基于CS的SPC系统的设计与开发.docx

毕业设计（论文）任务书设计（论文）题目 基于C/S的SPC系统的设计与开发 学院名称 专 业 （班 级） 工 业 工 程 姓 名 （学 号） 指 导 教 师 系（教研室）负责人 一、 毕业设计（论文）的主要内容及要求（任务及背景、工具环境、成果形式、着重培养的能力）【背景】在激烈的市场竞争环境下，能否保证和不断提高产品质量已成为一个企业增其强竞争力的核心内容之一。机械产品是由许多部件、组件和零件组成的，其中零件是组成产品的最基本的单元，因此要保证产品质量首先就要保证零件的质量。为了确定某零件加工后的质量如何，我们需要对成品零件按照图纸上所规定的尺寸公差和技术要求，使用相应的检验工具或仪器对其进行检查，以判断该零件是否合格。传统工业企业质量管理比较重视成品的最终检验，通常是事后分析产品质量问题产生的原因，再来设法加以改进。随着现代化生产的发展，这种被动的质量控制方法已经不能满足进一步提高产品质量的需求。特别对于汽车、摩托车、家电、电子等大批量生产的产品，不论从成本和生产效率两方面都不允许对每个零件都进行检验，而事后解决问题还必然会出现大量废次品和浪费。为了经济合理地满足不断提高的产品质量要求，增强企业竞争力，有必要在广大企业中推广现代质量管理和质量控制方面的新成果。【主要任务】收集与查阅SPC质量监控方法研究及其系统开发的相关技术资料；对已有的质量监控方法进行理论分析，并结合市场实际情况提出新的方法。借助C#等语言、SQL数据库等工具，针对装配制造过程构建C/S架构。基于C/S架构进行SPC系统开发。【成果形式】SPC系统，毕业设计论文和英文翻译。【着重培养的能力】资料的查阅和分析能力、理论与实践结合的能力、系统规划和设计能力、外文的翻译和论文撰写能力。二、应收集的资料及主要参考文献1苏秦质量管理与可靠性 M北京：机械工业出版社，2006 2James Huddleston.C#数据库入门经典M. 清华大学出版社，2006.4. 3j何桢，卢晋，刘晓亮，等集成质量管理系统IQM2.0的设计与开发 J工业工程，2007，10(6)：6967004郭俊，郭顺生制造企业工序质量控制系统的研究与开发 J机械制造，2008，46(523)：49515面向微型轴承制造过程的SPC专家系统的研究与开发 D2001，3(3)：357376 6 张公绪，孙静质量工程师手册M北京：企业管理出版社，2002 7沈洁.数据库技术入门经典M.北京：清华大学出版社，2007.8曹祖圣，吴明哲.Visual C#.NET程序设计经典M.科学出版社，2004. 3.Jason Price.C#数据库编程M. 电子工程出版社，2003.9.三、毕业设计（论文）进度计划起 迄 日 期工 作 内 容备 注2月-3月中旬3月15日-4月1日4月1日-5月1日5月1日-6月1日6月1日至答辩日收集资料毕业设计任务书和外文翻译查阅相关文献，结合企业现状，对质量监控方法进行理论分析。借助C#等语言、SQL数据库等工具，针对装配制造过程构建C/S架构，进行系统开发的准备工作。系统开发，论文撰写论文修改、制作答辩PPT，准备答辩 开 题 报 告一、选题背景和意义在激烈的市场竞争环境下，能否保证和不断提高产品质量已成为一个企业增其强竞争力的核心内容之一。机械产品是由许多部件、组件和零件组成的，其中零件是组成产品的最基本的单元，因此要保证产品质量首先就要保证零件的质量。为了确定某零件加工后的质量如何，我们需要对成品零件按照图纸上所规定的尺寸公差和技术要求，使用相应的检验工具或仪器对其进行检查，以判断该零件是否合格。传统工业企业质量管理比较重视成品的最终检验，通常是事后分析产品质量问题产生的原因，再来设法加以改进。随着现代化生产的发展，这种被动的质量控制方法已经不能满足进一步提高产品质量的需求。特别对于汽车、摩托车、家电、电子等大批量生产的产品，不论从成本和生产效率两方面都不允许对每个零件都进行检验，而事后解决问题还必然会出现大量废次品和浪费。为了经济合理地满足不断提高的产品质量要求，增强企业竞争力，有必要在广大企业中推广现代质量管理和质量控制方面的新成果。“统计过程控制”SPC（Statistical Process Control）在机械制造行业有人也称为“工序质量控制”，是指利用数理统计的方法，对生产工艺过程的各个阶段进行的监测与控制。加工工艺过程中产品零件尺寸出现误差的原因，一般是由正常的随机因素和某些系统误差因素（如刀具磨损、机床热变形等）引起的。