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1、QS-9000核心工具,SPC 统计过程控制（精要版） Statistical Process Control 宏微咨询公司毛书军,第一部分 SPC的基本内容,自发性品质管理,专业检验品质管理,1920-1960：统计过程控制,全面质量管理（ISO9000等）,6SIGMA、零缺陷等,质量经营,世界级,SPC认识的误区,SPC是一种数字游戏； SPC与中国国情不符； SPC深奥难理解、难应用； SPC无用，不能解决实际问题； SPC就是TQC7手法； 等等。,SPC概述,最终目标：不是收集数据并用统计方法来解释，应是对过程不断加强理解和控制，得到预期结果。 研究变差和应用统计知识来改进性能的基
2、本概念，适用于任何领域 。 SPC代表统计过程控制。 应用统计技术来控制输出(例如零件)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，降低成本上发挥作用。,预防与检测,检测容忍浪费 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符合规范的产品。在管理部门则经常靠检查或重新检查工作来找出错误。 这两种情况都使用检测的方法，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 。 预防避免浪费 预防的最佳时机是在发生之前，即在过程中。,什么是过程,过程：指的是共同作用以产生输出的供方、生产者、人、设备、输入材料、
3、方法和环境以及使用输出的顾客之集合。 Y=f(x),process,in,out,how,measure,what,who,过程控制系统,过程的分类（1）,每个过程可分为： “受控”或“不受控” “能”满足顾客的要求（技术规范）或“不能”,过程分类（2）,过程的分类（3）,1类 是理想状态作为不断改进的一部分，可能要求进一步降低变异性； 2类 存在因普通原因造成的过大的必须减少的变差 从短期来讲，要求100%的检查以保护顾客 必须进行不断改进以确定并排除普通原因的影响,过程的分类（4）,3类 具有由普通原因和特殊原因共同引起的相对较小的变差 如果特殊原因已经确定但其影响难以非常经济的方式加以消
4、除，过程也可能被顾客接受。 4类 具有由普通原因和特殊原因共同引起的过大的变差 为保护顾客，需进行100%检查 需立即采取措施以稳定过程，减小变异性,变差及其产生的原因,变差：当过程被重复地进行时，某一过程的输出会有所不同。 变差的原因 通过相关分析进行：将相互关联的活动结果以图表的形式表示出来,分布（1）,没有两件产品或特性是完全相同的，因为任何过程都存在许多引起变差的原因。,分布（2）,但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布,分布（3）,这个分布按下列特性区别： 位置(典型值) 分布宽度(从最小值至最大值之间的距离) 形状(变差的模式是否对称、偏斜等),变差的普通原因和特殊原因（1
5、）,普通原因:指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因。我们称之为“处于统计控制状态”、“在统计上受控制”，或简称“受控”。 普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因。 只有变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才是可以预测的。,变差的普通原因和特殊原因（2）,如果仅存在变差的普通原因，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,变差的普通原因和特殊原因（3）,特殊原因：(通常也可查明原因)指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成(整个)过程的分布改变。 除非所有的特殊原因都被查找出，并且采取了措施，否则，它们将继续用不可预测的方式
6、来影响过程的输出。 如果变差是源自特殊原因，随着时间发展，过程的输出将不稳定。,变差的普通原因和特殊原因（4）,如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定。,稳定的和非稳定的过程,画出下列三种情况下的控制图表示出过程的输出： 没有进行过调整 过程在产生每个输出后，根据其与目标值的变差量对过程进行调整 过程输出超出规范要求，根据其与目标值的变差量对过程进行调整 什么是过程的过度调整和欠调整？,没有经过调整的结果,正常变差,对最终目标偏差补偿调整后的结果,注意变差增加,偏差于目标1个单位时， 进行补偿调整后的结果,注意变差增加,稳定过程的特性,输出在一定极差内是可预见的 落在技术规范
7、之内的零件的比例是可预见的 基于观测到的输出所做的调整(反馈控制)使过程具有更大的变异,非稳定过程的特性,输出是不可预见的或表现出结构性变差(绝对型) 基于过程输出的调整可减少过程的变异,局部措施和系统措施,局部措施 通常用消除变差的特殊原因 通常与过程直接有关的人员实施 通常可纠正大约15%的过程问题 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,过程控制,过程控制：是为了确保满足顾客的要求，而对过程所执行的一套程序，和经过计划的措施。这些程序和措施包括： 经过计划的用以搜集有关输入和输出的信息的信息性经验 基于已搜集的信息而对过程进
