spc培训教材-完整-教员版

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1、统计过程控制(SPC) 第二版,汽车行业质量管理 核心工具培训教材,2,一、统计过程控制概述 二、控制图基础 三、计量型控制图应用 四、过程能力和性能研究 五、设备能力研究 六、其他类型计量型控制图应用 七、计数型控制图应用 八、控制图应用风险,课程大纲,统计过程控制(SPC),一、统计过程控制概述 统计过程控制的起源 的目的 的作用 的常用术语解释 过程控制系统 波动的定义、原因,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

2、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。,统计过程控制的起源,5,制造过程,原辅料,人,机,法,环,测量,测量,结果,合格,不合格,测量,不要等产品制造出来后再去检验合格与否，而是在制造的時候就要制造出合格产品。 应用统计过程控制的方法实现预防不合格的原则。,SPC的目的,6,1、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，作为采取局部措 施或对系统采取措施的指

3、南。,SPC的作用,7,SPC常用术语解释,8,SPC常用术语解释,9,SPC常用术语解释,10,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,11,过程能力 受控且有能力符合规范 （普通原因造成的变差已减少） 规范下限 规范上限 时间 范围 受控但没有能力符合规范 （普通原因造成的变差太大）,12,波动的概念是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的。生产实践证明，无论用多么精密的设备和工具，多么高超的操作技术，甚至由同一操作工，在

4、同一设备上，用相同的工具，生产相同材料的同种产品，其加工后的产品质量特性（如：重量、尺寸等）总是有差异，这种差异称为波动。 消除波动不是统计过程控制的目的，但通过统计过程控制可以对过程的波动进行预测和控制。,波动（变差）的概念,13,波动原因,正常波动：是由普通原因造成的。如操作方法的微小变动、机床的微小振动、刀具的正常磨损、夹具的微小松动、材质上的微量差异等。正常波动引起工序质量微小变化，难以查明或难以消除。它不能被操作工人控制，只能由技术、管理人员控制在公差范围内。,异常波动：是由特殊原因造成的。如原材料不合格、设备出现故障、工夹具不良、操作者不熟练等。异常波动造成的波动较大，容易发现，应

5、该由操作人员发现并纠正。,波动的原因,14,普通原因和特殊原因的区别,15,概念形成和批准,设计确认,样件,量产,策划,产品开发和设计,过程开发和设计,产品和过程确认,策划,生产Production,评估反馈和改善,统计过程控制策划,试产,项目批准,初始统计过程研究,如何进行统计过程控制策划,量产过程中，实施统计过程控制,16,如何进行统计过程控制策划,1、在新产品策划过程中，APQP小组根据 试生产控制计划制定初始过程能力研究 计划。 2、批量生产过程中，责任部门根据批量 生产控制计划实施统计过程控制。,统计过程控制(SPC),二、控制图基础 控制图定义 控制图的设计 控制图的分类 控制图的

6、选用程序,18,控制图是用于分析和控制过程质量的一种方法。控制图是一种带有控制限的反映过程质量的记录图形。 控制图的纵轴代表产品质量特性值(或由质量特性值获得的某种统计量)；横轴代表按时间顺序(自左至右)抽取的各个样本子组顺序号。 图内有三条线： 中心线(CL)； 上控制界限(UCL)； 下控制界限(LCL) 。,控制图的定义,19,上控制限(UCL),中心线(CL),下控制限(LCL),控制图的定义,1、收集 收集数据并描点在图上 2、控制 从过程数据计算试运行控制限 识别变差的特殊原因并采取措施 3、分析及改进 量化普通原因变差，采取措施将它减小 重复这三个阶段从而持续地改进过程,20,工

7、序处于稳定状态下，其分布通常符合正态分布。由正态分布的性质可知：产品质量特性数据出现在平均值的正负三个标准偏差(3)之外的概率仅为0.27%。这是一个很小的概率，根据概率论 “视小概率事件为实际上不可能事件”的原理，可以判定：出现在3区间外的事件是异常波动，它的发生是由于特殊原因使总体的分布偏离了正常位置。 根据这一原理，将控制限的宽度设定为3。,控制图的设计,21,68.26%,95.45%,99.73%,+1,+2,+3,-1,-2,-3,控制图的设计,22,控制图的设计,23,逆时针 旋转90,控制图的设计,中心线分析的统计量的均值 上控制限均值的标准差 下控制限均值的标准差,中心线,下

8、控制限线,上控制限线,24,控制图的类型,确定要使用控制图的特性,否,否,是,是,使用np或p图,否,使用p图,否,使用u图,是,是,使用c或u图,是,是,使用单值图X-MR,是计量型 数据吗？,关心的是 不合格产品的 百分比吗？,关心的是 不合格数吗？,样本容量 是否恒定？,样本容量 是否恒定？,性质上是否均匀 或不能按子组取样 例如：化学槽液、 批量油漆等？,接下页,控制图的选用程序,26,是,否,使用 XR图,是,否,使用 XR图,使用 X s图,注：本图假设测量系统已经过评价,并且是适用的。,否,使用 中位数图,是,子组均值 是否能很方便 地计算？,接上页,子组容量 是否大于或 等于9

