控制介紹課件

17控制部分1

控制介紹17控制部分2控制控制,建立能夠保證連續(xù)指示過程或服務(wù)品質(zhì)一致性的行動利益17控制部分3控制的方法統(tǒng)計(jì)過程控制-休哈特控制圖-高級控制圖控制計(jì)劃-5S-學(xué)習(xí)型組織防錯溝通技巧17控制部分4SPC的基本概念SPC(statisticalprocesscontrol):為了貫徹預(yù)防原則,應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)對過程中的各個階段進(jìn)行評估和監(jiān)督,從而保證產(chǎn)品與服務(wù)滿足要求的均勻性.17控制部分5SPC的特點(diǎn) 與全面質(zhì)量管理相同,強(qiáng)調(diào)全員參與,而不是只依靠少數(shù)質(zhì)量管理人員。強(qiáng)調(diào)應(yīng)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)方法來保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)。SPC不是用來解決個別工序采用什么控制圖的問題，SPC強(qiáng)調(diào)從整個過程，整個體系出發(fā)來解決問題。SPC的重點(diǎn)就在于“P”（Process.過程?？膳袛噙^程的異常，及時告警。不能告知此異常是什么因素引起的。17控制部分6開發(fā)日期控制圖作用1925SPC告警1980SPD告警+診斷1990SPA告警+診斷+調(diào)整SPC的發(fā)展17控制部分7統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài) 概念：只有偶然原因而無異常原因引起的變異的狀態(tài)優(yōu)點(diǎn)：---對產(chǎn)品的質(zhì)量有完全把握---生產(chǎn)也是最經(jīng)濟(jì)的---在控制狀態(tài)下，過程的變異量最小。17控制部分8變異變異是品質(zhì)的惡魔，變異決定了沒有任何兩個東西是完全相同的。變異是無處不在的，任何過程，任何測量，任何樣本中都存在變異！17控制部分9變異來源變異可來源于以下變化:

材料品質(zhì)機(jī)器設(shè)置條件人方法測量環(huán)境17控制部分10變異的類別變異的一種分類方法為:部品內(nèi)變異(位置變異)部品間變異(部品部品變異)批之間的變異(批-批變異)生產(chǎn)線之間的變異(線-線變異)經(jīng)時變異(時間-時間變異)測量變異(量具重復(fù)性和再現(xiàn)性變異)17控制部分11品質(zhì)和變異何為”品質(zhì)”?品質(zhì)就是適合使用品質(zhì)∝17控制部分12產(chǎn)品控制品質(zhì)控制模型17控制部分13產(chǎn)品控制品質(zhì)控制模型無法控制的輸入過程可控制的輸入產(chǎn)品觀測:數(shù)據(jù)收集評估:數(shù)據(jù)分析

診斷:缺陷發(fā)現(xiàn)決策:行動計(jì)劃實(shí)施:采取行動17控制部分14統(tǒng)計(jì)過程控制進(jìn)程控制方法模型聚集于制造過程,采用預(yù)防行動取代糾正行動.一些老的產(chǎn)品控制概念中沒有的統(tǒng)計(jì)思想,允許用抽樣方法來理解整個過程.新的名稱叫-StatisticalProcessControl(SPC).17控制部分15統(tǒng)計(jì)過程控制休哈特博士-----控制圖之父貝爾實(shí)驗(yàn)室的物理學(xué)家被邀請幫助軍方設(shè)計(jì)通訊耳機(jī).在1924年發(fā)明×-R圖.1931年出版專著<<制造產(chǎn)品品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)控制>>17控制部分16制造業(yè)的成功制造業(yè)的關(guān)鍵成功因素在于能通過SPC的有效使用不斷發(fā)現(xiàn)和消除問題.SPC應(yīng)用的主要程序如下:理解變異的原因:

