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1、1,统计制程控制技术SPC,主讲:陈 松,2,课程规划,制造过程与变异,基本统计知识与制程能力,如何进行统计制程控制,控制图的作法及使用,3,成语故事:曲突徒薪,有位客人到某人家里做客,看见主人家的灶上烟囱是直的,旁边又有很多木材。客人告诉主人说,烟囱要改曲,木材须移去,否则将来可能会有火灾,主人听了没有作任何表示。 不久主人家里果然失火,四周的邻居赶紧跑来救火,最后火被扑灭了,于是主人烹羊宰牛,宴请四邻,以酬谢他们救火的功劳,但并没有请当初建议他将木材移走,烟囱改曲的人。 有人对主人说:“如果当初听了那位先生的话,今天也不用准备筵席,而且没有火灾的损失,现在论功行赏,原先给你建议的人没有被感
2、恩,而救火的人却是座上客,真是很奇怪的事呢!”主人顿时省悟,赶紧去邀请当初给予建议的那个客人来吃酒。,这个故事对我们作企业管理有什么启示?,4,讨论:有无防火 的方法?,生产制造,产品,客户需求,每天都会发生很多品质问题: 客户投诉、批量不良、 大量报废、重工返修、 、,每天忙着解决这些问题(忙于救火) -负责投诉处理的QC -负责产品问题处理的QC -负责制程问题处理的QC -负责产品检查的QC -负责材料检查的QC 、,救火还是防火?,5,防火的方法:控制和预防,生产过程,产品质量,人,机,料,环,法, 品质管理三阶段:,事前管理 (设计预防),事中管理 (过程控制),事后管理 (纠正措施
3、),品质策划、产品设计、 制程设计就考虑品质 问题预防的方法。,对生产过程的人、机、料、法、 环(4M1E)进行管理和控制, 减少和控制品质问题的发生,品质问题发生后即时 正确的解决,使品质 问题不重复发生,产品设计/ 制程设计,6,Unit1: 制造过程与变异,7,制造过程,产品,1、了解制造过程:,制程三要素:需求、过程、产品, 顾客需求:Input 产品规格:性能规格、尺寸规格、外观规格、,顾客需求, 产品:Output 是否符合顾客的规格要求,INPUT,PROCESS,OUTPUT,8, 制造过程(Process) - 制造流程:,原料投入,工程1,工程2,工程3,、,工程N,产品,
4、- 产品品质和每一工程都有关系,- 制程因素:人、机、料、法、环 (即4M1E),制造过程1,料,法,人,环,半成品1,机,制造过程2,法,人,环,半成品2,机,、,- 产品品质又由每一工程的4M1E所决定,9,2、变异及变异原因:, 变异:变化差异 例:人与人间的相貌差异、身高差异、饭量差异、都叫变异; 制造产品间也存在差异,如尺寸差异、电阻差异等,称为 产品变异。, 问题:产品变异的原因是什么?,10, 产品变异的原因:制程的变异:,制造过程,产品,人,法,机,环,料,11,3、制程变异的类型:,机遇原因(Chance cause)的变异(或叫共同原因) - 随机因素,偶因,过程固有的,始
5、终存在,不可避免的原 因、非人為的原因、共同原因、偶然原因、一般原 因,是属于管制状态的变异。 - 机遇原因(偶然性,不易识別,不易消除, 大量的.) 如:同批材料內部结构的不均勻性表现的微小差异, 设备的微小振动,刀具的正常磨损,以及操作者细微 的不稳定等. -其对品质变异起着细的作用,但难以排除. - 机遇原因变异一般在制程设计过程就已存在。,12,非机遇原因( Assignable cause可查明因素) -系统因素,异因,非过程固有,有时存在,有时不存在, 可避免的原因、人为原因、特殊原因、异常原因、局部原因等.此种原因,应采取行动,使制程恢复正常,进入管制状态. -非机遇原因(系統性
6、,易识別,可以消除, ) 如:使用了不合规格标准的原材料,设备的不正确调 整,刀具的严重磨损,操作者偏离操作规程等. -其对品质变异影响程度大,制程失控,为异常原 因,但不难排除.,13,4、如何减少产品的变异:,1)消除非机遇原因的变异(即异常的变异),只有消除了异常的制程变异,制程才能稳定。,不稳定、不可预测、不可控,14,制程只有机遇原因的变异时,制程被认为是稳 定的:,“被控制的”过程-所有特殊原因被消除,未来分布状态可以预测。,一般情况,只有制程稳定时,产品的分布呈正态分布,否则百正态分布。,稳定的、可预测的、可控的,15,2)改善(减少)机遇原因的变异(即正常变异),消除异常变异
7、制程稳定,正常变异的减小/改善,16,3)制程控制和制程改善:,制程控制:制程变异的控制 监测制程是否存在异常变异, 若存在异常变异: 调查原因采取纠正措施消除异常变异标准化,使制程处于稳定、可控状态。,制程改善: 制程变异的改善 制程在稳定状态下,系统地改善制程变异的原因,使产品的变异减小。如:改善设备精度、改善工艺方法、材料变异的改善等。,17,5、如何进行制程控制:,1)对制程变异因素进行监测及控制: 如:真空镀膜工程,对真空度、温度、含氮量、 LINE速度进行监控; 监控(或管制)的方法有:自动控制、控制图 检查表等。,2)通过对产品变异进行监测,推测制程是否有异常变 异: 控制方法:
8、推测统计方法,控制图、直方图等。 如:通过对镀膜厚度控制图的监控,及时发现有无 异常变异,并采取纠正措施消除异常变异。,18,Unit2: 基本统计知识与制程能力,19,数据性质分类: 1)定性数据:以人的感觉判断出來的数据,例如:水 果的甜度或衣服的美感. 2)定量数据: 计量量:其依据的数据,均属由量具实际 量测得知,如长度、重量、成分 等特性均为连续性数据 计数值:其依据的数据,均必以单位为計 数值值,如:不良数、缺点数等间 断数据均属此类,1、数据类型:,20,1). 统计的概念:,a.叙述统计:,大量数字,分析、结论,收集、整理,查检表、柏拉图 分布图、层別法,(全体),b.推测统计
