統(tǒng)計過程控制SPC培訓.ppt

統(tǒng)計過程控制,spc,spc的歷史淵源,spc 的發(fā)展及應用, spc 源于20年代，以美國休哈特（she whart）博士發(fā)明控制圖為標志。 二戰(zhàn)中美國將其制定為戰(zhàn)時質(zhì)量管理標準，對軍工產(chǎn)品的質(zhì)量保證和及時交付起到了積極的作用。 50年代在日本工業(yè)界大量推廣應用，對日本產(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)個方向，使自變量增加的方向垂直向上，將、+3和-3分別標為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？涉及到兩類錯誤,后面討論.,spc 是什么?,一種用于檢測變差的工具 可判斷過程的異常，及時告警 但不能告知此異常是什么因素引起的,增強產(chǎn)品一致性 減少廢品和返工缺陷 spc 是利用數(shù)理統(tǒng)計原理采用控制圖的方法對生產(chǎn)過程進行全面監(jiān)控 它主要區(qū)分由特殊原因引起的異常波動還是由普通原因引起的正常波動,spc 運用,spc能給制造過程提供什么幫助？,為過程提供了一個早期報警系統(tǒng)，及時監(jiān)控過程情況，以防止廢品的發(fā)生。,確定過程的統(tǒng)計控制界限，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性因素影響的受控狀態(tài)，達到預防不合格品產(chǎn)品的目的。,減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察和測量方法替代了大量的檢測和驗證工作。,“波動”的概念及統(tǒng)計規(guī)律性,生產(chǎn)線上加工出來的產(chǎn)品沒有絕對相同的。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)品中每個質(zhì)量特性，一邊測量一邊畫直方圖，就可以發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計規(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；,表示分布的標準差或者表示數(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 標為輸出特性 x，橫 坐標為時間或編號,控制圖的形式,過程波動的統(tǒng)計規(guī)律性,當過程受控時，過程特性一般服從穩(wěn)定的且可重復的隨機分布；而失控時，過程分布將改變。,當過程僅受隨機因素影響時，過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）,當過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(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原因）,過程控制,盡量減少目標值附近的生產(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,盡管有時糾正時要求管理人員介入，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（對產(chǎn)品質(zhì)量影響大，但能夠采取措施避免和消除）。當它們出現(xiàn)時，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措施通常是與該過程操作直接有關(guān)人員的責任。,什么是普通原因,只有變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才是可預測的，此時，過程能力也是可評價的。,普通原因造成隨著時間的推移具有穩(wěn)定的且可重復的分布過程中的許多變差的原因（不可避免因素或隨機因素，在技術(shù)上難以消除），稱為“處于統(tǒng)計控制狀態(tài)”，簡稱“穩(wěn)態(tài)”。,普通原因表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。,通常要將統(tǒng)計控制及技術(shù)控制狀態(tài)先調(diào)整到統(tǒng)計控制狀態(tài)達到, 技術(shù)控制狀態(tài)未達到, 但有時現(xiàn)實中為了更加經(jīng)濟, 寧可保持在 “統(tǒng)計控制狀態(tài)未達到, 但技術(shù)控制狀態(tài)達到“.,控制圖的兩類錯誤,處于控制狀態(tài)的生產(chǎn)過程，若以“3”原則確定控制界限，那么再抽樣檢驗中，將有99.73的質(zhì)量特性值或質(zhì)量特性值的統(tǒng)計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，是一個小概率事件。 在控制狀態(tài)下，小概率事件一旦發(fā)生，就會因樣本點落在控制界限之外而判斷生產(chǎn)過程失控，事實上這是虛發(fā)信號，由此所作出的錯誤判斷稱為控制圖的第一類錯誤。通常把第一類錯誤的概率記作，在3控制圖中， 0.0027。根據(jù)正態(tài)分布的原理， /20.00135。,（1）第一類錯誤,分布中心由a變化到b，生產(chǎn)確實失控，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，由此作出生產(chǎn)過程正常的錯誤判斷，是控制圖第二類錯誤。第二類錯誤的概率通常記作。那么1稱為控制圖的檢出力,（2）第二類錯誤,值可應用正態(tài)分布規(guī)律進行計算。,當工序由a狀態(tài)改變到b狀態(tài)時，有關(guān)數(shù)據(jù)落在上控制界線以外，即確認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、計量型數(shù)據(jù)它是某種量具、儀器測定地數(shù)據(jù)，這類數(shù)據(jù)可取某一區(qū)間內(nèi)地任一實數(shù)。