休哈特發(fā)現(xiàn)了兩類基本變異原因變異的偶然原因變異的可歸屬原因開發(fā)識別這些原因的方法:SPC控制圖

17控制部分17SPC控制圖介紹控制圖的概念和原理17控制部分18兩類基本變異原因偶然原因不可避免的原因可歸屬原因可被控制17控制部分19兩類基本變異原因變異的偶然原因歸因子許多微小的不可避免的變異來源的累積影響.也被稱為:共有變異隨機(jī)變異固有變異自然變異當(dāng)一個過程運(yùn)行于只存在偶然原因變異的情況下,稱其處于受控狀態(tài).17控制部分20兩類基本變異原因變異的可歸屬原因與偶然變異不同的過程變異,它會擾亂一個過程,使其輸出失常.這類變異的例子有:錯誤的調(diào)整機(jī)器.過多的工具磨損有缺陷的原材料當(dāng)一個過程運(yùn)行于存在特殊原因的狀態(tài)下時,稱為該過程失控.17控制部分21SPC控制圖的目標(biāo)所有控制圖只有一個共同的目標(biāo)檢測出引起過程重要變異的可歸屬變異原因,從而:在過程產(chǎn)生大量不合格品之前采取調(diào)查和糾正行動以消除引起過程變異的可歸屬原因.換句話說,保持過程處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài).17控制部分22SPC控制圖的目標(biāo)以下是SPC控制圖的第二目標(biāo)或第一目標(biāo)的直接利益．降低教程變異．幫助評價過程參數(shù)并建立其過程能力．17控制部分23SPC控制圖的通用格式品質(zhì)特性的圖解比較和計(jì)算的控制界限．通常而言，品質(zhì)特性的抽樣統(tǒng)計(jì)值沿時間軸被繪于圖上，有時直接將實(shí)際值繪于圖上．17控制部分24SPC控制圖的通用格式控制圖畫出了隨時間變化的變異．控制界限(UCL)和(LCL)幫助我們區(qū)別兩類不同類別的變異原因．17控制部分25SPC控制圖的通用格式一個超出UCL或LCL的點(diǎn)表示過程失控．需采取調(diào)查和糾正行動來消除變異的可歸屬原因．可歸屬原因可能是測量誤差、測繪誤差、某些過程輸入的特殊變異等．17控制部分26過程控制和過程能力如何區(qū)別過程控制和過程能力？17控制部分27過程控制意味著只存在偶然原因變異來源引用“過程的聲音”，我們只需從過程取得數(shù)據(jù)以確定是否一個過程受控．品質(zhì)特性用以監(jiān)控過程輸出是否隨時間形成一個穩(wěn)定的分布，只使用從過程數(shù)據(jù)計(jì)算得來的控制界限．一個過程受控并不意味著其為一個能力強(qiáng)的過程．17控制部分28過程能力過程好壞通過過程能力來測量．比較“過程的聲音”和“客戶的聲音”，能力根據(jù)客戶規(guī)格或需求得來．根據(jù)產(chǎn)品特性在客戶規(guī)格內(nèi)的比例確定一個穩(wěn)定的分布滿足客戶要求的能力．17控制部分29過程界限各規(guī)格界限規(guī)格界限（USL,LSL)由設(shè)計(jì)確定代表單個產(chǎn)品值的公差界限通常與過程變異無關(guān)控制界限(UCL,LCL)來源于過程變異常用于過程變異常用于抽樣統(tǒng)計(jì)量如子組均值或極差,而非單值17控制部分30三類界限單值分布樣本均值分布17控制部分31規(guī)格界限在控制圖上不采用!規(guī)格界限不會畫在子組控制圖上規(guī)格界限包含品質(zhì)特性的單值,控制界限包含品質(zhì)特性的抽樣統(tǒng)計(jì)量.規(guī)格界限為根據(jù)外部需求所加,因此不能幫助識別可歸屬原因.點(diǎn)在控制界限內(nèi)并不意味著該部品滿足客戶規(guī)格,或CPK要求.17控制部分32休哈特控制圖-概要休哈特控制圖的特點(diǎn)是將控制界限設(shè)置在過程均值的Kδ距離.通常K值為3:UCL=μw+3δwCL=μwLCL=μw-3δw無論數(shù)據(jù)類別為變量數(shù)據(jù)或?qū)傩詳?shù)據(jù),休哈特控制圖都給出所感興趣的品質(zhì)特性的抽樣統(tǒng)計(jì)量.17控制部分33常用的控制圖分布控制代號控制圖名稱備注正態(tài)分布(計(jì)量值)

-R

均值-極差控制圖

-S

均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖-R

中位值-極差圖×-RS

單值-極差圖17控制部分34常用的控制圖組數(shù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)3數(shù)據(jù)4均值極差標(biāo)準(zhǔn)差第一組484852525042.3第二組4850505250416第三組4546545550105.217控制部分35常用控制圖分布控制代號控制圖名稱備注二項(xiàng)分布(計(jì)件值)p均值-極差控制圖p,np圖可由不合格數(shù)次npTnp均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖泊松分布(計(jì)點(diǎn)值)u均值-極差控制圖用cT代替u.c圖c均值-標(biāo)準(zhǔn)差控制圖17控制部分36均值-極差圖-R--圖用于觀察正態(tài)分布均值的變化:R圖用于觀察正態(tài)分布的分散情況或變異度的情況.-S---同均值-極差圖,用標(biāo)準(zhǔn)代替極差,R圖計(jì)算方便;但當(dāng)n>10時,S圖比R圖效率高;最終替代R圖;中位極差圖-R圖,表示中位值.現(xiàn)在由于計(jì)算機(jī)應(yīng)用普及,故已淘汰,被均值-標(biāo)準(zhǔn)差圖替代.常用控制圖17控制部分37兩種錯誤一.第一種錯誤:虛發(fā)警報(falsealarm)二.第二種錯誤:漏發(fā)警報(alarmmissing)17控制部分38控制圖的兩類錯誤三.減少兩種錯誤所造成的損失:UCL、LCL距離間隔大,α減小β增大.UCL、LCL距離間隔小,α增大β減小.UCL、LCL距離間隔3σ,α=0.27%17控制部分39控制圖的兩類錯誤影響α錯誤的因素:控制界限幅度影響β錯誤的因素:控制界限幅度均值偏移幅度標(biāo)準(zhǔn)偏差變動幅度樣本大小17控制部分40規(guī)范界限與控制界限的區(qū)別規(guī)范界限:區(qū)分合格品與不合格品控制界限:區(qū)分偶然原因引起的波動和特殊原因引起的波動.17控制部分413σ方式確定控制界限UCL=μ+3σUCL=μUCL=μ-3σ虛發(fā)警報α

