《精编》SPC统计过程控制论述

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1、SPC StatisticalProcessControl 统计过程控制 新进员工培训之 clownyhe xxxxxxxxxxxx有限公司品保部 要求 课堂纪律手机 关机或打震动讨论 人多 不便进行发言 允许 但请不要起哄睡觉 请自便 但是要考试总原则 请不要影响他人 课程要求关于SPC的基本概念 过程 变差 SPC 过度调整X R图的绘制与使用一些常见的统计工具 过程 一组将输入转化为输出的相互关联或相互关系的活动 就过程 一个过程的输入通常是其他过程的输出组织为了增值通常对过程进行策划并时期在受控条件下进行 活动 输入 输出 支持活动 如 培训 设备维护等 管理活动或资源提供 过程单元

2、流程 活動 谁主导 谁配合 输出产品 服务 等 效率绩效测量时间成本 等指标 硬件软件环境 等 输入材料 需求 顾客及法规要求 等 过程名称 怎么做方法 程序 过程分析 龟形图分析法 WHO OUTPUT MEASUREMENT WHAT INPUT HOW 使用什么 材料 设备 1 检测设备 量具 标准块 2 车间隔离区 3 控制点 谁进行 能力 技能 培训 1 有资格检验员 操作员 2 质量负责人 领班 3 培训授权 输入1 不合格品 可疑产品 2 顾客投诉 3 过程异常 SPC图纸 4 设备发生异常 过程生产中不合格品控制 输出1 识别产品 2 隔离 通过 3 分类 返工通知 4 停产通

3、知 如何做 方法 程序 技术 1 按程序 不合格品控制 2 不合格品评审 3 返工 返修指导书 4 SPC图 5 分隔 追溯性 6 标准样品 使用的关键准则是什么 测量 评估 1 反应速度 时间 2 内外顾客反馈 3 PPm下降程度 4 质量成本 5 退货分析 产品生产过程分析 乌龟图 过程控制系统有反馈的过程控制系统模型 过程的呼声人设备材料方法产品或环境服务输入过程 系统输出顾客的呼声 我们工作的方式 资源的融合 统计方法 顾客 识别不断变化的需求量和期望 变差 波动 过程的单个输出之间不可避免的差别 变差的两个原因 普通原因特殊原因 变差的两个趋势集中趋势离散趋势 过程控制的需要 检测

4、容忍浪费 抽样或100 检验的不足预防 避免浪费 质量是生产出来的 不是检验出来的 为什么要应用SPC SPC技术原理 SPC的概念 使用诸如控制图等统计技术来分析过程或其输出以便采取适当的措施来达到并保持统计控制状态从而提高过程能力 一组重要的统计概念 平均值 中位数极差 标准差计量型数值与计数型数值 计数型数值和计量型数值 平均值 Xbar或X 河水平均深度1 4M 士兵平均身高1 7M 平均温度20度 平均主义害死人 中位数 X n 1 2 n为奇数 Xn 2 Xn 2 1 n为偶数 2 极差 R 组距 作用 表明数据之间的离散程度 标准差 Sigma 标准差总体标准差 样本标准差 通常

5、用样本标准差近似的估计为总体标准差标准差的意义 一组数中各单个值与总体平均数之间的平均离差 说明改组数的离散程度 标准偏差与极差的关系 对于给定的样本容量 平均极差 R越大 标准偏差 越大 X 范围 范围 X X 范围 R R R 特殊原因一种间断性的 不可预计的 不稳定的变差来源 有时被称为可查明原因 存在它的信号是 存在超过控制线的点或存在在控制线之内的链或其他非随机性的情形 普通原因造成变差的一个原因 它影响被研究过程输出的所有单值 在控制图分析中 它表现为随机过程变差的一部分 变差 波动 的普通原因与特殊原因的区别 每件产品的尺寸与别的都不同范围范围范围范围但它们形成一个模型 若稳定

6、可以描述为一个分布范围范围范围分布可以通过以下因素来加以区分位置分布宽度形状或这些因素的组合 如果仅存在变差的普通原因 目标值线随着时间的推移 过程的输出形成一个稳定的分布并可预测 预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因 随着时间的推预测移 过程的输出不稳定 时间范围 局部措施和对系统采取措施 局部措施通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的人员实施通常可纠正大约15 的过程问题对系统采取措施通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措施 以便纠正大约可纠正85 的过程问题 过度调整 过度调整是把每一个偏离目标的值当作过程中特殊原因处理的作法 如果根据每一次所做的测量结果来调整一个

7、稳定的过程 则调整本身就成了一个变差源 过程控制 目标 对影响过程的措施做出合理经济的决定过程在统计控制下运行 过程受控 仅存在造成变差的特殊原因过程控制的作用 当出现变差的特殊原因时报警 反之 不报警 过程控制受控 消除了特殊原因 时间范围不受控 存在特殊原因 过程能力 过程能力是指过程处于受控状态下 不存在变差的特殊原因 的实际加工能力一个稳定过程的固有变差的总范围过程能力是由造成变差的普通原因造成工序能力高时 产品品质出现异常的几率越小工序能力低时 产品品质出现异常的几率越大 过程能力受控且有能力符合规范 普通原因造成的变差已减少 规范下限规范上限时间范围受控但没有能力符合规范 普通原因

8、造成的变差太大 过程改进循环1 分析过程2 维护过程本过程应做什么 监控过程性能会出现什么错误 查找变差的特殊原因并本过程正在做什么 采取措施 达到统计控制状态 确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施3 改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差 带有不同水平的变差的能够符合规范的过程 所有的输出都在规范之内 规范下限LSL 规范上限USL 范围 LSL USL 范围 不能符合规范的过程 有超过一侧或两側规范的输出 LSL LSL USL USL 范围 范围 过程能力指数 Cp 过程能力用过程能力指数来加以量化 Cpk T 2 6 其中 Xbar T 2 Cp

