SPC 统计过程控制入门课件

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1、Statistical process control 统计过程控制,Harry zhang 2010,11,24 ,2,1、开篇导入,汽车行业的五大手册： SPC， FMEA，APQP，PPAP，MSA,金镛小说中的各门派武功： 降龙十八掌，葵花宝典，六脉神剑 等等,3,1、开篇导入,降龙十八掌 VS 统计过程控制,武功 招式,口 诀,1, 亢龙有悔 2, 青龙吸水 3, 藏龙出洞 4, 战龙在野,内功心法,1, 八种常用控制图； 2, Cpk,Ppk,等能力指数； 3, 其他控制图；,1, SPC的背景/功能； 2, 统计学的基础知识； 3, SPC的基本概念/应用；,4,1、开篇导入,1

2、.2 学习目标,1,全面了解SPC 的知识结构和基本理念; 2, 如何选择、绘制和判断控制图的类型； 3，过程能力的计算。,5,1、开篇导入,1.3 内容安排,1, SPC的历史发展及背景; 2, SPC的定义和作用； 3, 计量和计数型控制图； 4, 过程能力的计算； 5, SPC和统计学的基础知识。,6,2、主体内容,2.1 SPC的历史发展及背景,汽车行业发展史伴随质量管理发展史：,7,2.1 SPC的历史发展及背景,1924年，休哈特绘制第一张控制图，工业的质量控制开始采用统计方法。 二战后，戴明将SPC控制图带到日本并推广。 八十年代以后，全世界纷纷推广应用SPC。并在ISO9000

3、以及QS9000中提出应用SPC方法的要求。,8,2.2 统计过程控制概念,周末野炊，小王负责用木柴和铁锅煮饭，由于平时小王在家用电饭煲，所以小王可遇到大麻烦了； 第一锅由于时间煮的太长，所以饭煮糊了； 第二锅由于水放少了，所以米饭没煮熟； 第三锅由于水放多了，所以煮成了一锅粥； 导致大家（顾客）强烈的不满。 最后在大家强烈要求下，老刘出马控制好了水、火和时间，在适当的时候通过锅里发出的香味确认了米饭的状态，准时熄火，最后大家终于吃到了香喷喷的米饭。,案例：,9,2.2.1 统计过程控制的模型,我们工作的方式/资源的融合,顾客,产品/服务,反馈的过程控制系统模型,10,2.2.2 统计过程控制

4、定义,定义: 为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。,1，用统计技术统计过程或输出的各种特性(参数)； 2，绘制容易理解和判断异常的控制图； 3，根据控制图中观察到的趋势和异常状况采取适当的措施来达到并保持统计过程稳定状态。,11,2.3 控制图 - 基本概念,第1组,第2组,极差: R = 最大值 最小值,均值:,标准差:,中位数:,或,12,2.3 控制图 - 基本概念,正态分布,13,2.3 控制图,数据的类型,产品 /过程质量特性,定性,定量,连续,离散,计量型,计数值,计件值

5、,计数型,14,2.3.1 计量型控制图,案例： OP40车销涡轮轴外径,浮动轴承配合面直径要求尺寸200.03,一年后发现每天不良率上升至8%;这时侯很难找到原因,大家都很困惑。,休哈特博士来到现场绘制SPC控制图，发现连续工作1小时45分后直径开始超出控制线。（原因分析）,15,2.3.1 计量型控制图,常用控制图分类,16,2.3.1 计量型控制图,绘制控制图的步骤（以均值图为例）,1，收集数据：至少25组,组内连续,组间跨度； 2，计算各子组的均值： 各组均值的均值： 标准偏差： 计算中心控制线，上下控制线并在图中划出； 3，按时间描点； 4，按标准判断控制图。,17,2.3.1 计量