=0.27%漏發(fā)警報β

=17控制部分42控制圖兩類錯誤的損失17控制部分43分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖應(yīng)用控制圖時,首先將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài),用分析控制圖判斷是否達(dá)到穩(wěn)態(tài).確定過程參數(shù).特點(diǎn):1.分析過程是否為統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài).2.過程能力指數(shù)是否滿足要求?控制用控制圖等過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后,延長控制圖的控制線作為控制用控制圖.應(yīng)用過程參數(shù)判斷.17控制部分44分析用控制圖與控制用控制圖的應(yīng)用17控制部分45控制圖的兩個階段分析用控制圖判斷過程是否穩(wěn)定不穩(wěn)定,調(diào)至穩(wěn)定過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求,過程能力指數(shù)滿足要求稱之為技術(shù)穩(wěn)態(tài).控制用控制圖延長分析控制圖的控制線17控制部分46控制圖判斷和理論基礎(chǔ)控制圖對過程異常的判斷以小概率事件原理為理論依據(jù).所謂小概率事件原理又稱為小概率事件不發(fā)生原理.其數(shù)字定義是:若事件A發(fā)生的概率和很小(如0.01)現(xiàn)經(jīng)過一次(或少數(shù)次)試驗(yàn),事件A居然發(fā)生了,就有理由認(rèn)為事件A的發(fā)生是異常.實(shí)際上發(fā)生概率為”零”的事件(絕對不發(fā)生的事件)永遠(yuǎn)是不知的,是不存在的事件.所以,把很少可能發(fā)生的(即發(fā)生概率很小的事件)定義為異常事件.17控制部分47控制圖判斷和理論基礎(chǔ)(續(xù))在統(tǒng)計(jì)技術(shù)應(yīng)用中,首先應(yīng)設(shè)置小概率α,實(shí)際是允許判斷錯誤的概率,所以又稱是小概率α為風(fēng)險度或顯著水平.與風(fēng)險度相對應(yīng)的是置信度(1-α).設(shè)置小概率α的數(shù)值是根據(jù)被判斷事物本身的重要程度而確定,對很重要的事物一旦發(fā)生錯判,所造成的損失或影響很大,此時的小概率α應(yīng)盡可能設(shè)置的數(shù)值要小一些.而對于不重要的事物,即使錯判,所造成的損失或影響并不嚴(yán)重,此時的小概率α的數(shù)值可以設(shè)置大一些.一般情況下大都設(shè)置為0.01,即置信度為0.99.17控制部分48首先,設(shè)置小概率α.

