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1、XR控制图操作及应用指南控制图操作及应用指南培训教材培训教材 1研究学习统计过程控制的来源和作用n统计过程控制(SPC)，主要应用于对过程变量的控制，它的基本控制原理为3原则,即平均值 3作为过程控制的上下限,它是由美国WALTERA博士在1924年提出。3-32研究学习统计过程控制的来源和作用n其作用为:n1、从数据到图形应用统计技术可以反馈生产或服务过程性质变化的信息。n2、帮助我们分析过程变化的原因n3对于超出控制界限的点采取整改行动。n4根据样本数据可以对过程性质作出评价n5、评定生产/过程性质变化与原来过程状态进行比较。数据SPCSPC图形图形你敢跑！你敢跑！措施3研究学习SPC应用
2、的好处n节约成本节约成本n使标准趋于准确使标准趋于准确n使过程更加稳定使过程更加稳定n使控制规格更加真实使控制规格更加真实n减少检验频度减少检验频度n减少问题出现的频度减少问题出现的频度n改善和提高客户的满意度改善和提高客户的满意度n可靠地测出实际过程能力可靠地测出实际过程能力n改善测量结果的准确度改善测量结果的准确度n改善产品品质改善产品品质n减少出货周期时间减少出货周期时间4研究学习一、X-R控制图定义及目的：n定义：用于长度、重量、时间、强度、力值、成份等以计量值来管理工程的控制图，利用统计手法，设定控制均值X和极差R的界限，同时利用统计手法判定导致工程质量变异是随机原因，还是异常原因的
3、图表。光强度光强度10001000CdCd，此此应为计量值！应为计量值！今天我今天我打了打了1212只野鸟！只野鸟！我计数我计数了！了！5研究学习一、X-R控制图目的：n目的：对公司生产现场制程的初始能力进行分析和监控，对有规格变异的产品质量特性或过程质量特性值进行动态控制，以判定工程是否处于稳定状态，并依据制定相应的措施纠正变异。控制点出界！控制点出界！问题在问题在这！措这！措施应是施应是！6研究学习X-R控制图示X控制图控制图UCLLCLUCLXR这就是这就是X-RX-R控制控制图！图！7研究学习二、二、X-R控制图操作程序控制图操作程序n1、X-R控控制制图图编编号号、规规格格、参参数数
4、等等填写（填写规范如下）填写（填写规范如下）n（1）控制图编号：HN-QCTZHN为华南公司，QCT为控制图，Z为工程代号，表示总装、进货检验为I，完车检验为W，机加工为J，为流水号n（2）部门：工程责任部门或单位n（3）工序：X-R控制图控制的工序 n（4）操作者：工序操作者n（4）质量特性：说明控制何种计量特性，如工件长度、安装扭矩、摩托车车速等n（5）工程规范：产品质量特性值或过程特性值设计或规范公差如长度尺寸20+0。2-0。1知道了吗？知道了吗？8研究学习n（6）样本容量/频率：抽样测量数据的数量/抽样频次，如5次（件）/每小时，5次/每日等n（7）产品型号：受控产品的型号 如FY1
5、25-7摩托车n（8）零件名称：受控产品零件的名称 如摩托车发动机n（9）测量工具：抽样测量质量或过程特性数据的测量工具，如游标卡尺、深度尺、万能表n（11）机器编号：受控工序操作的机器编号n（12）控制时段：控制图收集数据的时段，如2002/8/22-2002/8/269研究学习2、收集数据、收集数据n合理的子组大小、频率和数据合理的子组大小、频率和数据n在控制时段内，按抽样容量/频率要求，收集产品工序质量或过程特性数据125个或者100个，并按连续性将数据分成25个子组，每个子组由45数据组成，每个子组数据是在非常相似的生产条件下生产出来的，并且相互之间不存在着系统的关系，因此，每组之间的
6、变差为普通原因造成的，对于所有的子组的样品应保持恒定。数据收集10研究学习2、收集数据、收集数据n频率的选择频率的选择n频率：在过程的初期研究中通常是连续进行分组或很短时间间隔进行分组，检查时间间隔内有否不稳定的因素存在。当证明过程处于稳定时，子组间的时间间隔可以增加。 分组频率大快了，分组频率大快了，慢些！慢些！11研究学习3、X-R图的位置及结构n1） XR通常把数据栏位于X图和R 图的上方，X图画在R图的上方，X和R的值为纵坐标，按时间先后的子组为横坐标，数据值以及极差和均值点纵向对齐，数据栏应记录读数的和均值(X)、极差(R)以及日期时间或其它识别子组代码的空间 X-RX-R图，进去，
