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1、6Sigma工具培训教材之CPK SPC Page2 目录 过程能力分析Cp CpkPp PpkZ值DPPM控制图基本概念控制图的建立HDDOnlineSPC控制计划 Page3 过程能力分析 什么叫过程能力过程能力以往也称为工序能力 指过程加工质量方面的能力 它是衡量过程加工内在一致的 稳态的最小波动 过程处于稳态时 有99 73 的产品计量质量特性值落在u 3 的范围内 u 质量特性值的均值 质量特性值的标准差 一般用Cpk ProcessCapabilityIndex Cp来表示 Page4 过程能力分析 研究过程能力的目的 评估当前的过程表现预测产品的真实的品质水准量化管理寻找改善机会
2、比较改善前后效果过程能力指数Cp Cpk ProcessCapabilityIndex Pp Ppk ProcessPerformanceIndex Z值 Sigma水平 DPPM DefectPartsPerMillion 通常情况下常用Cpk来衡量过程能力的表现 Page5 Cpk的使用前提条件 Cpk的使用前提条件数据的总体来自某一正态分布 制程已经稳定 不存在特殊变异 如何判定制程是否稳定 要控制图连续25点都在控制界限内 如果不能连续25点都在控制界限内 则只能用Ppk 否则会高估制程能力而造成误判 常常和控制图一起来分析制程的表现 Page6 我们期望的过程改善 一切品质都具有它的
3、目标值 targetvalue 品质是与目标值的偏差越小越优秀从统计的角度看过程的表现 只有两个问题 中心偏移 过程中心值不在目标值上 离散 过程偏差太大 中心值偏移目标值 离散变大 Page7 我们期望的过程改善 Page8 过程能力指数 我们用什么表示过程能力的好坏 过程能力指数Cp Cpk ProcessCapabilityIndex Pp Ppk ProcessPerformanceIndex Z值 Sigma水平 DPPM DefectPartsPerMillion Page9 过程能力中数据类型 Page10 长期 短期过程能力 经验上 长期过程与短期过程存在1 5sigma左右的
4、偏移 Page11 长期过程能力和短期过程能力指数 有偏移长期过程能力指数 Ppk 无偏移下单侧长期过程能力指数 Ppl 无偏移上单侧长期过程能力指数 Ppu 无偏移长期过程能力指数 Pp 有偏移短期过程能力指数 Cpk 无偏移下单侧短期过程能力指数 Cpl 无偏移上单侧短期过程能力指数 Cpu 无偏移短期过程能力指数 Cp 计算公式 名称 符号 Page12 Cpk和Ppk的差别 Cpk是短期过程能力的计算 仅仅包括普通原因引起的过程变异 Ppk是长期过程能力 包括普通原因和特殊原因引起的过程变异Cpk的计算是假设过程处于受控制状态的 因此用于对过程能力的预测 Ppk的计算是过程没有处于受控
5、制状态的 是过程能力的实际表现 计算Cpk中的sigma是组内差异 Ppk中的sigma总的差异 组内和组间差异 Page13 过程能力指数 Cp 这里的 是 组内变异 短期过程变异 or Page14 过程能力指数 Cp 哪一个流程更好 两个流程的Cp是一样的吗 Cp能代表我们的流程吗 Page15 短期过程能力指数 Cpl Cpu Cpk 一般 pk目标值要大于 Page16 不合格率 DPPM sigma水平与Cp的关系 Page17 长期过程能力指数 Ppl Ppu Ppk Page18 不合格率 Z值的关系 P1 p2 假定Z 1 52 在正态曲线下超过1 52的部分就是缺陷产生的概
