SPC培训教材 应用型课件.ppt
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1、.,1,统计过程控制S P C,.,2,1、控制图的起源,控制图是1924年由美国品管大师W.A. Shewhart(休哈特)博士发明。因其用法简简单且效果显著,人人能用,到处可用,遂成为实施品质管制不可缺少的主要工具。,一、SPC的起源和发展,.,3,二、基本的统计概念,数据的种类 波动(变差)波动的概念、原理及波动的种类普通原因/异常原因统计控制状态/过度调整基础的统计量平均值X、中位数X、极差R 标准偏差、S,计量型,计数型,.,4,1、数据的种类,计量型 特点:可以连续取值 也称连续型数据。如:零件的尺寸、强度、重量、时间、温度等,计数型 特点:不可以连续取值,也称离散型数据。如:废品
2、的件数、缺陷数,.,5,波动的概念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,生产相同材料的同种产品,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。,2、波动(变差)的概念:,.,6,(1)、波动的原因:,波动原因,.,7,(2)、普通原因、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”、“
3、受统计控制”,或有时间称“受控”,普通原因表现为一个稳定系統的偶然原因。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。如设备的正常震动,刀具的磨损,同一批材料的品质差异,熟练工人间的替换;,.,8,(2)、普通原因、特殊原因,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,否則它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统內存在变差的特殊原因,随时间的推移,过程的输出将不稳定。如设备故障,原材料不合格,没有资格的操作工,.,9,普通原因和特殊原因的区别,.,10,(2)、波动的种类:,
4、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。异常波动引起工序质量变化较大,容易发现,应该由操作人员发现并纠正。,.,11,4、“统计控制状态”与“过渡调整”,统计控制状态当过程中只存在造成变差的普通原因,这个过程称为“处于统计控制状态”,简称“受控”。过度调整把过程中每一个偏离目标的值当作过程中发生了特殊原
5、因来进行处理的做法。,.,12,5、基本统计量说明,1、平均值 X 设X1,X2,.Xn是一个大小为n的样本,则X=(X1+X2+Xn)/n 2、中位数X 将数据按数值大小顺序排列后,位于中间位置的数据,称为中位数。如:5,9,10,4,7, X=7;如:5,9,10,4,7,8 X=(7+8)/2=7.5,.,13,3、极差R 样本数据中的最大值Xmax与最小值Xmin的差值。R= Xmax- Xmin4、标准偏差、S(1)总体标准偏差 (2)样本的标准偏差S,.,14,上控制界限(UCL),中心线(CL),下控制界限(LCL),(一)、控制图定义 控制图是用于分析和控制过程质量的一种方法。
6、图的纵轴:代表产品质量特性值(或由质量特性值获得的某种统计量);横轴:代表按时间顺序(自左至右)抽取的各个样本号;图内有中心线(记为CL)、上控制界限(记为UCL)和下控制界限(记为LCL)三条线(见下图)。,五、控制图,.,15,规格界限和控制界限,规格界限:是用以说明质量特性的最大许可值,来保证各个单位产品的正确性能。 上规格界限:USL;下规格界限:LSL;控制界限:应用于一群单位产品集体的量度,这种量度是从一群中各个单位产品所得观测值中计算出来者。 上控制界限:UCL;下控制界限:LCL;,.,16,(四)、控制图的种类,1、按数据性质分类:计量型控制图平均数与极差控制图( Chart
7、)平均数与标准差控制图( Chart)中位数与极差控制图( Chart)个別值与移动极差控制图( chart)计数值控制图不良率控制图(P chart)不良数控制图(nP chart,又称np chart或d chart)缺点数控制图(C chart)单位缺点数控制图(U chart),s,.,17,2、按控制图的用途分类分析用控制图:根据样本数据计算出控制图的中心线和上、下控制界限,画出控制图,以便分析和判断过程是否处于于稳定状态。如果分析结果显示过程有异常波动时,首先找出原因,采取措施,然后重新抽取样本、测定数据、重新计算控制图界限进行分析。控制用控制图:经过上述分析证实过程稳定并能满足质
