统计过程控制统计过程控制spc质量控制 WELLSEND质量课程Indexn质量波动n统计过程控制概述n控制图原理n分析用控制图和控制用控制图n过程能力与过程能力指数n常规控制图的应用spc质量控制 WELLSEND质量课程从质量的波动说起从质量的波动说起……n机器大工业时代，人们发现任何一台机器都无法生产出完全相同的两件产品，无论工序控制多么严格，生产环境多么理想，都无法实现完全的统一规格和统一标准，这说明机器生产存在波动n休哈特发现，质量波动大致上由随机波动和系统波动复合构成n质量波动永远存在，不能消除系统波动系统波动随机波动随机波动spc质量控制 WELLSEND质量课程质量要素：质量要素：5M1En生产制造质量是产品设计、工艺选择、计划调度、人员培训、工装设备、物资供应、计量检验、安全文明、人际关系、劳动纪律等工作在生产现场的综合反映，工序质量实际上就是这些要素的综合反映人人 man环境环境 environment 测量测量 measure工艺方法工艺方法 method 材料材料 material机器机器 machinespc质量控制 WELLSEND质量课程质量波动的变化规律质量波动的变化规律n正态分布n均匀分布n指数分布n威布尔分布n二项分布n超几何分布n泊松分布定性分布定性分布定量分布定量分布实际中，实际中，80%的质量的质量波动服从正态分布。
波动服从正态分布spc质量控制 WELLSEND质量课程第一节第一节 统计过程控制概述统计过程控制概述spc质量控制 WELLSEND质量课程SPC产生的技术背景产生的技术背景nSPC(Statistical Process Control)是统计过程控制的英文缩写；n科学技术的迅猛发展使得产品的不合格率显著降低；n生产控制方式由3σ控制方式演进为6σ控制方式；n科学管理与科学技术的完美结合spc质量控制 WELLSEND质量课程从从3σ控制方式到控制方式到6σ控制方式控制方式spc质量控制 WELLSEND质量课程SPC的简单历史的简单历史n20世纪20年代，美国Bell Telephoto Laboratory成立了两个研究质量的课题小组n1931年，休哈特发表了《加工产品质量的经济控制》一文，标志着统计控制时代的开始n道奇和休哈特是SPC技术的创始人领导人成果统计控制Shewhart控制图抽样技术Dodge&Romig抽样理论和抽样检验表spc质量控制 WELLSEND质量课程Walter A. Shewhart n1891.3.18.沃特·阿曼德·休哈特出生于美国伊利诺伊州的新坎顿 n1917获得加州大学伯克莱分校的物理学博士学位 n1918-1924 西方电气公司（ western electric）工程师 n1925-1956 贝尔试验室研究员，期间曾先后在伦敦大学、斯帝文理工学院、美国农业部研究生院和印度讲学 spc质量控制 WELLSEND质量课程SQC之父休哈特的主要成就之父休哈特的主要成就n休哈特重要的著作是《产品生产的质量经济控制》（economic control of quality of manufactured product） ， 1931年出版后被成为公认为质量基本原理的起源。
本书对质量管理做出重大贡献休哈特宣称“变异”存在于生产过程的每个方面，但是可以通过使用简单的统计工具如抽样和概率分析来了解变异，他的很多著作在贝尔实验室内部发行其中之一是1924年5月16日的有历史意义的备忘录，在备忘录中他向上级提出了使用“控制图”( control chart ) 的建议 n1939 年休哈特完成《质量控制中的统计方法》 (statistical method from the viewpoint of quality control) 一书，并发表在专业期刊上大量文章他关于抽样和控制图的著作吸引了质量问题领域工作人士的兴趣并对这些人产生影响n休哈特的计划 — 执行 — 检查 — 行动循环的观点被戴明和其他人广泛应用，进行质量改进项目的管理此循环包括计划你想要做得事、执行计划、研究结果、进行纠正，然后再开始新的循环 spc质量控制 WELLSEND质量课程SPC/SPD的涵义的涵义nSPC是为了贯彻预防原则，应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和考察，建立并且保持过程处于可接受的稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术nSPD(Statistical Process Diagnosis)即统计过程诊断，就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到缩短诊断异常时间，以便迅速采取措施、减少损失、降低成本、保证产品质量的目的。