通过对工序零件质量检测数据的统计处理，绘制并分析“控制图”、“直方图”、计算“过程能力系数”（或“工序能力系数”）Cp、Cpk值等，即通常所称的SPC方法。该方法一方面可以评定工序保证质量的能力，同时，还可以一定程度预报产品质量变化的趋势，鉴别产生误差的原因，以便提出改进的措施，达到最终保证与改进产品质量的目的二、国内外的研究现状与发展趋势1924年，美国休哈特（W·A·Shewhart）博士将数理统计方法引入质量管理，发明了“控制图”，从而开始了统计质量控制阶段。使质量管理由单纯依靠质量检验、事后把关，发展到工序过程管理，突出了质量预防性控制。时至今日SPC的方法已经在国外的生产制造企业中得到了广泛的应用，并取得了显著的效益。有不少国外知名量仪公司生产的检测仪器，都带有SPC接口，以满足这项技术推广的需要。SPC是ISO9000质量标准中的重要内容。过去企业开展ISO9000质量认证中，由于实施SPC的硬、软件条件不够具备而经常被忽略，显然这种不正常的情况不可能永远下去。特别值得注意的是，2000年版的IS09000质量标准中，增加了“过程的监视与测量”新条款，特别强调了实行统计过程控制的意义。（1994年版本没有明确要求运用过程方法来管理质量体系）。在汽车QC9000质量体系新标准中，SPC是其中的重要内容。美国汽车制造商对其一级供货商联手推行QC9000标准，被纳入“制造技术发展50年大事记”，国内翻译出版了美国通用、福特、克莱斯勒汽车公司联合实施SPC的“SPC指导手册”等。都意味着对于大中规模批量生产企业，今后不论从推行生产过程的质量控制，或者通过IS09000、QC9000质量认证的评审，开展SPC都是不可缺少的。根据调查显示，国内企业中统计过程控制方法的应用还比较少，而质量控制与检测的方法基本上还停留在手工输入数据的阶段，数字化程度低不仅作业效率低下还容易出错。因此掌握SPC方法，利用数字化检测仪器进行质量检测，采用电脑进行统计分析，对提高企业产品质量和市场竞争力具有十分现实和重要的意义。三、研究内容1了解统计过程控制的基本概念，认识统计过程控制的目的和意义； 2 了解SPC系统对质量进行分析的相关工具，包括控制图，直方图等；3 了解管理信息系统的基本概念以及管理信息系统所涉及的相关工具,包括:C#2010、SQL server 2008等4 熟悉SPC系统的分析和设计，包括系统需求分析、系统的概念模型分析、设备管理系统的结构分析其中包括功能性分析，通过这些分析明确SPC系统各个组成模块5 结合某工厂装配制造过程，研究SPC系统在实际管理中的具体应用，构建基于C/S架构的SPC系统。四 研究方法1）通过阅读相关书籍、国内外期刊、学术论文等，了解有关概念、国内外发展状况以及取得的成果。2）通过分析整理、总结归纳的方法，分析PCS系统模型，研究PCS系统开发的关键技术。3）根据企业实际情况，拟定PCS系统开发方案与步骤。4）研究PCS系统各模块的具体功能，设计符合企业实际的PCS系统五 参考文献1苏秦质量管理与可靠性 M北京：机械工业出版社，2006 2MINITAB Users Guide 2(2000)，Data Analysis and Quality Tools，Re-lease 13 for Windows 3j何桢，卢晋，刘晓亮，等集成质量管理系统IQM2.0的设计与开发 J工业工程，2007，10(6)：6967004郭俊，郭顺生制造企业工序质量控制系统的研究与开发 J机械制造，2008，46(523)：49515面向微型轴承制造过程的SPC专家系统的研究与开发 D2001，3(3)：357376 6 张公绪，孙静质量工程师手册M北京：企业管理出版社，2002 7沈洁.数据库技术入门经典M.北京：清华大学出版社，2007.指导教师评语：（建议填写内容：对学生提出的方案给出评语，明确是否同意开题，提出学生完成上述任务的建议、注意事项等） 指导教师签名： 20 年 月 日 毕业设计过程记录表 （教师填写）序号检查时间检查内容指导教师阶段检查评语（要指出该阶段存在的问题及解决的方法）指导教师签 名13月中旬1.资料收集情况2.开题报告完成情况3.外文翻译完成情况 年 月 日24月上旬1.检查学生投入情况2.设计论文进展情况 年 月 日35月中旬1.总体任务完成是否过半2.院系中期检查意见3.存在问题及采取措施 年 月 日46月上旬1.