統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制與診斷.ppt

第九章 統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制與診斷,第一節(jié) 控制圖 第二節(jié) 過(guò)程能力及過(guò)程能力指數(shù),第一節(jié) 控制圖,控制圖是判斷和預(yù)報(bào)生產(chǎn)過(guò)程中質(zhì)量狀況是否發(fā)生波動(dòng)的一種有效方法。 例如： 美國(guó)某電氣公司的一個(gè)工廠有3千人，制定了5千張控制圖； 美國(guó)柯達(dá)彩卷公司有5千人，制定控制圖有3萬(wàn)5千張，平均每人7張。 我國(guó)某飛機(jī)制造廠中的先進(jìn)質(zhì)量體系(AQS)中，要求一些工序必須作控制圖。,1.控制圖的基本格式 控制圖的基本格式如圖所示。 中心線(xiàn)CL(Central Line)用細(xì)實(shí)線(xiàn)表示； 上控制界限UCL(Upper Cortrol Limit)用虛線(xiàn)表示； 下控制界限LCL(Lower Control Limit)用虛線(xiàn)表示。,UCL,CL,LCL,子樣號(hào),重量特性數(shù)據(jù),2.常用控制圖的種類(lèi),常用質(zhì)量控制圖可分為兩大類(lèi)： （1）計(jì)量值控制圖包括： a 均值極差控制圖 b 均值標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖 c 中位數(shù)極差控制圖 d 單值移動(dòng)極差控制圖， e 單值控制圖。 （2）計(jì)數(shù)值控制圖包括： a 不良品數(shù)控制圖 b 不良品率控制圖， c 缺陷數(shù)控制圖 d 單位缺陷數(shù)控制圖。,3.控制圖的選用,根據(jù)所要控制的質(zhì)量特性和數(shù)據(jù)的種類(lèi)、條件等，按圖中得箭頭方向便可作出正確的選用。,4.控制界限的原理,1、定義:用于分析和判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)所使用的帶有控制界限的一種工序管理圖 2、格式,二、控制圖的設(shè)計(jì),在計(jì)量值控制圖中，常用的典型控制圖是“平均值-極差”控制圖，即 圖，下面就以 圖為例說(shuō)明計(jì)量值控制圖的設(shè)計(jì)。 A、收集數(shù)據(jù) 假設(shè)從齒輪鉆孔工序收集記錄100個(gè)孔尺寸數(shù)據(jù)，如表下所示。 表中詳細(xì)記錄了收集數(shù)據(jù)的時(shí)間，樣本大小n=4 (n=4至5為宜)，共收集了25計(jì)組合計(jì)100個(gè)數(shù)據(jù)。并以表格形式規(guī)范化計(jì)算每組數(shù)據(jù)的 ，最后容易地得到 。,1、計(jì)量值控制圖的設(shè)計(jì),(表中數(shù)據(jù)基本數(shù)據(jù)為6.00mm),B、確定控制界限 由表查得，當(dāng)n=4時(shí)，,均值控制圖的控制界限,C、繪制 控制圖,D、控制界限界修正 由圖中的樣本點(diǎn)狀態(tài)顯示： (1)、圖中有第4，9，20 號(hào)三個(gè)樣本點(diǎn)出界； (2)、R圖中有第18號(hào)樣本點(diǎn)出界； (3)、控制界限內(nèi)的樣本點(diǎn)排列多數(shù)偏于中心線(xiàn)以下。 在實(shí)際中對(duì)上述情況進(jìn)行具體分析，結(jié)果確認(rèn)第9號(hào)樣本點(diǎn)出界是偶然性原因引起的，而第4，18，20號(hào)三個(gè)樣點(diǎn)出界是由于系統(tǒng)性原因引起的，應(yīng)該加以剔除，然后利用剩余的樣本統(tǒng)計(jì)量重新修正控制界限。具體修正如下：,所以修正后的界限為：,圖初始和修正的比較,修正后的控制圖投入使用和改進(jìn),一月份,二月份,七月份,2、計(jì)數(shù)值控制圖的設(shè)計(jì),1)、 不合格品率控制圖 (P控制圖) 樣本大小n相同的p圖 A、收集數(shù)據(jù) 某產(chǎn)品五月份檢驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示，共檢驗(yàn)了25個(gè)樣本，樣本大小n=300,B、確定控制界限 C、繪制p控制圖 將CL，UCL和LCL繪在坐標(biāo)紙上，并將25個(gè)樣本點(diǎn)逐個(gè)描在控制圖上，標(biāo)出超出界限的樣本點(diǎn)。