第八章 管制图

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1、第八章 管制图第八章 管制图(Control Chart)一、前言现场管理质量,必需依质量特性来管理,而质量特性值是随着时间作高高低低的变化,那么,到底要高到什么程度或低到什么程度才算异常? 此时必需设定有管制上下限度来管理,如果有点超出管制界限,必需调查原因,采取行动,使制程恢复正常。质量管理始于管制图,终于管制图,由此可以看出管制的重要性,因此,要使质量稳定,惟有靠管制图来作质量管理的工作。二、何谓管制图所谓管制图,是一种以实际产品质量特性与根据过去经验所判明的制程能力的管制界限比较,而以时间顺序用图形来表示者。所以,一般管制图纵轴为制品的质量特性,以制程变化的数据为分度;横轴为制品的群体

2、号码,或制造年月日等,以时间顺序、制造顺序,将点绘在图上。32 管制图与常态分配在生产过程中,如仅有偶然的变动时,任何产品之质量特性均可构成一分配,此等配有其平均数及标准差,在平均数加减三个标准差范围以外之点极少。因此,通常都以平均数加减三个标准差作为管制上限与管制下限,此即萧华特博士所创的 3 法。管制图是以 3 个标准差为基础,换言之,只要群体是常态分配,从此群体抽样时,每 10000 个当中,即有 27 个会跑出3 之外,亦即每 1000 次中,约有 3 次机会超出3 范围,此 3 次是偶然机会跑出界限的,不予计较。常态分配之平均值为 ,标准差为 ,其数据之分配情形如下: 在内之或然率

3、在外之或然率0.67 50.00% 50.00%J 68.26% 31.74%1.96 95.00% 5.00%2 95.45% 4.55%2.58 99.00% 1.00%3 99.73% 0.27%管制图之管制界限系将分配图形 90 度移转,在平均值处作成管制中心线(CL),在平均值加三个标准差处作成管制上限制(UCL);在平均值减三个标准差处作成管制下限(LCL)。四、管制图的种类 41 依数据之性质来分类(1)计量值管制图:所谓计量值管制图系管制图所依据之数据均属于由量具实际量测而得。如长度、重量、成分等特性。(a) 平均值与全距管制图( -R hart)(b) 平均值与全距管制图(

4、-hart)(c) 中位值与全距管制图( -R hart)(d) 个个数据管制图(X-chart)又分 可以合理分组的 X- -R 管制图无法合理分组的 X-Rs 管制图或(X-Rm chart)(e) 最大值与最小值管制图所谓计数值管制图系管制图所依据之数据均属于以单位计数者。如不良数、缺点数等间断数据均属之。(1) 计数值管制图:所谓数值管制图系管制图所依据之数据均属于以单位计数者。如不良数、缺点数等间断数据均属之。(a) 不良率管制图(P chart)(b) 不良数管制图(Pn chart)(c) 缺点数管制图(C chart)(d) 单位缺点数管制图(U chart)42 依用途来分类

5、(1)管制用管制图用于控制制程之质量,如有点子跑出界限时,立即采取如下措施:(a) 追查不正常原因(b) 迅速消除此项原因(c) 并且研究采取防止此项原因重复发生之措施(1) 解析用管制图此种管制图系作为:(a) 决定方针用(b) 制程解析用(c) 制程能力研究用(d) 制程管制之准备用五、计量值管制图与计数值管制图之比较51 计量值管制图之优缺点优点:(a)用于制程之管制,甚灵敏,很容易调查事故发生的原因,因此,可以预测将发生之不良状况。(b)能及时并正确地找出不良原因,可使质量稳定,为最优良之管制工具。缺点:在制造过程中,需要经常抽样并予以测定以及计算,且需点上管制图,较为麻烦而费时间。5