8、行的调整。,过程控制,过程控制系统的目标：是对影响过程的措施作出经济合理的决定。平衡不需控制时采取了措施(过度控制或擅自改变)和需要控制时未采取措施(控制不足)的后果。必须在变差的两种原因特殊原因和普通原因的关系下处理好这些风险。 过程在统计控制下运行：指的是仅存在造成变差的普通原因。这样，过程控制系统的一个作用是当出现变差的特殊原因时提供统计信号，并且当不存在特殊原因对避免提供错误信息。,过程能力,过程能力由造成变差的普通原因来确定，通常代表过程本身的最佳性能(例如分布宽度最小)，在处于统计控制状态下的运行过程，数据收集到后就能证明过程能力，而不考虑规范相对于过程分布的位置，和或宽度的状况如
9、何； 然而，内、外部的顾客更关心过程的输出，以及与他们的要求(定义为规范)的关系如何，而不考虑过程的变差如何。,过程控制和QS,质量体系所有活动都是过程。 质量策划要求采用APQP的过程控制策划 过程控制要求质量策划的实施包括以下内容: 过程控制计划 过程监控和操作者作业指导书 预防性维护 监视过程能力、效率、有效性。,统计过程控制,使用诸如控制图等统计技术来分析过程或其输出，以便采取适当的措施来达到并保持统计控制状态，并从而提高过程能力。 SPC：使过程持续、稳定地具备所需要的能力！,SPC的目标,达到统计受控状态 维持统计受控状态 改进过程能力,不断的过程改进循环的阶段,持续改进过程循环的
10、三个阶段,1.分析过程 本过程应做什么? 会出现什么错误? 本过程正在做什么? 达到统计受控状态 确定能力,2.维护过程 监控过程性能 查找变差的特殊原因并采取措施,3.改进过程 改变过程,更好地理解普通原因变差 减少普通原因变差,SPC的特点,SPC是主动的，它引导 过程调整 过程改进（方法、设备、材料）,总体,样本,信息,数据,抽样,测量,分析,管控,QS中，SPC的要求是什么？,质量策划 维持过程控制 （保持、监控） 更改的过程控制要求 持续改进技术,过程设计开发,产 品 实 现 过 程,改 进,监视与测量,SPC,SPC与直方图、控制图, X,过程：5M1E,控制图,受控,异常,过程分
11、布,调查、分析、消除异常原因,SPC与直方图,概念：通过对数据加工整理，用一组等宽不等高的长方形表示数据发布情况，从而显示过程状况与能力的一种工具图。 用途： 了解产品特性的质量发布状况、平均水平、分散程度； 判断过程是否正常； 分析产品质量问题原因； 预测不合格品率； 寻求质量改进措施。,SPC与直方图,直方图使用流程： 收集数据（50个以上）； 确定极差（R=Xmax-Xmin); 确定组数（一般K10），组距（h=R/K); 确定各组界限值； 编制频数分布表； 画图： 1）纵坐标：频数；2）横坐标：质量特性；3）组距为底、频数为高、画出直方图；4）标注：总频数N，统计特性值（X）、（S）
12、。 直方图的观察、分析、判断； 采取改进措施； 重复上述活动。,区分计量型数据和计数型数据,计量型数据（ Variables Data）：定量的数据，可用测量值来分析。例如：用毫米表示的轴承轴颈直径，用牛顿表示关门的力，用百分数表示电解液的浓度，用牛顿米表示紧固件的力矩。 计数型数据 （Attributes Data ）：为可数的定性数据。例如所要求的标签是否存在，紧固件是否全部安装，一个报告中的差错数，由通止规检验出的轴的直径的可接受率等特性。 计数型数据即可以是通止型的，也可以表示为计量型数据的个数。,数据修约规则,“4”舍“6”入：8.2418.2, 8.261-8.3; 遇“5”看前后
13、： -“5后非“0” 要进“1 ” :8.253-8.3; - “5后为“0”朝前看，偶数舍去奇进“1” : 8.250-8.2，8.150-8.2; 一数不可连修； 修前确定有效位数； 百分率时，保留小数点后2位有效数字； 有效位数的“0”不能省略； 修约建立在实读数据上。,数据整理分组,确定组数； 确定组距； 组距=全距/组数 h=R/k 全距=最大数据-最小数据,R=Xmax-Xmin 决定组限(每组的数据上、下界限）。 考虑末位舍、入，一般比原始数据多取一位有效数位。如： 1.271.55的原始数据，按照k=10,h=0.03,现取为1.2651.565,直方图：频数分布表,数出落在每
14、组内观测值的个数（频数fi ）; 计算频率（ fi/n,n=数据个数)，累积频率（Fi); 计算组中值（Xi=组内上、下限值之和/2）； 列出频数分布表：,直方图：数据的平均水平与分散程度,平均水平：用均值反映数据分布的中心位置。 样本较少时，将n个数据相加后，除以n； 样本较多时，将每组组中值乘以频数再相加后，除以n. 分散程度：用方差和标准差来反映数据的分散程度。 方差：一组（n个）数据中每一个数据与平均值之差的平方之和，除以n后的平均值。 2 n 2 Sn = (Xi-X) /n i=1 标准差：方差的平方根。标准差小，相对稳定；标准差大，波动较大。,直方图：图例,Tl Tu T X 2
15、5 20 15 10 5 0 0 5.5 15.5 25.5 35.5 45.5 (kg),N=100 X=25.5 S=9.14 制图：XXX 时间：04年3月 131日,直方图：形状观察,正常型 孤岛型 偏向型 双峰型 平顶型 锯齿型,直方图：形状分析,直方图：标准比较分析,SPC工具控制图,1924年，【美国】休哈特创立 分析、判断过程状态；使过程处于受控状态 生产过程正常时，产品质量特性数据服从正态分布规律，处于3o的范围内的概率为99.7%。处于范围外的概率为0.3%。小概率事件发生，说明过程不稳定，必须马上采取措施。,控制图的种类,按数据性质：计数值控制图、计量值控制图 按用途：分析用控制图（过程是否稳定？异常在哪里？不稳定原因是什么？如何解决？）；管控用控制图。,控制图的益处,合理使用控制图能够： 供正在进行过程的操作者使用 有助于过程在质量上和成本上能持续地，可预测地保持下去 使过程达到： 更高的质量 更低的单位成本 更高的有效能力 为讨论过程的性能提供共同的语言 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南,控制图的经营管理意义,计量型
