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1、统计过程控制 STATISTICALPROCESSCONTROL SPC 研讨交流提高本次培训班的内容1 为什么要学习SPC2 认识SPC3 统计学基础4 控制图原理5 判断过程异常的准则6 SPC推行的具体步骤7 过程能力分析 SPC 1 为什么要学习SPC什么是质量 品管方法历程SPC的前景由产品控制到过程控制的进步SPC系统过程形式产品控制对比过程控制持续改进 SPC 一组固有特性满足要求的程度 质量最重要的是 要求包括 等 为了获得高质量的产品和服务 主动的公司事先必须 1 2品管方法历程 质量控制发展的主要阶段 计算机统计技术使手工分析的统计方法产生了飞跃 SPC 1 2 3 4 5
2、 6 3 4 233 6 210 66 807 300 800 690 000 SPC 一般公司 世界级公司 产品检验 品管七手法 试验计划与制程结合 试验计划与设计结合 5S QCC ISO9001 2000 产品管制 制程管制 产品管制最佳化 设计管制最佳化 管理改善 PDCA 一般公司3 改善 技术改善 MAIC 世界级公司6 改善 方法 管制 1 2品管方法与管制 1 3SPC的背景美国W A Shewhart博士于1924年发明管制图 开启了统计品管的新时代 经验时代 的结束如果工作经验对产品品质有举足轻重影响 例如 手工裁缝 那么SPC就没有太多发挥的空间 相反地 如果某一公司开始
3、将经验加以整理 而纳入设备 制程或系统时 也就是说 该公司开始宣告 经验时代 将要结束 那么SPC的导入时机就自然成熟了 ISO9000品保体系的要求 ISO 9000 要求客户提供合格的产品 只有稳定而一贯的 过程 与 系统 才能保证长期做出合格的产品 然而 如何评审此一贯 过程 与 系统 仍然稳定的存在呢 这必须依赖SPC来发挥功能 SPC SPC 1 5SPC系统 SPC 1 6一个简单的过程 人机料法环 我们工作的方法资源的融合 产品或服务 顾客满意 输入 转换 输出 SPC 1 6过程 Process 品质的源头 SPC的焦点 过程的起伏变化是造成品质变异的主要根源 而品质变异的大小
4、才是决定产品优劣的关键 这种因果关系 可进一步表示如下 过程条件起伏 品质变异 产品优劣 因 果 因 果 结论 过程是SPC的焦点 1 6不良品检测过程 SPC 1 6预防不良品 SPC 1 7产品控制对比过程控制 产品控制 过程控制 保持产品特性在公差范围内 以变量最小为目标满足质量标准 控制图 统计工具 实现目标 改进策略 理念性的目标 抽样验收 保持产出产品的质量 保持质量和生产力的持续改进 防止不合格件的产生 检验并抑制不合格品 SPC 1 8持续改进 持续改进 顾客满意 SPC 2 认识SPC 什么是SPCSPC的特点质量统计技术的作用 SPC SPC是英文StatisticalPr
5、ocessControl统计过程控制的缩写 是应用统计技术绘控制图对生产过程进行监控 最初的控制图概念于1924年由美国的休哈特博士提出 这种方法自第二次世界大战后 在工业中已得到了广泛的应用 特别是1980年后在日本和美国 控制图能用于单独的质量改进的方法 SPC理论认为生产过程中产品质量的缺陷是由偶然因素与异常原因造成 根据控制图的规律从而发现生产过程的异常及时报警 以便采取措施消除异常 恢复过程的稳定 达到保证和提高质量的目的 SPC基础知识 ISO8258制定控制图标准 GB T常规控制图 质量统计技术的作用 SPC的特点 SPC是全系统的 全过程的 要求全员参与 人人有责这点与全面质