审查论文质量注意英文摘要部分2.答辩前的准备情 况 年 月 日备注：指导教师应按要求和时间段及时填写，该表格由学生保管，留在设计现场随时接受校、院两级督导组检察。目录中文摘要1英文摘要21绪 论31.1 课题研究背景31.2 国内外研究现状41.3 课题研究内容51.4 课题研究意义61.5 本章小结62SPC相关理论与应用工具72.1 SPC概述72.1.1 SPC的概念72.1.2 SPC的发展特点72.1.3 应用SPC的意义82.2 控制图92.2.1 控制图概念92.2.2 控制图的统计原理92.2.3 控制图种类102.3 工序能力指数102.3.1 工序能力指数概念102.3.2 过程能力指数的计算102.3.3 过程能力和指数的判定112.3.4 提高过程能力指数的措施112.4 本章小结123SPC系统的分析与设计133.1 系统分析133.1.1 需求分析133.1.2 可行性分析143.2系统设计143.2.1 系统设计原则143.2.2 系统功能分析153.3数据库设计163.4 本章小结184基于C/S的SPC系统的开发194.1系统开发平台194.2系统开发语言194.2.1 C#语言194.2.2 SQL Server数据库语言204.3 系统功能展示214.3.1 系统登录214.3.2 主界面介绍214.3.3 现场监控模块224.3.3 实时监控模块254.3.2 统计分析模块294.4 本章小结335总结与展望345.1 总结345.2 展望34谢 辞36参考文献37插 图 清 单图2.1 控制图原理9图3.1 统计过程控制系统功能框架16图3.2 统计过程控制信息模型图17图4.1 C/S总体结构有图19图4.2 登录入口界面21图4.3 SPC主界面22图4.4 控制图设置界面23图4.5 选择监控项目提示框界面23图4.6 现场监控界面24图4.7 现场监控详细分析界面25图4.8 实时监控检测项目配置界面26图4.9 实时监控设置监控项目属性界面27图4.10 检测项目属性设置界面27图4.11 实时监控界面28图4.12 实时监控界面属图性设置界面29图4.13 统计分析控制图界面29图4.14 统计分析Cpk分析图界面30图4.15 统计分析正态概率图界面30图4.16 统计分析样本运行图界面31图4.17 统计分析六图模式界面31图4.18 统计分析右击快捷菜单界面31图4.19 统计图表属性设置界面32图4.20 统计分析导出图片32图4.21 统计分析导出数据33插 表 清 单表2.1 工序能力的判断标准11表3.1 控制地址表18表3.2 检测项目数据表（表名即DCS名称，根据实际情况定义）18基于C/S的SPC系统设计与开发摘 要：在当今国际市场竞争日益激烈的背景下，质量已经逐渐成为衡量企业竞争力的主要指标之一，然而传统企业比较重视的最终成品的质量检验，但随着现代的发展，事后检验方式已经难以满足质量检验的要求。本文旨在针对制造业企业生产过程中普遍存在的质量分析和控制问题，特别是信息化进程中更加凸现的过程数据实时采集分析、监控和反馈等系统控制难题，应运用各种统计过程控制方法和网络化解决方案，结合我国制造业的现状，按照相关国际标准、国家标准和行业标准的要求，与企业现有系统集成，并支持多种数据接口及多种硬件接口的在线测量设备，实现自动采集数据、实时在线分析控制，从被动的事后把关发展到过程中积极的事前预防为主，从而降低企业的生产成本。 关键词：统计过程控制 控制图 工序能力指数 信息系统 数据库Design and development of SPC system based on C/SAbstract: In today's increasingly fierce competition in the international market background, the quality has gradually become one of the main indices to measure the competitiveness of enterprises, however the quality inspection of final product compared to the traditional enterprises, but with the development of modern, post hoc test