6、率Z值是过程能力的量度 经常被称为过程的sigma 不要与过程的标准偏差混淆 缺陷概率p 0 0643 Z值 1 52 u 0 z 1 Page19 Minitab能力分布计算 操作路径 Stat QualityTools CapabilityAnalysis Normal 选择数据列 输入分组大小 如果数据分布在各个行中 则选择各行 上规格界限下规格限历史平均值 可选 历史标准差 可选 Page20 Minitab能力分布计算 StDev Within 是每个子组的平均标准差StDev Overall 是所有数据的标准差 Page21 Pp Cp Cpk值的判定原则 Cpk值的判定原则 CP
7、K 1 00 工序能力严重不足 1 00 CPK 1 33 工序能力稍显不足 1 33 CPK 1 67 工序能力足够 1 67 CPK 2 00 工序能力充足 CPK 2 00 工序能力过剩 Page22 脑力 Cp Cpk的计算有什么不同 Cp Cpk Pp Ppk有什么不同 怎样评估短期和长期过程能力 计算下列数据的Cp Cpk Cpu Cpl Galaxy3x的关键参数GL的标准是1 9 2 9g 收集一些数据计算出均值Xbar 2 52 Sigma 0 1 计算以下过程能力指标的值Cp Cpu Cpl Cpk Page23 统计过程控制 SPC StatisticalProcessC
8、ontrol 统计过程控制 Page24 目录 关于SPC的基本概念 过程普通原因和特殊原因SPC基本原理X S图的绘制与使用SPC样本计算 Page25 SPC的基本概念 SPC StatisticalProcessControl 用统计的方法去分析制程中的特性 来控制制程的变异 基于控制图原理 3 原理 数据来自正态分布N u 2 SPC的目的控制制程达到受控制的状 做到预防问题的发生 减少浪费 SPC的来源控制图于1924年由美国品管大师W A Shewhart博士发明 因为其用法简单而且效果显著 人人能用 到处可用 遂成为实施品质制程管制时不可缺少的主要工具 数据来自正态分布 Page
9、26 SPC的基本概念 SPC的对象 过程 不是产品过程输入 处理 输出过程指标 材料 人员 机器 操作方法 环境等 过程的特点过程一直处于变化中过程中变差的两个趋势集中趋势 平均值离散趋势 sigma过程中变差的两个原因普通原因 它对产品质量影响较小 在技术上难以消除 在经济上也不值得消除特殊原因系统原因 异常因素 造成的 它对产品质量影响很大 但能够采取措施避免和消除 Page27 过程的分布分布可以通过以下因素来加以区分 位置 分布宽度 形状 SPC的基本概念 Page28 普通原因和特殊原因的区别 Page29 普通原因和特殊原因 范围 仅存在变差的普通原因 随着时间的推移 过程的输出
10、形成一个稳定的分布 存在变差的特殊原因 随着时间的推移 过程的输出不稳定 Page30 过程变化的两种状态及变异原因 正常变异 普通变异 普通原因 1 不可以排除 过程固有 2 可接受3 在控制中 异常变异 特殊变异 特殊原因 1 可以排除2 不可接受3 不在控制中 普通原因和特殊原因 Page31 控制图 SPC应用的工具 控制图控制图的作用 监控普通变异 识别特殊变异最常用的控制图 Xbar RChart Xbar SChartXbar R SChart的结构 由XbarChart R Schart组成每个图上有 中心线 CL CentralLine 上控制界限 UCL UpperCont
11、rolLine 下控制界限 LCL LowerControlLine 按时间顺序排列的样本统计量的数据序列UCL LCL CL是根据收集到的实际数据计算而得出的结果 公差界限 区分合格品与不合格品控制界限 区分正常波动与异常波动 Page32 控制图 Page33 SPC的原理 3 原则 当质量特性的随机变量x服从正态分布时 则x落在 3 的概率是99 73 根据小概率事件可以 忽略 的原则 如果出现超出 3 范围的x值 则认为过程存在异常 所以 在过程正常情况下约有99 73 的点落在在此控制线内 观察控制图的数据位置 可以了解过程情况有无改变 Page34 SPC的基本原理 Xbar RC
