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1、统计过程控制（spc）讲义,statistical process control,杭州方欣企业管理咨询有限公司 王五星,2020/8/4,1,爱波瑞管理咨询公司,课程目的,1.理解和掌握统计过程控制的概念 2.统计过程控制在持续改进工作中的作用 3.掌握统计过程控制的重要工具-控制图 4.在实际工作中应用控制图(计数型,计量型) 5.理解和计算过程能力,以符合ISO/TS16949的要求,2020/8/4,2,爱波瑞管理咨询公司,控制图的发展史,1920s 美国贝尔实验室休哈特博士开始使用控制图。 1940s 二次世界大战期间，美国军工产品使用抽样方案和控 制图以保证军工产品的质量。 195
2、0s 质量管理大师戴明博士在日本工业产品生产过 程中 全面推行SPC。 日本JUSE（科学家协会）设置“戴明”奖，奖励那些有效实施统计技术的企业。 石川磬提出“QC七道具”，帮助生产现场人员分析和改进质量问题，并推动广泛应用。 1970s 有效地推行 “QC圈”和应用统计技术使日本经济的快速发展，成为高品质产品的代名词。 1980s 美国等其他国家紧随日本的步伐，开始推行“QC小组”和统计技术的应用。 MOTOROLA 公司颁布“QC挑战”，通过SPC的实施进过程能力，并提出追求“6”目标。 1987 ISO9000标准建立并颁布实施，明确要求实施统计技术。,2020/8/4,3,爱波瑞管理咨
3、询公司,统计过程控制概述,预防与检测 通过质量控制来检查最终产品并剔除不符和规范的产品，为检测的方法。检测方法是浪费的。因为允许将时间和材料投入到无增值得生产和服务中。 通过控制生产各相关要素，保证避免无效的输出，为预防的方法。预防方法要求尽可能第一次就完成工作，以避免浪费 统计过程控制是预防的重要方法。,2020/8/4,4,爱波瑞管理咨询公司,统计学的概念,总体：只要研究的对象的全体。 样本：从总体当中随机抽取出来的对他进行测量和分析的一部分产品。 样品：又称个体，样本中每一单位产品。 样本大小：又称子组容量。一个样本中所包含的样本数量。 样本数（子组）：为研究一个总体，所抽取的样本数量。
4、 控制图：用来表示一个过程特性的图像，图上标有根据那个特性收集到的一些统计数据，一条中心线，一条或两条控制限。,2020/8/4,5,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,统计过程控制系统要素 1.过程控制系统定义 2.变差对过程输出的影响 3.统计技术如何区分问题的影响（系统或局部） 4.定义统计受控过程，定义有能力的过程 5.过程控制对持续改进循环的作用 6.什么是控制图，控制图的作用 7.使用控制图的好处,2020/8/4,6,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,过程控制系统定义(四个重要基本原理) 统计过程控制系统(SPC)是一类反馈系统. 1.过程：共同工作以产生输出的供方、生产者
5、、人、机、设备、材料、方法、和环境及使用输出的顾客之集合； 2.有关性能的信息：过程特性是我们关心的焦点，如温度、时间、压力等； 3.对过程采取措施：保持过程的稳定性并保持过程输出的变差在可接受的范围内； 4.对输出采取措施：分析输出不合格的原因，并针对原因采取措施 。,2020/8/4,7,爱波瑞管理咨询公司,有反馈的过程控制系统模型,过程的呼声 人 设备 材料 方法 环境 输入 过程/系统 输出 顾客呼声,我们的工作 方式/ 资源的融合,产品或 服务,顾客,识别不断 变化的需 求和期望,统计方法,2020/8/4,8,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,变差对过程输出的影响 普通原因和特
6、殊原因 普通原因：随时间推移,具有稳定的且可重复的分布过程中变差原因。即非人为原因、共同原因、偶然原因、一般原因。 特殊原因：造成的不是始终作用于过程的变差原因，即当他们出现时，将造成（整个）分布的改变。又称可避免原因、人为原因、异常原因、局部原因等。特殊原因有些有利，有些有害。,2020/8/4,9,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,变差：普通及特殊原因示意 如图2,2020/8/4,10,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,统计技术如何区分问题的影响（系统或局部） 局部措施和对系统采取的措施 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;大约可纠正15%的过
7、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。,2020/8/4,11,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,过程控制及过程能力范围 过程在统计控制下运行指仅存在造成变差的普通原因（正态分布图形的位置和分布宽度稳定）。 只有普通原因影响下的过程的分布宽度为理论过程能力（Cp）。 内外部顾客除既关心过程分布宽度，也关心分布位置。此为实际过程能力(Cpk）,2020/8/4,12,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,过程控制及过程能力 如图3,范围,不受控 （存在特殊原因）,受控 （消除了特殊原因）,时间,2020/8/4,1
8、3,爱波瑞管理咨询公司,过程能力,规范下限,规范上限,受控但没有能力符合规范 （普通原因造成的变差太大）,受控且有能力符合规范 （普通原因造成的变差以减少）,时间,2020/8/4,14,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,过程控制对持续改进循环的作用 如图4,2020/8/4,15,爱波瑞管理咨询公司,2020/8/4,16,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,统计过程控制的重要工具-控制图图示 如图5,上控制线 中线 下控制线,2020/8/4,17,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,控制图解释 控制界限和规格界限 规格界限： 是用以说明品质特性之最大允许值，來保证各个单位产品的正