6、型控制图 - 绘制均值图,中心线,上控制线,下控制线,特性值,时间,18,2.3.2 4种常用计数型控制图,案例演示计数型控制图,19,2.3.2 计数型控制图,案例: 某轮胎厂，每天产量100个，合格品96个,4个不合格的产品中有3个有缺料的缺陷,2个有结焦的缺陷, 2个缩孔。 生产部的报表： PPM值为40000; 质量部的报表： 缺料PPM值为30000； 结焦PPM值为20000； 缩孔PPM值为20000,生产部的报表： 关心的是产品的合格率； 质量部的报表： 关心的是缺陷出现次数的比率。,20,2.3.3 控制图的判断标准,1： 一个点超出3个标准偏差之外； 2： 连续 7个点在中

7、心线同一侧； 3： 连续6个点递增或递减； 4： 连续14个点上下交替; 5: 2/3的点距中心线超过2个标准差（同一侧）； 6: 4/5的点距中心线超过1个标准差（同一侧）； 7： 连续15个点在中心线1个标准差内（任一侧）； 8： 连续8个点距中心线的距离大于1个标准差(任一侧)。,识别过程特殊原因的八大准则,21,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则1： 一个点超出3个标准偏差之外；,22,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则2： 连续 7个点在中心线同一侧；,23,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则3：连续6个点递增或递减；,24,2.3.3 识别过程特殊原因

8、的八大准则,准则4：连续14个点上下交替;,25,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则5： 2/3的点距中心线超过2个标准差(同一侧)；,26,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则6： 4/5的点距中心线超过1个标准差(同一侧)；,27,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则7：连续15个点在中心线1个标准差内(任一侧)；,28,2.3.3 识别过程特殊原因的八大准则,准则8：连续8个点距中心线距离大于1个标准差(任一侧),29,2.3.4 八种控制图的选择,关心的是不合格品率-即(坏)零件的百分比吗?,关心的是不合格品数-即单位零件不合格数吗?,样本客量是否恒定?,使用

9、U图,使用C或U图,使用np图或p图,样本容量是否恒定?,使用P图,否,否,确定被研究特性是否为计量型数据,否,是,是,是,否,是,是,30,2.3.4 八种控制图的选择,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?,子组均值是否能方便计算?,是否能方便计算子组的S值?,子组容量是否大于等于9?,是,使用X-MR图,否,是,是,使用XbarS图,否,否,是计量型数据,否,是,31,2.4 过程能力和过程性能,过程能力宽度 =,x轴,32,2.4 过程能力和过程性能,四种常用特性值与公差范围的关系图,USL,LSL,33,2.4.1 过程能力指数 Cp,Cpk,计算过程能力(C

10、p,Cpk)的前提假设 1, 过程处于统计稳定状态; 2, 过程的各测量值服从正态分布; 3, 工程及其他规范准确地代表顾客的需求; 4, 设计目标值位于规范的中心; 5, 测量变差相对较小。,34,2.4.1 过程能力指数 Cp,Cpk,: 子组内变差.计算公式 或 ；,: 子组内极差均值;,: 子组内标准差均值。,35,2.4.1 单边过程能力指数 Cpk,单边过程能力指数 Cpk的计算,单边上公差：,单边下公差：,36,2.4.2 过程性能指数 Pp,Ppk(综合的能力指数),: 过程总变差，通常用样本的标准差 S 来估计。,能力指数：,37,2.4.3 过程能力和性能指数对比,38,2

11、.4.4 过程能力和性能指数评价标准,1，Cpk1.67； 制程能力良好；2，1.67Cpk1.33； 制程能力正常；3，1.33Cpk1.0； 制程能力勉强，应设法提高；4，Cpk1.0； 制程能力差，不可接受。,实际工程应用:1, 大批量生产前的小批生产中能力评价要求， PPK1.67；2, 进入大批量生产后，为保证批量生产下的产品的品质状况不至于下降，且为保证与小批生产具有同样的控制能力，所进行的生产能力的评价，一般要求CPK 1.33。,39,2.5 SPC涉及的一些概念,变差的概念： 没有两件产品或特性是完全相同的，也许差距很大，也许小得无法测量，但差距总是存在的。 任何过程都存在许