method has been difficult to meet the requirements of quality inspection. This article aimed at the quality analysis and control problems in production process of manufacturing enterprises, especially the analysis of real-time data acquisition process, in the process of information more monitoring and feedback system control problem, should use the method and network control solution of various statistical process, combining the current situation of China's manufacturing industry, in accordance with the relevant international standards, national standards and industry standards, integrated with existing enterprise systems, online measurement equipment and support a variety of data interface and a variety of hardware interface, realize automatic data acquisition, real-time on line control analysis, from passive control to beforehand prevention actively in the process, so as to reduce the production cost of enterprises.Keywords: Statistical process control chart process capability index information system database1 绪 论1.1 课题研究背景在激烈的市场竞争环境下，能否保证和不断提高产品质量已成为一个企业增其强竞争力的核心内容之一1 郭俊，郭顺生制造企业工序质量控制系统的研究与开发J机械制造，2008，46(523)：4951。机械产品是由许多部件、组件和零件组成的，其中零件是组成产品的最基本的单元，因此要保证产品质量首先就要保证零件的质量。为了确定某零件加工后的质量如何，我们需要对成品零件按照图纸上所规定的尺寸公差和技术要求，使用相应的检验工具或仪器对其进行检查，以判断该零件是否合格。传统工业企业质量管理比较重视成品的最终检验，通常是事后分析产品质量问题产生的原因，再来设法加以改进。随着现代化生产的发展，这种被动的质量控制方法已经不能满足进一步提高产品质量的需求。特别对于汽车、摩托车、家电、电子等大批量生产的产品，不论从成本和生产效率两方面都不允许对每个零件都进行检验，而事后解决问题还必然会出现大量废次品和浪费。为了经济合理地满足不断提高的产品质量要求，增强企业竞争力，有必要在广大企业中推广现代质量管理和质量控制方面的新成果。针对制造业企业生产过程中普遍存在的质量分析和控制问题，特别是信息化进程中更加凸现的过程数据实时采集分析、监控和反馈等系统控制难题，应运用各种统计过程控制方法和网络化解决方案，结合我国制造业的现状，按照相关国际标准、国家标准和行业标准的要求，与企业现有系统集成，并支持多种数据接口及多种硬件接口的在线测量设备，实现自动采集数据、实时在线分析控制，从被动的事后把关发展到过程中积极的事前预防为主，从而降低企业的生产成本。以前传统的做法是产品在生产后由检验员检测，发现持续不合格再反馈到现场生产管理，通常在这一过程中已经形成大量的废品，给企业带来较大的损失。而SPC系统则通过生产数据实时采集，运用SPC理论将数据分析计算后表现为图形，在系统有不合格趋势时即开始预警，现场人员可及时调整，避免不合格品的产生，从而达到积极预防的管理目标。