9、确性能。 控制界限： 应用于多个单位产品集体的特性，这种特性是从多个中各个单位产品所得的观测值所计算出來的结果。,2020/8/4,18,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,控制图的益处 1.供正在进行过程控制的操作者使用 2. 有助于工程在质量上和成本上能持续地，可预测地保持下去 。 3.使过程达到： -更高的质量 -更低的单件成本 -更高的有效能力 4.为讨论工程的性能提供共同的语言 5.区分变差的特殊原因和普通原因，作采取措施的指南,2020/8/4,19,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,控制图种类(以数据來分) 计量型控制图 平均值与极差控制图 平均值与标准差控制图 中位数图
10、单值与移动极差图,计数型数据控制图 不合格率的p图 不合格数的nP图 不合格数的c图 单位产品不合格数的u图,2020/8/4,20,爱波瑞管理咨询公司,统计过程控制概述,控制图种类(依用途來分) 控制用控制图 追查不正常原因 迅速消除此項原因 研究采取防止此項原因重复发生的措施。,分析用控制圖 決定方針用 过程分析用 过程能力研究用 过程控制准备,2020/8/4,21,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,计量型控制图的特点. 1.大多数质量特性为可测量的特性； 2.量化值包含的信息量大； 3.分析总体的特性，成本较低； 4.缩短生产和采取纠正措施的间隔时间； 5.可以量化所实施的改进。,
11、2020/8/4,22,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,计量型数据-测量中间或最终过程输出的结果 如图6,2020/8/4,23,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,使用控制图的准备 建立适用于实施的环境 定义过程 确定待管理的特性 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 确定测量系统 使不必要的变差最小,2020/8/4,24,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,计量型数据控制图的种类 1.均值和极差图 X-R图 2.均值和标准差图 X-s 图 3.中位数图 x-R图 4.单值和移动极差图 X-MR图,2020/8/4,25,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据
12、控制图,均值和极差图（X-R） 1.收集数据 2.计算控制限 3.过程控制解释 4.过程能力解释,2020/8/4,26,爱波瑞管理咨询公司,均值和极差图（X-R） 收集数据 1.选择子组大小、频率和子组数 2.建立控制图及记录原始数据 3.计算每个子组的均值和极差 4.选择控制图的刻度 5.画图 6.如图9,计量型数据控制图,2020/8/4,27,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,计算控制限 1.计算平均极差和过程平均值 2.计算均值和极差的控制限 3.在控制图上绘制平均值和极差控制限的控制线 4.计算常数的选用,见表 5.如图10,2020/8/4,28,爱波瑞管理咨询公司,X-R常
13、用记录表格,制品名称,规,格,控,制,图,X,图,R,图,生,产,部,门,期,限,年,月,日,质量特性,最,大,值,上,限,机,器,号,码,抽,样,方,法,平,均,值,中,心,线,测量单位,最,小,值,下,限,操,作,者,绘,图,者,时,间,合并计算,批,号,样,X1,本,X2,测,X3,定,X4,值,X5,X,X,R,分析,系数计算,X,控,制,图,R,控,制,图,R=,X=,平均,X=,R=,2020/8/4,29,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,控制限计算公式,2020/8/4,30,爱波瑞管理咨询公司,对于样本容量小于7的情况，LCLR 可能技术上为负值。在这种 情况下没有下控制
14、限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个 “同样的”测量结果是可能成立的。,2020/8/4,31,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,过程控制解释 分析极差图上的数据点 a.超出控制限的点, 超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种: -控制限计算错误或描点时描错； -零件间的变化性或分布的宽度已经增大（变坏），这种增大可能发生在某个时间点上，也可能是整个趋势的一部分； -测量系统变化（例如，不同的检验员或量具）； -测量系统没有适当的分辨力。,2020/8/4,32,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,b.链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势： -连续7点位于平
15、均值的一侧； -连续7点上升或下降。 高出平均极差的链或上升链说明存在下列情况之一或全部： -输出值的分布宽度增加，其原因可能是无规律的（例如设备工作不正常或固定松动）或是由于过程中的某个要素变化（如使用新的一是很一致的原材料），这些都需要纠正； -测量系统改变（如新的检验员或量具）。,2020/8/4,33,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,低于平均极差的链，或是下降链表明存在下列情况之一或全部： -输出值分布宽度减小，这常常是一种好状态，应研究以便推广应用和改进过程； -测量系统改变。 c.明显的非随机图形, 各点与中线的距离：一般地，大约2/3的描点应落在控制限的三分之一的区域内，大约1/3的点落在其外的三分之二的区域。,2020/8/4,34,爱波瑞管理咨询公司,计量型数据控制图,如果显著多于2/3以上的描点落在离中线很近之处（对于25个子组，如果超过90%（23）的点落在中间的1/3处)，则对下列情况的一种或更多进行调查： -控制限或描点