9、:,全体数字 N,抽取样本,样 本 n1.n2,分析,样本 结果,控制图 分布图,概率,推测全体性质,统计:统计是观测大量的事实,收集大量的资料,经过 统计处理,使它变成容易看懂,容易使用形式的 图表。,2. 基础统计知识:,21,2). 概率的概念:,a.概率的定义:,b.加法计算概率:A和B两个事件,假使它们是互斥事件时, 则发生A或B的概率就是两者概率相加,概率 ,R N,可满足的期待事件 可能发生事件的总合,c.乘法计算概率:A和B是相互独立的事件,发生A和B事 件的概率是两者概率相乘,EX:骰子出现“一点”的概率为:,R N,1 6,1 6,1 6,1 3,1 6,1 6,X,1 3
10、6,22,相关数据做中心倾向使用的测量值 上半年决定给你发每月的奖金,你的选择? A:500、200、800、1000、1200、1500 B:500、600、700、800、900、1000 XA XB,3). 算术平均值(X)的概念:,500+200+800+1000+1200+1500 6,500+600+700+800+900+1000 6,算术平均值:X X:算术平均值 n:数据总个数 Xi:代表每一笔数据,Xi,i=1,n,n,23,描述数据如何分布或散插在中心位置的两侧的分散度 全距是一种数据中最大值与最小值之差 EX:两种品牌显示屏(TPK / SUMSANG): TPK平均寿
11、命8000小时 SUMSANG平均寿命7000小时 选哪种产品? TPK产品寿命最长12000小时,最短2000小时 SUMSANG产品寿命最长8000小时,最短6000小时 选哪种产品? 全距(Range):RXmaxXmin全距 全距为计算分散度最简单而容易的方法,4). 全距(R):,24,为估计分散度最常用的量 考虑每一个数据与平均数间偏差的计算 下列两组数,哪组较好? A组:1、5、5、5、9 XA5 RA8 B组:1、1、5、9、9 XB5 RB8 A 2.53 B 3.58 标准差(Standard Deviation) ,5). 標準差():,25,抽样统计中母体标准差()与样
12、本标准差(S)之关系? 从母体采出部分样本,然后从有限小量的部分样本 去推算或代表全母体的实况,6). 样本标准差(S):,母體 N,n1,n2,n3,母体标准差:,N ,(XiX)2,i=1,N,N,样本标准差:,Sn ,(XiX)2,i=1,n,n,或Sn-1 ,(XiX)2,i=1,n,n-,n30 则Sn-1SnN n30 则Sn-1取代Sn N的值,26,整体分布,为一对称的钟形分布 当直方图样本空间越来越大,则小组区间 越来越小,直方图将形成一个平滑的曲线 以代表整体 正态分布(Normal Curve Fitting),7). 正态分布:,27,正态分布例,某工厂有女工3000人
13、,随机测量1200人,平均身高为1.63米 。其中,身高在1.58米至1.68米的女工人数占所测总数的68.27%;身高在1.53米至1.73米的占95.45;身高在1.48米至1.78米的占99.73%。,身高,人数,女 工 身 高 分 布 图,1 sigma,2 sigma,3 sigma,本例中,sigma=0.049米,平均身高1.63米,28,正态分布的特点: 1. 形态如钟; 2. 左右对称; 3. 于平均值处分布的频数最多。此外,越远离平均值,分布的 频数也越少。,正态分布的要素: 1.平均值:决定正态分布曲线的中心位置; 2.标准偏差:决定正态分布曲线的宽窄(胖瘦).,为何要研
14、究正态分布? 1.它是自然界的一种最基本的最普遍的法则,反应了事 物内在的变化规律; 2.它使我们得以将许多复杂的事物简化处理; 3.它使我们得以通过少量抽样来把握全体,从而节省大量人力,物力,财力和时间。,29,3、制程能力的测量:,1)制程能力 一个制程产生达到工程设计及顾客规范之产品的能力。,生产制造,产品,顾客需求,规范(规格),产品变异,制程能力指数 用于测量过程能力。 通过对比制程规范的宽度与制程变异的范围宽度进行计算。,30,2) 制程精密度指数Cp:,Cp ,A B,规格宽度 实际分散宽度, ,T 6,USLLSL 6,CP等级基准 A: CP2.00 B:1.33CP2.00
15、 CP越大越好 C:1.00CP1.33 D: CP1.00,衡量分散度 符合公差的 程度,31,3) 制程准确度Ca:,Ca ,C A/2,偏移中心值 规格宽度,X |USL-LSL|/2,Ca等级基准 A: Ca12.5% B:12.5%Ca25.0% Ca越小越好 C:25.0%Ca50.0% D: 50%Ca,衡量平均值(X) 与规格中心值 之间的偏差程度,32,4) 制程能力指数(CPK),CPKCP X (1-Ca) 制程能力X(1-偏移率) CPKMin(CPU,CPL) Min( , ),CPK综合评价基准 A: CPK1.50 B:1.25CPK1.50 C:1.00CPK1.25 D: CPK1.00,CPK综合衡量分散度与 偏移度 CPK越大,制程能力越強, 不良率越低,USLX 3,XUSL 3,