1.2 国内外研究现状SPC (Statistical Process Contro1)统计过程控制，简称SPC，是美国休哈特博士在20世纪20年代所创造的理论。它是一种借助数理统计方法的过程控制工具。在企业的质量控制中，可应用SPC对质量数据进行统计和分析，从而区分出生产过程中产品质量的正常波动与异常波动，以便对过程的异常及时提出预警，提醒管理人员采取措施消除异常，恢复过程的稳定性，从而提高产品的质量。而传统的质量控制有赖于检验最终产品并筛选出不符合规范的产品，这种检验策略通常是浪费和不经济的，因为它是当不合格品产生以后的事后检验。SPC技术的出现，让质量管理从这种被动的事后把关发展到过程中积极的事前预防为主，通过生产数据实时采集，运用SPC理论将数据分析计算后表现为图形，在图形的运行有不合格趋势时自动预警，现场人员可及时调整，避免不合格品的产生，从而大大降低了企业的生产成本，同时也提高了企业的竞争能力2 官生平.SPC统计过程管制.福友现代实用企管书系M，2004.3.。加入WTO后，中国的制造业发展迅速、国际竞争力不断增强。伴随着市场竞争的日益激烈，顾客对产品的质量提出了更高的要求，特别是企业面临着全球化的产品竞争，要想加入全球产业链之中，就必须达到或超过顾客的质量要求。要保障这一要求就必须有稳定的、高水平的生产能力，除了设备、人员、原材料等重要因素，是否实施统计过程控制也已经被越来越多的企业所认可，成为企业自身发展的重要需求3 苏荣生.我国机械制造业现状与发展前景J.中国科技信息，2009.15: 155-158.。国际先进国家于二次世界大战以后普遍采用“预防缺陷” 的概念和数理统计方法，这些国家的许多行业尤其是电子、电器、汽车等行业，SPC的使用率已超过60。1950 1980年，由于美国在国际贸易中领先，对于先进科学管理的需要不迫切，故SPC在美国逐渐消失。反之， 日本由于加工质量的需要，引进并大力推行SPC。1980年美国与日本间的贸易发生逆转，令美国大为震惊。故从1980年起，以美国为首的西方工业发达国家发起了一场复兴SPC的运动。20世纪80年代初， 日本已达到4西格玛，而美国为3西格玛；到80年代中日本达到5西格玛，而美国仅达到4西格玛；故美国摩托罗拉从1987年起提出6西格玛以赶超日本。美国推行SPC一直到1995年才拉平了与日本民用产品的质量差距(见中国质量2002年12期第46页文)。由此可见，二战后日本工业界积极推广应用SPC，对日本在产品质量和生产率方面跃居世界领先地位起到了至关重要的作用。SPC是ISO9000质量标准中的重要内容。过去企业开展ISO9000质量认证中，由于实施SPC的硬、软件条件不够具备而经常被忽略，显然这种不正常的情况不可能永远下去。特别值得注意的是，2000年版的IS09000质量标准中，增加了“过程的监视与测量”新条款，特别强调了实行统计过程控制的意义。（1994年版本没有明确要求运用过程方法来管理质量体系）。在汽车QC9000质量体系新标准中，SPC是其中的重要内容。美国汽车制造商对其一级供货商联手推行QC9000标准，被纳入“制造技术发展50年大事记”，国内翻译出版了美国通用、福特、克莱斯勒汽车公司联合实施SPC的“SPC指导手册”等。都意味着对于大中规模批量生产企业，今后不论从推行生产过程的质量控制，或者通过IS09000、QC9000质量认证的评审，开展SPC都是不可缺少的。随着企业信息化的快速发展，借助于网络信息技术、数据库存储技术和高性能网络平台的建设，使得SPC统计过程控制系统能够突破传统SPC的实施模式，由离线的、分散的开环控制发展为在线式、系统的闭环控制，所需要对大量数据的实时收集、计算和分析可以借助于网络系统来轻松地实现。1.3 课题研究内容本课题集体研究以下几方面的内容1 阐述本文的研究背景，国内外研究现状，研究的意义等。2了解统计过程控制的基本概念，认识统计过程控制的目的和意义； 3 了解SPC系统对质量进行分析的相关理论与工具，包括控制图，过程能力指数等；4 以某企业的实际分析该企业的需求以及说要研究的SPC系统进行可行性分析和功能设计。5 对该系统的数据库结构进行分析设计。6 了解该SPC系统的开发平台以及开发语言。7 根据前面对系统的分析设计以及数据库的设计，对SPC系统进行开发，并对系统的各个功能模块进行介绍。1.4 课题研究意义随着社会的发展，质量已经越来越成为衡量一个企业竞争力的重要指标，但是根据调查显示，国内企业中统计过程控制方法的应用还比较少，而质量控制与检测的方法基本上还停留在手工输入数据的阶段，数字化程度低不仅作业效率低下还容易出错。