控制圖詳細(xì)講義

控制圖詳細(xì)講義前言:為使現(xiàn)場的質(zhì)量狀況達(dá)成目標(biāo)，均須加以管理。我們所說的“管理”作業(yè),一般均用偵測產(chǎn)品的質(zhì)量特性來判斷“管理”作業(yè)是否正常。而質(zhì)量特性會隨著時間產(chǎn)生顯著高低的變化;那么到底高到何種程度或低至何種狀態(tài)才算我們所說的異常?故設(shè)定一合理的高低界限,作為我們分析現(xiàn)場制程狀況是否在“管理”狀態(tài),即為控制圖的基本根源?？刂茍D是于1924年由美國品管大師修哈特(W.A.Shewhart)博士所發(fā)明。而主要定義即是[一種以實際產(chǎn)品質(zhì)量特性與依過去經(jīng)驗所研判的過程能力的控制界限比較,而以時間順序表示出來的圖形]。二．控制圖的基本特性:一般控制圖縱軸均設(shè)定為產(chǎn)品的質(zhì)量特性,而以過程變化的數(shù)據(jù)為刻度;橫軸則為檢測產(chǎn)品的群體代碼或編號或年月日等,以時間別或制造先后別,依順序點繪在圖上。在管制圖上有三條筆直的橫線,中間的一條為中心線(CentralLine,CL),一般用藍(lán)色的實線繪制；在上方的一條稱為控制上限(UpperControlLimit,UCL)；在下方的稱為控制下限(LowerControlLimit,LCL)。對上、下控制界限的繪制,則一般均用紅色的虛線表現(xiàn),以表示可接受的變異范圍;至于實際產(chǎn)品質(zhì)量特性的點連線條則大都用黑色實線繪制。控制狀態(tài):下控制界限(LCL)中心線(CL)下控制界限(LCL)中心線(CL)上控制界限(UCL)上控制界限(UCL)三．控制圖的原理:1.質(zhì)量變異的形成原因:一般在制造的過程中,無論是多么精密的設(shè)備、環(huán)境,它的質(zhì)量特性一定都會有變動,絕對無法做出完全一樣的產(chǎn)品;而引起變動的原因可分為兩種：一種為偶然(機遇)原因；一種為異常(非機遇)原因。（1）偶然(機遇)原因(Chancecauses)：不可避免的原因、非人為的原因、共同性原因、一般性原因,是屬于控制狀態(tài)的變異。（2）異常(非機遇)原因(Assignablecauses):可避免的原因、人為的原因、特殊性原因、局部性原因等,不可讓其存在,必須追查原因,采取必要的行動,使過程恢復(fù)正?？刂茽顟B(tài),否則會造成很大的損失。(偶然原因的變動)(偶然原因的變動)(異常原因的變動)(異常原因的變動)(偶然原因的變動)(異常原因的變動)分類變異的情況影響程度追查性過程的改進(jìn)偶然原因體系的一部份,很多一定有且無法避免每一個都很微小不明顯不值得、成本高、不經(jīng)濟(jì)修改—經(jīng)常且穩(wěn)定的過程異常原因本質(zhì)上是局部的,很少或沒有,可避免的有明顯的影響而且巨大值得且可找到,否則造成大損失創(chuàng)造—經(jīng)常且穩(wěn)定的過程2.控制界限的構(gòu)成:控制圖是以常態(tài)分配中的三個標(biāo)準(zhǔn)差為理論依據(jù)。中心線為平均值,上、下控制界限為平均數(shù)加減三個標(biāo)準(zhǔn)差()的值,以判斷過程中是否有問題發(fā)生。此即修哈特博士(W.A.Shewhart)所創(chuàng)造的方法?？刂茍D即以3個標(biāo)準(zhǔn)差為基礎(chǔ),換句話說,只要群體是常態(tài)分配,則自該群體進(jìn)行取樣時,用取出的數(shù)值加以平均計算來代表群體,則每進(jìn)行10000次的抽樣會有27次偶然機會,不予計較。同樣我們平均抽樣時如有超出時,判定為異常,則誤判的機率也是千分之三。因為假設(shè)機率存在的前提,所以控制界限以加減3個標(biāo)準(zhǔn)差來訂立,應(yīng)是最符合經(jīng)濟(jì)效益的。