7、瞧一瞧！图，进去，瞧一瞧！12研究学习4计算每个子组的均值（X）和极差（R）n X1X2Xn X = n R=X最大值X最小值 式中：X1、X2Xn为子组内的每个测量值，n为子组样本容量，一般取4-5个数据。 各小组的各小组的均值及极差，均值及极差，就这么计算！就这么计算！13研究学习5选择控制图的刻度n X图：坐标上的刻度值的最大与最小之差应至少图：坐标上的刻度值的最大与最小之差应至少为子组均值为子组均值X的最大与最小值差的的最大与最小值差的2倍。倍。nR图；刻度值应从最低值图；刻度值应从最低值0开始到最大值之间的差开始到最大值之间的差值为初期阶段所遇到最大极差值为初期阶段所遇到最大极差R的
8、的2倍。倍。 nX图nR图14研究学习6将均值和极差画到控制图上。1） 计算控制限n计算平均极差（R）及过程平均值（X）。nR= R1R2Rkn knnX= X1X2 Xkn K n式中：K为子组数量，R1和X1即为第1个子组的极差和均值，R2和X2为第2个子组的极差和均值，其余类推。一般取25子组数据。n进去看一下进去看一下！15研究学习（2）计算控制限计算控制限n2） 计算控制限nUCLX XA2R 均值上限均值上限nLCL X XA2R 均值下限均值下限 nUCLRD4R 极差上限极差上限nLCLR D3R 极差下限极差下限 N34567D42.572.282.112.001.98D3*
9、0.08A21.020.730.580.480.4216研究学习（3）在控制图上作出平均值和极在控制图上作出平均值和极差控制限的控制线差控制限的控制线n 将平均极差(R)和均值X画成水平线虚线，各控制限UCLR、LCLR、UCLX、LXLX画成水平线,把线标上记号。nUCLXnLXLXnXn就这样就这样标注，懂标注，懂吗？吗？17研究学习（3）在控制图上作出平均值和极在控制图上作出平均值和极差控制限的控制线差控制限的控制线(4)(4)控制图描点链控制图描点链控制图描点链控制图描点链将各子组计算出X、R值各作X图和R图的纵坐标值，以子组序号为横坐标值，描出X图和R图中的相应的点，注意，在控制界内
10、的点打记，在控制图界外的作记，并连成点链。18研究学习X-R控制图示X控制图控制图UCLLCLUCLXRR控制图控制图19研究学习7X-R控制图分析控制图分析n（1） 分析均值极差图上的数据点分析均值极差图上的数据点nA）点点在在控控制制界界线线外外；一一个个或或多多个个点点超超出出控控制制限限是是该该点点处处于于失失控控状状态态的的主主要要证证明明依依据据。因因为为只只存存在在普普通通原原因因引引起起变变差差的的情情况况下下超超出出控控制制限限的的点点会会很很少少，我我们们便便假假设设超超出出的的是是由由于于特特殊殊原原因因（如如工工装装和和设设备备异异常常突突发发变变化化等等）造造成成的的
11、，给给任任何何超超出出控控制制限限的的点点作作上上标标识识，以以便便根根据据特特殊殊原原因因实实际际开开始始的的时时间间进进行行调调查查，采采取取纠纠正正措措施施。（但但连连续续35点点允允许许一一点点、连连续续100点点有有二二点点逸逸出出控控制制界界外外，可暂不采取纠正措施）可暂不采取纠正措施）UCLXLCL20研究学习B）控制限之内的图形或趋势，当出现非随机有规律的图控制限之内的图形或趋势，当出现非随机有规律的图形或趋势时，尽管所有极差都在控制限内，也表明出现形或趋势时，尽管所有极差都在控制限内，也表明出现这种图形或趋势的时期内，过程质量异常或过程分布宽这种图形或趋势的时期内，过程质量异
12、常或过程分布宽度发生变化。度发生变化。点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势：点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势：点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势：点链有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势：n na. a. 连续连续连续连续7 7点位于平均值的一侧；点位于平均值的一侧；点位于平均值的一侧；点位于平均值的一侧；n nb. b. 连续连续连续连续7 7点上升点上升点上升点上升( (后点等于或大于前点后点等于或大于前点后点等于或大于前点后点等于或大于前点) )或下降；或下降；或下降；或下降；n nC C、中心点一侧出现众多点（中心点一侧出现众多点（中心点一侧出