6、量管理的精神完全一致 SPC强调用科学方法 主要是统计技术 尤其是控制图理论 来保证全过程的预防 SPC不仅用于生产过程 而且用于服务过程和一切管理过程 SPC强调预防 防患于末然是SPC的宗旨 3 统计学基础 定义常用统计技术工具主要统计学名词示例 定义 1 什么是SPC SPC StatisticalProcessControl 统计过程控制 含义 利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控 从而达到保证产品质量的目的 统计技术 数理统计方法 2 SPC的作用预防 判断过程的异常 及时告警 3 SPC的缺点不能告知异常是由什么因素引起的和发生于何处 即不能进行诊断 基础知识 1 直方图分组 统
7、计 作直方图具体步骤1 找出最大值和最小值 确定数据分散宽度数据分散宽度 最大值 最小值 2 确定组数k n3 确定组距h 最大值 最小值 组数 基础知识 1 直方图4 确定各组的边界第一组的组下限 最小值 最小测量单位的一半第一组的组上限 第一组的组下限 组距 第二组的组下限第二组的组上限 第二组的组下限 组距 第三组的组下限 依此类推 5 确定各组的频数6 作直方图7 对直方图的观察 特点 中间高 两头低 左右对称 基础知识 2 正态分布 NormalDistribution 当抽取的数据个数趋于无穷大而区间宽度趋向于0时 外形轮廓的折线就趋向于光滑的曲线 即 概率密度曲线 特点 面积之和
8、等于1 fN x 2 1 2 exp x 2 2 2 两个重要的参数 mu 位置参数和平均值 meanvalue 表示分布的中心位置和期望值 sigma 尺度参数 表示分布的分散程度和标准偏差 standarddeviation 基础知识 2 正态分布 NormalDistribution 两个参数的意义 mu 反映整体的综合能力 sigma 反映实际值偏离期望值的程度 其值越大 表示数据越分散 它们之间是互相独立 质量管理中的应用不论 与 取值如何 产品质量特性落在 3 3 范围内的概率为99 73 落在 3 3 范围外的概率为1 99 73 0 27 落在大于 3 一侧的概率为0 27 2
9、 0 135 1 第二章控制图原理 六 第二章控制图原理 六 第二章控制图原理 六 第二章控制图原理 六 4 控制图基础知识 1 控制限的确定上控制限 UCL 3 中心线 CL 下控制限 LCL 3 2 控制图原理的两种解释第一种解释 点出界就判异 小概率事件原理 小概率事件实际上不发生 若发生即判异常 控制图就是统计假设检验的图上作业法 第二种解释 要抱西瓜 不要抓芝麻 质量波动的原因 必然因素 偶然因素 异常因素 必然因素 始终存在 对质量影响微小 难以消除 是不可避免的 偶然因素 有时存在 对质量影响很大 不难消除 是可以避免的 休哈特控制图的实质就是区分必然因素与偶然因素的 控制限就是
10、区分必然波动与偶然波动的科学界限 第二章控制图原理 六 第二章控制图原理 七 3 预防原则26字真经点出界就判异 查出异因 采取措施 保证消除 不再出现 纳入标准 第二章控制图原理 八 4 使用控制图应考虑的问题a 控制图用于何处 b 如何选择控制对象 c 怎样选择控制图 d 如何分析控制图 e 点出界或违反其他准则的处理 f 控制图的重新制定 g 控制图的保管问题 第四章质量诊断理论 五 过程能力指数的定义a 过程能力过程的加工质量满足技术标准的能力 是衡量加工内在一致性的标准 决定于质量因素人 机 料 环 法 与公差无关 稳态时 99 73 的产品落在 3 3 范围内 因此将过程能力PC定
11、义为 PC 6 b 生产能力加工数量方面的能力 c 过程能力指数 Cp过程能力满足产品技术标准 产品规格 公差 的程度 第四章质量诊断理论 六 双侧规格情况的过程能力指数T 技术规格的公差幅度 TU TL 规格上 下限 总体标准差 s 样本标准差Cp T 6 TU TL 6 TU TL 6s当T 6 Cp 1 这时候既满足技术要求又很经济 第四章质量诊断理论 七 过程能力指数的评价标准 第四章质量诊断理论 八 有偏移情况的过程能力指数定义分布中心 与公差中心M的偏移为 M 与M的偏移度K为 K T 2 2 T Cpk 1 K Cp 1 K T 6 1 K T 6s 本软件包括质量管理常用的统计
