Spc培訓(xùn)教學(xué)課件(五大工具)

1、統(tǒng)計過程控制SPC (Statistical Process Control )目錄1 SPC的產(chǎn)生及概論2 計量型數(shù)據(jù)控制圖2.1均值極差圖2.2均值標準差圖2.3單值移動極差圖2.4中位數(shù)圖3 計數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖3.1 P圖 nP圖 C圖 U圖4 選擇與總結(jié)/案例練習(xí)2第一章 SPC概論1.1與控制有關(guān)的要素1、（適合）范圍2、（經(jīng)濟）成本3、（減少）風(fēng)險1.什么是SPC?S = StatisticalP= ProcessC = ControlSQC ? 1.2SPC的基本概念5 1.2SPC的基本概念（1） 統(tǒng)計學(xué)樣本理論； 收集、分析、評價、改進數(shù) 據(jù)的方法； 管理特殊特性（抓住關(guān)鍵的少

2、數(shù)）；61.3 檢測與預(yù)防的概念過程控制的需要檢測容忍浪費預(yù)防避免浪費合格的產(chǎn)品檢驗100遍仍是合格的！71.4 精 度精度又可分為：準確度(Accuracy)：反映系統(tǒng)誤差的影響程度；精密度(Precision)：反映偶然誤差的影響程度；精確度(Uncertainty)：反映系統(tǒng)誤差和偶然誤差綜合的影響程度8精度的概念準確度好精密度好系統(tǒng)誤差小偶然誤差小準確度差精密度高系統(tǒng)誤差大偶然誤差小準確度高精密度差系統(tǒng)誤差小偶然誤差大準確度差精密度差系統(tǒng)誤差大偶然誤差大91.5過程的變差沒有任何兩樣事物是一模一 樣的； 例如： 兩片雪花， 兩個人的指紋， 同一臺機器所生產(chǎn)的兩件產(chǎn)品。所有工序都存在變差

3、；10變差的普通原因和特殊原因普通原因：是指過程在受控的狀態(tài)下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布過程的變差的原因。普通原因表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的偶然原因。只有過程變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才可以預(yù)測。特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始終作用于過程的變差的原因，即當(dāng)它們出現(xiàn)時將造成（整個）過程的分布改變。只用特殊原因被查出且采取措施，否則它們將繼續(xù)不可預(yù)測的影響過程的輸出。1.5 過程的變差11天氣的變化環(huán)境的影響物料在一定範(fàn)圍內(nèi)的變化依據(jù)作業(yè)標準執(zhí)行作業(yè)的變化其他未知因素的影響機器突然發(fā)生變化未依據(jù)作業(yè)標準執(zhí)行作業(yè)使用規(guī)格外的原物料操作人員的注意力未集中所制訂之作業(yè)標準不

4、合理普通原因特殊原因1.5 過程的變差12僅存在變差的普通原因存在變差的特殊原因1.5 過程的變差13局部措施和對系統(tǒng)采取措施局部措施通常用來消除變差的特殊原因通常由與過程直接相關(guān)的人員實施通?？杉m正大約15%的過程問題對系統(tǒng)采取措施通常用來消除變差的普通原因幾乎總是要求管理措施，以便糾正大約可糾正85%的過程問題1.5 過程的變差141.6 過程控制151.6 過程控制 滿足要求 受 控 不受控 滿足規(guī)范 1 類 3 類 不滿足規(guī)范 2 類 4 類16第二章 控制圖介紹2.1 控制圖原理說明在統(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

5、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，或用極差表示若某過程輸出特性 x 服從N(，2 )那么該過程輸出產(chǎn)品中有68.26 在界限 1內(nèi)，即有31.74%產(chǎn)品在界限 1之外。18工序處于穩(wěn)定狀態(tài)下，其計量值的分布大致符合正態(tài)分布。由正態(tài)分布的性質(zhì)可知：質(zhì)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)在平均值的正負三個標準偏差(X3)之外的概率僅為0.27%。這是一個很小的概率，根據(jù)概率論 “視小概率事件為實際上不可能” 的原理，可以認為：出現(xiàn)在X3區(qū)間外的事件是異常波動，它的發(fā)生是由于異常原因使其總體的分布偏離了正常位置。19控制限的寬度就是根據(jù)這一原理定為3。1924年，休哈特博士建議用界限 3作為控制界限來管理過程。