在內(nèi)的或然率在外的或然率50.00%50.00%68.26%31.74%95.00%5.00%95.45%4.55%99.00%1.00%99.73%0.27%99.73%95.45%68.26%99.73%95.45%68.26%90°90°UCLUCLCLLCL控制圖的控制界限是把常態(tài)分配圖形旋轉(zhuǎn)90°后,在平均值處繪成中心線(CL),平均值加三個標(biāo)準(zhǔn)差處繪成上控制界限(UCL),在平均值減三個標(biāo)準(zhǔn)差處繪成下控制界限(LCL)。四．控制圖的種類:1.按數(shù)據(jù)性質(zhì)分類:(1)平均數(shù)與極差控制圖(Chart)平均數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖(Chart)中位數(shù)與極差控制圖(Chart)個別值與移動極差控制圖(chart)最大值與最小值極差控制圖(chart)(2)計數(shù)值控制圖:所謂計數(shù)值是指控制圖的數(shù)據(jù)均屬于以單位計數(shù)者而得;如不合格數(shù)、缺點數(shù)等間斷性數(shù)據(jù)等。常用的有:不良率控制圖(Pchart)不良數(shù)控制圖(Pnchart,又稱npchart或dchart)缺點數(shù)控制圖(Cchart)單位缺點數(shù)控制圖(Uchart)2.按控制圖的用途分類:(1)解析用控制圖:這種控制圖先有數(shù)據(jù),后有控制界限(μ與σ未知的群體)。決定方針用制程解析用制程能力研究用制程控制的準(zhǔn)備(2)控制用控制圖:先有控制界限,后有數(shù)據(jù)(μ與σ已知之群體)。其主要用途為控制過程的質(zhì)量,如有點子超出控制界限時,則立即采取措施(原因追查→消除原因→再發(fā)防止的研究)。3.計數(shù)值與計量值控制圖的應(yīng)用比較.計量值計數(shù)值優(yōu)點較靈敏,容易調(diào)查真因可及時反應(yīng)不良,使質(zhì)量穩(wěn)定所須數(shù)據(jù)可用簡單方法獲得對整本質(zhì)量狀態(tài)的了解較方便缺點抽樣頻度較高．費時麻煩數(shù)據(jù)須測定,且再計算,須有訓(xùn)練的人方可勝任。無法尋得不良的真因及時性不足，易延誤時機五．控制圖的繪制:1.計量值控制圖:控制圖:(a)先行收集100個以上數(shù)據(jù),依測定的先后順序排列。(b)以2—5個數(shù)據(jù)為一組(一般采4—5個),分成約20—25組。(c)將各組數(shù)據(jù)記入數(shù)據(jù)表欄位內(nèi)。(d)計算各組的平均值X(取至測定值最小單位下一位數(shù))。(e)計算各組之極差R(最大值-最小值=R)。(f)計算總平均X。(g)計算極差的平均R:(h)計算控制界限X控制圖:中心線(CL)=X控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=R控制圖:中心線(CL)=控制上限(UCL)=管制下限(LCL)=之值,隨每組的樣本數(shù)不同而有差異,但仍遵循三個標(biāo)準(zhǔn)差的原理計算而得,今已被整理成常用系數(shù)表。(i)繪制中心線及控制界限,并將各點點入圖中。(j)將各數(shù)據(jù)履歷及特殊原因記入,以備查考、分析、判斷。(2)管制圖：將數(shù)據(jù)(每組為一單位)依大小順序排列,最中間的一個數(shù)據(jù)稱為中位數(shù);如為偶數(shù)個數(shù)值,則中間兩數(shù)值的平均值即為中位數(shù)。(a)收集數(shù)據(jù)并排列之(同之?dāng)?shù)據(jù)收集方式步驟(a)(b)(c))。(b)求各組的中位數(shù)。(c)求各組的極差R。(d)計算中位數(shù)的總平均數(shù)。(e)計算:(f)計算控制界限:控制圖:中心線(CL)=控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=R控制圖:中心線(CL)=控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=系數(shù)相同亦可從系數(shù)表查得。