8、量要求,此时的控制图可以用于现场对日常的过程质量进行控制。,.,18,3、控制图的选择,.,19,CASE STUDY,100平方米,每一百平方米布中的脏点,100,外观合格/不合格,1,乙醇比重,10,重量,5,尺寸,选用什么控制图,样本数,质量特性,.,20,不良和缺陷的说明,发票上的错误,门上油漆缺陷,C图U图,风窗玻璃上的气泡,销售商发的货正确不正确,孔的直径尺寸太小或太大,灯亮不亮,P图NP图,车辆不泄漏泄漏,控制图,结果举例,.,21,质量特性与控制图的选择,对于新产品的特殊特性,必须进行初始能力研究.量产产品,如果特殊特性未进行100%全检,都要做控制图。为了使控制图最终取得最佳
9、效果, 应尽量采取影响产品质量特性的根本原因有关的特性或接近根本原因的特性作为控制项目.产品的质量特性有时不止一个, 则应同时采取几个特性作为控制项目.,.,22,六、计量型控制图的制作步骤和判定原则,.,23,搜集數数据,绘分析用控制图,是否稳定,绘直方图,计算过程能力指数,是否满足规格,控制用控制图,寻找异常原因,检讨机械、设备提升过程能力,控制图的应用流程:,确定对某一特性进行控制,N,Y,N,Y,.,24,1、建立X-R控制图的四步骤:,A 收集数据,B 计算控制限,C 过程控制解释,D 过程能力计算/解释,.,25,步骤A:,.,26,A1:选择子组大小、频率和数据:每组样本数:2-
10、5;组数要求:最少25组共100个样本;频率可参考下表:,抽样原则:组內变差小,组间变差大,.,27,A3、计算每个子组的均值和极差R:,平均值的计算:,4,4,3,2,1,x,x,x,x,x,+,+,+,=,R值的计算:,每组平均值和极差的计算示例:,.,28,A4、选择控制图的刻度:,对于X-bar图,坐标上的刻度值的最大值与最小值之差应至少为子组( X-bar )的最大值与最小值差的2倍;对于R图,坐标上的刻度值应从0开始到最大值之间的差值为初始阶段所遇到的最大极差值( R )的2倍;,.,29,A5、将均值和极差画到控制图上:,在确定了刻度后尽快完成:将极差画在极差控制图上,将各点用直
11、线依次连接:将均值画在均值控制图上,将各点用直线依次连接:确保所画的同一个样本组的Xbar和R点在纵向是对应的;分析用控制图应清楚地标明“初始研究”字样;标明“初始研究”的控制图,是仅允许用在生产现场中还没有控制限的过程控制图。(备注:管理用控制图必须要有控制限!),.,30,步骤B:,.,31,K为组数,k,R,R,R,R,k,x,x,x,x,x,k,k,+,+,+,=,+,+,+,+,=,.,.,2,1,3,2,1,极差控制图:,平均值控制图:,B1、计算平均极差及过程平均值,.,32,R,D,LCL,R,D,UCL,R,CL,R,A,X,LCL,R,A,X,UCL,X,CL,R,R,R,
12、X,X,X,3,4,2,2,=,=,=,-,=,+,=,=,极差控制图:,平均值控制图:,B2、计算控制限,注:D4、D3、A2为常数,随样本容量n的不同而不同,见控制图的常数和公式表。,.,33,B3、在控制图上画出平均值和极差控制限的控制线,将平均极差(R bar)和过程均值(Xdouble bar)画成黑色水平实线,各控制限(UCLR、LCLR、UCLX、LCLX)画成红色水平虚线; 在初始研究阶段,这些被称为试验控制限。,.,34,步骤C:,.,35,应用控制图的目的是为了使生产过程或工作过程处于“控制状态”,控制状态(稳定状态)指生产过程的波动仅受正常原因的影响,产品质量特性的分布基
13、本上不随时间而变化的状态;反之则为非控制状态或异常状态。,.,36,控制图的判异原则,超出控制界限的点: 出现一个或多个点超出任何一个控制界限是过程处于失控状态的主要证据。,UCL,CL,LCL,异常,异常,.,37,链:有下列现象之一即表明过程已改变或出现这种趋势:连续7点位于平均值的一侧;连续7点上升或下降。,UCL,CL,LCL,.,38,明显的非随机图形: 根据正态分布来判定,正常应是有2/3的点落在控制限中间1/3区域,如出现下列情况: 1、超过90%的点落在控制限中间1/3区域,或 2、少于40%的点落在控制限中间1 /3区域应调查过程是否存在特殊原因或数据是否经过编辑?,UCL,
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