控制圖（SPC統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制）

1統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制之什么是統(tǒng)計(jì)？“數(shù)據(jù)”通過(guò)“計(jì)算”產(chǎn)生出“有意義的情報(bào)”數(shù)據(jù)計(jì)算情報(bào)什么是有意義的情報(bào)？例1:拉力強(qiáng)度很好例2:拉力強(qiáng)度平均為5kg/cm2

例3:大多數(shù)產(chǎn)品的拉力強(qiáng)度在

5kg±0.6kg/cm2之內(nèi)例4:99.73%的產(chǎn)品其拉力強(qiáng)度在

5kg±0.6kg/cm2之內(nèi)4SPC的定義:統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制即SPC(StatisticalProcessControl),它是應(yīng)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)過(guò)程中的各個(gè)階段進(jìn)行監(jiān)控，從而達(dá)到保證與改進(jìn)質(zhì)量的目的。SPC強(qiáng)調(diào)全過(guò)程的預(yù)防為主?？刂茍D是SPC應(yīng)用的重要工具。

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(wèn)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。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(guò)程當(dāng)中，并發(fā)表了著名的“控制圖法”，對(duì)過(guò)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)。他有幾句名言：“在一切制造過(guò)程中所呈現(xiàn)出的變異有兩個(gè)分量。第一個(gè)分量是過(guò)程內(nèi)部引起的穩(wěn)定分量，即正常變異；第二個(gè)分量是可查明原因的間斷變異，即異常變異。”“那些可查明原因的變異可用有效方法加以發(fā)現(xiàn)，并可被剔去，但正常變異不會(huì)消失，除非改變基本過(guò)程。”“基本3σ限的SPC控制圖可以把正常變異與異常變異區(qū)分開來(lái)。SPC的產(chǎn)生SPC基本理念1.沒有兩樣?xùn)|西是完全一樣的---變異.2.產(chǎn)品或制程內(nèi)的變異是能被測(cè)量的.

變異的來(lái)源:人,

機(jī),料,法,環(huán),測(cè)3.由于異常原因引起的變異將導(dǎo)致正態(tài)分布的變形控制圖的作用1、貫徹預(yù)防原則的統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制重要工具。2、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。3、可以直接控制過(guò)程確保制程持續(xù)穩(wěn)定、可預(yù)測(cè)。1984年日本名古屋工業(yè)大學(xué)調(diào)查了115家日本各行各業(yè)的中小型工廠，發(fā)現(xiàn)平均每家工廠采用137張管制圖。我們不追求管制圖數(shù)量的多少，但使用管制圖的張數(shù)在某種意義上反映了管理現(xiàn)代化、科學(xué)化的程度。因?yàn)楣苤茍D越多，受控制的因素就越多，參與科學(xué)控制的人就越多，組織的質(zhì)量意識(shí)就越強(qiáng)。直方圖:

用橫坐標(biāo)表示測(cè)量值的分組范圍,縱坐標(biāo)表示各范圍內(nèi)出現(xiàn)的測(cè)量值個(gè)數(shù),各組的數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)頻數(shù)）用直方柱的高度表示,這樣就作出了直方圖。

數(shù)理統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)組號(hào)分組界限組中值頻數(shù)（數(shù)據(jù)個(gè)數(shù)）頻數(shù)12345678942.265~42.28542.285~42.30542.305~42.32542.325~42.34542.345~42.36542.365~42.38542.385~42.40542.405~42.42542.425~42.44542.27542.29542.31542.33542.35542.37542.39542.41542.435合計(jì)100測(cè)量100個(gè)零件尺寸，對(duì)所得100個(gè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分組，并統(tǒng)計(jì)每組中包含數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)，如下：2818222714621直方圖:42.44542.265長(zhǎng)度3020100頻數(shù)正態(tài)分布中間高兩過(guò)低左右對(duì)稱正態(tài)分布的特征 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過(guò)程控制工具。它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過(guò)程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。當(dāng)過(guò)程僅受隨機(jī)因素影響時(shí)，過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（簡(jiǎn)稱受控狀態(tài)）；當(dāng)過(guò)程中存在系統(tǒng)因素的影響時(shí)，過(guò)程處于統(tǒng)計(jì)失控狀態(tài)（簡(jiǎn)稱失控狀態(tài)）。由于過(guò)程波動(dòng)具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，當(dāng)過(guò)程受控時(shí)，過(guò)程特性一般服從穩(wěn)定的隨機(jī)分布；而失控時(shí)，過(guò)程分布將發(fā)生改變。SPC正是利用過(guò)程波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性對(duì)過(guò)程進(jìn)行分析控制的。因而，它強(qiáng)調(diào)過(guò)程在受控和有能力的狀態(tài)下運(yùn)行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。SPC技術(shù)原理控制圖原理簡(jiǎn)介（