如軸的直徑、電阻的阻值、材料的強度等，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） 均值標準差控制圖（x-s） 中位數(shù) 極差控制圖（me-r） 單值移動極差控制圖（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)，一匹布上的疵點數(shù)，對這類特性數(shù)據(jù)只需要用一張控制圖就可以了，也有四種控制圖：,spc分類計量值,3.267rs,spc類型計數(shù)值,管制圖應用,決定管制項目,1、控制圖用于何處？ 原則上講，對于任何過程，凡需要對質(zhì)量進行控制的場合都可以應用控制圖。但這里還要求：對于所確定的控制對象-統(tǒng)計量應能夠定量，這樣才能夠應用計量控制圖。如果只有定性的描述而不能夠定量，那就只能應用計數(shù)控制圖。所控制的過程必須具有重復性，即具有統(tǒng)計規(guī)律。對于只有一次性或少數(shù)幾次的過程，顯然難于應用控制圖進行控制。,工廠運用舉例,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.點圖及描點 7.檢討管制界限及過程能力（通過判異原則及計算得到）,建立spc,計量值控制圖：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,計數(shù)值控制圖：p圖的控制界限,計數(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),計數(shù)值控制圖：c圖的控制界限,cl=c ucl=c+3c lcl=c- 3c,計數(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行工序能力調(diào)查分析時，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工序地穩(wěn)定狀態(tài)，從而得到總體（工序/過程）平均值與標準偏差地評估。,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，查明原因，采取措施，剔除異常點。重新繪制控制圖。,分析用控制圖表明過程已處于統(tǒng)計控制狀態(tài)，且工序能力滿足技術(shù)標準 地要求時，可以將其控制界限延長作為管理用控制圖地控制界限。,模式檢驗-判別準則1,一個點落在a區(qū)以外,模式檢驗-判別準則2,連續(xù)9點落在中心線同一側(cè),模式檢驗-判別準則3,a,b,c,c,b,a,連續(xù)6點遞增或遞減,模式檢驗-判別準則4,a,b,c,c,b,a,連續(xù)14點中相鄰點交替上下,模式檢驗-判別準則5,連續(xù)3點中有2點落在中心線同一側(cè)的b區(qū)以外,模式檢驗-判別準則6,a,b,c,c,b,a,連續(xù)5點中有4點落在中心線同一側(cè)的c區(qū)以外,模式檢驗-判別準則7,a,b,c,c,b,a,連續(xù)15點落在中心線兩側(cè)的c區(qū)內(nèi),模式檢驗-判別準則8,a,b,c,c,b,a,連續(xù)8點落在中心線兩側(cè)且無一點在c區(qū)內(nèi),生產(chǎn)過程處于控制狀態(tài)的兩個條件： 點子沒有出界（連續(xù)25點以上/連續(xù)35點中有1點/連續(xù)100點中不多于3點）且點排列正常。,控制圖的觀察分析,計算公式：,判穩(wěn)原則,異常數(shù)據(jù)的檢驗,在應用統(tǒng)計技術(shù)中, 有時會發(fā)現(xiàn)一組樣本 數(shù)據(jù)中的一個數(shù)值或幾個數(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)過檢驗后，如果是異 值，則對它進行處理。,異常數(shù)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法,1、上側(cè)情形檢驗法 第一步：計算出順序量x1x2 xn的s和x 第二步：計算統(tǒng)計量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gn g1-a(n)時，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)情形檢驗法 第一步：計算出順序量的s和x 第二步：計算統(tǒng)計量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gn g1-a(n)時，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)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法,異常數(shù)值的檢驗方法格拉布斯檢驗法,3、雙側(cè)情形的檢驗法 第一步：計算出順序量的s和x 第二步：計算統(tǒng)計量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gn gn且gn g1-a2(n)時，則判定最大值xn 為異常數(shù)；當gn gn時， gn g1-a2(n)判定最小值x1為異常數(shù)；,請注意,對每個異常現(xiàn)象都要逐個分析查明原因，并采取適當?shù)男袆樱乐乖侔l(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)計方法來排除異常現(xiàn)象。,l,l,l,及時報告超過公差是歡迎的，遲到的報告會引起損失，越遲損失越大，是一種失職行為。,管理一個過程就是要把波動限制在允許范圍內(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。,l,不考慮抽樣變差對計算值的影響,三 計量型數(shù)據(jù)過程能力的理解,過程能力：過程實際加工的能力（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)計控制狀態(tài)之后開始過程能力的評價。,l,計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)計穩(wěn)定狀態(tài),過程數(shù)據(jù)的單個測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：按時間延續(xù)，在批量條件下監(jiān)控質(zhì)量特性的變化計量/計數(shù)特性,認識理解 ppk cpk,暫時的過程能力ppk：首次驗證過程的批量能力 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)過程的實際情況下各種開工情況，如早班和晚班（