然后,設(shè)想很多可能在過程中發(fā)生的事件,一一計(jì)算每個事件的發(fā)生概率.若P>α,該事件為正常事件.若P≤α,該事件為正常事件.此時,事件本身即成為對異常判斷準(zhǔn)則是對大量異常事件歸納,整理后的結(jié)果.控制圖判斷準(zhǔn)則的確定程序17控制部分49處理過程變異---基于直觀和基于統(tǒng)計(jì)過程無時無刻不在發(fā)生變化,這種變化表現(xiàn)在過程輸出---產(chǎn)品及服務(wù)上,即產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量的波動,質(zhì)量管理的核心目的之一就是要分析,鑒別產(chǎn)品過程波動的原因,將其控制在穩(wěn)定水平上從而保證過程輸出的穩(wěn)定性.控制圖就是一種常用于過程控制的強(qiáng)有力工具.統(tǒng)計(jì)思想及控制圖17控制部分50控制圖是從統(tǒng)計(jì)的觀點(diǎn)來認(rèn)識和處理過程變異的,它和傳統(tǒng)的處理方案有何區(qū)別呢?下面我們舉例說明.統(tǒng)計(jì)思想及控制圖17控制部分51過程永遠(yuǎn)處于變異之中,這是由質(zhì)量本身的波動性所證明了的,引起過程變異的原因十分復(fù)雜繁多.有些變異原因是我們可以識別和控制的,而有變異原因我們目前無法識別或無法控制.在進(jìn)行過程管理時,只有明確識別引起過程變異的原因中,哪些是無法識別或不可人為控制的,采取的改善和控制行動才是有針對性的,才可能取得效果.過程的兩類變異原因17控制部分52任何工作都可以看作一個過程,如工件加工過程、交易過程、測量過程等.存在過程就一定存在變異,比如同一個機(jī)床加工的一堆工件,其長度尺寸一定不會完全一樣,如果將該批零件的長度尺寸測量值做成直方圖,可得到以下圖形.測量1個工件測量2個工件測量3個工件過程變異17控制部分53從上面的圖形中可以看出,每個工件的測量結(jié)果可能不同,但如測量一批工件,其測量數(shù)據(jù)會形成一個有規(guī)律的分布,用以下幾個特性可以描述工件的分布特征.過程變異17控制部分54位置描述了數(shù)據(jù)分布的典型值,如均值,中位數(shù),分布中心等,下圖表示了過程數(shù)據(jù)分布的位置差異.17控制部分55分布寬度描述了數(shù)據(jù)分布的最大值與最小值之間的距離,下圖表示了過程數(shù)據(jù)分布寬度差異.分布寬度17控制部分56分布形狀描述了數(shù)據(jù)分布的形狀特征,如是否對稱,是否”鐘”型等.下圖表示了過程數(shù)據(jù)分布的形狀差異.從上面的分析可知,過程數(shù)據(jù)隨時處于波動中,同時又有其波動規(guī)律,我們可以通過過程數(shù)據(jù)分布的位置、分布寬度和分布形狀來分析其特性.分布形狀17控制部分57統(tǒng)計(jì)思想及控制圖---過程變異17控制部分58前面講過,影響過程波動的原因十分復(fù)雜繁多,但根據(jù)原因的性質(zhì),我們可將其劃歸為兩類:即特殊原因(可指出原因)和普通原因(共有原因).下面分別作以探討.1.普通原因(1)普通原因是造成過程數(shù)據(jù)之間差異,但數(shù)據(jù)總體分布隨時間推移具有重復(fù)性和穩(wěn)定性的許多變異原因的總和.(2)對普通原因的圖示說明下圖表示了只有普通原因作用于過程時對數(shù)據(jù)分布產(chǎn)生的影響.影響過程波動的兩類原因17控制部分59

單個工件之間的差異一批工件的分布隨時間推移,過程數(shù)據(jù)頒布狀態(tài)(位置、分布寬度、分布形狀)未變.17控制部分60從上圖可知,普通原因會引起單個工件尺寸的偏差,但如一個過程只存在普通原因時,隨著時間推移,該過程數(shù)據(jù)分布的位置、寬度和形狀等特征均未發(fā)生變化.(指統(tǒng)計(jì)意義上的顯著變化).變通原因具有以下特點(diǎn)1.存在于任何過程.2.不能利用現(xiàn)有技術(shù)進(jìn)行控制.3.其對進(jìn)程的影響輕微且不確定.影響過程波動的兩類原因17控制部分61

1.特殊原因是造成過程數(shù)據(jù)之間差異,且數(shù)據(jù)分布隨時間推移會發(fā)生變化的原因.

2.對特殊原因的圖示說明:

下圖表示了當(dāng)過程存在特殊原因作用時,數(shù)據(jù)分布狀況.

隨時間推移,過程數(shù)據(jù)分布狀態(tài)(位置、分布寬度、分布形狀)發(fā)生變化.特殊原因17控制部分62特殊原因具有以下特點(diǎn)1.有時出現(xiàn),有時消失.2.不一定是每個過程同時存在.3.對其過程的影響很大.4.可利用現(xiàn)有技術(shù)對其進(jìn)行控制.

通過以上分析可知,根據(jù)其性質(zhì),可將過程變異原因分為普通原因和特殊原因,質(zhì)量管理的主要任務(wù)之一是區(qū)別普通原因和特殊原因,并對特殊原因加以改善控制.特殊原因17控制部分63普通原因引起的變異約占過程問題的15%.由統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)(如SPC),由過程控制人員解決.特殊原因引起的變異約占過程問題的85%.由過程能力分析發(fā)現(xiàn).由管理層努力消除.特殊原因17控制部分64以某個文員電腦打字為例,對特殊原因和普通原因加以說明該文員連續(xù)打字8小時,每小時查一次其進(jìn)度,發(fā)現(xiàn)其每小時打字?jǐn)?shù)不同,該過程可能的特殊原因和普通原因舉例如下:普通原因:1.文員打字過程手的動作頻率.2.文員打字過程心理變化.3.被錄入文件中字的變化等.特殊原因:1.在某個時間段文員身體不舒服.2.環(huán)境測試變化.3.在某個時間稍事休息或喝水.4.在某個時間間斷打字,做復(fù)印文件等工作.特殊原因和普通原因例17控制部分65過程永遠(yuǎn)處于變異之中,過程數(shù)據(jù)會呈現(xiàn)一種特定的分布,根據(jù)過程數(shù)據(jù)隨時間變化的分布狀態(tài)(位置、形狀、寬度等)可以對過程做以斷,通過判斷過程變異原因的類別,確定是否需對其進(jìn)行改善和控制.與傳統(tǒng)的質(zhì)量檢測相比,過程控制可以發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)問題的趨勢,據(jù)此針對性分析和改善,可以有效預(yù)防過程產(chǎn)生不合格品,從而大大降低成本.本節(jié)我們將對過程控制和過程實(shí)際表現(xiàn)---過程能力做以研究.過程控制和過程能力17控制部分66通常來進(jìn),任何過程都可歸入以下四類過程中的某一類:1.處于受控狀態(tài)(即不存在變異的特殊原因)且有能力滿足要求.如下圖所示:

