統(tǒng)計(jì)過程控制SPC培訓(xùn).ppt

統(tǒng)計(jì)過程控制,spc,spc的歷史淵源,spc 的發(fā)展及應(yīng)用, spc 源于20年代，以美國(guó)休哈特（she whart）博士發(fā)明控制圖為標(biāo)志。 二戰(zhàn)中美國(guó)將其制定為戰(zhàn)時(shí)質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)軍工產(chǎn)品的質(zhì)量保證和及時(shí)交付起到了積極的作用。 50年代在日本工業(yè)界大量推廣應(yīng)用，對(duì)日本產(chǎn)品質(zhì)量的崛起起到了至關(guān)重要的作用。 80年代許多大公司紛紛積極推廣應(yīng)用spc,spc 是什么? (spc的制定原理),將通常的正態(tài)分布圖轉(zhuǎn)個(gè)方向，使自變量增加的方向垂直向上，將、+3和-3分別標(biāo)為cl、ucl和lcl，這樣就得到了一張控制圖。,cl=average(x:y) ucl=+3 lcl=-3,為什么選擇3sigma作為控制限？涉及到兩類錯(cuò)誤,后面討論.,spc 是什么?,一種用于檢測(cè)變差的工具 可判斷過程的異常，及時(shí)告警 但不能告知此異常是什么因素引起的,增強(qiáng)產(chǎn)品一致性 減少?gòu)U品和返工缺陷 spc 是利用數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理采用控制圖的方法對(duì)生產(chǎn)過程進(jìn)行全面監(jiān)控 它主要區(qū)分由特殊原因引起的異常波動(dòng)還是由普通原因引起的正常波動(dòng),spc 運(yùn)用,spc能給制造過程提供什么幫助？,為過程提供了一個(gè)早期報(bào)警系統(tǒng)，及時(shí)監(jiān)控過程情況，以防止廢品的發(fā)生。,確定過程的統(tǒng)計(jì)控制界限，判斷過程是否失控和過程是否有能力。,根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，采取措施消除其影響。,使過程維持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，達(dá)到預(yù)防不合格品產(chǎn)品的目的。,減少對(duì)常規(guī)檢驗(yàn)的依賴性，定時(shí)的觀察和測(cè)量方法替代了大量的檢測(cè)和驗(yàn)證工作。,“波動(dòng)”的概念及統(tǒng)計(jì)規(guī)律性,生產(chǎn)線上加工出來的產(chǎn)品沒有絕對(duì)相同的。產(chǎn)品間的差別是用其資料特性值（數(shù)據(jù)）的差異表現(xiàn)出來。 連續(xù)材料一批產(chǎn)品中每個(gè)質(zhì)量特性，一邊測(cè)量一邊畫直方圖，就可以發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計(jì)規(guī)律,這條曲線就是質(zhì)量特性 x 的分布,正態(tài)分布的特征,若某過程輸出特性 x 服從n(，2 ),在統(tǒng)計(jì)過程控制中最常見的分布是正態(tài)分布,正態(tài)分布被二個(gè)參數(shù) 與完全確定，記為n（ ， 2 ）；, 表示分布的中心位置；,表示分布的標(biāo)準(zhǔn)差或者表示數(shù)據(jù)的分散程度，或用極差表示；,在界限 1內(nèi)，即有31.74,那么該過程輸出產(chǎn)品中有68.26 ,產(chǎn)品在界限 1之外。,正態(tài)分布下界限內(nèi)外的比率,界限 界限內(nèi)的比率 界限外的比率 1 68.26% 31.24% 2 95.46% 4.54% 3 99.73% 0.27% 4 99.9937% 0.0063% 5 99.999943% 0.000057% 6 99.9999998% 0.0000002%,1924年，休哈特博士建議用界限 3 作為控制界限來管理過程。即我們常說的3 管理。,將正態(tài)分布圖及其界 限 3轉(zhuǎn)90，縱座 標(biāo)為輸出特性 x，橫 坐標(biāo)為時(shí)間或編號(hào),控制圖的形式,過程波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性,當(dāng)過程受控時(shí)，過程特性一般服從穩(wěn)定的且可重復(fù)的隨機(jī)分布；而失控時(shí)，過程分布將改變。,當(dāng)過程僅受隨機(jī)因素影響時(shí)，過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)（簡(jiǎn)稱受控狀態(tài)）,當(dāng)過程中存在系統(tǒng)因素的影響時(shí)，過程處于統(tǒng)計(jì)失控狀態(tài)（簡(jiǎn)稱失控狀態(tài)）,不斷發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程不穩(wěn)定的因素,受控 （消除了特殊因素）,不受控 （存在特殊原因或非隨機(jī)原因）,過程控制,盡量減少目標(biāo)值附近的生產(chǎn)過程變量,受控且有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差已減少）,受控但沒有能力符合規(guī)范（普通原因造成的變差太大）,cpk為1或更高,規(guī)范 下限,規(guī)范 上限,過程控制,什么是特殊原因,盡管有時(shí)糾正時(shí)要求管理人員介入，但解決變差的特殊原因通常要求采取局部措施。