统计过程控制SPC的理解与实施.ppt
1,统计过程控制（SPC）的 理解与实施,通标标准技术服务有限公司,2,统计过程控制（SPC）的理解与实施,目录一、基本概念二、统计过程控制三、计量型控制图的使用四、计数型控制图的使五、复习与归纳六、多品种小批量生产所使用的控制图,3,统计过程控制（SPC）的理解与实施,一、基本概念,4,统计过程控制（SPC）的理解与实施,随机现象 在大量重复实验中，具有统计规律的不确定现象。其理论基础为概率学和数理统计。统计技术 研究随机现象数学规律的一门学科。包括统计推断和统计控制。应用统计技术应具备相应的条件。包括：有管理基础、5M标准化、培训、资源。,5,统计过程控制（SPC）的理解与实施,3、随机分布 质量特性数据分布所符合的某种规律。正态分布的概念 正态分布的数学表达式：正态分布曲线的特征分析：分布宽度及分 布位置。正态分布曲线的特性分析:标准差及偏 移量,6,统计过程控制（SPC）的理解与实施,4变差 一个数据组，对于目标值存在 不同的差异。亦可称为数据的不一致性和离 散性。研究变差是SPC的重要任务。,7,统计过程控制（SPC）的理解与实施,二、统计过程控制,8,统计过程控制（SPC）的理解与实施,1过程控制系统。识别过程特性的要求。明确过程特性（温度、时间、转速、进给等）明确过程特性目标值，使操作生产率最高。监测过程特性，并与目标值进行比较。偏离目标时，应采取措施 改变操作：人员及材料 改变基本因素：设备及交流 改变过程设计：环境及方法，要监测改进效果,9,统计过程控制（SPC）的理解与实施,2变差的普通原因及特殊原因 形成变差的普通原因。连续的、不可避免的影响产品特性 不一致的因素。其特点为：该因素作用到每个零部件上。随时间推移，不会改变特性分布规律,10,统计过程控制（SPC）的理解与实施,形成变差的特殊原因 偶然的、断续的、可以避免的影响 产品特性不一致的因素。其特点为：因素不是作用到每个零部件上 随时间推移，将会改变特性 分布规律,11,统计过程控制（SPC）的理解与实施,综合分析 当该过程仅存在普通变差时，为稳定 状态，过程受控。当过程存在特殊变差时，输出不稳定，过程失控。消除/减少变差原因的措施。消除特殊原因变差：采用局部措施，由 操作人员实施，可纠正15%的问题。减少普通原因变差：采用系统措施，由管理人员实施，可纠正85%的问题,12,统计过程控制（SPC）的理解与实施,消除/减少变差原因的目的 消除特殊原因：使过程受控，输出可预测。减小普通原因：缩小分布宽度使 顾客满意，降低成本。,13,统计过程控制（SPC）的理解与实施,3过程控制和过程能力 过程能力的4种类型 过程受控，且完全满足规定的要求 过程受控，不完全满足规定的要求 过程不受控，且完全满足规定的 要求 过程不受控，不完全满足规定的 要求,14,统计过程控制（SPC）的理解与实施,可接受的过程条件 必须受控 仅存变差的普通原因 分布呈正态，且可预测 分布宽度及位置能满足规定要求。,15,统计过程控制（SPC）的理解与实施,过程控制及改进循环 分析过程：调整特性使过程受控 维护过程：监测过程特性，查找 变差特殊原因，并消除。改进过程：减少变差的普通原因，提高顾客满意度并降低成本 以上步骤实施后，确定新的参数，开始新的循环。,16,统计过程控制（SPC）的理解与实施,4控制图过程控制的工具。什么是控制图一种统计工具 控制限的确定原则：兼顾成本前提下的 错判率。控制图与正态分布曲线的关系。控制图使用的两个阶段 建立控制图、确定控制限 应用控制图，对过程进行监控。,17,统计过程控制（SPC）的理解与实施,控制图的作用 预知不合格 向生产者及顾客提供质量稳定的 证据。减少普通原因变差来改进过程，降低 成本 区分普通原因及特殊原因的变差 为操作者之间提供沟通的语言,18,统计过程控制（SPC）的理解与实施,计量型控制图 计量型控制图的概念 a）用于可量化质量特性的监视，b)可分别观察分布宽度及分布位置，c)该控制图总是成对出现的。