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1、1 统计过程控制 SPC的灵活应用 2 目錄 一 什麽是统计过程控制二 什麽是过程变异 三 两类过程变异原因四 过程受控与过程能力五 过程四种状态六 过程能力与合格率预测七 过程能力分析八 控制图 SPC 九 计量值控制图 3 一 什麽是统计过程控制 1 统计过程控制又称SPC 全称为 StatisticalProcessControl 1 是应用统计技术分析过程中的品质特性 区分过程变异的特殊原因和普通原因 从而达到控制过程变异的目的 2 最终目的是在于预防问题的发生及减少浪费 3 是进行品质控制的强有力工具 4 工业革命以后 随着生产力的进一步发展 大规模生产的形成 如何控制大批量产品质量
2、成为一个突出问题 单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求 必须改进质量管理方式 于是 英 美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法 1924年 美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中 并发表了著名的 控制图法 对过程变量进行控制 为统计质量管理奠定了理论和方法基础 一 什麽是统计过程控制 5 一 什麽是统计过程控制 2 预防与检测1 事后检测 质量控制的最原始手段 a 通过检查最终产品并剔除不符合规格产品 保证不合格品不提交给顾客或下一工序 b 可是 不合格品已经存在 浪费已经产生 2 预防 一种在第一步就可以避免生产无用的产品 从而避免浪费
3、 3 可是如何在做之前或无用产生之前就能知道 可以做好 不可以做好 统计过程控制是一种普遍接受和运用的预防方法 6 一 什麽是统计过程控制 3 过程所谓 过程 指的是共同工作以产生输出的供方 生产者 人 设备 输入材料 方法和环境以及使用输出的顾客之集合 7 制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 请试举例说明 工作生活中所见的过程事例 8 一 什麽是统计过程控制 4 质量特性二重性 绝对的波动性和相对的稳定性1 质量 是过程的结果 是顾客关注的核心 2 波
4、动性是绝对的 稳定性是相对的 a波动就是过程变异的外在表现 b过程控制就是有效限制波动 强化或增强稳定 9 一 什麽是统计过程控制 5 统计过程控制的实质 就是通过观察产品 过程波动 分析 鉴定产品 过程波动的原因 将其控制在相对稳定的状态 从而保证过程输出的稳定性 10 二 什麽是过程变异 1 事例 2004年某厂新招人员身高测量数据 取样n 89 L 175 S 156 单位 cm1641581591711601651611651681691611651621621751701621701621621631641661641641641641641641641651641651641651
5、63165163165165166168170168160169160169160161156169166159169168162168162166167167164166166168161163167172160163173166163165164163172161174170171161162161167169163 11 二 什麽是过程变异 2 过程变异 用直方图示 测量1人身高时 测量2人身高时 测量10人身高时 测量89人身高时 12 二 什麽是过程变异 3 过程变异 从上图可以看出 1 每个测量结果均会不同 2 但如测量到足够多的数据时 其测量结果的会是一个有规律的分布 这个有规律