9、 T 6 T USL LSL USL 公差上限LSL 公差下限 无偏情况下 存在偏移时 Cpk值的判定原则 过程控制的工具 控制图 上控制限中心限下控制限 控制图是1924年休哈特博士在贝尔实验室发明的 基于可控制和不可控制的变差的区分 二战后的日本工业企业将控制图应用到极致 为战后日本的经济复苏做出了很大的贡献 控制图原理 3Sigma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

10、有无改变 控制图的控制线 中心线 CL X上控制线 限 UCL X 3 下控制线 限 LCL X 3 右转90度 3 3 x 3 x 3 x x 99 73 公差界限与控制界限的区别 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 UCL LCL 第 类错误 虚发警报第 类错误 漏发警报 两类错误 两类错误都会造成损失上下控制限间距变大 减小 增大上下控制限间距变小 增大 减小间距的设定寻求二者的均衡点 3 两类错误 控制图设计思想 先确定 再看 按照3 方式确定UCL CL LCL 0 0 27 通常采用 1 5 10 三级 为了增加使用者的信心 取 0 27 越大 越小 1

11、 5 10 合理使用控制图的益处 供正在进行过程控制的操作者使用有助于过程在质量上和成本上能持续的 可预测的保持下去使过程达到 更高的质量更低的单件成本更高的有效能力为讨论过程的性能提供共同的语言区分变差的特殊原因和普通原因 作为采取局部措施或对系统采取措施的指南 使用控制图的基本步骤 1 收集收集数据并画在图上2 控制根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施3 分析及改进确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施重复这三个阶段从而不断改进过程 使用控制图的两个阶段 过程分析阶段 初始能力研究 过程监控阶段 分析用控制图与控制用控制图 分析用控制图应用控制图时 首先将非稳态的过程调

12、整到稳态 用分析控制图判断是否达到稳态 确定过程参数特点 1 分析过程是否为统计控制状态2 过程能力指数是否满足要求 控制用控制图等过程调整到稳态后 延长控制图的控制线作为控制用控制图 应用过程参数判断 控制图类型 控制图的选择方法 确定要制定控制图的特性 是计量型数据吗 否 关心的是不合格品率 否 关心的是不合格数吗 是 样本容量是否恒定 是 使用np或p图 否 使用p图 样本容量是否桓定 否 使用u图 是 是 使用c或u图 是 性质上是否是均匀或不能按子组取样 例如 化学槽液 批量油漆等 否 子组均值是否能很方便地计算 否 使用中位数图 是 使用单值图X MR 是 接上页 子组容量是否大于

13、或等于9 是 否 是否能方便地计算每个子组的S值 使用X R图 是 否 使用X R图 使用X s图 注 本图假设测量系统已经过评价并且是适用的 计量型数据控制图 与过程有关的控制图计量单位 mm kg等 过程 人员 方法 材料 环境 设备 123456 接上页 测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果 不精密 精密 准确 不准确 使用控制图的准备 1 建立适合于实施的环境a排除阻碍人员公正的因素b提供相应的资源c管理者支持2 定义过程根据加工过程和上下使用者之间的关系 分析每个阶段的影响因素 3 确定待控制的特性应考虑到 顾客的需求当前及潜在的问题区域特性间的相互关系 接上页 4 确定测量系统

14、a规定检测的人员 环境 方法 数量 频率 设备或量具 b确保检测设备或量具本身的准确性和精密性 5 使不必要的变差最小确保过程按预定的方式运行确保输入的材料符合要求恒定的控制设定值注 应在过程记录表上记录所有的相关事件 如 刀具更新 新的材料批次等 有利于下一步的过程分析 均值和极差图 X R 1 收集数据以样本容量恒定的子组形式报告 子组通常包括2 5件连续的产品 并周性期的抽取子组 注 应制定一个收集数据的计划 将其作为收集 记录及描图的依据 1 1选择子组大小 频率和数据1 1 1子组大小 一般为5件连续的产品 仅代表单一刀具 冲头 过程流等 注 数据仅代表单一刀具 冲头 模具等生产出来

15、的零件 即一个单一的生产流 1 1 2子组频率 在适当的时间内收集足够的数据 这样子组才能反映潜在的变化 这些变化原因可能是换班 操作人员更换 材料批次不同等原因引起 对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次 或一小时一次等 接上页 1 1 3子组数 子组越多 变差越有机会出现 一般为25组 首次使用管制图选用35组数据 以便调整 1 2建立控制图及记录原始数据 见下图 1 3 计算每个子组的均值 X 和极差R对每个子组计算 X X1 X2 Xn nR Xmax Xmin式中 X1 X2 为子组内的每个测量值 n表示子组的样本容量1 4 选择控制图的刻度4 1两个控制图的纵坐标分别用于

16、X和R的测量值 4 2刻度选择 接上页 对于X图 坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值 X 的最大值与最小值的差的2倍 对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差 R 的2倍 注 一个有用的建议是将R图的刻度值设置为X图刻度值的2倍 例如 平均值图上1个刻度代表0 01英寸 则在极差图上1个刻度代表0 02英寸 1 5 将均值和极差画到控制图上5 1X图和R图上的点描好后及时用直线联接 浏览各点是否合理 有无很高或很低的点 并检查计算及画图是否正确 5 2确保所画的X和R点在纵向是对应的 注 对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明 初始研究 字样 计算控制限首先计算极差的控制限 再计算均值的控制限 2 1计算平均极差 R 及过程均值 X R R1 R2 Rk k K表示子组数量 X X1 X2 Xk k2 2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围 控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的 计算公式 UCLx X A2RUCLR D4RLCLx X A2RLCLR