12、多引起变差的原因。如：机加工一根轴的直径，影响直径变差的原因有： 机床（间隙、轴承磨损） 刀具（强度、磨损率） 材料（直径、硬度） 操作者（进洽速率、对中准确度） 维修（润滑、易损零件的更换） 环境（温度、湿度、动力供应是否恒定） 造成变差的原因有短期的影响和长期的影响。,40,2.5 SPC涉及的一些概念,过程受控,定义：过程仅受普通原因影响,没有特殊原因.随着时间的推移过程的输出具有稳定的且可重复的分布。,控制图判断：1,控制图中的点超出上下控制线; 2,控制图判断不标准。,41,2.5 SPC涉及的一些概念,过程受控与过程能力,42,2.5 使用控制图的两个阶段,分析用控制图 应用控制图

13、时，首先将非稳态的过程调整到稳态，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,阶段一、 过程分析（初始能力研究） 阶段二、 过程监控阶段,43,2.5 SPC涉及的一些概念,普通原因和特殊原因,普通原因: 指那些始终作用于过程的多种的变差来源，使过程的输出产生一个稳定且可重复的分布。 特殊原因: （常称可查明原因）其仅影响某些过程的输出，通常间歇发生、不可预测。,44,2.5 SPC涉及的一些概念,局部措施/系统措施,局部措施：通常用来

14、消除特殊原因； 通常由与过程直接相关的人员来实施； 通常可纠正大约15%的问题。 系统措施：通常用来消除普通原因； 几乎都需要管理人员的介入加以纠正； 通常可纠正大约85%的问题。,45,2.5 SPC涉及的一些概念,错误1: 将事实上属于系统(普通原因)的原因,描述成特殊原因的变差或错误。 错误2: 将事实上属于特殊原因,描述成系统(普通原因)的变差或错误。,过程控制中两种常见的错误:,46,2.5 SPC涉及的一些概念,重新计算控制限的条件： 1. 控制图是根据稳定状态下的条件（人员、设备、原材料、工艺方法、测量系统、环境）来制定的。如果上述条件变化，则必须重新计算控制限。 2. 使用一段

15、时间后检验控制图还是否适用，控制限是否过宽或过窄，否则需要重新收集数据计算控制限； 3. 过程能力值有大的变化时，需要重新收集数据计算控制限。,47,2.5 SPC涉及的一些概念,重新计算控制限的条件,48,2.5 SPC涉及的一些概念,1. 收集数据并用统计方法来解释它们并不是最终目标，最终目标应该是在阅读的过程中不断加深理解，当一个不能实现任何改进的技术专家是很容易的，我们应该将增长知识作为行动的基础。 2. 测量系统对适当的数据分析来说是很关键的，在收集过程数据之前就应很好地对它加以了解。如果这些测量系统缺少统计控帘 J ，或它们的变差在过程总变差中占很大比例，就可能作出不恰当的决定。因

16、此在本手册中，假设了测量系统处于受控状态，并且对过程总变差没有很大的影响。 3. 研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念适用于任何领域，可以是在车间中或办公室里，例如：机械加工（性能特性）、记帐（差错率）、总销售额、浪费分析（废品率）、电脑系统（性能特性）及物料管理（运送时间）。,SPC手册的六点说明,49,2.5 SPC涉及的一些概念,4. SPC代表统计过程控制，但以前统计方法常用于零件而不是过程。应用统计技术来控制输出（例如，零件）应仅仅是第一步，只有当产生输出的过程成为我们努力的重点，这些方法才能在改进质量、提高生产率、降低成本上充分发挥作用。 5. 尽管手册中的每一点是透过已完成的例子来说明的，但要真正理解这些知识需要进一步与过程控制实际相联系。研究读者自己的工作场所或相似活动中的实际例子，是对本书的重要补充，实际工作经验是无法取代的。 6. 本手册可看成应用统计方法的第一步，它提供