(g)同控制圖的步驟(i),(j)。(3)X-Rm控制圖(a)收集數(shù)據(jù)20~25個,并依先后順序排列記入數(shù)據(jù)欄內(nèi)。(b)求個別移動值Rm。如(c)求平均值(d)求移動極差平均:(e)計算控制界限X控制圖:中心線(CL)=控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=Rm控制圖:中心線(CL)=。控制上限(UCL)=。管制下限(LCL)=。系數(shù)同樣可自系數(shù)表中查得。(f)同控制圖的步驟(i),(j)。2.計數(shù)值控制圖:(1)P控制圖:收集數(shù)據(jù)20—25組,每組的樣本數(shù)應(yīng)一致,且最好能顯現(xiàn)有1個以上的不良數(shù)(樣本數(shù)如每組不一致,會導(dǎo)致控制界限的跳動,初期導(dǎo)入較不適當(dāng))。計算每組的不良率P。計算平均不良率P。計算控制界限:中心線(CL):控制上限(UCL):控制下限(LCL):同控制圖步驟(i),(j)。(2)np控制圖:(又稱np控制圖,d控制圖)(a)收集數(shù)據(jù),步驟同P控制圖(a)項操作。(b)計算平均不良數(shù)。(c)計算控制界限:中心線(CL)控制上限(UCL)控制下限(LCL)(d)繪控制界限,并將點點入a圖中。(e)記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原因,以備檢討、分析、判斷。(3)C控制圖:(a)收集數(shù)據(jù),步驟同P控制圖(a)項操作。(b)計算平均缺點數(shù)：(c)計算控制界限：中心線控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=(d)同pn控制圖的步驟(d),(e)。記入數(shù)據(jù)履歷及特殊原因,以備檢討、分析、判斷。(4)U控制圖:(a)收集20—25組數(shù)據(jù)(可取不同單位大小)，每組樣本應(yīng)考慮含有1—5個缺點。(b)計算平均單位缺點數(shù):(c)計算控制界限:中心線(CL)=控制上限(UCL)=控制下限(LCL)=(d)同C控制圖(d)步驟。3.控制點的點繪要領(lǐng):(1)各項工序名稱、控制特性、測定單位、設(shè)備別、操作(測定)、樣本大小、材料別、環(huán)境變化…等任何變更資料應(yīng)清楚填入,以便資料的分析整理。(2)計量值雙控制圖(等)。其X控制圖與R控制圖的控制界限寬度取法,一般原則以組的樣本數(shù)(n)為參考,X控制圖的單位分度寬約為R控制圖的倍。(縱軸控制界限寬度約20—30m/m;橫軸各組間隔約2-5(3)中心線(CL)以實線記入,控制界限則記入虛線;各線上須依線別分別記入CL,UCL,LCL等符號。(4)CL,UCL,LCL的數(shù)值位數(shù)計算比測定值多兩位數(shù)即可。(各組數(shù)據(jù)的平均計算數(shù)則取此測定值多一位數(shù))。(5)點之繪制有[·],[○],[△],[×]…等,最好由廠內(nèi)統(tǒng)一規(guī)定。(6)雙控制圖,二個控制圖的繪制間隔限最少距20mm以上,可行的話最好30六．控制圖的判斷:1.控制狀態(tài)的判斷(過程在穩(wěn)定狀態(tài))：(1)多數(shù)點子集中在中心線附近。(2)少數(shù)點子落在控制界限附近。(3)點子的分布與跳動呈隨機狀態(tài),無規(guī)則可循。(4)無點子超出控制界限以外。2.可否延長控制界限做為后續(xù)過程控制用的研判基準(zhǔn):連續(xù)25點以上出現(xiàn)在控制界限線內(nèi)時(機率為93.46%)。連續(xù)35點中,出現(xiàn)在控制界限外點子不超出1點時。連續(xù)100點中,出現(xiàn)在控制界限外點子不超出2點時。