,D、p圖控制圖的修正,樣本大小n不同的p圖 A、收集數(shù)據(jù) 下表是某手表廠34月份收集的25組數(shù)據(jù)，其樣本大小各不相同。 B、確定控制界限,C、p控制圖,P圖的初始控制界限(n不同),D、p控制圖的修正 如上圖所示，3月31日、4月22、26、29日的4點(diǎn)在控制界限之外，經(jīng)分析：1)、3月31日和4月22日的兩個(gè)樣本點(diǎn)是異常點(diǎn)，應(yīng)剔除。 2)、4月26日是正常點(diǎn)，應(yīng)保留，而4月29日是p圖中的特別優(yōu)良表現(xiàn)，也應(yīng)保留。,另外，在實(shí)際中可以根據(jù)實(shí)際情況設(shè)計(jì)如下圖所示的不同樣本大小n，針對(duì)同一產(chǎn)品 生產(chǎn)的不合格品率控制圖，能夠比較方便地統(tǒng)計(jì)、分析和判斷生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量控制狀態(tài)。,不同樣本數(shù)的p控制界限,2)、缺陷數(shù)控制圖(C控制圖) A、收集數(shù)據(jù) 對(duì)某產(chǎn)品同一部位 表面進(jìn)行檢驗(yàn)，記錄其缺陷數(shù)。下表收集了25個(gè)樣本的數(shù)據(jù)。,B、確定控制界限,C、 繪制C控制圖 將計(jì)算所得的控制界限CL，UCL，LCL繪在坐標(biāo)圖上，將25個(gè)樣本點(diǎn)逐一標(biāo)在圖上，并順序連折線(xiàn)圖，特別標(biāo)明出界點(diǎn)。,由圖2-6可知，第5，11和23號(hào)三個(gè)樣本點(diǎn)出界。經(jīng)分析，第5，23號(hào)兩樣本點(diǎn)是系統(tǒng)原因引起的，應(yīng)剔除，而第11號(hào)樣本點(diǎn)是偶然原因引起的，可以保留。根據(jù)以上分析結(jié)果對(duì)控制界限加以修正。 新的樣本缺陷數(shù)的平均值 為：,3)、不合格品數(shù)控制圖(Pn控制圖) A、收集數(shù)據(jù) 某廠某產(chǎn)品不合格品數(shù)統(tǒng)計(jì)資料如下表。,B、確定控制界限 查表得： C、 繪制C控制圖 如圖所示，將CL，UCL和LCL繪在坐標(biāo)紙上，并將25個(gè)樣本點(diǎn)逐個(gè)描在 控制圖上，標(biāo)出超出界限的樣本點(diǎn)。,D、控制圖的修正 從圖中看出第8號(hào)和第17號(hào)樣本點(diǎn)出界，經(jīng)過(guò)分析是由于系統(tǒng)性原因引起的，所以要剔除，重新計(jì)算 及 的值 ，所以修正后的 圖控制界限為：,Pn控制圖,修正后的 控制圖,表9-1 計(jì)數(shù)值控制圖,表9-2 計(jì)量值控制圖,表9-3 計(jì)算3 控制限界參數(shù)表,4.控制圖的分析與判斷,4.1控制圖的判穩(wěn)準(zhǔn)則 4.2控制圖的判異準(zhǔn)則,4.控制圖的分析與判斷,用控制圖識(shí)別生產(chǎn)過(guò)程的狀態(tài)，主要是根據(jù)樣本數(shù)據(jù)形成的樣本點(diǎn)位置以及變化趨勢(shì)進(jìn)行分析和判斷，判斷工序是處于受控狀態(tài)還是失控狀態(tài)。,4.1控制圖的判穩(wěn)準(zhǔn)則,工序是否處于受控狀態(tài)（或穩(wěn)定狀態(tài)），其判斷的條件有兩個(gè)： (a) 在控制界限內(nèi)的點(diǎn)子排列無(wú)缺陷； (b) 控制圖上的所有樣本點(diǎn)全部落在控制界限之內(nèi)。,在滿(mǎn)足了條件(a)的情況下，對(duì)于條件(b)，若點(diǎn)子的排列是隨機(jī)地處于下列情況，則可認(rèn)為工序處于受控狀態(tài)。 (1)連續(xù)25個(gè)點(diǎn)子沒(méi)有1點(diǎn)在控制界限以外； (2)連續(xù)35個(gè)點(diǎn)子中最多有1點(diǎn)在控制界限以外； (3)連續(xù)100個(gè)點(diǎn)子中最多有2點(diǎn)在控制界限以外。