13、现众多点（中心点一侧出现众多点（1111点有点有点有点有1010点，点，点，点，1414点有点有点有点有1212点，点，点，点，1717点有点有点有点有1414点，点，点，点，2020点有点有点有点有1616点）点）点）点） 21研究学习nl 高于平均极差的点链或上升链说明存在下列情况之一或全部；na. 输出值分布宽度增加，其原因可能是无规律的（例如设备不正常或固定松动），或是由于过程 中的某个要素变化(例如使用新的或不是很统一的原材料)b. 测量系统的改变（新的测试员或量具的变化）。UCLRR22研究学习nl 低于平均极差的链，或下降链表明下列存在的情况如下之一或全部；n a . 输出值分布
14、宽度减小，这常常是好的状态，应研究以便推广应用和改进过程。nb. 测量系统改变，这样会遮掩过程真实性能的变化。UCLRR23研究学习nC） 明明显显的的非非随随机机有有规规律律变变化化图图形形：除除了了会会出出现现超超过过控控制制界界的的点点或或长长链链之之外外，数数据据中中还还可可能能出出现现其其他他的的易易分分辨辨的的由由于于特殊原因造面的图形，属工序质量异常。特殊原因造面的图形，属工序质量异常。UCLLCLX24研究学习n下下面面介介绍绍一一种种验验证证数数据据点点的的总总体体分分布布是是否否异异常常的的准准则则：各各点点与与R的的距距离离：一一般般地地，大大约约2/3的的描描点点应应落
15、落在在控控制制限限的的中中间间三三分分之之一一的的区区域域内内，大大约约1/3的的点点落落在在其其外外的的三三分分之之二二的的区区域域。如如数数据据点点虽虽在在控控制制界界限限内内，如如连连续续3点点中中有有2点点落落在在其其外外的的三三分分之之二二的的区区域域，应应属属工工序序质质量量异异常常（见（见3图的说明）图的说明）3点中有点中有2点落在其外的三分之二的区域，属异常点落在其外的三分之二的区域，属异常n3n-3nn-25研究学习8、控制图报警程序和管理n当当控控制制图图出出现现警警告告信信号号时时，由由责责任任人人员员填填写写X-R控控制制图图异异常常报报警警表表，交交工工艺艺人人员员作
16、作出出分分析析并并制制定定纠纠正正措措施施，质质管管部部QA负负责责跟跟踪踪和和考考核核。必必要要时时，对对超超出出控控制制限限的的点点确确定定为为特特殊殊原原因因引引起起的的，必必须须对对该该点点加加以以删删除除，重重新新修修订订控控制制图图，重重新新计计算算控控制制限限。当当控控制制限限变变得得越越来来越越好好时时，应应对对此此时时的的工工艺艺参参数数形形成成文文件件加以介定，以优化管理。加以介定，以优化管理。n出界了！出界了！n快报警！快报警！好！我好！我马上搞定！马上搞定！26研究学习1、控制图操作的说明、控制图操作的说明n1、X-R图图的的控控制制限限为为控控制制图图初初始始工工序序
17、能能力力分分析析后后，工工序序稳稳定定（即即CPK1.33时时）时时控控制制限限，因因此此开开始始作作一一份份SPC控控制制图图的的第第一一个个点点时时，控控制制限限已已经经生生成成，并并不不是是25组数据取完后计算的控制限。组数据取完后计算的控制限。初始分析就决定了上下界线了！27研究学习1、控制图操作的说明、控制图操作的说明n2、一一份份X-R图图时时必必须须计计算算该该图图的的控控制制限限和和CPK，当当CPK1.33且且计计算算的的控控制制限限范范围围相相对对事事先先设设定定的的控控制制限限范范围围缩缩窄窄时时，下下一一份份图图的的控控制制限限以以该该图图计计算算出出的的控控制制限为事
18、先设定的控制限。限为事先设定的控制限。CPK1.33，控制图控制图控制生效！控制生效！CPKCPK算死我了算死我了算死我了算死我了！用EXCEL自编软件算！自动生成！28研究学习四、工序能力计算和分析n1、工序能力客观地描述工序过程中存在着分、工序能力客观地描述工序过程中存在着分散的状况，统计学有散的状况，统计学有CP来评介工程能力的大小来评介工程能力的大小（分散程度），其计算公式为（分散程度），其计算公式为CP=（UCL-LCL）/6，工程能力工程能力CP的评价基准为：的评价基准为：n CP值值 工序能力等级工序能力等级 工序能力说明工序能力说明 CP1.67 特级特级 工序能力过剩，作业可
19、简化工序能力过剩，作业可简化 1.33CP 1.67 一级一级 工序能力充分工序能力充分,可以考核作业可以考核作业简化简化 1.33CP1 二级二级 工序能力尚可，可接受，但工序能力尚可，可接受，但不充分不充分1CP 三级三级 工序能力不足，需对作业改工序能力不足，需对作业改进提高进提高 29研究学习n当工程规范（公差）为两侧规格时（如34+0.2-0.1)，工序能力Cpk，其计算为：nCpk=（1-K）（USL+LSL ）/6= （T-2）/6 n其中：其中：= (USL+LSL)/2-X n说明：说明：USL、LSL为为工程规程上限和下限工程规程上限和下限T为为工程规范公差值工程规范公差值