6、即我們常說的3管理。K在內(nèi)之或然率在外之或然率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%20虛發(fā)警報漏發(fā)警報正態(tài)分布理論無罪推定理論成本質(zhì)量平衡點21控制圖2.2 控制圖的概念規(guī)格界限：是用以說明質(zhì)量特性的最大許可值，來保證各個單位產(chǎn)品的正確性能?？刂平缦蓿簯?yīng)用于一群單位產(chǎn)品集體的量度，這種量度是從一群中各個單位產(chǎn)品所得觀測值中計算出來者。22 1 Sigma2 Sigma3 Sigma1 Sigma2 Sigma3 Sigma68.26 %95.45 %99.73 %

7、數(shù)據(jù)點的百分比UCLLCL時間我們測量的項目標準偏差規(guī)則“數(shù)據(jù)處于哪個位置?”23控制圖的構(gòu)成+3s1234567891018171615141312111098765 -3s Average點落在該區(qū)間的概率為99.73%24控制圖的要素縱坐標：數(shù)據(jù)（質(zhì)量特性值或其統(tǒng)計量）橫坐標：按時間順序抽樣的樣本編號上虛線：上控制界限UCL( Upper Control Limit)下虛線：下控制界限LCL (Lower Control Limit)中實線：中心線CL (Center Line )控制界限=平均值325控制圖類型計量型數(shù)據(jù)X-R 均值和極差圖計數(shù)型數(shù)據(jù)P chart不良率控制圖 X-S均

8、值和標準差圖nP chart不良數(shù)控制圖X -R 中位值極差圖 C chart缺點數(shù)控制圖 X-MR 單值移動極差圖 U chart單位缺點數(shù)控制圖 分析用控制圖控制用控制圖26第三章計量型控制圖3.1 計量型數(shù)據(jù)控制圖Xbar-R (均值極差圖)Xbar-S (均值標準圖)X-R (中位數(shù)圖)X-MR (單值移動極差圖)283.2 計量型數(shù)據(jù)定義:變量的數(shù)據(jù),可用測量值來分析例如，能被測量的物理量有: 長度 重量 溫度 壓力 電壓 電阻 密度 濃度291、確定測量系統(tǒng)a 規(guī)定檢測人員、環(huán)境、方法、數(shù)量、頻率、設(shè)備或量具。b 確保檢測設(shè)備或量具本身的準確性和精密性。2、使不必要的變差最小 確保

9、過程按預(yù)定的方式運行 確保輸入的材料符合要求 恒定的控制設(shè)定值 3.3 使用控制圖的準備30從生產(chǎn)線抽取并測量2個樣品2.628 2.632 31這兩個數(shù)據(jù)能？它們可以告訴我們一個大概的情況。但是該工序變差到底有多大？下一個產(chǎn)品又會怎樣呢？32結(jié)論： 少量的測量數(shù)據(jù)不能說明過程的變差范圍。！僅靠這兩個數(shù)據(jù)不能回答這兩個問題！33第一節(jié) 均值和極差圖（X-R） 1、收集數(shù)據(jù) 以樣本容量恒定的子組形式報告，子組通常包括2-6件連續(xù)的產(chǎn)品，并周性期的抽取子組。 注：應(yīng)制定一個收集數(shù)據(jù)的計劃，將其作為收集、記錄及描圖的依據(jù)。1-1 選擇子組大小，頻率和數(shù)據(jù) 1-1-1 子組大?。阂话銥?件連續(xù)的產(chǎn)品，

10、僅代表單一刀具/沖頭/過程 流等。（注：數(shù)據(jù)僅代表單一刀具、沖頭、模具等生產(chǎn)出來的零件，即一個單一的生產(chǎn)流。） 1-1-2 子組頻率：在適當(dāng)?shù)臅r間內(nèi)收集足夠的數(shù)據(jù)，這樣子組才能 反映潛在的變化，這些變化原因可能是換班/操作人員更換/材料批次不同等原因引起。對正在生產(chǎn)的產(chǎn)品進行監(jiān)測的子組頻率可以是每班2次，或一小時一次等。 1-1-3 子組數(shù)：子組越多，變差越有機會出現(xiàn)。一般為25組，首次使用控制圖選用35 組數(shù)據(jù)，以便調(diào)整。1-2 建立控制圖及記錄原始數(shù)據(jù) （見下圖）3435361-3、計算每個子組的均值（Xbar）和極差R 對每個子組計算： X=（X1+X2+Xn）/ n R=Xmax-Xm