,19,统计过程控制（SPC）的理解与实施,典型的计量型控制图有：x（均值）R（极差）图 x（均值）S（标准差）图 x（中位数）R（极差）图 x（单值）MR（移动极差）图 其中：均值、中位数、单值 用于观察位置，R，S，MR用于观察宽度。,20,统计过程控制（SPC）的理解与实施,计数型控制图 计数型控制图的概念 a)、用于非量化质量特性的监测，b)不能独立的观察分布位置及宽度。c)单个出现 典型的计数型控制图有：a)P（不合格率）图，b)np、u、c（不合格品数）图,21,统计过程控制（SPC）的理解与实施,三、计量型控制图（均值极差图）,22,统计过程控制（SPC）的理解与实施,1准备阶段 建立适合的环境 确定作图的特性：重点工序的重点特性，特别是特殊特性。确定测量系统，并进行MSA 减少不必要的变差 监测过程中，要记录重要的过程事件。,23,统计过程控制（SPC）的理解与实施,2制图阶段（8个步骤）确定子组大小、频率及子组数 子组大小（子组容量）：每次抽样 时连续抽取的产品数（相同条件下）频率：隔多长时间抽一个子组（考 虑生产节拍）子组数：在一张控制图上要描述多少个 子组（一般为25个）,24,统计过程控制（SPC）的理解与实施,建立控制图，并记录原始数据（均值图在上，极差图在下）计算每个子组的平均值 和极差R x1x2xnX=,n 为样本容量、R=XmaxXmin n 并将结果写入数据表中。选择控制图的刻度。x 图：刻度范围至少为：（XmaxXmin）2 R图：刻度从0最大，至少为前4个极差中，Rmax2.,25,统计过程控制（SPC）的理解与实施,将 X 值及R值描于图上，并连线，可见图行趋势。计算平均极差及过程平均值，确定控制图中位线。,26,统计过程控制（SPC）的理解与实施,计算控制限UCL及LCL，注意：控制限不是公差范围，超过控 制限的点，并不意味着不合格。将中位线及两图的上下控制限描于 图 上。控制图完成。,27,统计过程控制（SPC）的理解与实施,3、分析及延长控制限阶段 异常情况分析 出现超限的点 说明：存在偶然的孤立的特殊原因 变差。分析：人员情绪，设备故障，原料 疵点。能源供应失常等。,28,统计过程控制（SPC）的理解与实施,出现非随机图形 说明：存在彼此相关且连续的特殊原因 变差。分析：刀具、模具、材料的不一致性、能源供应不稳定。操作方法随意 性等。出现链 说明：存在有规律的特殊原因变差。分析：设备故障早期发生、刀具、模具的逐步 磨损等。采取措施（局部措施），消除产生的原因。,29,统计过程控制（SPC）的理解与实施,延长控制限。失控原因已被识别并消除后，应剔除该点数据，重新计算中位线和控制限以便长期观察使用。注意：R图失控，均值图失控，各自剔除失控点 数据。R图失控，均值图未失控，剔除R图及均值图 相应点数据。均值图失控，R图未失控，仅剔除均值图失 控点数据 剔除数据后，样本数量不得小于20个，否则 需重新作图。,30,统计过程控制（SPC）的理解与实施,长期观察中，出现下列情况应重新 作图确定控制限 技术要求更改 工艺方法更改 设备精度更改 工作环境更改,31,统计过程控制（SPC）的理解与实施,4、计算过程能力指数阶段过程能力指数：运用统计学的原理，描述该过程 不合格发生的概率情况。几种典型的过程能力指数：CP：过程均值与规范中值一致时的过程能力指数。CPK：过程均值与规范中值不一致时的过程能力指数PP：过程均值与规范中值一致时的过程性能指数PPK：过程均值与规范中值不一致时的过程性能 指数。,32,统计过程控制（SPC）的理解与实施,过程的标准差。固有标准差（用来计算CP CPK）总标准差（用来计算PP，PPK）计算过程能力指数。，等边公差：不等边公差（以CPK为例）单边公差：为非正态分布，采用PPM值 计算。分析过程能力 是否满足要求 对系统采取措施，提高过程能力指数。