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1、1,统计过程控制 Statistical Process Control,上海信思德企业管理咨询有限公司,主要内容,第一部分: SPC统计过程控制概述 第二部分: SPC统计过程控制原理 第三部分: SPC控制图 第四部分: 计量型控制图制作步骤及判定原则 第五部分: 计数型控制图制作步骤及判定原则,3,第一部分: SPC统计过程控制概述,目 录,1. 控制图的历史 2. SPC应用范围 3. SPC&SQC理解 4. 过程理解 5. SPC常用术语,1. 控制图的历史,控制图是1924年由美国品管大师W.A. Shewhart博士发明。因其用法简单且效果显著，人人能用，到处可用，遂成为实施质
2、量管理时不可缺少的主要工具，当时称为(Statistical Quality Control)。,1. 控制图的历史,休哈特在20世纪20年代提出了过程控制理论以及监视和控制过程的工具-控制图； 世界上第一张控制图是休哈特在1924年5月16日提出的不合格品率(p)控制图； 休哈特主要贡献在于：1) 应用过程控制理论能够在生产线上保证预防原则的实现。2) 在产品制造过程中，产品质量特性值总是波动的,1. 控制图的历史,英国在1932年，邀请W.A. Shewhart博士到伦敦，主讲统计质量管理，从而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。,日本在1950年由W.E. Deming博士引到日
3、本 同年日本规格协会成立了质量管理委员会，制定了相关的JIS标准,1924年发明,W.A. Shewhart,1931发表,1931年Shewhart发表了“Economic Control of Quality of Manufacture Product” 工业产品质量的经济控制,19411942 制定成美国标准,Z1-1-1941 Guide for Quality Control Z1-2-1941 Control Chart Method for analyzing Data Z1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality Dur
4、ing Production,1.控制图发展的历史进程,SPC统计过程控制,1924年W.A. Shewhart提出,SPD统计过程诊断,侯铁林1947年提出多元T控制图 张公绪1982年提出两种质量多元 逐步诊断理论等,SPA统计过程调整,90年代起由SPD发展为SPA，国外称之为ASPC（算法的统计过程控制） 仍在发展过程之中,1. 控制图的发展,1. 控制图应用范例,1984年日本名古屋工业大学调查了115家日本各行各业的中小型工厂，结果发现平均每家工厂采用137张控制图； 美国柯达彩色胶卷公司有5000多名职工，一共应用了35000张控制图，平均每名职工做七张控制图,目的：寻找有效的方
5、法来提供产品和服务，并不断在价值上得以改进； 目标：是达到顾客满意（包括内部和外部顾客）； 对象：从事统计方法应用的管理人员； 范围：基本统计方法包括与统计过程控制及过程能力分析有关的方法，但不是全部,2. SPC应用范围,a) 收集数据并用统计方法解释不是最终目标，最终目标是对实现过程的不断理解； b) 研究变差和应用统计知识改进性能的基本概念适用于任何领域； c) 结合实际过程控制理解； d) 只是应用统计方法的开始； e) 假设的前提：测量系统处于受控状态并对数据的总变差没有大的影响,2. SPC应用范围,3. SPC&SQC,针对产品所做的仍只是在做SQC,针对过程的重要控制参数所做的
6、才是SPC,Real Time Response,有反馈的过程控制系统模型,4. 过程的理解,5. SPC常用术语解释,5. SPC常用术语解释,5. SPC常用术语解释,18,第二部分: SPC统计过程控制原理,目 录,1. SPC解决问题思路 2. 预防与检验 3. 波动的概念理解 4. 普通原因和特殊原因 5. 局部措施和系统措施 6. 统计过程控制思想 7. 正态分布简介 8. 统计控制状态 9. 过程控制和过程能力,1. SPC解决问题思路,通过以往的数据,了解正常的变异范围,设定成制造控制界限,绘点判定是否超出界限,纠正可能的异常,持续改进，缩小控制界限,2. 预防与检验,PROC
7、ESS,原料,人,机,法,环,测量,测量,结果,好,不好,不要等产品做出来后再去看它好不好 而是在制造的时候就要把它制造好,测量,2. 对过程控制理解,预防与检验 检验容忍浪费 预防避免浪费,SPC和产品检验有何区别、联系:,规范上限：USL 控制上限：UCL 控制下限：LCL 规范下限：LSL,SPC：事前预防 检验：事后反应,规范上限：USL：UPER SPECIFICATION LIMMITED 控制上限：UCL：UPER CONTROL LIMMITED 控制下限：LCL： LOWER CONTROL LIMMITED 规范下限：LSL： LOWER SPECIFICATION LIM
8、MITED,3. 波动的概念,波动：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，在同一设备上，用相同的工具，用相同材料的生产同种产品，其加工后的质量特性（如：重量、尺寸等）总是有差异，这种差异称为波动 公差制度实际上就是对这个事实的客观承认 消除波动不是SPC的目的，但通过SPC可以对波动进行预测和控制,3. 制造过程组成和波动原因,波动原因,3. 波动的种类,正常波动：是由普通(偶然)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，
