SPC统计过程控制97492769课件.ppt
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1、SPC统计过程控制97492769,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,SPC统计过程控制974927692022/10/9SPC统,统计过程控制 Statistical Process Control,陶维胜2004年10月,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,2,统计过程控制 Statistical Process Co,SPC统计过程控制,事实胜雄辩改进再提高,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,3,SPC统计过程控制事实胜雄辩2022/10/9SPC统计过程,主要内容,SPC统计过程控制概述SPC统计过程控制原理SPC控制图计
2、量型控制图制作步骤及判定原则计数型控制图制作步骤及判定原则SPC统计过程控制小结,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,4,主要内容SPC统计过程控制概述2022/10/9SPC统计过,SPC统计过程控制概述,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,5,SPC统计过程控制概述2022/10/9SPC统计过程控制9,目 录,控制图的历史SPC应用范围SPC&SQC理解过程理解SPC常用术语关于特性的理解,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,6,目 录控制图的历史2022/10/9SPC统计过程控制9,控制图的历史,控制图是1924年由美国品管
3、大师W.A. Shewhart博士发明。因其用法简单且效果显著,人人能用,到处可用,遂成为实施质量管理时不可缺少的主要工具,当时称为(Statistical Quality Control)。,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,7,控制图的历史控制图是1924年由美国品管大师W.A. She,控制图的历史,休哈特在20世纪20年代提出了过程控制理论以及监视和控制过程的工具-控制图;世界上第一张控制图是休哈特在1924年5月16日提出的不合格品率(p)控制图;休哈特主要贡献在于:1) 应用过程控制理论能够在生产线上保证预防原则的实现。2) 在产品制造过程中,产品质量特性值总
4、是波动的,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,8,控制图的历史休哈特在20世纪20年代提出了过程控制理论以及监,控制图在英国及日本的历史,英国在1932年,邀请W.A. Shewhart博士到伦敦,主讲统计质量管理,从而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。,日本在1950年由W.E. Deming博士引到日本同年日本规格协会成立了质量管理委员会,制定了相关的JIS标准,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,9,控制图在英国及日本的历史英国在1932年,邀请W.A. Sh,1924年发明,W.A. Shewhart,1931发表,1931年Shewh
5、art发表了“Economic Control of Quality of Manufacture Product”工业产品质量的经济控制,19411942制定成美国标准,Z1-1-1941 Guide for Quality ControlZ1-2-1941 Control Chart Method foranalyzing DataZ1-3-1942 Control Chart Method forControl Quality During Production,控制图发展的历史进程,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,10,1924年发明W.A. Shewhart1
6、931发表1931,SPC统计过程控制,1924年W.A. Shewhart提出,SPD统计过程诊断,侯铁林1947年提出多元T控制图张公绪1982年提出两种质量多元逐步诊断理论等,SPA统计过程调整,90年代起由SPD发展为SPA,国外称之为ASPC(算法的统计过程控制)仍在发展过程之中,控制图的发展,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,11,SPC统计过程控制1924年W.A. Shewhart提出S,控制图应用范例,1984年日本名古屋工业大学调查了115家日本各行各业的中小型工厂,结果发现平均每家工厂采用137张控制图;美国柯达彩色胶卷公司有5000多名职工,一共应
7、用了35000张控制图,平均每名职工做七张控制图,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,12,控制图应用范例1984年日本名古屋工业大学调查了115家日本,目的:寻找有效的方法来提供产品和服务,并不断在价值上得以改进;目标:是达到顾客满意(包括内部和外部顾客);对象:从事统计方法应用的管理人员;范围:基本统计方法包括与统计过程控制及过程能力分析有关的方法,但不是全部,SPC应用范围,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,13,目的:寻找有效的方法来提供产品和服务,并不断在价值上得以改进,a) 收集数据并用统计方法解释不是最终目标,最终目标是对实现过程的不断理
8、解;b) 研究变差和应用统计知识改进性能的基本概念适用于任何领域;c) 结合实际过程控制理解; d) 只是应用统计方法的开始;e) 假设的前提:测量系统处于受控状态并对数据的总变差没有大的影响,SPC应用范围,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,14,a) 收集数据并用统计方法解释不是最终目标,最终目标是对实现,SPC&SQC,针对产品所做的仍只是在做SQC,针对过程的重要控制参数所做的才是SPC,Real Time Response,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,15,SPC&SQCPROCESS原料测量结果针对产品所做的仍只是,有反馈的过程控制