6、2 计数值管制图之优缺点优点:(a)只在生产完成后,才抽取样本,将区分为良品与不良品,所需数据能以简单方法获得之。(b)对于工厂整个质量情况了解非常方便。缺点:只靠此种管制图,有时无法寻求不良之真正原因,而不能及时采取处理措施,而延误时机。六、管制图的绘制要领61 数据表的格式(1)选择不易记错或读错的格式格式不好时,例如栏的格子太小或太大,是很容易记错或读错的。(2)需注意记入的小数点位数小数点位数需根据管理的目的而定,小数点位数取太多,但增加计算的麻烦,并容易发生错误,所以必需根据管理的目的,取适当的位数。(3)选择不易算错的格式。整理数据或画管制图时,当会发现计算错误,因计算错误致管制图

7、界限走样,是不值得的,故选择格式时,必需加以注意62 管制图的格式(1)用纸(a) 一般采用 2mm 或 3mm 的方格纸。(b) 方格格子不能太粗,通常愈细愈好。(c) 方格的颜色最好采用淡色的,一般绿色较多,禢色也可以(d) 每 5 方格或 10 方格加上一条粗线 ,绘图时较为方便。(e) 依用途之需要,可把数据表与管制图绘在同一张纸上,或分开绘在各别纸上。(2)图的尺寸(a) 一般所使用管制图的标准是 :纵轴上下管制界限的宽度约取 2030mm。横轴各组之间隔约取25mm。-R 管制图,其 管制图与 R 管制图的界限之宽度法,所根据的原则为:组大小为 n 时, 管制图的单位分度的宽度约为

8、 R 管制图的倍。(3)管制界限的记入法(a) 通常中心线记入实线, 上下管制界限则记入虚线。(b) 中心线及上下管制界限上, 必需各记入 CL, UCL, LCL 符号及其数值。(2) 点的绘法(a) 点必须绘得清楚正确。(b) 点的绘法有、 、 等, 最好由厂内统一规定。(c) 同一张管制图, 如果各点可以层别时, 并加以层别, 然后记入不同色的点, 或不同记号以便区别。(d) 管制界限外的点最好是物别记入、或红印等, 经与管制吤限内的点区别。(3) 点的边结法(a) 绘上的点, 一般是依时间顺序一点接一点的把它连结起来, 比较容易看出点的倾向。(b) 认为点数可层别成一组时, 也可以只把

9、认为同一组的点连结起来, 较易判断。(4) 管制图的排法(a) 如 -R 管制图从方向要同时排上二驵以上管制图时, 管制图与管制图之间界限最少距 20mm 以上, 可能的话, 最好距 30mm。(b) 二驵以上管制图从方向排在一起时, 其横轴最好取同样的分度。(5) 各管制图的名称及有关事项必须同时记入:(1)特性值 (2)整理登记号码 (3)数据表号码 (4)异常原因措施记入栏(5)异常报告书号码记入栏 (6)组的大小(n)必须记入管制图之左上端(7)抽样方法 (8)规格 (9)机器号码 (10)测写者。七、管制图之绘制7-1 -R 管制图的作法(1) 搜索 100 个以上数据, 依测定时间

10、顺序或群体顺序排列。(2) 把 26 个(一般采 45 个)数据分为一组。(3) 把数据记入数据表。(4) 计算各组平均值 。(5) 计算各组的全距 R。(6) 计算总平均 =(7) 计算全距平均 =(8) 计算管制界限 n A2 D3 D4 管制图： 中心线 CL=上限 UCL= +A2下限 LCL= - A2R 管制图： 中心线 CL=上限 UCL=D4下限 LDL= D3A2、D4、D3可查表：(9) 绘管制图界限, 并将点点入图中。(10) 记入数据履历及特殊原因, 以务查考、分析、判断。( 例 ) 某公司为管制其产品的包装重量, 每小时自制程里随机抽取 5 个样本来测定重量, 共得到