11、in 式中： X1 ， X2 為子組內(nèi)的每個測量值。n 表示子組的樣本容量1-4、選擇控制圖的刻度 4-1 兩個控制圖的縱坐標分別用于 X 和 R 的測量值。 4-2 刻度選擇 ：37 注：一個有用的建議是將 R 圖的刻度值設(shè)置為 X 圖刻度值的2倍。 （ 例如：平均值圖上1個刻度代表0.01英寸，則在極差圖上1個刻度代表0.02英寸）1-5、將均值和極差畫到控制圖上 5-1 X 圖和 R 圖上點描好后及時用直線聯(lián)接，瀏覽各點是否合理，有無很高或很低的點，并檢查計算及畫圖是否正確。 5-2 確保所畫的X bar和R點在縱向是對應(yīng)的。 注：對于還沒有計算控制限的初期操作的控制圖上應(yīng)清楚地注明“初

12、始研究”字樣。38 2. 計算控制限 首先計算極差的控制限，再計算均值的控制限 。 2-1 計算平均極差（R）及過程均值（X） R=（R1+R2+Rk）/ k（K表示子組數(shù)量） X =（X1+X2+Xk）/ k 2-2 計算控制限 計算控制限是為了顯示僅存在變差的普通原因時子組的均 值和極差的變化和范圍?？刂葡奘怯勺咏M的樣本容量以及反 映在極差上的子組內(nèi)的變差的量來決定的。 計算公式： UCLx=X+ A2R UCLR=D4R LCL x=X - A2R LCLR=D3R 39 注：式中A2,D3,D4為常系數(shù)，決定于子組樣本容量。其系數(shù)值見下表 ：n2345678910D43.272.572

13、.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.340.340.31 注： 對于樣本容量小于7的情況，LCLR可能技術(shù)上為一個負值。在這種情況下沒有下控制限。 4041X-R控制圖實例組 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 X1X2X3X4X5XR46 49 48 54 53 47 49 47 47 48 48 48 52 48 51 53 49 47 52 48 51 46 50 50 5051 51

14、 52 50 49 54 52 45 46 52 51 51 52 50 51 49 48 49 50 48 52 53 50 54 5154 52 52 50 49 51 52 53 53 50 50 53 51 47 51 53 50 49 52 52 50 51 48 50 5152 50 52 46 53 51 51 50 50 48 50 50 48 49 52 46 50 50 47 48 49 51 50 49 5148 50 54 50 49 51 50 51 51 51 46 50 53 51 51 48 52 52 49 52 54 50 50 51 4650.2 50.4

15、 51.6 50 50.6 50.8 50.8 49.2 49.4 49.8 49 50.4 51.2 49 52.2 51.2 49.8 49.4 50 49.6 51.2 50.2 49.6 50.8 49.88 3 4 8 4 7 3 8 7 4 5 5 5 4 1 7 4 5 5 4 5 7 2 7 5 XRUCL=53.08CL=50.15LCL=47.22UCL=10.77CL=5.081) X=X/25=50.15 R=R/25=5.08 (A2=0.58, D4=2.11)2) X控制圖: CL=X=50.15 UCL=X+A2R=53.08 LCL=X-A2R=47.223)

16、 R控制圖: CL=R=5.08 UCL=D4R=10.77 LCL=D3R (n6,故不考慮)42點子越界重量時間那還不快去查明!正常情況下，只有0.27的可能性越界，現(xiàn)在卻發(fā)生了，是不是有什么地方不對勁了！43鏈1出現(xiàn)的概率？請大家計算！重量時間連續(xù)7點或多點在中心線的同一側(cè)44鏈2出現(xiàn)的概率？請大家計算！時間重量連續(xù)7點或多點上升或下降45點子接近控制限每個點子靠近控制限的可能性只有5，更何況是9個點子！重量時間可以肯定，該過程發(fā)生了異常。46控制圖的判讀(1) 控制正常狀態(tài).多數(shù)點在中心線附近;少數(shù)點在控制線附近;分布隨機無規(guī)則;無超出控制界限點.(2) 點在界限內(nèi),但排列特殊,進行預(yù)