3σ原理）表1-1正態(tài)分布N(μ，σ2)的概率特性界限界限內(nèi)的概率界限外的概率μ±0.67σμ±1σμ±1.96σμ±2σμ±2.58σμ±3σμ±4σ50.00%68.26%95.00%95.45%99.00%99.73%99.9937%50.00%31.74%5.00%4.55%1.00%0.27%0.0063%當(dāng)過(guò)程僅含正常變異時(shí)，過(guò)程輸出的質(zhì)量特性X呈正態(tài)分布N(μ，σ2)，其中μ（X）為正態(tài)均值，σ為標(biāo)準(zhǔn)差。在與已知時(shí)，正態(tài)分布的概率特性可用1-1表和1-1圖說(shuō)明。休哈特博士建議用±3σ界限作為控制限來(lái)管理過(guò)程。這意味著：在1000個(gè)產(chǎn)品中若有不超過(guò)2.7個(gè)不合格品出現(xiàn)(概率0.0027)，就認(rèn)為該過(guò)程的變異屬正常變異；若有更多個(gè)不合格品出現(xiàn)，就認(rèn)為該過(guò)程的變異屬異常變異。表1-1正態(tài)分布N(μ，σ2)的概率特性16為了方便在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)使用和及時(shí)記錄質(zhì)量變異情況，休哈特博士建議正態(tài)分布圖及其控制限μ±3σ同時(shí)轉(zhuǎn)90并以橫軸為時(shí)間或編號(hào)，以縱軸過(guò)程參數(shù)(均值、標(biāo)準(zhǔn)差)，并在μ±3σ處引出兩條水平線(用虛線表示)，這樣就形成一張SPC控制圖(圖1-2)。圖上三條水平線各有一個(gè)名稱：控制圖原理：98°控制圖原理：⊙中心線(CL)，對(duì)應(yīng)均值μ；⊙上控制限(UCL)，對(duì)應(yīng)μ+3σ；⊙下控制限(LCL)，對(duì)應(yīng)μ-3σ。在現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，先規(guī)定一個(gè)時(shí)間間隔(如1小時(shí)、2小時(shí)等)，然后按時(shí)抽取一個(gè)樣本，測(cè)量樣本中每個(gè)樣品的質(zhì)量特性，計(jì)算其平均值。最后把計(jì)算結(jié)果點(diǎn)在SPC控制圖上，如此不斷。若無(wú)異常變異，可認(rèn)為過(guò)程受控；若有異常變異，則認(rèn)為過(guò)程失控；這時(shí)要查找原因，采取適當(dāng)行動(dòng)，及時(shí)糾正，使過(guò)程恢復(fù)受控狀態(tài)。一組重要的統(tǒng)計(jì)概念計(jì)數(shù)型數(shù)值與計(jì)量型數(shù)值平均值、中位數(shù)極差、標(biāo)準(zhǔn)差兩種變異：偶然原因、異常原因計(jì)數(shù)型數(shù)值和計(jì)量型數(shù)值平均值（Xbar或X）極差（R)，組距作用:表明數(shù)據(jù)之間的離散程度中位數(shù)（X）=X(n+1)/2[n為奇數(shù)]Xn/2+Xn/2+1[n為偶數(shù)]2標(biāo)準(zhǔn)差σ

（Sigma)標(biāo)準(zhǔn)差

總體標(biāo)準(zhǔn)差=

樣本標(biāo)準(zhǔn)差=通常用樣本標(biāo)準(zhǔn)差近似的估計(jì)為總體標(biāo)準(zhǔn)差標(biāo)準(zhǔn)差的意義：一組數(shù)中各單個(gè)值與總體平均數(shù)之間的平均離差，說(shuō)明改組數(shù)的離散程度

特殊原因一種間斷性的，不可預(yù)計(jì)的，不穩(wěn)定的變差來(lái)源。有時(shí)被稱為可查明原因，存在它的信號(hào)是：存在超過(guò)控制線的點(diǎn)或存在在控制線之內(nèi)的鏈或其他非隨機(jī)性的情形。普通原因造成變差的一個(gè)原因，它影響被研究過(guò)程輸出的所有單值；在控制圖分析中，它表現(xiàn)為隨機(jī)過(guò)程變差的一部分。普通原因與特殊原因

偶然原因

(偶然性,不易識(shí)別,不易消除,大量的)

如：刀具的正常磨損,以及操作者細(xì)微的不穩(wěn)定等.其對(duì)品質(zhì)變異起著細(xì)微的作用,是正常的，它的存在決定了產(chǎn)品品質(zhì)數(shù)據(jù)的穩(wěn)態(tài)分布。

(可以容許的偏差)