11、 25组数据, 试根据这些数数据绘制 X-R 管制图。(2) 管制图：(3) R 管制图：(4) 绘图7-2 P 管制图的作法(1) 收集数据, 至少 20 组以上。(2) 计算每组之不良率 P(3) 计算平均不良率(4) 计算管制界限中心线 上 限下 限(5) 绘管制界限, 并将点点入图中(2) 记入数据履历及特殊原因, 以备查考、分析、判断。2 1.880 - 3.2673 1.023 - 2.5754 0.729 - 2.2825 0.577 - 2.1156 0.483 - 2.0047 0.419 0.076 1.924批 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

12、14 (3) 绘图备注: 当各组之样本数不同时,要对各组分别作 UCL 及 LCL。八、管制图之判读8-1 管制状态的判断(1) 管制状态满足下列条件, 即可认为制程是在管制状态。a. 多数之点集中在中心线附近。b. 少数之点落在管制界限附近。c. 点之分布呈随机状态, 无任何规则可循。d. 没有点子超出管制界限之外。(2) 非管制状态a. 点在管制的线外(或在线)b. 点难在管制界限内, 但呈特殊排列。(3) 可否延长管制做为令后制程管制之用的判断基准。a. 连续 25 点以上出现在管制界限线内时( 机率为 93.46%)。b. 连续 35 点中, 出现在管制界限外的点不超过 1 点时。号样

13、本数 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100 100不良品数 4 2 0 5 3 2 4 3 2 6 1 4 1 0不良率 0.04 0.02 0 0.05 0.03 0.02 0.04 0.03 0.02 0.06 0.01 0.04 0.01 0 c. 连续 100 点中, 出现在管制界限外的点不超过 2 点时。制程满足以上条件, 虽可认为制程在管制状态, 但不是说点超出了界限外也可以, 这些超限的点必定有异常原因的, 所以必需追究原因, 并将之除去方可。8-2 管制图的判读原则(1) 应视管制图上的点为一分配, 而不是单纯之

14、点, 即应考虑到制程分配之变化情形。(2) 不必过分显虙界限内之点之动向。虽无异常之原因, 而程顺利进行时, 其结果在界限内仍有差异之存在。(3) 只要点在界限内, 原则上可视为制程在管制状态下。(4) 点子超出界限线外时, 表示制程已发生异常原因, 在界限上之点子亦应视为制程已发生异常之原因, 此种状态称为不在管制状态下或非管制状态下。8-3 特殊排列因而判定制程异常(1) 点在中心线单侧连续出现 7 点以上时。这些点调之速。(机率为 0.8%)(2) 点在中心线单侧出现较多时。连续 11 点中至少有 10 点连续 14 点中至少有 12 点连续 17 点中至少有 14 点连续 20 点中至

15、少有 16 点(3) 连续 7 点依次上升或下降。(4) 点接近界限, 在 2 与 3 间。连续 3 点中有 2 点以上(机率为 0.5%)连续 7 点中有 3 点以上连续 10 点中有 4 点以上(5) 点出现呈周期性变动(6) 连续 15 点以上出现在1 间时。(机率为 0.3%)(7) 变幅突然变大或减少。九、管制图的效用(1) 维持制程稳定, 防止异常原因之再度发生。(2) 配合直方图, 可以判断制程的数据分布的情形, 以及制程能力。(3) 与层别法或分组法合用, 可以查出真正影响质量的因素, 减少产品质量的变异程度。(4) 用于决定制造工程所可能达到之目标或标准。(5) 张点于现场, 可能随时了解质量的变动情形, 提前发现制程中的潜伏不良。 (6) 配合柏拉图使用, 控制几个少数影响较大的原因, 更能有效解决问题。十、使用管制图注意事项(1) 管制界限千万不可以规格值代替。管制图是以制程为对象, 根据点子的变动来推测、判断制程是否在良好管制状态之下, 而对制品是否合乎规格或台平标准与否等并不十分关心。(2) 使用管制图之前, 现场作业务必先标准化才行, 否则管制图即失去意义。(3) 使用管制图之前, 应先决定管制项目, 包括特性之选择与数量之决定。