能力滿足要求處于受控狀態(tài)過程的四類狀態(tài)17控制部分67

2.處于受控狀態(tài)但普通原因引起的偏差過大,如下圖所示:能力滿足要求處于受控狀態(tài)(分布過寬)過程的四類狀態(tài)17控制部分68過程的四類狀態(tài)17控制部分69

3.不是受控狀態(tài),但有能力滿足要求,如下圖所示:過程的四類狀態(tài)17控制部分70

4.不是受控狀態(tài),能力不滿足要求,如下圖所示:過程的四類狀態(tài)17控制部分71以上四類過程可表示如下表:以上四類過程包含了現(xiàn)實(shí)中的各類過程,那么我們希望的過程是哪一類?對不希望的過程如何去處理它呢?1.通常而言,較理想、也是可接受的過程淡”1”類過程,因此此過程沒有特殊原因引起的變異(處于受控狀態(tài))且滿足客戶要求.2.對于”2”類過程,雖然受控但由于普通原因?qū)е碌倪^程變異過大,因此需采取系統(tǒng)改善措施來降低普通原因引起的變異.過程的四類狀態(tài)滿足要求不滿足要求過程受控12過程不受控3417控制部分723.對于”3”類過程,雖然滿足客戶要求,但因過程顧慮特殊原因,這種原因如不消除,隨時有可能使過程不滿足要求,因此需識別引起過程變異的特殊原因并消除它.4.對于”4”類過程,因其既存在明顯的特殊原因,又可能存在較多的普通原因影響,因此需首先區(qū)分特殊原因和普通原因,如過程轉(zhuǎn)變?yōu)椤?”過程,由按”2”類過程處理方法去處理,如過程轉(zhuǎn)為”1”類過程,說明該過程變異的主要原因?yàn)樘厥庠?并已消除,過程受控且滿足要求.過程的四類狀態(tài)17控制部分731.過程能力是指一個過程滿足要求的能力,也可以理解為過程生產(chǎn)合格品的能力.2.過程能力的衡量指標(biāo).

過程能力可以用幾個不同的指數(shù)來衡量,它們是:(1)CP(2)CPK(3)CPM(4)Z

以上指數(shù)從不同的角度來描述過程能力,關(guān)于這些指數(shù)的意義和使用方法,后續(xù)我們會作詳細(xì)介紹.過程能力17控制部分743.長期能力和短期能力

(1)短期能力在統(tǒng)計(jì)過程控制方法中,短期能力是以在較短時間(如一個操作循環(huán))內(nèi)取得的過程數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對過程進(jìn)行研究的,短期能力研究的目的,是判斷過程在某個階段的”固有能力”.衡量短期能力的指數(shù)為CP和ZST.(2)長期能力長期能力是以在相當(dāng)長的時間內(nèi)取得的數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)對過程”滿足要求的能力”進(jìn)行研究的,長期能力研究的目的是判斷過程持續(xù)滿足要求的能力.衡量長期能力的指數(shù)為CPK和ZLT統(tǒng)計(jì)過程方法中,計(jì)算過程能力指數(shù)的條件.

過程能力可以預(yù)測過程滿足要求的能力,為了使預(yù)測準(zhǔn)確和有效,一般要求過程處于統(tǒng)計(jì)受控狀態(tài)后,才可計(jì)算其過程能力指數(shù).過程能力17控制部分755.過程的四種狀態(tài)與過程能力的關(guān)系.

過程能力的研究可以綜合評估過程控制水平和過程滿足要求的能力.對于不同的四類過程狀態(tài),以同一過程為例,其不同的狀態(tài)與長期能力和短期能力的對應(yīng)關(guān)系可用下表來表示:過程能力過程類別短期能力CP長期能力CPKCP與CPK差異1高高小2低低小3高低大4低低大17控制部分76控制圖又稱SPC圖,是進(jìn)行過程控制的強(qiáng)有力工具,它通過運(yùn)用統(tǒng)計(jì)技術(shù)來區(qū)分過程變異的特殊原因和普通原因,從而達(dá)到控制過程變異的目的,控制圖的最終目標(biāo)在于預(yù)防問題的發(fā)生及減少浪費(fèi).控制圖及其控制原理17控制部分771.1924年修哈特博士在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了控制圖.2.1939年修哈特與戴明合寫了<<品質(zhì)觀點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法>>專著.3.二戰(zhàn)后英美兩國將品質(zhì)控制圖方法引入制造業(yè)并應(yīng)用于生產(chǎn)過程.4.1950年,戴明到日本講學(xué),介紹了SQC的觀念與技術(shù).5.SQC是在發(fā)生問題后才去解決,是一種糾正措施,浪費(fèi)較大,所以發(fā)展出了SPC.6.美國汽車制造商對SPC很重視,使SPC圖得以廣泛應(yīng)用.7.ISO9000質(zhì)量體系十分重視過程控制和統(tǒng)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用,對其有專門要求.控制圖的起源及發(fā)展17控制部分781.收集數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)是應(yīng)用控制圖進(jìn)行過程控制的第一步,收集到的數(shù)據(jù)須能被畫到控制圖上.這些數(shù)據(jù)可能是產(chǎn)品的某個尺寸或電參數(shù)、過程不良率或打字錯誤等.2.實(shí)施控制