因此掌握SPC方法，利用数字化检测仪器进行质量检测，采用电脑进行统计分析，对提高我国企业产品质量和市场竞争力具有十分现实和重要的意义。1.5 本章小结本章主要介绍了研究本课题的背景，国内外对SPC的研究现状以及SPC的研究意义，通过对国外对SPC的应用所取得的巨大成就以及SPC应用的重大意义的阐述表明国内对于SPC研究的必要性与紧迫性，从而引出本文说研究的主要内容。2 SPC相关理论与应用工具SPC意为统计过程控制，“统计”即在运用SPC过程中要对采集的原始数据进行统计分析，得到我们所需的指标；“过程”即在运用中我们是对生产线上的产品在其生产过程中对其质量进行实时监控，为了达到将质量结果简洁直观的反映出来，我们需要各种分析或控制图表，包括控制图，直方图，正态图等等。这其中我们还要用到一个非常重要的指标，即过程能力指数4 伍爱.质量管理学（第三版）M.暨南大学出版社，2006.8.。下文主要将对SPC，过程能力指数，控制图进行详细阐述。2.1 SPC概述2.1.1 SPC的概念SPC即英文 “Statistical Process Control”之缩写,意为 “统计制程控制” SPC或称统计过程控制。SPC主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。在生产过程中，产品的加工尺寸的波动是不可避免的。它是由人、机器、材料、方法和环境等基本因素的波动影响所致。波动分为两种：正常波动和异常波动。正常波动是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它对产品质量影响较小，在技术上难以消除，在经济上也不值得消除。异常波动是由系统原因（异常因素）造成的。它对产品质量影响很大，但能够采取措施避免和消除。过程控制的目的就是消除、避免异常波动，使过程处于正常波动状态。 2.1.2 SPC的发展特点70年在全世界范围的实践，SPC理论已经发展得非常完善，其与计算机技术的结合日益紧密，其在企业内的应用范围、程度也已经非常广泛、深入。概括来讲，SPC的发展呈现如下特点： （1）分析功能强大，辅助决策作用明显 在众多企业的实践基础上发展出繁多的统计方法和分析工具，应用这些方法和工具可根据不同目的、从不同角度对数据进行深入的研究与分析，在这一过程中SPC的辅助决策功能越来越得到强化； （2）体现全面质量管理思想 随着全面质量管理思想的普及，SPC在企业产品质量管理上的应用也逐渐从生产制造过程质量控制扩展到产品设计、辅助生产过程、售后服务及产品使用等各个环节的质量控制，强调全过程的预防与控制； （3） 与计算机网络技术紧密结合现代企业质量管理要求将企业内外更多的因素纳入考察监控范围、企业内部不同部门管理职能同时呈现出分工越来越细与合作越来越紧密两个特点，这都要求可快速处理不同来源的数据并做到最大程度的资源共享。适应这种需要，SPC与计算机技术尤其是网络技术的结合越来越紧密。 （4）系统自动化程度不断加强传统的SPC系统中，原始数据是手工抄录，然后人工计算、打点描图，或者采用人工输入计算机，然后再利用计算机进行统计分析。随着生产率的提高，在高速度、大规模、重复性生产的制造型企业里，SPC系统已更多采取利用数据采集设备自动进行数据采集，实时传输到质量控制中心进行分析的方式。 （5）系统可扩展性和灵活性要求越来越高 企业外部和内部环境的发展变化速度呈现出加速度的趋势，成功运用的系统不仅要适合现时的需要，更要符合未来发展的要求，在系统平台的多样性、软件技术的先进性、功能适应性和灵活性以及系统开放性等方面提出越来越高的要求。 2.1.3 应用SPC的意义应用SPC进行质量控制可使企业获得以下几方面的意义：提高产品合格率，降低生产成本，提高企业效益；降低产品售后服务费用，包括因质量原因引发的退货、换货、修理； 实时监控企业质量管理过程，全面掌握质量动态，及时发现质量变异；多种控制图提供质量变异分析方法，提供质量管理决策支持，使质量管理者能找出真改善质量；获得采购商对质量管理的认可，从而获得更多客户；提升现代管理及信息化建设水平，改善企业形象。“SPC统计过程控制系统” 是通过对生产过程的控制，防止不合格品的出现，达到降低质量成本目的；也可防止不合格产品流向用户，降低了用户抱怨和赔偿。对社会而言，降低企业生产能耗，节约能源和环保。