spc质量控制 WELLSEND质量课程SPC的特点的特点nSPC是全系统的，全过程的，要求全员参加，人人有责；nSPC强调贯彻预防为主的原则；nSPC强调用科学方法(统计技术，尤其是控制图理论)来保证全过程的预防；nSPC不仅用于生产过程，而且也能用于服务过程和管理过程spc质量控制 WELLSEND质量课程第二节第二节 控制图原理控制图原理n控制图的结构 控制图由正态分布演变而来 正态分布可用两个参数即均值μ和标准差σ来决定正态分布有一个结论对质量管理很有用，即无论均值μ和标准差σ取何值，产品质量特性值落在μ±3σ之间的概率为99.73%，落在μ±3σ之外的概率为100%-99.73%= 0.27%，而超过一侧，即大于μ+3σ或小于μ-3σ的概率为0.27%/2=0.135%≈1‰，休哈特就根据这一事实提出了控制图spc质量控制 WELLSEND质量课程控制图的结构控制图的结构时间或样本号样本指标数值上控制限UCL中心线CL下控制限LCLspc质量控制 WELLSEND质量课程控制图的形成控制图的形成 左转spc质量控制 WELLSEND质量课程控制图的演变控制图的演变spc质量控制 WELLSEND质量课程控制图的两种解释控制图的两种解释n第一种解释： 控制图的本质就是进行假设检验，每描一个点就等于做一次假设检验。
小概率事件的理解n第二种解释： 质量波动的原因有两个，一是异常波动，一是偶然波动偶因引起质量的偶然波动，异因引起质量的异常波动spc质量控制 WELLSEND质量课程控制图在贯彻预防原则中的作用控制图在贯彻预防原则中的作用n20字方针 查出异因，采取措施，加以消除、不再出现，纳入标准n监控生产过程，及时报警 点子出现倾向spc质量控制 WELLSEND质量课程统计控制的状态统计控制的状态n即稳态，是只有偶因没有异因的状态；n处于稳态的生产对产品质量有完全把握；n生产最经济；n过程变异最小控制图显示异常贯彻20字方针调整控制界限有无异常因素稳态spc质量控制 WELLSEND质量课程两类错误两类错误n第一类错误：虚发警报（False alarm）n第二类错误：漏发警报(Alarm missing) 休哈特提出，为了减少两类错误的总损失，在不少情况下，3σ方式都接近最优间隔距离spc质量控制 WELLSEND质量课程3σ原则原则 3σ原则最早由休哈特提出，就是控制图中的CL、UCL、LCL由下述公式确定： UCL=μ+ 3σ CL=μ LCL= μ- 3σ spc质量控制 WELLSEND质量课程常规控制图分类常规控制图分类spc质量控制 WELLSEND质量课程第三节第三节 分析用控制图与控制用控制图分析用控制图与控制用控制图spc质量控制 WELLSEND质量课程统计控制状态技术控制状态是否是III否III IV两种控制状态两种控制状态spc质量控制 WELLSEND质量课程技术稳态技术稳态n1. 工序能力，工序在稳定状态下能够生产出合格品的能力称为工序能力，工序能力指数是工序质量的定量描述，工序能力指数越大，表示生产过程对产品质量的保证愈大，反之则愈小； n2. 工序能力符合规定的要求 CPK大于等于1称为技术稳态； n3. 对于计数值，指优率是否达到规定的要求。