9、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(异常)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，应该由操作人员发现并纠正,4. 普通原因和特殊原因,普通原因：指的是造成随着时间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”、“受统计控制”，或有时简称“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，过程的输出才可以预测 特殊原因：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
10、。除非所有的特殊原因都被查找出来并且采取了措施，否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统内存在变差的特殊原因，随时间的推移，过程的输出将不稳定,4. 普通原因和特殊原因,4. 普通原因和特殊原因,4. 普通原因举例,合格原料的微小变化 机械的微小震动 刀具的正常磨损 气候、环境的微小变化等,4. 特殊原因举例,使用不合格原料 设备调整不当 新手作业 违背操作规程 刀具过量磨损等,4. 普通原因、特殊原因示意图,普通原因 的波动范围,特殊原因导致 的波动范围,特殊原因导致 的波动范围,UCL,LCL,CL,5. 局部措施,通常用来消除变差的特殊原因 通常由与过程直接相关的人员实施
11、 大约可纠正15%的过程问题,5. 系统措施,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,5. 局部措施、系统措施示意图,解决普通原因 的系统措施,解决特殊原因 的局部措施,解决特殊原因 的局部措施,UCL,LCL,假定过程是处于受控状态，一旦显示偏离这一状态，极大可能是过程失控，需要及时调整 产品质量波动原因是由普通原因和特殊原因引起的，产品质量总是变化的 受控状态：指仅由普通原因引起的质量波动，受控状态的产品质量也应该是波动的 SPC应用概率论基本原理：1) 小概率事件在一次试验当中是不可能发生的(指发生机会非常小的事件)；2) 过程分布是呈现正
12、态分布,6. 统计过程控制思想,直方图中对称型的形状是“中间高，两边低，左右基本对称”。若样本容量不断增加，并且使分组增多、分组的区间不断细分，则直方图的对称性越来越接近如下图所表示的曲线：,-,+,a,b,x,f(x),此曲线是正态 密度函数曲线,P(aXb) f(x)dx,7. 正态分布简介,7. 正态分布简介,7. 正态分布简介,7. 正态分布简介,x为总体的取值 是总体的平均值，是位置参数，是改变正态分布曲线的位置，不改变形状； 是总体标准差，表示数据分散程度的统计量，是形状参数，不改变正态曲线的位置，改变其形状大（矮胖）小（高瘦）； 实际运用中用s（样本标准差）、 用x（样本均值）代
13、替，即s、 x 。,7. 正态分布简介,正态分布曲线性质： a.曲线关于x= 对称； b.在x= 处曲线处于最高点，当x向左、向右远离时曲线不断降低； c.曲线形状由和唯一确定，或简记：N()。 d.当 =0，=1时正态分布称为标准正态分布简记为N(0，1)。,7. 正态分布简介,P(3X 3) P(3 )/ (X )/ (3 )/ ) P(3 (X )/ 3) 2*(1-0.00135)-1=0.9973=99.73%,7. 正态分布简介,-3,+3,LCL,UCL,CL,产品质量特性值落在(-3 ，+3)范围内概率为99.73%，落在该区域范围之外的概率是0.27%。休哈特根据这一点发明了
14、控制图,8. 统计控制状态,8. 统计控制状态,统计控制状态是由过程中只有普通原因产生的变差引起，控制状态是生产所追求的目标，因为在控制状态下具有： 对产品质量有完全把握 生产是最经济的，在控制状态下所产生的不合格品最少，生产最经济 在控制状态下，过程的变差的最小,8. 防止两类错误,所有的统计方法都是会产生错误，因为我们只控制99.73%，要防止两种错误： 虚发警报 漏发警报,8. 控制界限和规格界限,规格界限：是用以说明质量特性的最大许可值，来保证各个单位产品的正确性能 控制界限：应用于一群单位产品集体的量度，这种量度是从一群中各个单位产品所得的观测值所计算出来者,9. 过程控制和过程能力
15、,简言之，首先应通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制状态，那么其性能是可预测的，就可评定满足顾客期望的能力,9. 过程控制和过程能力,9. 持续改进,PLAN,DO,STUDY,ACT,PLAN,DO,STUDY,ACT,PLAN,DO,STUDY,ACT,1. 分析过程 本过程应做些什么 会出现什么错误 达到统计控制状态 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 改变过程从而更好 理解普通原因变差 减少普通原因变差,9. 过程改进循环,52,第三部分: SPC控制图,目 录,1. 控制图定义 2. 控制图应用的原理 3. 控制图的目的
16、 4. 控制图益处 5. 控制图分类 6. 控制图的选择,控制图示例:,上控制界限(UCL),中心线(CL),下控制界限(LCL),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界限的反映过程质量的记录图形，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)抽取的各个样本号；图内有中心线(记为CL)、上控制界限(记为UCL)和下控制界限(记为LCL)三条线(见下图)。,1. 控制图定义,2. 控制图原理说明,工序处于稳定状态下，其计量值的分布大致符合正态分布。由正态分布的性质可知：质量数据出现在平均值的正负三个标准偏差(X3)之外的概率仅为0.27%。这是一个很小的概