,33,统计过程控制（SPC）的理解与实施,5其他几种计量型控制图的介绍均值-标准差图 适用于样本容量较大的场合 标准差计算麻烦，现场需设计算机 控制限及标准差计算不同于均值极差图。中位数图 易于使用，不要求很多计算 仅取中位数，过程变差描述较粗。控制限计算不同于均值极差图。单值-移动极差图 适用于输出特性变化缓慢、生产节拍低、测量费用高的场合 计算简单 变化不敏感，不适用于要求较高的场合。,34,统计过程控制（SPC）的理解与实施,四、计数型控制图（不合格率-P图）,35,统计过程控制（SPC）的理解与实施,1准备阶段 建立适合的环境。确定作图的特性，重点工序的重点特性，特别是特殊特性。确定测量系统，并进行MSA 减少不必要的变差 检测过程中，要记录重要的过程事件。,36,统计过程控制（SPC）的理解与实施,2制图阶段（6个步骤）选择子组（样本）容量、频率。样本数量。子组容量：一次抽样连续检验的产品数。要足 够大，50以上。频率：隔多大时间抽一个子组。周期较大，取 决于生产节拍。样本数量：在一张控制图上描述的子组数。一 般取25个建立控制图，记录原始数据，计算每个子组内不 合格品率 P=np/n,p不合格品率，np子组内不合 格品数，n子组容量,37,统计过程控制（SPC）的理解与实施,选择坐标刻度 刻度范围由0最大，至少为Pmax的 1.52倍。将p点描于图上，并记录重要过程事件。计算平均不合格品率，确定中位线，计算 上下控制限将中位线、UCL、LCL描于图上，控制 图完成,38,统计过程控制（SPC）的理解与实施,3分析及延长控制限阶段 出现超限的点 分析：人员、设备、原料及能源。超上限为异常，超下限为正常。出现非随机图型。分析：刀具、模具、材料的不一 致性，能源供应不稳定，操作方法等,39,统计过程控制（SPC）的理解与实施,出现链 分析：设备故障，刀具、模具磨损等。连续7点上升/位于中位上侧为异常，连续7点下降/位于中位线下侧为正常。采取措施并消除原因，应剔除该点数据，重新计算中位线和控制限，以便长期观察 使用。（但子组数量不小于20个）,40,统计过程控制（SPC）的理解与实施,4计算过程能力指数阶段 计数型过程的过程能力指数：不合 格品率即为。取平均不合格品率时，必须剔除失 控点数据，即消除特殊原因变差。提高过程能力指数要减少普通原因 变差，采取管理措施。,41,统计过程控制（SPC）的理解与实施,5其他几种计数型控制图的介绍。不合格品数，np图 用于不合格品数比不合格品率更有意义的场合（如制管）操作方便，免于计算。不合格品数，C图 用来描述一个检验批内的不合格品数，适用于流程性材料及单位产品上的不同不合格（如汽车）不合格品数，u图 适用于子组容量不同时的检验单位，过程能力为每报告单元的不合格数的平均值,42,统计过程控制（SPC）的理解与实施,五、复习及归纳,43,统计过程控制（SPC）的理解与实施,1基本概念。变差的概念 正态分布的概念 可接受的过程条件 控制图的基本概念 过程能力指数的概念 2.基本技能 会制作控制图，会分析控制图，会寻找消除特殊变差原因的措施，会寻找减少普通变差原因的措施，会计算过程能力指数,44,统计过程控制（SPC）的理解与实施,六、多品种小批量生产所使用的控制图,45,统计过程控制（SPC）的理解与实施,、均值极差图的应用 确定子组容量、频率及子组数（每个子组内应有 相同的零件）。实测数据，获得M值，并将每个M值与该零件的 名义值（公差中值）相减（取绝对值），获得 X值。将每个子组内的X值加权平均，获得每个子组 平均值。根据子组内的X值，计算极差值。中位线及控制限的计算、控制图异常的分析、延长控制限、能力指数的计算等内容与常规 均值极差图相同。,46,统计过程控制（SPC）的理解与实施,、应用耍求 零件应接近，且应有近似的标准差。不同零件应在不同的子组，子组容量 应相同。该零件若无名义值，则应取其历史过 程平均值替代名义值。在控制图上应区分不同零件，以便 分析。,47,谢 谢!,Thanks,