,特殊原因造成不是始終作用于過程的變差的原因（對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量影響大，但能夠采取措施避免和消除）。當(dāng)它們出現(xiàn)時(shí)，將造成過程的分布改變。,除非所有的特殊原因都被查找出來并采取了措施，否則它們將繼續(xù)以不可測(cè)的方式影響過程的輸出。,發(fā)現(xiàn)變差的特殊原因并采取適當(dāng)措施通常是與該過程操作直接有關(guān)人員的責(zé)任。,什么是普通原因,只有變差的普通原因存在且不改變時(shí)，過程的輸出才是可預(yù)測(cè)的，此時(shí)，過程能力也是可評(píng)價(jià)的。,普通原因造成隨著時(shí)間的推移具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程中的許多變差的原因（不可避免因素或隨機(jī)因素，在技術(shù)上難以消除），稱為“處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)”，簡(jiǎn)稱“穩(wěn)態(tài)”。,普通原因表現(xiàn)為一個(gè)穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。,通常要將統(tǒng)計(jì)控制及技術(shù)控制狀態(tài)先調(diào)整到統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)達(dá)到, 技術(shù)控制狀態(tài)未達(dá)到, 但有時(shí)現(xiàn)實(shí)中為了更加經(jīng)濟(jì), 寧可保持在 “統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)未達(dá)到, 但技術(shù)控制狀態(tài)達(dá)到“.,控制圖的兩類錯(cuò)誤,處于控制狀態(tài)的生產(chǎn)過程，若以“3”原則確定控制界限，那么再抽樣檢驗(yàn)中，將有99.73的質(zhì)量特性值或質(zhì)量特性值的統(tǒng)計(jì)量落在控制界限之內(nèi)。而落在控制界限之外的概率為0.27，是一個(gè)小概率事件。 在控制狀態(tài)下，小概率事件一旦發(fā)生，就會(huì)因樣本點(diǎn)落在控制界限之外而判斷生產(chǎn)過程失控，事實(shí)上這是虛發(fā)信號(hào)，由此所作出的錯(cuò)誤判斷稱為控制圖的第一類錯(cuò)誤。通常把第一類錯(cuò)誤的概率記作，在3控制圖中， 0.0027。根據(jù)正態(tài)分布的原理， /20.00135。,（1）第一類錯(cuò)誤,分布中心由a變化到b，生產(chǎn)確實(shí)失控，但是仍然有一定比例的質(zhì)量特性值落在控制界限之內(nèi)，這是漏發(fā)警報(bào)，由此作出生產(chǎn)過程正常的錯(cuò)誤判斷，是控制圖第二類錯(cuò)誤。第二類錯(cuò)誤的概率通常記作。那么1稱為控制圖的檢出力,（2）第二類錯(cuò)誤,值可應(yīng)用正態(tài)分布規(guī)律進(jìn)行計(jì)算。,當(dāng)工序由a狀態(tài)改變到b狀態(tài)時(shí)，有關(guān)數(shù)據(jù)落在上控制界線以外，即確認(rèn)工序是改變了利用控制界限發(fā)現(xiàn)總體參數(shù)變化的概率（1）叫檢定能力（檢出力）,控制圖的檢定能力（檢出力）,確定質(zhì)量特性數(shù)據(jù)的類型,1、計(jì)量型數(shù)據(jù)它是某種量具、儀器測(cè)定地?cái)?shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)可取某一區(qū)間內(nèi)地任一實(shí)數(shù)。如軸的直徑、電阻的阻值、材料的強(qiáng)度等，這類特性數(shù)據(jù)常服從正態(tài)分布，通常用兩張圖。,質(zhì)量特性數(shù)據(jù)分為兩類：,這類特性數(shù)據(jù)已有四種控制圖，它們是： 均值極差控制圖（x-r） 均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖（x-s） 中位數(shù) 極差控制圖（me-r） 單值移動(dòng)極差控制圖（x-rs）,* 不合格品率控制圖（p） * 不合格品數(shù)控制圖(np) * 缺陷數(shù)控制圖（c） *單位缺陷數(shù)控制圖（u）,2、計(jì)數(shù)型數(shù)據(jù)它是通過數(shù)數(shù)的方法獲得的。常取0，1，2等非負(fù)整數(shù)。