(1)將收集到的數(shù)據(jù)畫在控制圖上并計(jì)算控制界限,注意控制界限不是規(guī)格界限,規(guī)格界限是判斷產(chǎn)品是否合格的依據(jù),而控制界限是判斷過程穩(wěn)定與否的依據(jù).(2)比較控制界限與畫好的數(shù)據(jù),以判斷該過程是否存在變異的特殊原因.如果存在,則進(jìn)行分析和改善,再對改善后的過程重新進(jìn)行收集數(shù)據(jù)和控制,重復(fù)此過程直至過程不存在特殊原因.使用控制圖進(jìn)行過程控制的步驟17控制部分793.分析當(dāng)實(shí)施控制階段后,過程不存在特殊變異原因了,”處于統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)下”,這時可繼續(xù)使用控制圖作為控制工具,并可計(jì)算過程能力指數(shù),通過分析過程能力,可量化過程滿足要求的程度.4.改善在分析階段如發(fā)現(xiàn)過程能力過低,即過程合格率太低,說明過程中存在的變通原因引起的變通原因引起的變異過大.需采取改善措施提升過程能力,減少普通原因引起的變異.使用控制圖進(jìn)行過程控制的步驟17控制部分801.3Sigma原理在各類過程中,數(shù)據(jù)往往服從正態(tài)分布,如果隨機(jī)變量ζ服從正態(tài)分布N(μ,α2),則ζ落在區(qū)間(μ-3σ,μ+3σ)之內(nèi)的概率為99.73%,落在區(qū)間(μ-3σ,μ+3σ)之外的概率為0.003%,因?yàn)槠渎湓?μ-3σ,μ+3σ)之外的概率很小,因此常把區(qū)間(μ-3σ,μ+3σ)看作隨機(jī)變量ζ的實(shí)際可能取值區(qū)間,這一原理叫做3Sigma原理.3Sigma原理是控制圖的控制界限的設(shè)置基礎(chǔ).控制圖的控制原理17控制部分812.數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時落在各區(qū)間的概率.

如果數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,其落在各μ+nσ區(qū)間的概率如下圖所示:控制圖的控制原理-6σ-5σ-4σ-3σ-2σ-1σμ1σ2σ3σ4σ5σ6σ17控制部分82從上圖可知,隨著σ倍數(shù)的提高,數(shù)據(jù)落入其區(qū)域的概率大幅度提高.控制圖正是應(yīng)用了3Sigma的原理.即以+3σ和μ-3σ作為控制上、下界限.當(dāng)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)且數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布時,每個數(shù)據(jù)落入(μ-3σ,μ+3σ)區(qū)間的概率為99.73%.即過程受控時,所有點(diǎn)不應(yīng)超出(μ-3σ,μ+3σ)的控制界限.控制圖的控制原理17控制部分833.控制圖的控制界限設(shè)置原理可表示如下圖

UCLCLLCL下圖中,UCL表示上控制界限,對應(yīng)于-3σLCL表示上控制界限,對應(yīng)于CL表示上控制界限,對應(yīng)于-3σ

μ表示分布中心控制圖的控制原理17控制部分844.控制圖對過程異常原因的反應(yīng)控制圖可以”忠實(shí)”地反映出過程的變化趨勢,如果過程出現(xiàn)特殊原因引起的變異,控制圖可以敏銳地捕捉到.下面以”平均值---極差”(-R)控制圖為例來說明控制圖是如何將特殊原因中分離出來的.(1)實(shí)際過程數(shù)據(jù)可能的分布變化如下表:狀態(tài)變化狀況判定1過程分布位置,形狀,寬度均不隨時間變化穩(wěn)定2過程分布隨時間變化,形狀和寬度不變不穩(wěn)定3過程分布形狀隨時間變化,位置和寬度不變可能穩(wěn)定4過程分布寬度隨時間變化,位置和形狀不變不穩(wěn)定5過程分布位置,形狀,寬度均隨時間變化不穩(wěn)定6過程分布位置和形狀隨時間變化,寬度不變不穩(wěn)定7過程分布位置和寬度隨時間變化,形狀不變不穩(wěn)定8過程分布寬度和形狀隨時間變化,位置不變不穩(wěn)定控制圖的控制原理17控制部分85分析上表可知:1.對于”1”類過程,因?yàn)槠涫芸厍覞M足要求,故短期能力高,長期能力也高;短期能力和長期能力之間的差異也小.(原因?yàn)檫^程受控后位置與分布寬度保持不變)2.對于”2”類過程,因其不滿足要求,故短期能力較高,長期能力較低;又因?yàn)槠涫芸?因此短期能力和長期能力之間的差異也小.3.對于”3”類過程,因其滿足要求,故短期能力較高,又因?yàn)槠涫芸?故長期能力較低;因此短期能力和長期能力之間的差異也大.4.對于”4”類過程,因其不滿足要求,故長,短期能力均較低,又因?yàn)槠涫芸?因此短期能力和長期能力之間的差異較大,長期能力比短期能力更低得多.控制圖的控制原理17控制部分86