12、hart控制图原理 正态分布N u 2 Page35 SPC的基本原理 Xbar RChart控制图原理 正态分布3 原则 Page36 SPC的基本原理 两类错误 两类错误第 类错误 虚发警报 浪费人力物力第 类错误 漏发警报 错过改正的机会两类风险漏发报警 过程异常但没有报警 漏发报警的风险虚发报警 过程正常但出现报警 虚发报警的风险减少两类风险增大样本数量 Page37 SPC的基本原理 过程变化中限制的两类报警 Page38 SPC判稳准则 看过程是否处于稳定的状态 控制图的判异规则 SPC判异准则 适合sigma控制图的规则有rule1 rule4适合均值控制图的规则有rule1 r
13、ule8 Page39 控制图的判异规则 SPC判异规则对应的虚报警 Page40 控制图的判异规则 1 点超出控制限 2 连续9点在中心线同一侧 中心线同一侧的连续点 3 连续6点上升或下降 4 连续14点间断上升或下降 5 连续3点中有2点超过2sigma线 中心线同一侧 6 连续5点有4点在1sigma限外 同侧 Page41 控制图的判异规则 7 连续15点在1sigma线内 双侧 8 8点在1sigma线外 双侧 9 控制图上的点同时满足几条判异准则时 按照判异准则的排列顺序 只取最前面的一条判异准则 第9点处应该以 连续9点在中心线同一侧 报警 10 控制图上点的报警规则不受前一个
14、点报警的影响 第7点处应该以 连续3点中有2点超过2sigma线 继续报警 Page42 建立控制图 建立控制图的准备工作确定控制的参数 输入参数 输出参数产品参数 过程参数确定分组的方式 抽样频率 组内差异小 分线 分供应尚 分工装 1hour 2hours 4hours shift day 确定抽样方法代表性 组内差异小连续抽样 随机抽样确定抽样数量子组大小 SubgroupSize 子组数量 25 30组 确定测试方法和数据记录的方式 Page43 建立控制图 初步建立控制图选择样本 测试并记录数据 计算统计量 初步确定控制限 画图 Page44 分析控制图 分析控制图过程能力是否达到要
15、求 过程是否处于稳定受控状态 过程不稳定的原因是否已经查出并纠正 修正控制图剔除受异常因素影响的点 如有必要再收集一些数据 重新计算统计量 控制限 画图 重新分析控制图 过程能力指数Cpk公式 CPK min USL LSL 3 Cpk的一般原则CPK 1 00 工序能力严重不足1 00 CPK 1 33 工序能力稍显不足1 33 CPK 1 67 工序能力足够1 67 CPK 2 00 工序能力充足CPK 2 00 工序能力过剩 Page45 分析控制图 建立控制用控制图固化以上确定的控制限 按照以上设定的方式收集数据 计算 描点 判断过程是否失控 出现异常 如果出现异常 按照Reactio
16、nPlan的要求采取行动 确认 纠正或改善 Page46 控制限的计算 2 用系数计算 Xbar RChart Xbar SChart Page47 计算总的平均值和标准差的平均值 Xbar Schart操作 计算平均值的控制限 计算极差的控制限 A3 0 886 B3 0 354 B4 1 646 Page48 Xbar Schart操作 画图 标准差控制图 画图 平均值控制图 Page49 Xbar Schart的操作 分析控制图在分析控制图时 先分析标准差控制图 再分析平均值控制图 标准差控制图分析适合标准差控制图分析的判异准则有4条 Rule1 Rule4 标准差控制图分析 标准差控制图上所有点都在控制限内 没有异常排列 平均值控制图分析适合平均值控制图分析的判异准则有8条 Rule1 Rule8 平均值控制图上有一个点在控制限外 经分析那一个班次确实出现了问题 删除该点重新计算控制限 重新计算的结果如下 删除该点后过程处于受控状态 Page50 Xbar Schart的操作 过程能力分析Cpk 1 65 1 33 所以过程能力满足要求 控制用控制图重新计算控制限 Page51
