spc基础知识之二-spc概念课件

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1、SPC基础知识 之二 SPC概念,制作日期：201808,2,目录,总体指南 SPC概念 过程控制系统 变差 过程控制与过程能力 持续改进循环 SPC术语 常见问题,总体指南,4,总体指南,规范界限管理-风险 质量规范界限作为一个安全区，超过区域就会产生不合格 接近规范边缘时，超出界限的概率会越来越大，意味着潜在不合格 如果没有及时有效的控制，潜在不合格会转化为真实不合格 最安全的地方，是位于规范的中心区域,5,总体指南,控制界限管理-益处 由（亡羊补牢的）事后检验，转为（未雨绸缪的）事先预防 检验：容忍浪费，缺陷检测，针对产品，以公差规范作为唯一依据 预防：避免浪费，过程控制，针对过程，关注

2、过程的分布，强调改进,6,总体指南-SPC,SPC的历史 背景：工业革命带来大规模生产，单纯依靠事后检测，无法避免浪费。 美国休哈特首次提出“正常波动”和“异常波动”，以及在生产过程中运用3Sigma和控制图技术。 SPC手册，由ASQC（美国质量控制协会）、AIAG（汽车工业行动集团），联合克莱斯勒、通用、福特三大车厂制定。为汽车行业提供正式的、统一的统计过程控制方法。,7,总体指南-SPC,SPC的解释 Statistical Process Control，统计过程控制。 把某一过程的数据输出，进行统计分析，进而控制和改进过程，确保过程稳定受控，预测未来趋势。,（1）统计：技术 定量化

3、统计学技术，例如控制图,（2）过程控制：方法 事先预防，代替事后检测 监控过程，5M1E 收集产品和过程数据，分析和评价 区分变差的普通原因和特殊原因 提出预警，持续改进 将数据和结论应用于设计,8,总体指南-SPC,SPC的解释 SPC是一项系统性工作，涉及前期硬性固定资产投入，系统科学的管理方法。 依靠事后使用生产采集数据，基于minitab软件进行能力分析，通常只是数据游戏。 工作重点，应侧重于： 系统规划，理清公司的SPC执行流程，并规定：测量系统、设备能力、过程能力的接收准则。 相关人员充分的培训和实践训练，适时收集数据和监控图形。 关注各部门是否完全按流程/标准执行，持续改进，保持

4、过程能力。,9,总体指南-SPC,SPC的目的-受控和稳定 利用统计方法，确保： （1）过程的统计受控，制定控制界限，将过程特性予以量化监测。 （2）过程能力满足，特性数据服从稳定的随机分布，消除变差的特殊原因。 步骤： 分析过程及其输出，将质量特性（characteristic）定量化（quantitative） 使用控制图（control limit）等统计技术，监测过程及其输出 在统计控制的情况下，成功的实施和维持过程 持续改善过程能力（process capability），从系统面减少特性变差（variation）,10,总体指南-SPC,SPC的说明 收集数据、研究变差、应用统计方

5、法，并不是最终目的。 最终目的是预防为主，减少浪费，持续改进，满足顾客日益增长的需求。 适用于各领域，例如：机器（性能特性），录入数据（差错率），浪费分析（废品率），材料管理（运输时间） SPC通常用于产品特性，但更应该（提前）用于输出产品的过程。 应用SPC之前，必须通过MSA，确保测量系统处于受控状态，不会明显影响数据的总变差。,11,总体指南-SPC,SPC的说明-评价顺序：量具能力 - 设备能力 - 过程能力 评价过程和产品特征的变差，包括：数据本身质量 + 产品特征值的实际变差。 先保证数据质量，排除测量误差；再控制其他条件，选择短时期内连续加工的产品，合理收集数据。 不同公司和组织

6、，有不同的规范和方法。,12,总体指南-SPC,SPC的说明-评价顺序：量具能力 - 设备能力 - 过程能力 （1）分析测量数据的质量（MSA） AIAG：MSA，统计学方法，分析测量系统中2种误差： 系统性误差，偏倚/稳定性/线性；随机性误差，重复性/再现性。 德系：VDA5，“不确定度”评价。 （2）研究设备能力（CMK） （3）试生产阶段，分析用，初始过程能力研究（PPK） 选择2025组以上的样本，每个样本容量为5pcs；过程在现场“受控”。 比对理想值与实际值，分析波动来源（5M1E），识别和消除可以控制的变差。 （4）量产阶段，控制用，控制图（CPK） 定期采集数据，事后分析。确保