-R圖對上圖中各類過程變化的反應(yīng),如下圖所示:(1)過程變化狀態(tài)1對應(yīng)的-R圖.控制圖的控制原理17控制部分87過程變化狀態(tài)2對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分88過程變化狀態(tài)3對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分89過程變化狀態(tài)4對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分90過程變化狀態(tài)5對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分91過程變化狀態(tài)6對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分92過程變化狀態(tài)7對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分93過程變化狀態(tài)8對應(yīng)的-R圖控制圖的控制原理17控制部分94從上面的過程變化狀態(tài)及控制圖的反應(yīng)可知,當(dāng)過程存在特殊變異原因致使過程數(shù)據(jù)分布的寬度和位置發(fā)生變異時,控制圖可以及時反應(yīng)出來---或者×圖超規(guī)格,或者R圖超規(guī)格.但控制圖對過程數(shù)據(jù)分布形狀的改變并不敏感.好在實(shí)際中,僅分布形狀隨時間發(fā)生變化的情況并不常見,且如分布寬度和位置保持不變,僅分布形狀變化對過程滿足要求的能力影響不大.控制圖的控制原理17控制部分951.數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布是控制圖的基礎(chǔ)和必要條件,在實(shí)際過程中也發(fā)現(xiàn)大量的隨機(jī)變量數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布,其原因如何解釋呢?2.中心極限定理無論單個獨(dú)立變量服從何種分布,只要抽樣n足夠大,樣本平均值或其總和的分布,都近似服從正態(tài)分布.對中心極限定理的解釋:(1)擲骰子時,單個骰子擲起后,其1-6面朝上的概率均為1/6,但當(dāng)同時擲起n個骰子后,骰子朝上面的平均值或點(diǎn)數(shù)之和近似地服從正態(tài)分布.示意如下圖.中心極限定理17控制部分9610條生產(chǎn)線3個月的產(chǎn)量,對單條生產(chǎn)線來說,可能不服從正態(tài)分布,但如將每天每條生產(chǎn)線的產(chǎn)量求和,3個月(90天)的產(chǎn)量近似的服從正態(tài)分布.示意如下圖.

123456

單個骰子點(diǎn)數(shù)的分布

n個骰子點(diǎn)數(shù)平均值的分布n個骰子點(diǎn)數(shù)之和的分布中心極限定理

n個骰子點(diǎn)數(shù)之和的分布17控制部分97

根據(jù)中心極限定理,無論控制圖所控制的分布,質(zhì)量特性服從何種分布,只要抽樣數(shù)足夠多,(一般計(jì)量值每組抽樣5PCS),對計(jì)數(shù)值,抽樣數(shù)遠(yuǎn)大于5,則其平均值的分布服從正態(tài)分布.中心極限定理17控制部分981.休哈特博士曾經(jīng)做過一個很有趣味的試驗(yàn).從總體分布為矩形分布和三角形分布中,抽取n=4的樣本,計(jì)算樣本均值×.經(jīng)多次試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn),樣本均值×基本上符合正態(tài)分布.見圖1.2.繼休哈特之后又有很多專家做了類似的試驗(yàn).發(fā)現(xiàn),無論總體服從什么樣的分布,只要樣本量n≥5,試驗(yàn)次數(shù)足夠多,樣本均值×的分布總是趨近于正態(tài)分布.如圖2中心極限定理17控制部分99

圖1.休哈特的試驗(yàn)17控制部分100

圖1.休哈特的試驗(yàn)17控制部分101

圖1.休哈特的試驗(yàn)17控制部分102

圖2.繼休哈特之后的試驗(yàn)17控制部分103

在控制圖應(yīng)用中,如果質(zhì)量數(shù)據(jù)的分布偏離正態(tài)分布時,判斷誤差將會增大,這一問題從上表的數(shù)據(jù)中已知.但從休哈特等專家的試驗(yàn)結(jié)果可知,在實(shí)際工作過程中,當(dāng)樣本大小n≥5時,×的分布非常趨近于正態(tài)分布,使判斷誤差相應(yīng)減小,這對控制圖的研究和應(yīng)用是非常重要的.實(shí)踐證明,只要極差R的分布不是過于偏向(或過分不對稱)R圖的判斷誤差也不會太大.以上特點(diǎn)被稱為×-R圖的通用性.中心極限定理17控制部分104