spc质量控制 WELLSEND质量课程统计稳态统计稳态n统计稳态，工序中的5M1E都符合规定的要求，全部作业活动处于受控状态；5M1E指的是人、机、料、法、测量、环六大因素的英文缩写； spc质量控制 WELLSEND质量课程工序状态的更迭工序状态的更迭n特级工序：特级工序： n指双稳工序，达到技术稳态和统计稳态，分两种情况： n用3计算的控制界限达到统计稳态,CPK³1; n用4计算的控制界限达到统计稳态,CPK³2; n一级工序：一级工序： n指单稳工序，分两种情况； n达到统计稳态，没有达到技术稳态; n达到技术稳态，没有达到统计稳态; n双不稳工序；双不稳工序； n指均未达到技术稳态和统计稳态 spc质量控制 WELLSEND质量课程分析用控制图分析用控制图n主要分析以下两个方面1.所分析的过程是否处于统计控制状态；2.该过程的过程能力指数Cp是否符合要求 分析用控制图的调整过程实际上就是质量改进的过程，因此控制图被作为质量管理的工具之一spc质量控制 WELLSEND质量课程判定稳态准则判定稳态准则 在点子随机排列的情况下,符合下列各点之一就认为过程处于稳态：1.连续25个点子都在控制界限内；2.连续35个点子至多1个点子落在控制界限外；3.连续100个点子至多2个点子落在控制界限外。
即使在判断稳态的场合,对于界外点也必须采取 “查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准”20个字来处理spc质量控制 WELLSEND质量课程判异准则判异准则n点子在控制界限外或恰在控制界限上；n控制界限内的点子排列不随机 判异准则主要适用于Xbar图和单值X图，且分布为正态spc质量控制 WELLSEND质量课程GB/T4091-2001规定的判异准则规定的判异准则n控制图区分为六等份，两个A区、B区和C区都关于中心对称，每个区间宽度为1σABCCBAspc质量控制 WELLSEND质量课程GB/T4091-2001规定的判异准则规定的判异准则判异标准可能原因备注准则一1点落在A区外计算错误，测量误差，原材料不合格，设备故障等α=0.0027准则二连续9点落在同侧过程平均值减小α=0.0027，补充准则一准则三连续6点递增或递减工具逐渐磨损，维修逐渐变坏，操作者技能逐渐提高等α随时间变化准则四连续14相邻点上下交替轮流使用两台设备，两人轮流操作等α=0.0027，系统原因spc质量控制 WELLSEND质量课程GB/T4091-2001规定的判异准则规定的判异准则判异标准可能原因备注准则五连续3点中2点落在同侧B区以外发生了变化准则六连续5点中4点落在同侧C区以外发生了变化准则七连续15点在C区中心线上下数据虚假，数据分层不够减少准则八连续8点在中心线两侧，但无一在C区数据分层不够spc质量控制 WELLSEND质量课程局部问题对策与系统改进局部问题对策与系统改进质量变异异常原因偶然原因控制图局部对策15%过程能力分析系统改进85%spc质量控制 WELLSEND质量课程第四节第四节 过程能力及其指数过程能力及其指数spc质量控制 WELLSEND质量课程n过程能力是指加工过程的质量能力，它是衡量过程加工内在一致性的，是稳态下的最小波动。
n过程能力的决定因素：人、机、料、法、环，与公差无关什么是过程能力？什么是过程能力？spc质量控制 WELLSEND质量课程双侧公差的过程能力指数双侧公差的过程能力指数n统计稳态双侧公差情况下的Cp计算： 其中，T为技术公差的幅度，Tu、TL分别为上下公差界限， 为质量特性值的总体标准差注意：的估计方法计算重要！spc质量控制 WELLSEND质量课程单侧公差的过程能力指数单侧公差的过程能力指数有偏移情况的过程能力指数设分布中心与公差中心M的偏移为=|M-|,定义与M的偏移度K= /(T/2)=2/T(0
则不合格品率为spc质量控制 WELLSEND质量课程重要例题重要例题[单侧公差，给定下限单侧公差，给定下限]某金属抗拉强度的要求不得少于32kg/cm2，抽样后测得：xbar=38kg/cm2,s=1..8kg/cm2,则相应的不合格品率p为spc质量控制 WELLSEND质量课程提高过程能力指数提高过程能力指数n在有偏移的情况下，由公式n可知，影响过程能力的因素有产品质量规范T,过程加工的分布中心和公差中心的偏移量ε，标准差s提高策略调整过程加工的分布中心，减少中心偏移量修订公差范围，保证产品经济性提高过程能力，减少分散程度spc质量控制 WELLSEND质量课程过程改进策略框图过程改进策略框图过程输出用控制图评估Xbar-R控制图过程不处于统计控制状态过程处于统计控制状态除去可查明原因评价过程能力过程能力不足过程能力充足管理决策检查过程中心对准情况过程改进的尝试过程改进策略spc质量控制 WELLSEND质量课程过程性能指数过程性能指数n即长期过程能力指数，称为P系列过程性能指数，在日本称为实绩指数nQS9000提出Pp、Ppk的概念n计算公式见P163对一个过程而言，长期的标准差大于短期标准差！spc质量控制 WELLSEND质量课程QS9000标准标准nQS9000质量体系要求是美国三大汽车公司--克赖斯勒、福特、通用公司于1994年9月27日共同宣布采用统一的强制外协质量标准。