12、工具 SPC控制图1 均值极差控制图2 均值标准差控制图3 中位数极差控制图4 移动极差控制图 5 不合格品率控制图6 不合格品数控制图7 单位缺陷数控制图8 缺陷数控制图 二 直方图三 排列图四 散布图五 波动图六 过程能力指数 每一种类型的控制图又有两种不同的情形 标准值为规定的要求或目标值标准值给定控制图为控制用控制图标准值未给定控制图为分析用控制图 1 常规控制图的类型 常规控制图主要有两种类型 计量控制图 计数控制图 标准值未给定 标准值给定 GB T4091 2001常规控制图 2 计量控制图和计数控制图的类型 计量值控制图 平均值 图与极差 R 或标准差 s 图 单值 X 图与移
13、动极差 R 图 中位数 Me 图与极差 R 图 以上控制图适用于计量值 如长度 重量 时间 强度等质量特性值的分析和控制 计数值控制图 不合格品率 p 图或不合格品数 np 图 不合格数 c 图或单位产品不合格数 u 图 以上控制图适用计数值 1 2 3 4 1 2 指1 2 3 如 不合格品数 缺陷数及事故的件数 3 基本概念 n子组大小 单个子组中子组观测值的个数k子组数X质量特性的观测值 可用X1 X2 X3 表示单个观测值 子组平均值的平均值 n k X1X2X3X4X5 如2345644444 Me子组中位数 对于一组升序或降序排列的n个子组观测值X1 X2 Xn 当n为奇数时 中位
14、数等于该组数中间的那个数 当n为偶数时 中位数等于该组数中间两个数的平均值 子组中位数的平均值 25 0 25 3 25 4 25 6 25 5 例 n 5为奇数 Me 25 4 数据为25 0 25 4 25 5 25 6 时 n 4为偶数 R子组极差 子组观测值中的极大值与极小值之差 R Xmax Xmin 注1 在单值图情况下 R代表移动极差 即两个相邻观测值的差值的绝对值 如 X1 X2 X2 X3 等等 子组极差的平均值 S标准差 用于研究数据的分散程度 为什么要研究数据的离散程度 示例 如果你想过河 有人只告诉你河的平均深度是2米 你是否还想知道它的变化范围 如 0 7米 s标准差
15、计算公式 25 0 25 3 25 4 25 6 25 5 例 0 2302 p子组不合格品率p 子组中的不合格品数 子组大小 所有子组中的不合格品数 被检产品总数c子组不合格数 所有子组不合格数的平均值 np子组不合格品数 如 一块线路板上有3个不合格的点c 3 SPC示例 用途学习诊断 评估过程的稳定性 学习控制 决定某一过程何时需要调整 何时需要保持原有状态 学会确认 确认某一过程的改进 单位 1 5米 u子组单位产品不合格数 2 1选定控制项目 选择对质量特性有重要影响的特性作为控制项目 3数据分组 数据按采集顺序排列 每组为n个样本 分成k组 n最好取4 5个样本 步骤 2搜集数据
16、采用抽样的方法选取最近生产的数据至少100个以上 均值 极差图 01 示例 标准值给定控制图 某茶叶出口商 希望对包装的过程进行控制 使每包茶叶的平均重量为x0 100 6g 根据以往的包装过程 估计 1 4 0 收集数据 图公式 R图公式 UCL 100 6 1 342 1 4 102 479gCL 100 6gLCL 100 6 1 342 1 4 98 721g 图 R图 UCL 4 918 1 4 6 885gCL 2 326 1 4 3 256gLCL 0 1 4 0 控制界限计算 手工计算 用计算机绘制图形 连续12个点低于中心线 连续12个点高于中心线 结论 控制图表明 该过程对于预期的过程水平失控 标准值未给定控制图 示例 02 某种插塞外径的测量值 每隔半小时取4个观测值 总共20个子组 规定的上容差限为0 219dm 下容差限为0 125dm 目标是评估过程性能 并控制过程位置和离散程度 从而使过程满足规范要求 数据 手工计算 查表 标准 R图的控制界限 中心线 0 0287UCL 2 282 0 0287 0 0655LCL 0 0 0287不标出LCL 如果是手