9、系统模型,过程的理解,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,16,有反馈的过程控制系统模型过程的呼声统计方法我们工作产品或顾客,SPC常用术语解释,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,17,SPC常用术语解释平均值(X)一组测量值的均值极差(Rang,SPC常用术语解释,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,18,中心线(Central Line)控制图上的一条线,代表所给,SPC常用术语解释,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,19,普通原因(Common Cause)造成变差的一个原因,它影,关于特性的理解,202
10、2/11/4,SPC统计过程控制97492769,20,关于特性的理解2022/10/9SPC统计过程控制97492,特性定义,特性:是指产品/过程所具有的内在特征,一般体现为大小、尺寸、外观、性能、功能、寿命等 特性值:给特性赋予的值(可以是定性的,如外观、颜色、纹理等;也可以是定量的,如长度值、宽度值、强度值等),2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,21,特性定义特性:是指产品/过程所具有的内在特征,一般体现为大小,特性分类,按状态分: 产品特性和过程特性按重要程度分: 1)关键特性: 与安全、法规有关的关键特性(特殊特性) 与功能、装配有关的关键特性(重要特性) 2)
11、普通特性:除关键特性之外的所有特性,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,22,特性分类按状态分:2022/10/9SPC统计过程控制974,过程和产品特性关系,过程特性:产品在加工过程中所能显现的特性,随着过程结束而消失。一般显现在产品本身和制造加工该过程的相应参数。产品特性:最终产品本身所具有的特性。产品和过程特性是可以相互转化的,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,23,过程和产品特性关系过程特性:产品在加工过程中所能显现的特性,,关键特性确定原则,顾客明确指定的特性,一般在设计图纸或设计数据中体现;国家或行业相应的法律、法规所规定的特性和要求等;由
12、公司自行判断,如经常出现质量问题的特性,评估顾客最为关注的性能、功能和尺寸等,上级主管指定的,公司内部为提升质量层次的等。任何一个产品应该有关键特性,但不易太多,运用二八原则,抓住关键的少数。,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,24,关键特性确定原则顾客明确指定的特性,一般在设计图纸或设计数据,关键特性的控制,一般地关键特性是采取与普通特性不一样的控制方法;对于计量值应采取SPC等控制方法;对于计数值应采取顾客认可的方法,如外观特性,需要与顾客达成相应的接受准则;对于破坏性的性能或功能测试要求,一般采取试验方法(与顾客达成一致),确定试验方法、频次和接收水平(DOE-田口
13、方法);通常顾客关注的计量值特性,不是计数值特性。,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,25,关键特性的控制一般地关键特性是采取与普通特性不一样的控制方法,SPC统计过程控制原理,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,26,SPC统计过程控制原理2022/10/9SPC统计过程控制9,目 录,SPC解决问题思路预防与检验波动的概念理解普通原因和特殊原因局部措施和系统措施统计过程控制思想正态分布简介统计控制状态过程控制和过程能力,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,27,目 录SPC解决问题思路2022/10/9SPC统计过,SPC解决问
14、题思路,通过以往的数据,了解正常的变异范围,设定成制造控制界限,绘点判定是否超出界限,纠正可能的异常,持续改进,缩小控制界限,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,28,SPC解决问题思路通过以往的数据了解正常的变异范围设定成制造,预防与检验,PROCESS,原料,人,机,法,环,测量,测量,结果,好,不好,不要等产品做出来后再去看它好不好而是在制造的时候就要把它制造好,测量,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,29,预防与检验PROCESS原料人机法环测量测量结果好不好不要等,对过程控制理解,预防与检验检验容忍浪费预防避免浪费,2022/11/4,SPC
15、统计过程控制97492769,30,对过程控制理解预防与检验2022/10/9SPC统计过程控制,波动的概念,波动:是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的生产实践证明:无论用多么精密的设备和工具,多么高超的操作技术,甚至由同一操作工,在同一设备上,用相同的工具,用相同材料的生产同种产品,其加工后的质量特性(如:重量、尺寸等)总是有差异,这种差异称为波动公差制度实际上就是对这个事实的客观承认消除波动不是SPC的目的,但通过SPC可以对波动进行预测和控制,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,31,波动的概念波动:是指在现实生活中没有两件东西是完全一样的20,制造过程组成和波动
16、原因,波动原因,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,32,制造过程组成和波动原因波动原因人机器材料方法测量环境2022,波动的种类,正常波动:是由普通(偶然)原因造成的。如操作方法的微小变动,机床的微小振动,刀具的正常磨损,夹具的微小松动,材质上的微量差异等。正常波动引起工序质量微小变化,难以查明或难以消除。它不能被操作工人控制,只能由技术、管理人员控制在公差范围内异常波动:是由特殊(异常)原因造成的。如原材料不合格,设备出现故障,工夹具不良,操作者不熟练等。异常波动造成的波动较大,容易发现,应该由操作人员发现并纠正,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,
17、33,波动的种类正常波动:是由普通(偶然)原因造成的。如操作方法的,普通原因和特殊原因,普通原因:指的是造成随着时间推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因,我们称之为:“处于统计控制状态”、“受统计控制”,或有时简称“受控”,普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因。只有变差的普通原因存在且不改变时,过程的输出才可以预测特殊原因:指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因,即当它们出现时将造成(整个)过程的分布改变。除非所有的特殊原因都被查找出来并且采取了措施,否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统内存在变差的特殊原因,随时间的推移,过程的输出将不稳定,2022/11/
