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1、1,SPCStatistical Process Control,统计过程管制,Excellent Quality Consultant Co.,Ltd.,2,SPC统计过程管制,SPC由来 SPC定义 SPC发展历程 SPC应用现状 SPC基本统计观念 SPC基本概念,SPC展开步骤 确定管制项目 选择管制图 收集数据 绘制管制图 计算CPK 判定 长期控制 异常处理 公式 常用数据 XBAR-R范例 PN范例,3,SPC的由来,生产力发展的世纪 新的世纪-品质的世纪 品质的趋势-世界级的品质 百分比千分比PPMPPBNEAR ZERO QS9000要求: PPK=1.67 CPK=1.33
2、,4,SPC的由来,指数与不良率的关系,5,SPC的由来,我们的不良率是多少? 我们的制程能力是多少? 我们能做到吗? 赶快应用SPC,6,SPC的定义,SPC:Statistical Process Control S-Statistical 统计 P-Process 过程 C-Control 控制 利用统计的方法,对过程中的各个阶段进行监控与诊断,从而达到改进与保证产品品质的目的. PQC+S=SPC,7,SPC的发展历程,Bell Telephone LaboratoryShewhart Control Chart(1924) &Economic Control of Quality o
3、f manufactured Products(1931) 美军SQC(1941-1942):强制性战时规格 Z1-1-1941 Guide for Quality Control Z1-2-1941 Control Chart Method for anaalyzing Data Z1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production,8,SPC发展历程,1950,Dr.Deming送“经”日本,日本崛起 ISO9000:1994统计方法的引入 QS9000:1998,SPC的强制应用 未来: SPCD:Sta
4、tistical Process Control &Diagnosis SPCDA:Statistical Process Control ,Diagnosis & Adjustment,9,SPC的应用现状,日本名古屋大学调查,115家企业平均每家使用137张控制图 美国柯达公司5000人,使用35000张控制图,平均每人应用7张 日本DEMING奖10大项目中,七大项目强调统计,尤其是SPC ISO9000统计的需要,QS9000SPC的需要 我国80%的ISO认证通过企业,SPC几乎为零,10,SPC的基本统计观点,无论生产过程,还是产品结果,都是具有规律的. 正常情况下,具有一定的数据
5、分布: 计量值数据,服从正态分布 计件值数据,服从二项分布 计点值数据,服从泊松分布 最为常见的是正态分布-钟形分布,11,SPC的基本统计概念,群体:一组过程的输出结果的全体. 样本:从群体中按照一定的抽样方法选择出来的研究对象. 群体具有一定的分布特性 合理的抽样(足够的样本容量随机的抽样方法),可以保证样本与群体具有共同的分布特性,也即是说可以由样本的状况推断群体的状况. 群体通常是未知的研究对象,从经济成本的角度,可以研究分析样本而知群体.,12,SPC的基本概念,分布的集中性-X 平均值,为所有数值的平均值,读做X-BAR n = Xi/n i=1,13,SPC的基本概念,分布的分散
6、性- 各具体数值与平均值之间的偏差,通常以标准差 来表示.读做SIGMA(西格码) n =(Xi- )2/(n-1) i=1,14,SPC的基本概念,分散性的图解,2,1,15,SPC的基本概念,管制界限:是指实际作业的特性的分布所遵从的上下界限.用于在实际工作中,进行动态控制,以判断作业的有效性. 规格界限:是指根据设计(产品设计和过程设计)的要求,所确定的工程界限.用于在进行工程分析中,对特性的分布状况是否满足预定要求的判断,从而确信满足设计要求的能力. 在实际控制过程中,使用的应该是管制界限.管制界限来自于对作业过程的调查.,16,SPC的基本概念,过程能力:实际作业的结果满足预计工程要
7、求的能力. 过程的影响因素有两个方面:一是普通原因,二是特殊原因. 普通原因:在既定的4M1E下,属于过程本身先天存在的变动因素,一般是不可控制的,如需改善,需从管理和设备技术的角度予以全面改进. 特殊原因:在过程运行中,随机发生的可控因素. 普通原因通常影响分布的分散度和均值.直接决定过程能力.,17,SPC的基本概念,特殊原因导致超出界限或规律变动的现象,可以直接从管制图中看出.影响分布的波形. 管制图的重要作用便在于动态过程中,看出特殊原因的存在,发出需要处理的警报. 过程能力只有在不存在特殊原因的前提下,才能予以计算,并以此推断未来的输出结果.,18,SPC展开的步骤,确定管制项目,选
8、择管制图,收集数据,绘制管制图并计算Cpk,稳定否,绘制管制图,收集数据,稳定否,查明原因,消除异常,YES,YES,NO,NO,19,确定管制项目,确定管制项目,选择管制图,收集数据,绘制管制图并计算Cpk,稳定否,绘制管制图,收集数据,稳定否,查明原因,消除异常,YES,YES,NO,NO,20,确定管制项目,管制项目的对象为产品的特性和过程的特性 产品特性:尺寸电性值亮度焊接效果功能等 过程特性:波峰电流电压流水线速度温度药液浓度等 确定的方法: 产品特性:QFD 过程特性:因果图 来源: 客户要求的信息 设计规格 产品特性形成的工序及关键工序(工序流程图) 历史经验(曾经出现的问题)