2.2 控制图2.2.1 控制图概念控制图是根据假设检验的原理构造一种图，用于监测生产过程是否处于控制状态。它是统计质量管理的一种重要手段和工具。2.2.2 控制图的统计原理（1）正态性假设：任何生产过程生产出来的产品，其质量特性值总会存在一定程度的波动，当过程稳定或者说受控时，这些波动主要是由5MIE的微小变化造成的随机误差。此时，绝大多数质量特性值均服从或近似服从正态分布。这一假定，称之为正态性假定。（2）原理：设当工序不存在系统性原因时，xN(,) ,则P（-3<x<+3）=0.9937,如图2.1所示，x落在两条虚线外的概率之和只有0.0027，即1000个样本中，平均约有三个数据超出分布范围，如果从处于统计状态的工序中任取一个样本x，我们可以认为x一定落在分布范围3之中，而出现在分布之外是不可能的，这就是原理。图2.1 控制图原理（3）小概率事件：所谓小概率原理，即认为小概率事件一般是不会发生的，由准则可知，若服从正态分布，则的可能值超出控制界限的可能性只有0.27%。因此，一般认为不会超出控制界限。（4）反证法思想：一旦控制图上点子越出界限线或其他小概率事件发生，则怀疑原生产过程失控，也即不稳定，此时要从5MIE去找原因，看是否发生了显著性变化。2.2.3 控制图种类1）计量型控制图：均值极差图（-R）；单值移动极差控制图（X-Rs）。2）计数型控制图：不合格品数控制图（Pn）；不合格率控制图（P）。2.3 工序能力指数2.3.1 工序能力指数概念过程能力指数也称工序能力指数，是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。它是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量的能力。质量标准（T）与工序能力（B）之比值，称为过程能力指数，即为Cp，其表达式为： （2-1）过程能力指数Cp值,是衡量工序能力大小的数值。对于技术要求满足程度的指标,过程能力指数越大,.说明工序能力越能满足技术要求,甚至有一定的能力贮备。但是不能认为过程能力指数越大,加工精度就越高或者说技术要求越低。2.3.2 过程能力指数的计算过程能力指数的计算按情况可分为以下几种：（1） 计算值为双侧公差且分布和中心与标准中心重合的情况下，计算公式如下： （2-2）其中 TU: 规格上限 TL: 规格下限 :短期过程标准差 （2） 计算值为双侧公差且分布和中心与标准中心不重合的情况下，计算公式如下：=|M-| (2-3) K=2/T （2-4） （2-5）其中 M：标准中心 ：质量特征分布中心：绝对偏移量（3） 计算值为单侧公差情况下的计算公式如下：1） 只规定上限标准时： （2-6）2） 只规定下限时： （2-7）2.3.3 过程能力和指数的判定当过程能力指数求出后，就可以对工序能力是否充分进行判定，即判断Cp在多少时才能满足设计要求过程能力指数的判断标准列于表2.1，可做参考。表2.1 工序能力的判断标准 项目级别 工序能力指数Cp或Cpk对应关系T与不合格品率P工序能力分析特级工序能力很充分一级工序能力充分二级工序能力尚可三级工序能力不足四级 工序能力严重不足2.3.4 提高过程能力指数的措施在实际的工序能力调查中，工序能力分布中心与标准中心完全重合的情况很少，大多是情况下存在一定偏差，所以在实际过程中，计算的过程能力指数一般都是修正过程能力指数，因此影响过程能力指数的变量有三个，质量标准T，绝对偏移量和标准差，那么要提高过程能力指数即有三个途径：（1） 调整工序加工的分布中心，减少偏移量；（2） 提高工序能力，减少分散程度；（3） 修订标准范围。 2.4 本章小结 本章主要对SPC的相关理论与在SPC系统开发中用到的基本工具进行简要介绍，主要是控制图与过程能力和指数，这两项为整个系统设计的最关键的部分，控制图对质量现象进行实时监控，而过程能力指数对质量结果进行判定，下面我们将开始对整个系统进行分析设计。3 SPC系统的分析与设计该系统是为安徽江淮1.5L发动机机加工车间的质量控制与分析进行设计的，所以我们现在以该加工车间的实际情况对它的需求以及要实现的功能等行分析与设计。3.1 系统分析3.1.1 需求分析针对江淮1,5L发动机机加工车间的实际情况，我们将需求分为功能性需求与系统本身的性能需求：（1）功能性需求1) 数据实时采集：在生产过程中要对生产过程中的检测项目的质量数据进行实时采集，并存入