批量油漆等？否子組均值是否能很方便地計(jì)算？否使用中位數(shù)圖是使用單值圖X-MR是控制圖的選選擇注：本圖假假設(shè)測(cè)量系系統(tǒng)已經(jīng)過過評(píng)價(jià)并且且是適用的的。子組容量是否大于或等于9？是否是否能方便地計(jì)算每個(gè)子組的S值？使用X—R圖是否使用X—R圖使用X—s圖接上頁(yè)控制圖的分分類分析用控制制圖制造過程分分析用過程能力研研究用過程控制準(zhǔn)準(zhǔn)備用控制用控制制圖追查不正常常原因迅速消除此此項(xiàng)原因研究并采取取防止此項(xiàng)項(xiàng)原因的糾糾正措施分析用過程穩(wěn)定控制用控制圖選擇擇練習(xí)質(zhì)量特性樣本數(shù)控制圖長(zhǎng)度5重量10乙醇比重1錫爐溫度1電燈亮／不亮100工程更改處理時(shí)間1每一平方米的臟點(diǎn)1平方米作圖前的準(zhǔn)準(zhǔn)備：建立適合于于實(shí)施的環(huán)環(huán)境，提供供必需的資資源；定義過程；；確定作圖特特性；定義測(cè)量系系統(tǒng)；使不必要的的變差最小??；記錄相關(guān)事事件。Xbar-R圖Xbar-R圖收集數(shù)據(jù)：：子組大?。海哼x擇連續(xù)續(xù)生產(chǎn)的4到5件產(chǎn)產(chǎn)品組合；；子組頻率：：應(yīng)充分考考慮人、機(jī)機(jī)、料、法法、環(huán)；計(jì)算控制限限：在計(jì)算算控制限時(shí)時(shí)，應(yīng)滿足足下述二個(gè)個(gè)條件：至少100個(gè)數(shù)據(jù)至少少25個(gè)個(gè)子子組組。。Xbar-R圖圖初始始控控制制圖圖：：將尺尺寸寸公公差差作作為為控控制制限限：：收集集25組組數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)；；計(jì)算算Xbar和和R：：計(jì)算算Xbarbar和和Rbar:計(jì)算算控控制制限限：：Xbar-R圖圖Xbar-R圖圖Xbar-R圖圖異異常常判判斷斷超出出控控制制限限的的點(diǎn)點(diǎn)(R圖圖超超下下限限說說明明分分布布變變好好)；；連續(xù)續(xù)7點(diǎn)點(diǎn)位位于于中中心心線線一一側(cè)側(cè)，，但但對(duì)對(duì)于于R圖圖來來說說，，7點(diǎn)點(diǎn)位位于于中中心心線線下下側(cè)側(cè)是是過過程程變變好好的的表表示示；；連續(xù)續(xù)7點(diǎn)點(diǎn)上上升升或或下下降降，，但但對(duì)對(duì)于于R圖圖來來說說，，連連續(xù)續(xù)7點(diǎn)點(diǎn)下下降降表表示示過過程程變變好好；；大約約2/3的的點(diǎn)點(diǎn)應(yīng)應(yīng)落落在在μμ±±σσ區(qū)區(qū)域域內(nèi)內(nèi)；；連續(xù)續(xù)的的3點(diǎn)點(diǎn)、、7點(diǎn)點(diǎn)或或10點(diǎn)點(diǎn)中中至至少少有有2點(diǎn)點(diǎn)、、3點(diǎn)點(diǎn)或或4點(diǎn)點(diǎn)落落在在μμ±±2σσ之之外外；；連續(xù)續(xù)的的11點(diǎn)點(diǎn)、、14點(diǎn)點(diǎn)、、17點(diǎn)點(diǎn)或或20點(diǎn)點(diǎn)中中至至少少有有10點(diǎn)點(diǎn)、、12點(diǎn)點(diǎn)、、14點(diǎn)點(diǎn)或或16點(diǎn)點(diǎn)在在中中心心線線一一側(cè)側(cè)。。局部部措措施施和和系系統(tǒng)統(tǒng)措措施施1局部部措措施施通常常用用來來消消除除變變差差的的特特殊殊原原因因通常常由由與與過過程程直直接接相相關(guān)關(guān)的的人人員員實(shí)實(shí)施施通常?？煽杉m糾正正大大約約15%的的過過程程問問題題2對(duì)系系統(tǒng)統(tǒng)采采取取措措施施通常常用用來來消消除除變變差差的的普普通通原原因因幾乎乎總總是是要要求求管管理理措措施施，，以以便便糾糾正正大約約可可糾糾正正85%的的過過程程問問題題

1、分析過程2、維護(hù)過程本過程應(yīng)做什么？監(jiān)控過程性能會(huì)出現(xiàn)什么錯(cuò)誤？查找變差的特殊原因并本過程正在做什么？采取措施。達(dá)到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)？確定能力計(jì)劃實(shí)施計(jì)劃實(shí)施措施研究措施研究計(jì)劃實(shí)施