異常原因（系統(tǒng)性,易識(shí)別,可以消除）

如:設(shè)備的不正確調(diào)整,刀具的嚴(yán)重磨損,操作者偏離操作指導(dǎo)等.---其對(duì)品質(zhì)變異影響程度大,生產(chǎn)失控,為異常原因

(不可以容許的偏差→要排除)兩種變異變差（波動(dòng)）的普通原因與特殊原因的區(qū)別分類：使用控制圖的兩個(gè)階段過(guò)程分析階段（初始能力研究）過(guò)程監(jiān)控階段分析用控制圖與控制用控制圖●分析用控制圖應(yīng)用控制圖時(shí)，首先將非穩(wěn)態(tài)的過(guò)程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，用分析控制圖判斷是否達(dá)到穩(wěn)態(tài)。確定過(guò)程參數(shù)特點(diǎn)：

1、分析過(guò)程是否為統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)

2、過(guò)程能力指數(shù)是否滿足要求？●控制用控制圖等過(guò)程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，延長(zhǎng)控制圖的控制線作為控制用控制圖。應(yīng)用過(guò)程參數(shù)判斷控制圖類型（數(shù)據(jù)類型分類）計(jì)量型數(shù)據(jù)X-R均值和極差圖計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)Pchart不合格品率控制圖X-δ均值和標(biāo)準(zhǔn)差圖nPchart不合格品數(shù)控制圖X-R中位值極差圖Cchart缺陷數(shù)控制圖X-MR單值移動(dòng)極差圖

Uchart單位缺陷數(shù)控制圖注：我們常用的是計(jì)量型控制圖。它的最大優(yōu)點(diǎn)靈敏度高，往往在真正造成不合格品之前已經(jīng)及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，采取糾正措施。計(jì)量型控制圖常用的又有兩種：一種是均值極差圖(X-R控制圖)，一種是移動(dòng)極差圖(X-MR控制圖)。計(jì)量型與計(jì)數(shù)型管制圖的比較

計(jì)量值

計(jì)數(shù)值

優(yōu)點(diǎn)

1）數(shù)據(jù)靈敏，容易調(diào)查真因。2）可及時(shí)反應(yīng)不良，使品質(zhì)穩(wěn)定

。1）所需數(shù)據(jù)可用簡(jiǎn)單方法獲得。2）對(duì)整體品質(zhì)狀況之了解較方便。

缺點(diǎn)

1）抽樣頻度較高，費(fèi)時(shí)麻煩。(2)

數(shù)據(jù)須測(cè)定，且再計(jì)算，須有訓(xùn)練之人方可勝任。

1）1）無(wú)法尋得不良真因。2）及時(shí)性不足、易延誤時(shí)機(jī)。

31管制圖選定資料性質(zhì)?資料是不良數(shù)還是缺點(diǎn)數(shù)?單位大小是否一定?N是否一定?樣本數(shù)N≧2?中心線CL之性質(zhì)?N是否較大?X-σ圖X-R圖X-R圖X-Rm圖pn圖p圖C圖u圖計(jì)量值計(jì)量值缺點(diǎn)數(shù)不一定一定不一定一定N=1N≧2XN=2~5N≧10不良數(shù)管制圖選定原則控制圖的應(yīng)用：目前廠內(nèi)控制圖的應(yīng)用主要在加工部份，且只有重要特性尺寸才用控制圖控制，所以我們采用操作簡(jiǎn)便、靈敏度又高的均值和極差圖。負(fù)責(zé)人：SPC工程師、SPC執(zhí)行人員。下面只對(duì)均值和極差圖的應(yīng)用作下講解：33一、現(xiàn)場(chǎng)作SPC人員應(yīng)具備的條件：1、

必須熟知所要做SPC產(chǎn)品的作業(yè)基準(zhǔn)書的要求；2、

量檢具的正確使用，保證測(cè)量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確；3、

控制圖會(huì)描點(diǎn)連線，異常情況會(huì)判定；4、

與人員的溝通與協(xié)調(diào)能力；5、

處理事情的及時(shí)性與有效性。控制圖的樣式：35數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線

現(xiàn)場(chǎng)SPC執(zhí)行人員按照《加工檢查基準(zhǔn)書》的檢頻抽取樣本（注：樣本，即指抽取測(cè)量的工件）。對(duì)于《X-R控制圖》（單值極差圖），一般取樣本數(shù)為2-5；36數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線

對(duì)抽取的樣本進(jìn)行測(cè)量，并將測(cè)量的數(shù)據(jù)記錄在控制圖上；37數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線

–計(jì)算（X—R圖）數(shù)據(jù)收集將測(cè)量的數(shù)據(jù)依次填入下表求和sum=x1+x2+x3+…+xn求平均值X=x1+x2+x3+…+xn/n求極差值R=Xmax-Xmin