6、的分布就表征了身高变异的特性 3 过程变异的特性 a位置 分布中心M b分布宽度 标准差来衡量 c分布形状 13 二 什麽是过程变异 4 过程变异的分布特性图示 M1 M2 位置差异 位置 1月份新招员工身高分布 6月份新招员工身高分布 位置描述了数据的典型性 如均值 中位数 分布中心等 14 二 什麽是过程变异 4 过程变异的分布特性图示 1 宽度差异 分布宽度 1月份新招员工身高分布 3月份新招员工身高分布 分布宽度描述了数据分布的最大值和最小值这间的距离 2 15 二 什麽是过程变异 4 过程变异的分布特性图示 分布形状 从上图示可知 过程或过程的结果随时处于波动之中 同时又有其规律性
7、通过认识过程特性的分布 分析分布的特性来认识过程是一种可行的方法 16 二 什麽是过程变异 4 观察和处理过程变异的两种方法 1 直观方法 传统方法 2 用统计控制方法 二者之间有何区别呢 下面我们举例说明 某公司是一家家电产品制造商 为了提高管理水平 导入了品质成本管理体系 经过前期努力 其统计取得了前5个月的品质成本数据如下表 17 4 观察和处理过程变异的两种方法 18 二 什麽是过程变异 4 观察和处理过程变异的两种方法 1 直观法 作出品质成本与时间变化的趋势图 16500 17000 17500 16000 18000 第7 10周之间品质成本一直处于上升阶段 从而得出该过程存在问
8、题 连续四周呈上升态势 经过改善后有所下降 19 4 观察和处理过程变异的两种方法 第7到第10周数据观察结果如下表 从上表可看出 成本显得特别高 这好象证明了第7 10周不正常的结论 于是工程师们紧急寻找对策 并对该过程进行了改善 此后两周 品质成本有所下降 但在后面又出现了上升 这样究竟改善有无作用呢 无从回答 二 什麽是过程变异 特别高的品质成本 20 二 什麽是过程变异 4 观察和处理过程变异的两种方法 2 统计方法 下图为该过程品质成本变化的X图 16500 17000 17500 16000 18000 UCL 18106 LCL 16191 Mean 17149 图中 UCL 上
9、控制限 Mean 均值LCL 下控制限 21 二 什麽是过程变异 4 观察和处理过程变异的两种方法 1 上面的控制图给我们一个信息 图上所有的点随机分布在控制限内 说明该过程是稳定的 并未出现异常 2 如果不是从统计角度而是直观观察过程变异 可能得出 过程出现变异 的错误结论 这时如果进行改善 可能得出 改善有效 的错误结论 3 从统计的观点来看 过程每时每该都会存在变异 但并非所有的变异都有可解释的原因 导致过程变异的原因分两种 普能原因和特殊原因统计过程控制就是要识别 确定导致过程变异的原因 根据原因采取针对性措施 从而有效地保持过程的稳定性 22 三 两类过程变异原因 1 普通原因和特殊
10、原因 1 质量特性绝对的波动性 是由过程变异引起的 而导致过程变异的原因在很多情况之下是十分繁杂的 2 但根据原因的性质 我们可以将其归为两类 a 普通原因 b 特殊原因 3 质量管理的主要任务之一 是区别产生过程变异的普通原因和特殊原因 23 三 两类过程变异原因 2 普通原因 1 普通原因是造成过程数据之间的差异 但数据总体分布随时间推移具有重复性和稳定性的许多原因的总和 2 其具以下特点 a 存在于任何过程 b 不能利用现有技术进行控制 c 其对过程的影响是轻微且不确定的 3 对普通原因的图示说明 下图表示了只有普通原因作用于过程时数据分布产生的影响 24 2 普通原因 t1 随时间推移
11、 过程数据分布状态 位置 分布宽度 分布形状 未变 三 两类过程变异原因 t2 t3 t4 t5 单个工件之间的差异 一批工件的整体分布 25 三 两类过程变异原因 3 特殊原因 1 特殊原因是造成过程数据之间的差异 且数据总体分布随时间推移会发生变化的原因 2 其具以下特点 a 有时出现 有时消失 b 不一定每个过程都同时存在 c 其对过程的影响很大 d 可利用现有技术进行控制 3 对特殊原因的图示说明 下图表示过程存在特殊原因作用时数据分布状况 26 3 特殊原因 随时间推移 过程数据分布状态 位置 分布宽度 分布形状 改变 三 两类过程变异原因 试讨论 对文员打字这一过程 针对其打字的速