9、？,是否能方便 地计算每个子组 的S值?,控制图的选用程序,统计过程控制(SPC),三、计量型 控制图应用,控制图,S控制图,M控制图,控制图,28,收集数据并制作 分析用控制图,过程是否稳定？,计算过程能力,能力是否足够？,控制用控制图,寻找并消除特殊原因,采取改进措施 提高过程能力,确定应用控制图 的过程及特性,应用流程,29,A、收集数据,B、建立控制限,C、统计上是否 受控的解释,D、为了持续控制 延长控制限,使用Xbar-R控制图的四步骤,30,步骤A 收集数据,A1、建立抽样计划；,A2、设置控制图；,A3、记录原始数据；,A4、计算每一个子组的样本的控制统计量；,A5、将控制统计

10、量画到控制图上。,使用Xbar-R控制图的步骤A,31,建立抽样计划,定义子组容量，较大的子组更容易发现微小的过程变化；,规定子组频率，通常按时间顺序来取子组，如15分钟 一次或每班一次；,子组数量应满足如下原则：应该收集足够的子组以确保 影响过程变差的主要原因有机会出现，通常在25或更多 个子组内包括100或更多的单值读数可以很好地用来 检验稳定性。,使用Xbar-R控制图的步骤A,32,抽样频率参考表,33,设置控制图,包括过程和抽样方法描述的表头信息；,记录/显示所收集数据的实际值的部分（日期/时间/ 子组编号）；,对用于分析的每一个控制统计量描点的部分；,使用Xbar-R控制图的步骤A

11、,将观察记入日志的部分。,控制图格式见SPC 手册51-52页。,34,记录原始数据,测量并记录每一个子组及每一个单值的数据；,记录/任何有关的观察事项。,使用Xbar-R控制图的步骤A,35,计算控制统计量,从子组的测量数据中计算用于描点的控制统计量；,控制统计量：样本均值、中位数、极差、标准差等；,使用Xbar-R控制图的步骤A,按照控制图的类型选择适当的公式计算控制统计量。,36,均值的计算：,极差的计算：,如何计算bar控制图每个子组的控制统计量?,37,将控制统计量画到控制图上,将控制统计量画在图上，确保所描的控制统计量的点 是一一对应的；,将相邻点用直线连接从而显示模式和趋势；,使

12、用Xbar-R控制图的步骤A,进行评估以识别出潜在的问题；,如果有的点比别的点高很多或低很多，需要确认计算及 描图是否正确并查询任何相关的观察记录。,38,步骤B 建立控制限,使用Xbar-R控制图的步骤 B,B1、计算中心线；,B2、计算控制限（上控制限UCL、下控制限LCL ）；,B3、在控制图上画出中心线和控制限。,39,k为子组数,k,R,R,R,R,k,x,x,x,x,x,k,k,+,+,+,=,+,+,+,+,=,.,.,2,1,3,2,1,极差平均值：,过程平均值：,中心线的计算公式,40,R,D,LCL,R,D,UCL,R,CL,R,A,X,LCL,R,A,X,UCL,X,CL

13、,R,R,R,X,X,X,3,4,2,2,=,=,=,-,=,+,=,=,极差控制图：,均值控制图：,控制限的计算公式,41,注：D4、D3、A2为常数，随每个子组内样本容量n的不同而不同，查手册中附录：控制图的常数和公式表（181页）。,控制限的计算公式,42,在均值图上画出中心线（过程平均值）和上、下控制限（UCLXbar、LCLXbar）； 将极差图上画出中心线（极差平均值）和上、下控制限（UCLR、LCLR）； 中心线画成黑色水平实线； 控制限画成红色水平虚线。,在控制图上画出 中心线和控制限,43,C 统计上是否受控的解释,使用Xbar-R控制图的步骤 C,C1、分析极差图上的数据点

14、,C2、识别并标注特殊原因(极差图),C3、重新计算控制界限,C4、分析均值图上的数据点,C5、识别并处理特殊原因(均值图),C6、重新计算控制界限,44,使用Xbar-R控制图的步骤 C,过程控制的分析： 1、分析控制图的目的在于识别过程变化或过程均值不恒定的证据。（即其中之一或两者均不受控）进而采取适当的措施。 2、R 图和 X 图应分别分析，但可进行比较，了解影响过程的特殊原因。 3、因为子组极差或子组均值的能力都取决于零件间的变差，因此，首先应分析R图。,45,超出控制界限的点： 出现一个或更多点超出任何一个控制界限是那一点的特殊原因导致变差的主要证据。在那一点之前可能已经发生了特殊原因。,UCL,CL,LCL,异常,异常,如何定义“不受控”信号,46,不受控制的过程的极差（有超过控制限的点）,UCL,LCL,UCL,LCL,R,R,受控制的过程的极差,47,不受控制的过程的均值（有一点超过控制限）,受控制的过程的均值,UCL,LCL,X,LCL,UCL,X,48,控制限内的模式或趋势链： 有下列现象之一都表明过程变化或趋势已经发生： 连续7点排列在中心线的一侧； 连续7点上升（后一点等于