7、特性受控、过程持续保持能力。,13,总体指南-SPC,SPC的说明-评价顺序：量具能力 - 设备能力 - 过程能力,14,总体指南-SPC,SPC的意义-预防控制 聚焦于过程。因为过程的变化，才是造成质量变异的根本原因。 由关注产品，转为关注生产过程和系统面。 由传承经验，转为标准化和数据化。 区分正常波动（普通原因变差）和异常波动（特殊原因变差）。 基于历史数据，预测未来过程的运行状态。 及时发现异常趋势/征兆。 消除异常因素，减少异常波动，提高过程能力。,15,总体指南-SPC,SPC的应用-设计/制造/检验 适用于设计、制造、检验过程。三者相互关联，实现过程控制。 设计产品规格时，作为参

8、考依据。 制造过程中，作为检查制程和品质稳定性的工具。 检验时，作为判断的标准。,16,总体指南-SPC,SPC的前提-定量化 确定过程的输入和输出，并将其定量化，然后才能开始控制过程。 定量化包括： 以数据作为基础，建立控制标准； 收集过程中的数据，分析数据； 计算得出数据，获得结论。,17,总体指南-过程控制系统,过程控制系统-统计性的反馈系统 含义：自动控制系统，对于生产过程的特性值，保证受控并在要求的范围内；通常采用反馈控制的形式。,过程：共同工作以产生输出的集合体。包括供方、5M1E、顾客。过程的性能，取决于组织与顾客的沟通。,有关性能的信息：确定过程或输出的特性目标值，监测和收集信

9、息，研究过程本质机器变化，确定过程状态。,对过程采取措施：改变操作或过程本身，以保持过程稳定性，保持输出的变差在可接受的界限之内。措施包括：人员、材料、设备、流程、过程设计,对输出采取措施：检测输出，纠正不合格，采取遏制措施，直到矫正措施实施并验证有效。,18,总体指南-过程控制系统,过程控制系统-说明 统计是方法，过程是统计对象，预防性控制是目的。 如何统计：通过预先设计的实验，以及统计技术。,19,总体指南-变差,变差分析-变差的必然性 没有两个产品或特性是完全相同的，因为所有过程都存在变差。 短期变差：例如人工的稳定性、设备精度。 较长期间内的变差：例如设备工具磨损、制程的周期性变化、环

10、境影响。 因此，测量周期和测量时的条件，会影响所获得的变差数据。 由此规定公差范围（界限）、测量频率和时间。,20,总体指南-变差,变差分析-质量的统计观点 产品质量具有变异性，即变差 产品质量的变差不可避免 变差是质量的敌人 变差超过标准或期望，意味着发生问题，出现“异常” 质量改善，意味着持续减少过程的变差 变差包括普通原因（common cause）与特殊原因（special cause） 普通原因“处于统计控制状态”，是稳定系统的偶然原因 特殊原因可能有害，也可能有利，需要识别和区分处理,21,总体指南-变差,变差分析-普通原因和特殊原因,22,总体指南-变差,变差纠正-局部措施和系统

11、措施,23,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力 （1）过程控制系统，目的是分析过程是否受控，对是否采取措施，做出经济合理的决定。 从而避免2种错误：不需要控制时，过度控制或擅自改变；需要控制时，控制不足。 当不存在特殊原因时，避免错误信号，防止过度控制。 当出现特殊原因时，提供统计（预警）信号，防止控制不足。 分析特殊原因，采取措施：如果有害，予以消除；如果有利，予以固化保留。 由此预测过程性能，评价是否满足顾客期望/要求，作为持续改进的基础。 使用控制图，可以发现异常、及时预警，但无法显示原因，需要进一步分析。,24,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力 （2）过程