控制圖是過程控制的有力工具,那么使用控制圖到底能給組織帶來哪些好處,針對不同的過程,有哪些種類的控制圖可供選用?在組織中如何導(dǎo)入控制圖呢?本節(jié)將回答這些問題.控制圖的種類及作用17控制部分105

控制圖的及作用

過程因?yàn)槭艿礁鞣N輸入變量波動的影響,永遠(yuǎn)處于變化當(dāng)中,在過程中正確運(yùn)用控制圖,可起到以下作用:1.經(jīng)濟(jì),實(shí)時的預(yù)警控制圖是一種簡單而又有效的工具,它只要求抽樣而不需全檢,且只需一作業(yè)/檢驗(yàn)員直接在生產(chǎn)現(xiàn)場制作,不需另設(shè)專人,降低了過程管理成本,控制圖提供的可靠信息,可以使管理者判斷過程不良并及時尋求改善,從而使過程更加穩(wěn)定,使過程相關(guān)的品質(zhì),成本,交期得以預(yù)測與掌握.2.有效的預(yù)測如果控制圖顯示過程處于受控狀態(tài)下,可以通過計(jì)算過程能力來預(yù)測產(chǎn)品滿足要求的程度,以保證產(chǎn)品品質(zhì)的穩(wěn)定,并為改善提供依據(jù).17控制部分106

控制圖的作用3.提高品質(zhì),提升效率,降低成本通過運(yùn)用控制圖實(shí)施過程控制,使過程變異減少從而使產(chǎn)品品質(zhì)得以穩(wěn)定和提高,結(jié)合持續(xù)過程改善,可以減少返工及報廢,降低缺陷成本,增加產(chǎn)能,提升效率.4.區(qū)別變異的特殊原因和普通原因控制圖可以將導(dǎo)致過程變異的特殊原因與普通原因區(qū)別開來,使改善有針對性,避免了盲目對策所導(dǎo)致的成本增加等損失.5.比較同一過程不同生產(chǎn)班次的績效通過觀察控制圖的變化,可以評價同一過程不同班次間的能力高低,為改善提供依據(jù).6.合理利用設(shè)備通過控制圖可以估計(jì)設(shè)備能力,據(jù)此可安排不同設(shè)備加工不同品質(zhì)要求的產(chǎn)品,從而物盡其用,提高品質(zhì),降低成本.17控制部分107

控制圖的種類1.按用途分類

按用途分,有兩類控制圖

(1)分析用控制圖

分析用控制圖是對過程狀態(tài)進(jìn)行分析,以判斷過程是否處于受控狀態(tài).

(2)控制用控制圖

控制用控制圖的用途是用于過程控制,即監(jiān)視過程狀態(tài),區(qū)分特殊原因

和普通原因,保證過程處于受控狀態(tài).

2.按其控制對象的數(shù)據(jù)類別分類

按其控制對象的數(shù)據(jù)類別,控制圖可分為:17控制部分108

控制圖的種類計(jì)量值數(shù)據(jù)控制圖

計(jì)量值數(shù)據(jù)控制圖的控制對象的數(shù)據(jù)類別為連續(xù)型數(shù)據(jù),如長度,重量,壓力,時間,溫度等.

常用計(jì)量值數(shù)據(jù)控制圖有:

(1)均值與極差圖----R圖

(2)均值與標(biāo)準(zhǔn)差圖----S圖

(3)中位數(shù)與極差圖---～-R圖

(1)單值與移動極差圖---X-RM圖X17控制部分109計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)控制圖計(jì)數(shù)值控制圖的控制對象的數(shù)據(jù)類別為離敞型數(shù)據(jù),如不是數(shù)、不良率等。常用計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù)控制圖有：(I)不良率控制圖…P圖(2)不良數(shù)控制圖…Pn圖(3)缺陷數(shù)控制圖…

c圖(4)單也缺陷數(shù)控制圖…u圖

控制圖的種類17控制部分110兩類控制圖各有特點(diǎn)，計(jì)量值控制圖適用于對過程輸出變量(質(zhì)量特性)或輸入變量(某個過程參數(shù))的控制。計(jì)數(shù)值控制圖適用于對過程輸出變量滿足要求的程序控制，二者比較如下表：計(jì)量值控制圖與計(jì)數(shù)值控制圖之比較

計(jì)量值控制圖計(jì)數(shù)值控制圖優(yōu)點(diǎn)1.很靈敏,容易調(diào)查原因1.所需數(shù)據(jù)可用簡單方法獲得2.可及時反應(yīng)不良,使品質(zhì)穩(wěn)定2.對整體品質(zhì)水準(zhǔn)了解方便缺點(diǎn)1.抽樣頻率高,費(fèi)時1.無法尋求不良原因2.數(shù)據(jù)需測量和計(jì)算,使用者需專門培訓(xùn)2.及時性不足,易延誤時機(jī)17控制部分111控制圖