20、为标准差为标准差为工程数据中心与为工程数据中心与公差中心的偏差公差中心的偏差天书！我算不了！用用用用excelexcel软件算软件算软件算软件算用用STDEV计算计算！30研究学习n当当工工程程规规范范（公公差差）为为单单向向公公差差界界限限时时，Cpk的计算为：的计算为：nCpK=（ USL-X） /3（ 规规 定定 公公 差差 上上 限限 时时 ） CpK =（X-LSL）/3（规定公差下限时）规定公差下限时）n以以上上的的计计算算也也可可用用近近似似代代替替，以以下下为为估估计计过过程的标准偏差（用程的标准偏差（用表示）表示）公式公式n = R/d2 式式中中：R为为子子组组极极差差的的
21、均均值值(在在极极 差受控时期差受控时期)nd2随样品容量变化的常数，见下表随样品容量变化的常数，见下表 N2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.0831研究学习n n四、有关“控制”的最后概念用于进一步的考虑.n 在一个生产过程中永远无法达到完美的控制状态，过程控制图的目的不是完美的，而是合理、经济的控制状态，如果某工序控制图上从来不出现失控点，Cpk一直为1.33以上，则需查询该工序是否应画控制图，可考虑用其它通用的工艺控制方式保证产品质量。n采这么好果子大容易了！树又不高，不必用梯子！32研究学习n五、有关3控制图的说明：n3控制图：
22、以样本平均值X为中心，以X3为范围，作成控制图时，如质量特性值呈现正态分布时（左、右对称），则测量的数据，就有99.97%机率落在X3范围内，我们可以判定为随机原因的变异，为安定值。当数据落在界线外侧时，就判定不异常原因时（也限控制点出界时），需要调查。-33TT/2XM偏移上限产生的次品率33研究学习n按上述原则判别定，可能会出现两个误判；（1）即即冒冒失失者者之之误误：落落入入控控制制图图的的机机率率为为99.97%，也也就就是是说说1000个个数数据据，有有3个个数数据据可可能能逸逸出出控控制制界界外外，这这是是随随机机原原因因，不不是是异异常常原原因因造造成成的的变变异异。属属正正常常
23、，但但误误判判为为异异常，此现象为冒失者之误。用常，此现象为冒失者之误。用表示。如表示。如=0.3%。-33TT/2XUSL100点有点有2点，点，35有有1点出界点出界为正常！为正常！=0.3%MLSL34研究学习n2）迷迷糊糊者者之之误误：测量值全部落在控制图中，且无倾向性，通常也会认为属随机原因变异，而判定为正常。但是，实际测量数据的分布中心已经偏离了设计规范中心，此时，肯定存在变异，只是抽抽样样时时未未抽抽到到而而已已。这种误判，属迷糊者之误，用表示,一般来说, 发生的机率大于机率。初次使用SPC手法控制产品质量的QC人员经常会发生和两种情况的误判。-33TT/2XM看似所有点都看似所
24、有点都没有出界！但没有出界！但存在存在， 就存就存在在！ ，测量值得出分布曲线！实际分布曲线！UCLLCL35研究学习n n控制图的作图应用的八步曲控制图的作图应用的八步曲n n一、收集数据、计算一、收集数据、计算一、收集数据、计算一、收集数据、计算X X和和和和R R值；值；值；值；n n二、作原始控制图；二、作原始控制图；二、作原始控制图；二、作原始控制图；n n三、作初始能力分析（三、作初始能力分析（三、作初始能力分析（三、作初始能力分析（CPKCPK、PPKPPK的计算）；的计算）；的计算）；的计算）；n n四、计算上、下限，作控制图（空白）；四、计算上、下限，作控制图（空白）；四、计算上、下限，作控制图（空白）；四、计算上、下限，作控制图（空白）；n n五、现场应用，取数描点；五、现场应用，取数描点；五、现场应用，取数描点；五、现场应用，取数描点；n n六、动态监控，报警分析；六、动态监控，报警分析；六、动态监控，报警分析；六、动态监控，报警分析；n n七、制定纠正措施并实施；七、制定纠正措施并实施；七、制定纠正措施并实施；七、制定纠正措施并实施；n n八、将纠正措施文件化。八、将纠正措施文件化。八、将纠正措施文件化。八、将纠正措施文件化。一一步一步来，就可步一步来，就可发挥控制图作用了！发挥控制图作用了！36研究学习制作：有限公司：37研究学习38研究学习