18、4,SPC统计过程控制97492769,34,普通原因和特殊原因普通原因:指的是造成随着时间推移具有稳定的,普通原因和特殊原因,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,35,普通原因和特殊原因每件产品的尺寸与别的都不同但它们形成一个模,普通原因和特殊原因,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,36,普通原因和特殊原因目标值线预测时间范围范围时间目标值线如果仅,普通原因举例,合格原料的微小变化机械的微小震动刀具的正常磨损气候、环境的微小变化等,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,37,普通原因举例合格原料的微小变化2022/10/9SPC统计
19、过,特殊原因举例,使用不合格原料设备调整不当新手作业违背操作规程刀具过量磨损等,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,38,特殊原因举例使用不合格原料2022/10/9SPC统计过程控,普通原因、特殊原因示意图,普通原因的波动范围,特殊原因导致的波动范围,特殊原因导致的波动范围,UCL,LCL,CL,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,39,普通原因、特殊原因示意图普通原因特殊原因导致特殊原因导致UC,局部措施,通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的人员实施大约可纠正15%的过程问题,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,40,
20、局部措施通常用来消除变差的特殊原因2022/10/9SPC统,系统措施,通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措施,以便纠正大约可纠正85%的过程问题,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,41,系统措施通常用来消除变差的普通原因2022/10/9SPC统,局部措施、系统措施示意图,解决普通原因的系统措施,解决特殊原因的局部措施,解决特殊原因的局部措施,UCL,LCL,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,42,局部措施、系统措施示意图解决普通原因解决特殊原因解决特殊原因,假定过程是处于受控状态,一旦显示偏离这一状态,极大可能是过程失控,需要及时调整产品
21、质量波动原因是由普通原因和特殊原因引起的,产品质量总是变化的受控状态:指仅由普通原因引起的质量波动,受控状态的产品质量也应该是波动的SPC应用概率论基本原理:1) 小概率事件在一次试验当中是不可能发生的(指发生机会非常小的事件);2) 过程分布是呈现正态分布,统计过程控制思想,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,43,假定过程是处于受控状态,一旦显示偏离这一状态,极大可能是过程,直方图中对称型的形状是“中间高,两边低,左右基本对称”。若样本容量不断增加,并且使分组增多、分组的区间不断细分,则直方图的对称性越来越接近如下图所表示的曲线:,-,+,a,b,x,f(x),此曲线是
22、正态密度函数曲线,P(aXb)f(x)dx,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,44,直方图中对称型的形状是“中间高,两,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,45,群体+k -k 抽样正态分布简介2022/10/9,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,46,正态分布简介k在内的概率在外的概率0.6750.,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,47,68.26%95.45%99.73%+1+2+3-1,x为总体的取值是总体的平均值,是位置参数,是改变正态分布曲线
23、的位置,不改变形状;是总体标准差,表示数据分散程度的统计量,是形状参数,不改变正态曲线的位置,改变其形状大(矮胖)小(高瘦);实际运用中用s(样本标准差)、 用x(样本均值)代替,即s、 x 。,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,48,x为总体的取值正态分布简介2022/10/9SPC统计过程控,正态分布曲线性质:a.曲线关于x= 对称;b.在x= 处曲线处于最高点,当x向左、向右远离时曲线不断降低;c.曲线形状由和唯一确定,或简记:N()。d.当 =0,=1时正态分布称为标准正态分布简记为N(0,1)。,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制
24、97492769,49,正态分布曲线性质:正态分布简介2022/10/9SPC统计过,P(3X 3) P(3 )/ (X )/ (3 )/ )P(3 (X )/ 3)2*(1-0.00135)-1=0.9973=99.73%,正态分布简介,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,50,P(3X 3)-3+3LCLUCL,-3,+3,LCL,UCL,CL,产品质量特性值落在(-3 ,+3)范围内概率为99.73%,落在该区域范围之外的概率是0.27%。休哈特根据这一点发明了控制图,统计控制状态,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,51,-3+3LCLUCLCL
25、产品质量特性值落在(-3,统计控制状态,统计控制状态是由过程中只有普通原因产生的变差引起,控制状态是生产所追求的目标,因为在控制状态下具有:对产品质量有完全把握生产是最经济的,在控制状态下所产生的不合格品最少,生产最经济在控制状态下,过程的变差的最小,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,52,统计控制状态 统计控制状态是由过程中只,防止两类错误,所有的统计方法都是会产生错误,因为我们只控制99.73%,要防止两种错误: 虚发警报 漏发警报,2022/11/4,SPC统计过程控制97492769,53,防止两类错误所有的统计方法都是会产生错误,因为我们只控制99,控制界限和规
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