,若過(guò)程為正態(tài)分布，d為界外點(diǎn)數(shù)，則 P(連續(xù)35點(diǎn)，d1) =C035(0.9973)35+ C135(0.9973)34(0.0027)=0.9959 P(連續(xù)35點(diǎn)，d1)=1-0.9959=0.0041 于0.0027位統(tǒng)一數(shù)量級(jí)的小概率。 同理， P(連續(xù)100點(diǎn)，d2)=0.0026 但是 P(連25點(diǎn)，d 0)=0.0654 (有人建議這一判據(jù)應(yīng)劃為穩(wěn)態(tài)),4.2 控制圖的判異準(zhǔn)則,判別準(zhǔn)則1,一個(gè)點(diǎn)落在A區(qū)以外,判別準(zhǔn)則2,連續(xù)9點(diǎn)落在中心線(xiàn)同一側(cè),判別準(zhǔn)則3,A,B,C,C,B,A,連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減,判別準(zhǔn)則4,A,B,C,C,B,A,連續(xù)14點(diǎn)中相鄰點(diǎn)交替上下,判別準(zhǔn)則5,連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線(xiàn)同一側(cè)的B區(qū)以外,判別準(zhǔn)則6,A,B,C,C,B,A,連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線(xiàn)同一側(cè)的C區(qū)以外,判別準(zhǔn)則7,A,B,C,C,B,A,連續(xù)15點(diǎn)落在中心線(xiàn)兩側(cè)的C區(qū)內(nèi),判別準(zhǔn)則8,A,B,C,C,B,A,連續(xù)8點(diǎn)落在中心線(xiàn)兩側(cè)且無(wú)一點(diǎn)在C區(qū)內(nèi),第二節(jié) 過(guò)程能力及過(guò)程能力指數(shù),1 工序質(zhì)量控制的基本概念 工序質(zhì)量 產(chǎn)品可分割的工序產(chǎn)品質(zhì)量特性（尺寸、強(qiáng)度等） 產(chǎn)品不可分割的工序工藝質(zhì)量特性（溫度、濃度等） 屬于制造質(zhì)量的范疇 優(yōu)劣判斷：符合性質(zhì)量,過(guò)程質(zhì)量控制的基本概念 質(zhì)量的波動(dòng)與分布 正常波動(dòng)：影響較小；難以避免 異常波動(dòng)：影響較大；可以控制 生產(chǎn)過(guò)程控制系統(tǒng)的目標(biāo) 正態(tài)分布的特點(diǎn),2 過(guò)程能力和過(guò)程能力指數(shù) 過(guò)程能力 定義：過(guò)程在一定時(shí)間，處于控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）下的實(shí)際加工能力（固有能力/質(zhì)量保證能力） 量化：可用過(guò)程質(zhì)量特性值的波動(dòng)范圍來(lái)衡量 過(guò)程能力B=6。由于P（x3）=99.73%, 故6近似于過(guò)程質(zhì)量特性值的全部波動(dòng)范圍。顯然，B越小，過(guò)程能力就越強(qiáng)。,2 過(guò)程能力和過(guò)程能力指數(shù) 過(guò)程能力指數(shù) 定義：表示過(guò)程能力滿(mǎn)足過(guò)程質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求程度的量值。過(guò)程質(zhì)量要求的范圍（公差）和過(guò)程能力的比值 公式： 無(wú)偏時(shí)雙向公差過(guò)程能力指數(shù)計(jì)算 過(guò)程有偏時(shí)雙向公差過(guò)程能力指數(shù)計(jì)算 單項(xiàng)公差過(guò)程能力指數(shù)計(jì)算 過(guò)程能力指數(shù)的判斷與處置（P158）,過(guò)程能力和過(guò)程能力指數(shù),(1)無(wú)偏時(shí)雙向公差工序能力指數(shù) (2)過(guò)程有偏時(shí)雙向公差過(guò)程能力指數(shù). 引用偏移系數(shù) 則有,過(guò)程能力和過(guò)程能力指數(shù),(3)單項(xiàng)公差過(guò)程能力指數(shù) 當(dāng)只要求公差上限時(shí)，則