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1、1 StatisticalProcessControl 统计过程控制 2 统计过程控制 SPC 1 SPC的发展史2 基本统计概念3 过程变差4 控制图5 过程控制和过程能力 3 SPC的发展 20世纪20年代 美国休哈特提出 二战后期 美国将休哈特方法在军工部门推行 1950 1980 逐渐从美国工业中消失 休哈特的同事戴明博士在日本推行SPC 在日本强有力的竞争下 80年代起 美国又重新大规模推行SPC 美国三大汽车厂联合制定QS9000标准 4 SPC的作用 1 确保制程持续稳定 可预测 2 提高产品质量 生产能力 降低成本 3 为制程分析提供依据 4 区分变差的特殊原因和普通原因 作为
2、采取局部措施或对系统采取措施的指南 5 基本统计概念 6 F字母计数练习 Imagineforonebriefmomentthateachoftheonehundredandforty onewordsofthisparagraphisaseparatecomponentfromafirstrunoffourteen inchflywheels Youareoneoffiveinspectorsperformingthefinalinspectionofthesefinishedcomponentswhichwereproducedonfairlysmalldialindexmachinest
3、hatarenotbeingcontrolledbytheuseofstatisticaltechniques Ascanbeexpectedfromanoperationofthisnature thereareanumberofdefectivescomponentsbeingmade Eachwordthatcontainsanfrepresentsadefectivecomponent Howmanyofthedefectivesareyouabletofind Checkagainandinspectforthepresent soff s Writeyourfinalcountin
4、thebottomlefthandcornerofthispage Thisexampleshouldgiveyouafairideaofhowreliable100 inspectioncanbe 请用1分钟 彻底检查一次 看看字母 F 出现的次数 答案 7 F字母计数练习 结论 100 的检验不能保证100 的合格 8 预防与检测 过去 制造商经常通过生产来制造产品 通过质量控制来检查最终产品并剔除不合格产品 在管理部门则经常靠检查或重新检查工作来找出错误 在这两种情况下都是使用检测的方法 这种方法是浪费的 因为它允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中 一种在第一步就可以避免生
5、产无用的输出 从而避免浪费的更有效的方法是 预防SPC强调全过程的预防 9 基本统计概念 统计学 Statistics 收集 整理 展示 分析解释统计资料由样本 sample 推论母体群体 population 能在不确定情况下作决策是一门科学方法 决策工具 抽样 推论 10 基本统计概念 统计量R全距 range 算术平均数 arithmeticmean Md中位数 median Mo众数 mode 方差 变异 variance 标准差 standarddeviation 11 基本统计概念 R全距 range 全距是指一个变量数列中最大标志值与最小标志值之差 因为它是数列中两个极端值之差
6、故又称为极差 R Xmax Xmin 12 统计基本概念 算术平均数 arithmeticmean 13 基本统计概念 Md中位数 median 将总体单位数量标志的各个数值按照大小顺序排列 居于中间位置的那个数值称为中位数 当资料项数n为奇数 数列中只有一个居中的标志值 该标志值就是中位数 当n为偶数时 数列中有两个居中的标志值 中位数便是中间两个标志值的简单算术平均数 14 基本统计概念 Mo众数 mode 众数是总体中出现次数最多或最普遍的标志值 即频次或频率最大的标志值 数列中最常出现的标志值说明该标志值最具有代表性 15 基本统计概念 方差 变异 variance 16 基本统计概念
7、 标准差 standarddeviation 17 基本统计概念 例 1 1 2 3 4 6 11R 10Md 3Mo 1 18 练习 数列 12 11 12 13 18 30 24 9请计算下列统计量 RMdMo 19 数据的收集与整理 群体 样本 结论 数据 抽样 分析 测试 行动 20 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 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 21 数据收集 22 为找出这些数据的统计规律将它们分组 统计 作直方图 如机螺丝直径直方图所示 图中的直方高度与该组的频数成正比 23 如果
8、数据的离散程度遵从正态分布 24 过程变差 25 过程变差 输入材料不同批次之间的差异批次内的差异随时间产生的差异随环境产生的差异 26 过程变差 生产 装配设备及工装夹具的差异随时间而产生的摩损 漂移等操作工之间的差异 如手工操作的过程 设置的差异环境的差异 27 测量系统的变差 量具精确度 偏差 量具精确度是指测量观察平均值与真实值 基准值 的差异 真实值由更精确的测量设备所确定 28 测量系统变差 量具重复性量具重复性是由一个操作者采用一种测量仪器 多次测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差 29 测量系统变差 量具再现性量具再现性是由不同的操作者 采用相同的测量仪器 测量同一零件的同