3、改進(jìn)過程措施研究改進(jìn)過程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差過程程改改進(jìn)進(jìn)循循環(huán)環(huán)Xbar-R圖圖：：過過程程改改進(jìn)進(jìn)對(duì)控控制制圖圖上上出出現(xiàn)現(xiàn)的的異異常常進(jìn)進(jìn)行行原原因因分分析析，，提提出出并并采采取取糾糾正正和和預(yù)預(yù)防防措措施施，，重重新新計(jì)計(jì)算算控控制制限限在在重重新新計(jì)計(jì)算算控控制制限限時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)去去掉掉措措施施采采取取前前的的數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)；；不斷斷發(fā)發(fā)現(xiàn)現(xiàn)異異常常原原因因并并采采取取措措施施，，對(duì)對(duì)過過程程持持續(xù)續(xù)改改進(jìn)進(jìn)，，直直至至Cpk≥1.33。。持續(xù)續(xù)改改進(jìn)進(jìn)過程程能能力力指指數(shù)數(shù)過程程能能力力是是指指過過程程的的加加工工質(zhì)質(zhì)量量滿滿足足技技術(shù)術(shù)標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的的能能力力。。常常用用過過程程能能力力指指數(shù)數(shù)用用Cp或Cpk表示示，，通通常常要要求求Cp或Cpk≥1.33。。過程程能能力力指指數(shù)數(shù)注：：T為為公公差差范范圍圍，，M為為公公差差中中心心雙側(cè)公差只有上限要求只有下限要求過程程能能力力指指數(shù)數(shù)QS9000中中Cpk的計(jì)計(jì)算算方方式式：：上限限能能力力指指數(shù)數(shù)：：下限限能能力力指指數(shù)數(shù)：：過程程能能力力指指數(shù)數(shù)：：Cpk和Ppk名稱σ的估計(jì)方法取樣方法Cpk穩(wěn)定過程的能力指數(shù)包含所有過程Ppk初始過程能力指數(shù)允許集中取樣過程程能能力力指指數(shù)數(shù)CpCpk0.330.671.001.331.672.000.3366.3688484.13484.13484.1344784.134470.6795.4597.72297.72597.7249997.724991.0099.7399.86599.8650199.865011.3399.99499.9968399.996831.6799.9999499.999972.0099.9999998Cp和和Cpk聯(lián)聯(lián)合合應(yīng)應(yīng)用用時(shí)時(shí)的的產(chǎn)產(chǎn)品品合合格格率率%：：設(shè)備備能能力力指指數(shù)數(shù)Cmk何時(shí)時(shí)應(yīng)應(yīng)用用Cmk指數(shù)數(shù)新機(jī)機(jī)器器驗(yàn)驗(yàn)收收時(shí)時(shí)機(jī)器器大大修修后后新產(chǎn)產(chǎn)品品試試產(chǎn)產(chǎn)時(shí)時(shí)產(chǎn)品品不不合合格格追追查查原原因因時(shí)時(shí)在設(shè)設(shè)備備和和模模具具結(jié)結(jié)合合在在一一起起考考慮慮時(shí)時(shí)控制制圖圖及及Cpk實(shí)實(shí)際際操操作作控制制圖圖及及Cpk實(shí)實(shí)際際操操作作一零零件件的的寬寬度度要要求求為為20±±0.5，，在在生生產(chǎn)產(chǎn)中中對(duì)對(duì)它它進(jìn)進(jìn)行行SPC控控制制，，每每隔隔一一小小時(shí)時(shí)取取樣樣5件件，，用用游游標(biāo)標(biāo)卡卡尺尺測(cè)測(cè)得得25組組數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)如如文文件件所所示示。。用MiniTAB畫畫Xbar-R圖圖，，判判斷斷哪哪些些點(diǎn)點(diǎn)異異常常，，計(jì)計(jì)算算Cp和Cpk?？刂浦茍D圖及及Cpk實(shí)實(shí)際際操操作作控制圖及及Cpk實(shí)際操操作在福