9、APQP的展开的结果,21,选择管制图,确定管制项目,选择管制图,收集数据,绘制管制图并计算Cpk,稳定否,绘制管制图,收集数据,稳定否,查明原因,消除异常,YES,YES,NO,NO,22,选择管制图,管制项目的特性 计量值 计数值(计件值还是计点值) 样本数据的特点 n 9(样本少) n 9(样本多) n =1(单值) 每组数据n是否相等 使用的对象 可采用计算器或计算机进行分析的工程人员 现场作业人员,23,选择管制图(计量值),性质上是否均匀 或不能按组取样,使用X-MR,各组均值计算 是否方便,使用 -R,样本容量是否 大于或等于9,各组标准差S 是否容易计算,使用 -R,使用 -S
10、,NO,NO,NO,NO,YES,YES,YES,YES,当由现场人员使用时,尽量用?图,24,选择管制图(计数值),是否关心 不合格品率,使用np或p,样本大小 是否一致,使用u图,使用c或u图,NO,NO,NO,YES,YES,YES,样品大小 是否一致,使用p图,当由现场人员使用时, 尽量用c/np图,25,收集数据,样本组数最好不要少于25 p图或np图每组数据的要求 1/Pn5/P (P为预估的总体不良率,目的为在n中尽量能抽到多于一个的不合格品) 计量值数据的要求 组内数据变异小,组间数据变异大 采用中位数控制图时,尽量用奇数样本 现场使用的XBAR-R图,样本以不超过5为宜,26
11、,收集数据,计量值数据合理的抽样间隔和样本大小 抽样的随机性,以充分代表群体,27,绘制管制图,计算各统计量 计算管制界限(不能使用规格界限) CLUCLLCL 建立管制图形 纵坐标为各组相应数值中最大和最小值差的两倍(以便超过管制界限的点可以绘入) 极差R或标准差S图的单格刻度代表的数值是均值单格刻度代表的数值的两倍(图形宽度基本一致) 标注数据项目及描绘各数据点,28,计算CPK(计量值),过程稳定,即不存在特殊原因时,才能计算过程能力. 计量值CPK的计算 分布中心与规格中心重叠时,29,计算CPK(计量值),分布中心与规格中心发生偏离时: 计算Ca(过程准确度) Ca=( -SL)/(
12、USL-LSL)/2) 以中心重叠时的Cpk值作为Cp(过程精确度) Cpk=(1- Ca )Cp,30,计算CPK(计数值),计数值管制的过程能力为,31,管制图的判断-稳定原则,原则一:不可超出管制界限,!,32,管制图的判断-稳定原则,原则二:不可呈现规律变动 连续7点上升或下降 呈现规律性波动,具有显著的波动周期,33,管制图的判断-稳定原则,原则二:不可呈现规律变动 连续7点在管制界限一侧 连续11点中,有10点在管制界限一侧(间断),34,管制图的判断稳定原则,原则三:不可过于集中分布 显著多于2/3的点集中在CL附近:即90%的数据在1 线以内 显著少于40%的数据落在1 线以内
13、 数据集中分布在2 到管制线之间(超过2/3) 3点中,有两点接近一侧之管制界限 7点中,有3点以上接近控制界限 原则四:符合过程能力要求,35,长期控制,符合以下条件,可将管制图用于长期控制: 过程稳定 符合过程能力的要求 再收集15组数据,无异常情形 利用已经算出之管制界限进行管制 按要求收集数据,并进行管制分析/控制 在下列情况下,重新计算管制界限: 初次过程能力研究,异常消除时 对4M1E进行重大改进时 产品修正时 经过长期运行后,36,异常处理,可以采取的措施 有效后,不要忘了标准化的处理,37,管制图中应用的公式,38,管制图中应用的公式,39,管制图中应用的公式,40,管制图中应
14、用的公式,41,管制图中应用的公式,42,管制图中应用的公式,43,管制图中常用的数据,44,-R图范例,所测量的活塞直径数据:n=5, k=25,规格为74.000 0.02,45,-R图范例,46,-R图范例-计算统计量(一),47,-R图范例计算统计量(一),48,-R图范例-计算统计量 (一),49,-R图范例-计算管制界限(二),查系数,n=5,则有: A2=0.577,D4=2.114,D3=0 图管制线 CLX= =74.001 UCLX= +A2* =74.001+0.577*0.023=74.014 LCLX= -A2* = 74.001-0.577*0.023=73.988
15、,50,-R图范例-计算管制界限(二),R图管制线 CLR= =0.023 UCLR= D4 * =2.114*0.023=0.049 LCLR=D3* =0*0.023=0,51,-R图范例-绘制图形(三),绘制R管制图,UCL,CL,LCL,52,-R图范例-绘制图形(三),绘制 图,UCL,CL,LCL,53,-R图范例-判定,图形状况判定: 两图均未违反判稳原则,属于稳态 管制界限在规格界限内 过程能力评定:d2=2.326 =74.000, =74.001,中心不重叠 Ca=(74.001-74.000)/0.02=0.05 Cp=T/(6*0.023/2.326)=0.674 Cpk=(1-Ca)Cp=0.95*0.674=0.64 结论:过程是稳定的,但应加强过程能力的提升,54,pn图范例,SMT加工后检查数据如下:n=100,k=25,55,Pn图,计算统计量和管制界限 CL= = di/ k=65/25=2.6 UCL= +3( (1- /n) =2.6+3(2.6(1-2.6/100) =7.4 LCL= -3( (1- /n) =2.6-3(2.6(1-2.6/100) =-2.2 取0,