17、防.連續(xù)7點依次上升,下降或 同在一側(cè);連續(xù)11點中10點,14點中12點,17點中14點,20點中16點以上在一側(cè);連續(xù)3點中2點,7點中3點,10點中4點以上在2-3間;連續(xù)15點以上出現(xiàn)在 +/- 1 間;點出現(xiàn)周期性變化;變幅突然變大或減少.47控制圖的效用維持制程穩(wěn)定，防止異常原因再次發(fā)生。貼于現(xiàn)場，可隨時了解品質(zhì)變動的情形，及時發(fā)現(xiàn)制程中潛伏不良。配合柏拉圖使用，控制幾個少數(shù)影響較大的原因，更能有效解決問題。48標準偏差與極差的關(guān)系（對于給定的樣本容量,平均極差-R越大,標準偏差- 越大）X范圍范圍XX范圍RRR過程能力分析49Ca (Capability of Accuracy

18、準確度)集中趨勢: 衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的實績平均值(Xbar),與規(guī)格中心值(Sc)其間偏差的程度,是期望製程中生產(chǎn)的每個產(chǎn)品的實際值能與規(guī)格中心值一致公式:Ca=(X-SC)/(T/2)50Ca等級之解說A級:作業(yè)員遵守作業(yè)標準操作並達到規(guī)格之要求須繼續(xù)維持。B級:有必要可能將其改進為A級。C級:作業(yè)員可能看錯規(guī)格不按作業(yè)標準操作或檢討規(guī)格及作業(yè)標準。D級:應(yīng)採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因，必要時得停止生產(chǎn)。51Cp (Capability of Precision 精密度)離散趨勢:衡量自產(chǎn)品中所獲得產(chǎn)品資料的6個估計實績標準差(),與規(guī)格公差(T)其間相差的程度,是期望製

19、程中生產(chǎn)的每個產(chǎn)品以規(guī)格中心值為目標，其變異寬度愈小愈好，換言之，即在衡量規(guī)格公差範(fàn)圍與製程變異寬度兩者間相差程度公式:52CP等級之解說A級:此一製程甚為穩(wěn)定，可以將規(guī)何許容差縮小或勝任更精密之工作。B級:有發(fā)生不品之危險，必須加以注意，並設(shè)法維持不要使其變壞及迅速追查。C級:檢討規(guī)格及作業(yè)標準，可能本製程不能勝任如此精密之工作。D級:應(yīng)採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時應(yīng)停止生產(chǎn)。 。53Cpk (Process Capability Index 制程能力指數(shù))集中趨勢&離散趨勢:過程滿足質(zhì)量要求的程度公式1:公式2* CpCpk = ( 1 Ca )當(dāng) Ca = 0 時，C

20、pk = Cp單邊規(guī)格時，Cpk 即以 Cp 值計之偏離趨勢集中趨勢54Ppk (Process Performance Index 制程性能指數(shù))過程表現(xiàn)的性能指數(shù)，定義為PPL或PPU中的最小值。公式:見附圖55製程能力指數(shù)(總合指數(shù))：代號判斷計算公式等級分級基準PPK初期製程能力指數(shù)(初期分析用) TPPK= (1 K ) * 6 = (1 - Ca) * PpABCD 1.67 PPK 1.33 PPK 1.67 1.00 PPK 1.33 PPK 1.00CPK量產(chǎn)製程能力指數(shù)(製程中如以控制圖執(zhí)行控制可代PPK) TCPK= (1 K ) * 6 * R / d2 = (1 -

21、Ca) * CpABC 1.33 CPK 1.00 CPK 1.33 CPK 1.0056過程能力計算Cp=(USL-LSL)/6USL:工程規(guī)范的上限LSL:工程規(guī)范的下限=R/d2:為過程特性標準差的估計值，這里指過程中統(tǒng)計抽樣值的分布寬度的量度，與子組大小相關(guān)。Cpk=Min(CpU或CpL)Pp =(USL-LSL)/6S= ：一個過程特性單值分布的標準差，與整個過程的分布寬度相關(guān)。Ppk=Min(PPU或PPL)57過程能力計算CPU= (USL- X)/ 3R/d2CPL= (X -LSL)/ 3R/d2PPU= (USL- X)/ 3S PPL= (X -LSL)/ 3S n23