12、能力，由造成变差的普通原因确定，代表过程本身的最佳性能（例如分布宽度最小）。 （3）过程控制和过程能力，两个相对的概念： 处于统计控制状态下的过程，收集的数据即可证明过程能力，但可能没有落入规范界限（受控但不满足要求）。 内外部顾客更关注过程的输出，以及是否满足规范要求，而不考虑（输出前）过程的变差（满足要求优先）。 如果过程的分布宽度不可接受（未受控），可以临时允许生产最小量（不可避免）的不符合规范产品； 同时，采取系统措施，减少变差的特殊原因，改进过程能力和输出，受控且满足规范要求。,25,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力-4象限图 1类：最理想，产品符合要求，过程受控，过

13、程能力达标。 2类：产品符合要求，过程受控，但普通原因的变差过大，必须减少。 3类，产品符合要求，过程不受控，必须识别并消除变差的特殊原因。 4类，产品不符合要求，过程不受控，必须同时减少特殊原因和普通原因。,过程不满足要求，输出的产品也会不符合要求,26,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力-4象限图 顾客可能接受第3类，原因如下： 顾客对规范要求之内的变差不敏感； 为控制特殊原因所投入的成本，超过顾客的所得利益； 特殊原因已被识别，其记录表明是稳定、可预测的（已知）。 这时，顾客可能会要求： 该过程是成熟的，例如已经过几个循环的持续改进； 允许现有的特殊原因，在已知时间内，产生

14、稳定的后果（可预测）； 过程控制计划得以有效运行，确保所有的过程输出符合规范，并能预防新的特殊原因、现有特殊原因的不稳定。,27,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力-改进趋势,28,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力-实施步骤 先证明某个过程处于统计控制状态，再计算其过程能力。 （1）过程能力，意味着从过程中获得统计数据，预测过程性能。 如果基于不稳定的数据，预测没有价值；因为特殊原因会造成预测失效。 （2）短期能力：判断过程是否在统计控制状态下运行，否则需采取措施，解决变差的特殊原因。 用于验证首批/试产产品，减少特殊原因；以及机器能力研究，验证过程实际性能，是否

15、符合工程参数。 （3）长期能力：确认过程稳定、符合短期要求后，在较长时间收集数据，能够涵盖所有预期的变差原因。 用于计算长期的能力和性能指数；以及量化过程性能，评估批量生产的能力，是否满足顾客要求。,29,总体指南-过程控制和过程能力,过程控制和过程能力-实施步骤 以上涉及到多个不同的指数，因为： 没有一个单独的指数，可以适用于所有过程； 没有一个既定的过程，可以通过一个单独的指数来完整描述。 例如同时使用Cp和Cpk，与图表技术一起应用，可以更好理解估计的分布和规范界限的关系。 意味着比较“过程的呼声”和“顾客的呼声”，并努力使二者一致。 所有指数都有不足之处，而且可能产生误导。 组织应当与

16、顾客确认使用哪些指数，以提高效率和经济性。 SPC手册第II章第5节，描述了能力和性能指数的选择，以及在使用这些指数时的注意事项。,30,总体指南-过程控制和过程能力,过程受控和过程稳定的区别 （1）ISO标准：过程稳定，意味着过程输出分布的（中心）位置不变，（离散）宽度不变。 但评价方法不确定，例如：基于假设检验，去检查不同子组背后对应总体的均值，是否与离散相等？或者 基于控制图来判定？不能简单认为超过控制限即视为不稳定。当子组数大到一定程度，肯定有绘制点超过控制限。 （2）德系DIN标准：强调从操作者的角度，看待过程是否受控。 同样意味着过程输出分布的（中心）位置不变，（离散）宽度不变； 或者只有可预见的趋势改变，或者变化没有超过可预见的范围，那么过程视为受控的。,31,总体指南-过程控制和过程能力,过程受控和过程稳定的区别 不同公司的不同做法： （1）德国海拉公司：使用假设检验的方法，判断过程是否发生中心和离散的改变，决定指数名称。 （2）Bosch公司：检查单值是否超差，并检查超出控制界限点的数量，是否符合预期范围，决定指数名称。 （3）一般使用Pp/Ppk描述试