38數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線

（X—R圖）將極差值描在此圖上平均值描在此圖上點(diǎn)與數(shù)據(jù)對(duì)齊39數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線

（X—MR圖）求移極差值R=Xn+1-Xn將移動(dòng)極差描在次圖上描在此圖上數(shù)據(jù)收集將測(cè)量的數(shù)據(jù)依次填入下表40數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線注意事項(xiàng)：

①、在作成處簽上作SPC人員之名字；②對(duì)于抽取的樣本，若檢測(cè)合格，則此工件可隨流水線流入下一工序。否則，應(yīng)立即通知加工現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)人員，并報(bào)告現(xiàn)場(chǎng)主管及品質(zhì)主管，分析原因，進(jìn)行改善。41數(shù)據(jù)收集及描點(diǎn)連線注意事項(xiàng)：③、必須保證所檢測(cè)數(shù)據(jù)真實(shí)、準(zhǔn)確，嚴(yán)禁數(shù)據(jù)造假；④、計(jì)數(shù)時(shí)的疑難解答：抽取的樣本檢測(cè)后，若發(fā)現(xiàn)不合格品或接近上、下限或判定為異常的，應(yīng)按實(shí)際值進(jìn)行描點(diǎn)，并請(qǐng)分析人員把現(xiàn)場(chǎng)分析原因及措施填寫在控制圖上。42⑤控制圖的背面填寫事件日志（事件日志也可單獨(dú)列出）；43過(guò)程控制

三條判穩(wěn)原則：如果SPC滿足下列情形之一，則過(guò)程是穩(wěn)定的。①、連續(xù)25個(gè)點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)＝0，超出規(guī)格概率是0.0654②、

連續(xù)35個(gè)點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)＜＝1，超出規(guī)格概率是0.0041③、

連續(xù)100個(gè)點(diǎn)，界外點(diǎn)數(shù)＜＝2，超出規(guī)格概率是0.002644過(guò)程控制

異常情況的判定依據(jù)（八大判異原則）

：①、

超出控制限的點(diǎn)②、

連續(xù)6上升或下降③、

連續(xù)7點(diǎn)在中心線之上或之下

④、

連續(xù)14點(diǎn)交替上下變化⑤2/3的點(diǎn)距中心線的距離超過(guò)2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（同一側(cè)）⑥4/5的點(diǎn)距中心線的距離超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（同一側(cè)）⑦連續(xù)15個(gè)點(diǎn)排列在中心線1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)（任一側(cè)）⑧連續(xù)8點(diǎn)距中心線的距離大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（任一側(cè)）45過(guò)程控制異常情況①、

超出控制限的點(diǎn)異常概率：0.002746過(guò)程控制異常情況②連續(xù)6上升或下降異常概率：0.0027847過(guò)程控制異常情況

③連續(xù)7點(diǎn)在中心線之上或之下異常概率：0.015348過(guò)程控制異常情況④連續(xù)14點(diǎn)交替上下變化異常概率：0.00449過(guò)程控制異常情況⑤2/3的點(diǎn)距中心線的距離超過(guò)2個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（同一側(cè)）

異常概率：0.00304850過(guò)程控制異常情況⑥4/5的點(diǎn)距中心線的距離超過(guò)1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（同一側(cè)）

異常概率：0.00533151過(guò)程控制異常情況⑦連續(xù)15個(gè)點(diǎn)排列在中心線1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差范圍內(nèi)（任一側(cè)）

異常概率：0.0032652過(guò)程控制異常情況⑧連續(xù)8點(diǎn)距中心線的距離大于1個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差（任一側(cè)）

異常概率：0.00010353過(guò)程控制對(duì)于出現(xiàn)上述任何異常，應(yīng)將工件保留及時(shí)找現(xiàn)場(chǎng)主管分析原因，加以調(diào)整，并將原因和對(duì)策寫在控制圖上。（注意：簽名和日期）54過(guò)程控制

注意事項(xiàng)：①、測(cè)量工件時(shí)，由于有些工件個(gè)別尺寸有大有小，需注意測(cè)量方法的一致性，包括習(xí)慣性動(dòng)作，有標(biāo)準(zhǔn)的一定要執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)55過(guò)程控制注意事項(xiàng)：

②、出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，一定要及時(shí)反饋（5分鐘以內(nèi)）；③同一尺寸必須用同一檢具，測(cè)同一方向。④測(cè)量結(jié)果出來(lái)后，一定要在30分鐘內(nèi)把數(shù)值及點(diǎn)描記在SPC圖上；56過(guò)程偏移（修改控制限）57過(guò)程偏移（修改控制限）5859控制圖的背面填寫事件日志（事件日志也可單獨(dú)列出）60