如一批產(chǎn)品中的不合格品數(shù)，鑄件上的氣孔數(shù)，一匹布上的疵點(diǎn)數(shù)，對(duì)這類特性數(shù)據(jù)只需要用一張控制圖就可以了，也有四種控制圖：,spc分類計(jì)量值,3.267rs,spc類型計(jì)數(shù)值,管制圖應(yīng)用,決定管制項(xiàng)目,1、控制圖用于何處？ 原則上講，對(duì)于任何過程，凡需要對(duì)質(zhì)量進(jìn)行控制的場(chǎng)合都可以應(yīng)用控制圖。但這里還要求：對(duì)于所確定的控制對(duì)象-統(tǒng)計(jì)量應(yīng)能夠定量，這樣才能夠應(yīng)用計(jì)量控制圖。如果只有定性的描述而不能夠定量，那就只能應(yīng)用計(jì)數(shù)控制圖。所控制的過程必須具有重復(fù)性，即具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律。對(duì)于只有一次性或少數(shù)幾次的過程，顯然難于應(yīng)用控制圖進(jìn)行控制。,工廠運(yùn)用舉例,u,選用管制圖的格式,建立spc,任何一次抽樣是抽取該次抽樣時(shí)刻前或后連續(xù)加工出來的 n件產(chǎn)品（適用于工序控制，有利于提高控制圖的分辨能力）,1.將每一組的x與r算出記入數(shù)據(jù)內(nèi) 2.求x與r x=nx/n=1254/25=50.16 r= nr/n=120/25=4.8 3.查系數(shù)a2，d4，d3， a2=0.58，d4=2.11，d3=0 4.求管制界限,建立spc,x管制圖 cl=x=50.16 ucl=x+a2r=50.16+（0.58*4.8）=52.94 lcl=x-a2r=50.16-（0.58*4.8）=47.48 r管制圖 cl=r=4.8 ucl=d4r=（2.11）*（4.8）=10.13 lcl=d3r=（0）*（4.8）=0,建立spc,5.將管制圖界限劃入管制圖 6.點(diǎn)圖及描點(diǎn) 7.檢討管制界限及過程能力（通過判異原則及計(jì)算得到）,建立spc,計(jì)量值控制圖：mer圖的控制界限,me圖的控制限 ucl = me + a4r cl = me lcl = me a4r r圖的控制限 ucl = d4r cl = r me lcl = d3 r 中位數(shù)是將一組數(shù)據(jù)由小到大排列成順序后,處于中間 位置上的數(shù).,cl=p ucl=p+3 lcl=p- 3,計(jì)數(shù)值控制圖：p圖的控制界限,計(jì)數(shù)值控制圖：np圖的控制界限,cl=np ucl=p+3 lcl=p- 3,np=不合格品總數(shù)/樣本總數(shù),計(jì)數(shù)值控制圖：c圖的控制界限,cl=c ucl=c+3c lcl=c- 3c,計(jì)數(shù)值控制圖：u圖的控制界限,cl=u ucl=u+3u/ni lcl=u- 3u/ni,分析控制圖和管理控制圖,初次制作控制圖和進(jìn)行工序能力調(diào)查分析時(shí)，必須繪制分析控制圖。,分析控制圖主要用來調(diào)查過程是否處于控制狀態(tài)，何處發(fā)生了異常以及能否消除這種異常以改進(jìn)工序地穩(wěn)定狀態(tài)，從而得到總體（工序/過程）平均值與標(biāo)準(zhǔn)偏差地評(píng)估。,管理控制圖用來監(jiān)控批量生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性。,分析控制圖和管理控制圖,若有異常點(diǎn)，查明原因，采取措施，剔除異常點(diǎn)。重新繪制控制圖。,分析用控制圖表明過程已處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)，且工序能力滿足技術(shù)標(biāo)準(zhǔn) 地要求時(shí)，可以將其控制界限延長(zhǎng)作為管理用控制圖地控制界限。,模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則1,一個(gè)點(diǎn)落在a區(qū)以外,模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則2,連續(xù)9點(diǎn)落在中心線同一側(cè),模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則3,a,b,c,c,b,a,連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減,模式檢驗(yàn)-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,模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則5,連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的b區(qū)以外,模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則6,a,b,c,c,b,a,連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的c區(qū)以外,模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則7,a,b,c,c,b,a,連續(xù)15點(diǎn)落在中心線兩側(cè)的c區(qū)內(nèi),模式檢驗(yàn)-判別準(zhǔn)則8,a,b,c,c,b,a,連續(xù)8點(diǎn)落在中心線兩側(cè)且無一點(diǎn)在c區(qū)內(nèi),生產(chǎn)過程處于控制狀態(tài)的兩個(gè)條件： 