過程在滿足上述條件時,雖可認(rèn)為過程在控制狀態(tài)而不予變動控制界限,但并非點子超出控制界限外也可接受;這些超限的點子必定有異常原因,故應(yīng)追究調(diào)查原因并加以消除。3.檢查判斷原則:應(yīng)視每一個點子為一個分配,而非單純的點。點子的動向代表過程的變化;雖無異常的原因,各點子在界限內(nèi)仍會有差異存在。異常的一般檢定原則:檢定規(guī)劃1:(2/3A)3點中有2點在A區(qū)或A區(qū)以外檢定規(guī)劃2:(4/5B)檢定規(guī)劃1:(2/3A)3點中有2點在A區(qū)或A區(qū)以外檢定規(guī)劃2:(4/5B)5點中有4點在B區(qū)或B區(qū)以外χχAχχABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLχ檢定規(guī)劃8:(1界外)有1點在A區(qū)以外χχχχχχχ檢定規(guī)劃4:(8缺C)有8點在中心線的兩側(cè),但C區(qū)并無點子檢定規(guī)劃7:(15C)連續(xù)15點在中心線上下兩側(cè)的C區(qū)檢定規(guī)劃6:(14升降)連續(xù)14點交互著一升一降檢定規(guī)劃5:(9單側(cè))連續(xù)9點在C區(qū)或C區(qū)以外檢定規(guī)劃3:(6連串)χ檢定規(guī)劃8:(1界外)有1點在A區(qū)以外χχχχχχχ檢定規(guī)劃4:(8缺C)有8點在中心線的兩側(cè),但C區(qū)并無點子檢定規(guī)劃7:(15C)連續(xù)15點在中心線上下兩側(cè)的C區(qū)檢定規(guī)劃6:(14升降)連續(xù)14點交互著一升一降檢定規(guī)劃5:(9單側(cè))連續(xù)9點在C區(qū)或C區(qū)以外檢定規(guī)劃3:(6連串)連續(xù)6點持續(xù)地上升或下降A(chǔ)BCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCL七．控制圖使用時的注意事項:控制圖使用前,現(xiàn)場作業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)已經(jīng)完成?？刂茍D使用前,應(yīng)先決定控制項目,包括質(zhì)量特性的選擇與取樣數(shù)量的決定?？刂平缦耷f不可用規(guī)格值代替?？刂茍D種類的篩選應(yīng)配合控制項目的決定時進(jìn)行搭配。抽樣方法以能取得合理樣組為原則。點子超出界限或有不正常之狀態(tài),必須利用各種措施研究改善或配合統(tǒng)計方法把異常原因找出,同時加以消除。控制圖里組的大小(n),一般采n=4~5最適合。R控制圖沒有控制下限,是因R值是由同組數(shù)據(jù)的最大值減最小值而得,所以LCL取負(fù)值沒有意義?？刂茍D一定要與過程控制的配置結(jié)合。10.p控制圖如果有點超出控制下限,也應(yīng)采取對策,不能認(rèn)為不良率低而不必采取對策,因為異常原因可能來自:量具的失準(zhǔn)。須更新量具,并檢查已有的量測值的影響度。合格品的判定方法有誤。應(yīng)立即修正。真正有不合格率變小的原因。若能進(jìn)一步掌握原因,則有助于日后大幅降低不合格率。11.過程控制做得不好,控制圖形同虛設(shè)。要使控制圖發(fā)揮效用,應(yīng)使產(chǎn)品過程能力中的Cp值(過程能力指數(shù))大于1以上。八．實例演練:例1:某公司為控制最終產(chǎn)品的灌裝重量,每小時以過程中,隨機取5個樣本來測定其重量,共得25組數(shù)據(jù),試根據(jù)這些數(shù)據(jù)繪制控制圖及控制圖。(規(guī)格值為60±5kg)樣組測定值R樣組測定值RX1X2X3X4X51234567891011121356595864635759575758585862616162605964625556626161626462626