12、度讨论其普通原因和特殊原因 27 四 过程受控与过程能力 1 过程受控 1 是指该过程的过程变异仅由普通原因造成时 则认为该过程处于受控状态 我们称之为过程受控 又称统计过程控制 2 是指该过程存在由特殊原因造成的过程变异时 则认为该过程处于不受控状态 我称之为过程失控 一旦确定过程失控 通常要求立即确定该特殊原因具体是什么 应该采取何种措施消除特殊原因从改善过程状态 直至过程受控 28 四 过程受控与过程能力 1 过程受控 1 当确定过程处于统计过程受控时 接下来的问题是 该过程产品合格率会是多少呢 这种合格率是否可接受呢 只有对上述问题做出了回答 才能确定是否需要对过程采取进一步改善行动
13、2 如果答案是可接受的 那么我们只要继续对过程进行统计观察 以确定其是否持续受控 3 如果答案不能接受 则需要对过程采取改善行动以降低普通原因对过程的影响 提升合格率到可接受为止 过程能力的确定是预测过程产品合格率的工具 是在过程受控的情况下来确定 29 四 过程受控与过程能力 2 过程能力 1 过程能力 是指过程满足要求的能力 也可理解为过程生产合格品的能力 而过程要求是以过程规范的形式存在 2 确定过程能力 就是把过程分布与过程规范进行比较而得到的结果 3 而影响过程能力的过程分布特性是分布宽度 分布位置M与过程规范之间的关系 下图显示了过程能力足够和不足的情况 30 带有不同水平的变差的
14、能够符合规范的过程 所有的输出都在规范之内 规范下限LCL 规范上限UCL 范围 LCL UCL 范围 不能符合规范的过程 有超过一侧或两側规范的输出 LCL LCL UCL UCL 范围 范围 范围 M偏移 M未偏移 小 大 31 五 过程四种状态 综合过程受控状况与过程能力情况 可将过程状态分四种 32 五 过程四种状态 1 1类状态图示 过程受控且能力足够的状态 此过程也是较理想 可接受的过程 没有特殊原因引起的变异 规范下限LCL 规范上限UCL 过程受控 能力满足要求 33 五 过程四种状态 2 2类状态图示 过程受控且能力不足够的状态 此过程分布宽度 过大 为普通原因引起的变差过大
15、 无特殊原因引起变差 需要采取措施降低普通原因引起的变差 规范下限LCL 规范上限UCL 能力不满足要求 过程受控 34 四 过程四种状态 3 3类状态图示 过程不是受控状态但能力足够 此过程虽然能力满足要求 但因存在特殊原因 如不找出并加以消除随时可能致过程不满足要求 规范下限LCL 规范上限UCL T M 过程不受控 能力满足要求 35 四 过程四种状态 4 4类状态图示 过程不是受控状态但能力也不足够 此过程不但存在特殊原因引起的变差 又可能普通原因引起的变差较多 因此需通过分析区分特殊原因和普通原因 先消除特殊原因 将过程转化为 2 类状态再做处理 如自动转为 1 类状态 则说明该过程
16、的变异主要是特殊原因引起的 规范下限LCL 规范上限UCL T M 能力不满足要求 过程不受控 36 六 过程能力与合格率预测 1 1类状态下的过程能力与过程分布宽度 不考虑过程均值波动时 测量值落在M n 区间的可能性 概率 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 过程能力 UCL LCL6 37 六 过程能力与合格率预测 1 1类状态下的过程能力与过程分布宽度 考虑过程均值在1 5 范围内波动时 对合格率估计 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 规范下限LCL 规范上限UCL 合格率估计 30 85 过程能力 0 33 38 六 过程能力与合格率预测 1 1类状态下的过程能力与过程分布宽度 考虑过程均值在1 5 范围内波动时 对合格率估计 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 合格率估计 69 15 过程能力 0 667 39 六 过程能力与合格率预测 3 1类状态下的过程能力与过程分布宽度 考虑过程均值在1 5 范围内波动时 对合格率估计 2 3 4 5 6 2 3 4 5 6 规范下限LCL 规范上限UCL 合格率估计 93 32 过程能力 1 0 40 七 过程能力分析