它得到了国际标准化组织（ISO）的全力支持nVDA6.1是由德国汽车行业提出的认证标准；EAQF是法国汽车行业提出的认证标准，他们的内容均类似于QS9000标准 n它是在ISO9000基础上发展起来的一个质量保证标准，既包括了ISO9001的所有要求，又涵盖了三大公司对分供方的其它要求，取得了QS9000认证，自然就取得了ISO9000认证 n随着三大汽车公司及其零部件系统生产企业逐步进入中国，人们开始对QS9000越来越感兴趣，拥有QS9000质量体系已成为国内的汽车零部件企业及其分供方为三大汽车公司供货时的必要条件QS9000正逐步成为全世界汽车行业的统一质量体系要求 spc质量控制 WELLSEND质量课程第五节第五节 常规控制图常规控制图spc质量控制 WELLSEND质量课程控制图基本要求应用场合应用趋势Xbar-R掌握作图/使用方法长度、重量、纯度、收率等计量值控制越来越普及Xbar-s掌握作图/使用方法同上，n>10时使用越来越广泛Me-R了解应用和作图同上逐渐减少X-Rs了解应用和作图同上，单值，多用于气体、液体等检验灵敏度差，特殊场合使用p掌握作图/使用方法用于控制不合格品率、缺勤率、差错率等普及，但难以查找原因np了解应用和作图不合格品数n一般不变c了解应用和作图特定单位中包含的不合格品数泊松分布数据u了解应用和作图特定单位中包含的不合格品数泊松分布数据n一般不变spc质量控制 WELLSEND质量课程应用控制图需要考虑的问题应用控制图需要考虑的问题n控制图用于何处？n如何选择控制对象？n怎样选择控制图？n如何分析控制图？n怎样处理点出界或判异？n如何重新制定控制用控制图?n正确区分两种控制图的两种情形？n怎样保管控制图？spc质量控制 WELLSEND质量课程（（1））X-R控制图控制图预备数据组号观察值样本均值样本极差备注iXi1Xi2Xi3Xi4Xi5XiRspc质量控制 WELLSEND质量课程中心及控制界限中心及控制界限n2345678A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.373n2345678D3000000.0760.136D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.864spc质量控制 WELLSEND质量课程例题例题 某手表厂为了提高手表的质量，应用排列图分析造成手表不合格的各种原因，发现停摆战第一位。
为了解决停摆问题，再次应用排列图分析造成停摆的原因，发现主要是由于螺栓松动引发的螺栓脱落造成的为此，厂方决定应用控制图对装配作业中的螺栓扭矩进行控制例题spc质量控制 WELLSEND质量课程（（2））X-s控制图控制图spc质量控制 WELLSEND质量课程（（3））X-Rs控制图控制图n移动极差R=|Xi-Xi+1|;spc质量控制 WELLSEND质量课程例子例子n本例给出了连续10批脱脂奶粉的样本“水分含量试验”的实验分析结果将一个样本的奶粉作为作为一批的代表，在实验室对其进行测试希望将该过程的产品水分含量控制在4%以下，由于发现丹皮内的抽样误差可以忽略，因此每批抽取一个样本，以此作控制图n数据见P177例题spc质量控制 WELLSEND质量课程脱脂奶粉水分含量试验控制图脱脂奶粉水分含量试验控制图R图CL=0.378UCL=1.24LCL=0.00spc质量控制 WELLSEND质量课程统计稳态下绘制的统计稳态下绘制的X图图nCL=3.45nUCL=4.46nLCL=2.44spc质量控制 WELLSEND质量课程（（4））Me-R控制图控制图例题数据例题数据spc质量控制 WELLSEND质量课程（（5））p图图nP图的统计控制状态是指过程的不合格品率为一常数P，且各个产品是独立的。
P图的统计基础是二项分布spc质量控制 WELLSEND质量课程关于关于ni的说明的说明nni相同：若p很小时，则要样本量充分大，使得每个子组至少有一个不合格品，通常取：1/po