點(diǎn)子沒有出界（連續(xù)25點(diǎn)以上/連續(xù)35點(diǎn)中有1點(diǎn)/連續(xù)100點(diǎn)中不多于3點(diǎn)）且點(diǎn)排列正常。,控制圖的觀察分析,計(jì)算公式：,判穩(wěn)原則,異常數(shù)據(jù)的檢驗(yàn),在應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)中, 有時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn)一組樣本 數(shù)據(jù)中的一個(gè)數(shù)值或幾個(gè)數(shù)值有明顯的不 同, 即明顯偏離它所屬的樣本的其余值, 這種數(shù)值可能是異常數(shù)值，也可能不是異 常數(shù)值(離群值)。經(jīng)過檢驗(yàn)后，如果是異 值，則對(duì)它進(jìn)行處理。,異常數(shù)值的檢驗(yàn)方法格拉布斯檢驗(yàn)法,1、上側(cè)情形檢驗(yàn)法 第一步：計(jì)算出順序量x1x2 xn的s和x 第二步：計(jì)算統(tǒng)計(jì)量gn=(xn-x)/s 第三步：確定檢出水平a 第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值g1-a(n) 第五步：判定：當(dāng)gn g1-a(n)時(shí)，則判定最大值xn 為異常數(shù)；否則，判定沒有異常值。,2、下側(cè)情形檢驗(yàn)法 第一步：計(jì)算出順序量的s和x 第二步：計(jì)算統(tǒng)計(jì)量gn=(x-x1)/s 第三步：確定檢出水平a 第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值g1-a(n) 第五步：判定：當(dāng)gn g1-a(n)時(shí)，則判定最小值x1 為異常數(shù)；否則，判定沒有異常值。,異常數(shù)值的檢驗(yàn)方法格拉布斯檢驗(yàn)法,異常數(shù)值的檢驗(yàn)方法格拉布斯檢驗(yàn)法,3、雙側(cè)情形的檢驗(yàn)法 第一步：計(jì)算出順序量的s和x 第二步：計(jì)算統(tǒng)計(jì)量gn和gn 第三步：確定檢出水平a 第四步：根據(jù)已知的a和n查表得臨界值g1-a2(n) 第五步：判定：當(dāng)gn gn且gn g1-a2(n)時(shí)，則判定最大值xn 為異常數(shù)；當(dāng)gn gn時(shí)， gn g1-a2(n)判定最小值x1為異常數(shù)；,請(qǐng)注意,對(duì)每個(gè)異?，F(xiàn)象都要逐個(gè)分析查明原因，并采取適當(dāng)?shù)男袆?dòng)，防止再發(fā)生，這一過程是使用控制圖最有意義最重要的一步！,耐心+洞察力+生產(chǎn)技術(shù)+各種統(tǒng)計(jì)方法來排除異?，F(xiàn)象。,l,l,l,及時(shí)報(bào)告超過公差是歡迎的，遲到的報(bào)告會(huì)引起損失，越遲損失越大，是一種失職行為。,管理一個(gè)過程就是要把波動(dòng)限制在允許范圍內(nèi)，超過允許范圍就要設(shè)法去減少它，這是操作者和管理者的共同職責(zé)。,l,不考慮抽樣變差對(duì)計(jì)算值的影響,三 計(jì)量型數(shù)據(jù)過程能力的理解,過程能力：過程實(shí)際加工的能力（6） 過程能力指數(shù)：過程滿足質(zhì)量要求的程度,現(xiàn)行的控制圖反映過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)之后開始過程能力的評(píng)價(jià)。,l,計(jì)算所有能力量度指數(shù)必須滿足的最低條件:,產(chǎn)生數(shù)據(jù)的過程處于統(tǒng)計(jì)穩(wěn)定狀態(tài),過程數(shù)據(jù)的單個(gè)測(cè)量值基本上處于正態(tài)分布,范圍是以顧客要求為基礎(chǔ)的,l,l,l,用連續(xù)不斷的記錄來監(jiān)控過程：按時(shí)間延續(xù)，在批量條件下監(jiān)控質(zhì)量特性的變化計(jì)量/計(jì)數(shù)特性,認(rèn)識(shí)理解 ppk cpk,暫時(shí)的過程能力ppk：首次驗(yàn)證過程的批量能力 在理想狀態(tài)下試制批量產(chǎn)品,批量生產(chǎn)下的過程能力cpk：在連續(xù)過程的實(shí)際情況下各種開工情況，如早班和晚班（