9、一特性时测量平均值的变差 30 测量系统变差 量具稳定性量具稳定性是同一测量系统在不同时间测量同一零件时 至少两组测量值的总变差 31 测量系统变差 量具线性量具线性是在量具预期的工作范围内 偏差的差值 32 过程变差 对于所有的过程输出 都有两个主要统计 对中性指由过程的平均值至最近的规格限的距离变差 波动 指过程的分布宽度 33 过程变差 过程的变差分两个类型特殊原因造成的变差普通原因造成的变差 34 过程变差 普通原因变差影响过程中每一个单位在控制图上表现为随机性没有明确的图案但遵循一个分布是由所有不可分派的小变差源组成通常需要采取系统措施来减少 35 过程变差 特殊原因变差间断的 偶然
10、的 通常是不可预测的和不稳定的变差在控制图上表现为超出控制限的点或链或趋势非随机的图案是由可分派的变差源造成 该变差源可以纠正 36 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 37 过程变差 工业经验建议为 只有过程变差的15 是特殊的 可以通过与操作直接有关的人员纠正 大部分 其余的85 是管理人员通过对系统采取措施可纠正的 38 过程控制和过程能力 每个过程可以分类如下 受控或不受控是否有满足客户要求 39 过程控制和过程能力 1类 符合要求 受控 是理
11、想状况 为持续改进可能需要进一步减少变差 2类 不符合要求 受控 存在过大的普通原因变差 短期内 进行100 检测以保障客户不受影响 必须进行持续改进找出并消除普通原因的影响 40 过程控制和过程能力 3类 符合要求 不受控 有相对较小的普通原因及特殊原因变差 如果存在特殊原因已经明确但消除具影响可能不太经济 客户可能接受这种过程状况 4类 不符合要求 不受控 存在过大的普通原因及特殊原因的变差 需要进行100 检测以保障客户利益 必须采取紧急措施使过程稳定 并减小变差 41 过程控制和过程能力 判断一个过程是否满足规格要求 能力指数 Cpk性能指数 Ppk判断一个过程是否受控 控制图 42
12、控制图 43 控制图 什么是控制图 控制图是对过程质量加以测定 记录从而进行控制管理的一种用科学方法设计的图 44 控制图 控制图的应用 正常 独立处理 过程 过程的声音 测量 否 调整 是 交付 客户 45 基本概念 控制图中包括三条线控制上限 UCL 中心线 CL 控制下限 LCL UCL CL LCL 46 控制图的种类 数据 是能够客观地反映事实的资料和数字数据的质量特性值分为 计量值可以用量具 仪表等进行测量而得出的连续性数值 可以出现小数 计数值不能用量具 仪表来度量的非连续性的正整数值 47 控制图的种类 计量型数据的控制图Xbar R图 均值 极差图 Xbar S图 均值 标准
13、差图 X MR图 单值 移动极差图 中位数图 计数型数据的控制图P图 不合格品率图 np图 不合格品数图 c图 不合格数图 u图 单位产品不合格数图 48 控制图的使用策划 作控制图需要按以下步骤 计划资源评估和改进 49 控制图的使用策划 要点建立适于采取措施的环境确定过程确定待管理的特性考虑 考虑客户的要求当前及潜在的问题区特性间的相互关系确定测量系统使不必要的变差最小化 50 计量型控制图 Xbar R图 平均数 全距控制图数据可以合理分组时分析或控制制程平均使用Xbar图制程变差使用R图工业界最常用的计量值控制图 51 分组技术 分组技术是控制图中最重要的组成部分休哈特的分组原则 相似
14、的数据放在一组 例如 按操作工分组 验证操作工之间的不同 按设备分组 验证设备之间的不同 分组的目的是让组内仅包含普通原因引起的变差 让所有的特殊原因引起的变差放在组间 52 计量型控制图 Xbar R图 53 建立Xbar R图的步骤 1 收集数据选择子组大小 频率和子组数量建立控制图及记录原始数据计算每个子组的X平均值和极差R选择控制图的刻度将平均值和极差画到控制图上 54 建立Xbar R图的步骤 2 计算控制限计算极差的平均值和过程平均值计算控制限在控制图上画出中心线及控制线 55 建立Xbar R图的步骤 3 过程控制解释分析极差图 R图上的数据点 识别并标注特殊原因 R图 重新计算
15、控制极限 R图 分析平均值图 Xbar图 上的数据点识别和标注特殊原因 Xbar图 重新计算控制极限 Xbar图 为继续控制延长控制限控制的最终概念 用控制图于持续的过程控制 56 Xbar 图练习 57 Xbar 图练习 58 能力分析 59 计量型控制图 X I MR图 XX啤酒厂是驰名广州市多年的啤酒制造厂 平均每季度产啤酒300万吨 计划部的同事正在依据以往的销售数据制定2003年的生产计划 2002年平均每季度产量为357 492吨 从数据看2003年应该把季度产量定位360吨 60 计量型控制图 X I MR图 61 计量型控制图 X I MR图 2001年第三季度的销售额375
16、984在控制限内 所以不必去除 2002年第二季度的销售额548 537超出控制限 经市场部调查 该季度受世界足球杯影响 加上中国第一次踢入十强赛 引起啤酒销售量突增 30 20 10 Subgroup 0 550 450 350 250 150 I n d i v i d u a l V a l u e 1 Mean 308 2 UCL 443 4 LCL 172 9 300 200 100 0 M o v i n g R a n g e 1 1 R 50 85 UCL 166 1 LCL 0 IandMRChartforSales 2002年第二季度 2001年第三季度 62 计量型控制图 X I MR图 啤酒产量预测 忽略2002年第二季度的销售额548 537后 计划部决定申报2003年季度平均产量定为300吨 63 控制图 过程的声音 控制图可以区分出普遍原因变差和特殊原因变差特殊原因变差要求立即采取措施减少普遍原因变差需要改变产品或过程的设计 64 控制图 过程的声音 错误的措施试图通过持续调整过程参数来固定住普通原因变差 称为过渡调整 结果会导致更大的过程变差造成客户满意