22、45678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.0858第二節(jié)均值和標準差圖計算標準差比極差困難在下列情況下，一般用標準差代替極差標準差易于計算子組樣本容量大5960組號平均值標準差15.57 6.27 5.93 6.08 6.03 5.98 0.26 26.01 6.04 5.88 5.92 6.16 6.00 0.11 35.71 5.75 5.96 6.19 5.70 5.86 0.21 46.19 6.11 5.74 5.96 6.17 6.03 0.19 56.42 6.13 5.71 5.96 5.78 6.00 0.29 65.92 5.9

23、5 5.75 6.05 5.94 5.92 0.11 75.87 5.63 5.80 6.12 6.32 5.95 0.27 85.89 5.91 6.00 6.21 6.08 6.02 0.13 95.96 6.05 6.25 5.89 5.83 6.00 0.16 105.95 5.94 6.07 6.02 5.75 5.95 0.12 116.12 6.18 6.10 5.95 5.95 6.06 0.10 125.95 5.94 6.07 6.00 5.75 5.94 0.12 135.86 5.84 6.08 6.24 5.61 5.93 0.24 146.13 5.80 5.90

24、5.93 5.78 5.91 0.14 155.80 6.14 5.56 6.17 5.97 5.93 0.25 166.13 5.80 5.90 5.93 5.78 5.91 0.14 175.86 5.84 6.08 6.24 5.97 6.00 0.17 185.95 5.94 6.07 6.00 5.85 5.96 0.08 196.12 6.18 6.10 5.95 5.95 6.06 0.10 206.03 5.89 5.97 6.05 6.45 6.08 0.22 216.02 6.14 5.94 5.95 6.08 6.03 0.09 226.01 6.23 5.79 5.94

25、 6.02 6.00 0.16 616263第三節(jié)中位數(shù)圖中位數(shù)圖可以得到和均值-極差圖相同的結(jié)論中位數(shù)圖易于使用可以顯示過程輸出的分布寬度且可以給出過程變差的趨勢可以幾個過程或一個過程不同階段的輸出進行比較子組的樣本容量小于或等于10當(dāng)樣本容量為偶數(shù)時，中位數(shù)是中間兩個數(shù)的均值將每個子組的中位數(shù)和極差填入數(shù)據(jù)表一般建議同時畫出極差圖觀察極差的趨勢或鏈6465X-R圖公式CLR= RUCLR=D4R LCLR=D3RUCLx=X+A2RLCLx= X-A2RCLx=X66第四節(jié)單值和移動極差圖用在測量費用較大或輸出性質(zhì)比較一致時探測過程的變化不如均值-極差圖敏感在數(shù)據(jù)圖上從左至右記錄單值數(shù)據(jù)，

26、計算單值間的移動極差極差的個數(shù)比單值讀數(shù)少一67單值和移動極差圖的解釋68X-MR圖公式UCLMR=D4R LCLMR=D3RUCLx=X+E2RLCLx= X-E2RCLx=XCLR=R69計數(shù)型控制圖第四部分SpecLSLUSL5.計數(shù)型數(shù)據(jù)控制圖不合格品的p控制圖不合格品的np控制圖不合格品的c控制圖單位不合格品的u控制圖計數(shù)型數(shù)據(jù)合格/不合格成功/失敗通過/不通過71什么是計數(shù)型數(shù)據(jù)請大家判斷以下哪些數(shù)據(jù)是計數(shù)型，哪些是計量型：. 用電壓表測量：電壓是220伏特； . 用萬用表測量電阻：20歐姆；. 某批產(chǎn)品不良品數(shù)目是：3個；. 所購買的電視機圖像質(zhì)量：好（或不好）. 測量某產(chǎn)品的高度：1.78米. 對某批產(chǎn)品：接受（或不接受）721.P控制圖的作法收集數(shù)據(jù),至少20組以上