《SPC基础培训》PPT课件.ppt

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1、统计制程管制,SPC,课程内容,课程内容控制图历史说明控制图说明控制图原理说明控制图种类及选择说明正态分布说明，风险说明普通原因、特殊说明,使用控制图注意事项XR，XS，XR，XRM控制图P，np，c，u控制图Ca，Cp，Cpk，Pp，Ppk，Cmk指数说明控制图的判读Case Study,控制图的历史,控制图是1924年由美国品管大师博士发明。因其用法简单且效果显著，人人能用，到处可用，遂成为实施品质管制时不可缺少的主要工具，当时称为（Statistical Quality Control）,控制图的发展,1924年发明,1931年发表,1931年W.A.Shewhart发表了“Econom

2、ic Control of Quality of Manufacture Product”,19411942制定成美国标准,Z1-1-1994 Guide for Quality ControlZ1-2-1941 Control Chart Method for analyzing DataZ1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production,控制图在英国及日本的发展,美国在1932年，邀请博士到伦敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早。日本

3、在1950年由博士引到日本。同年日本规格协会成立了品质管制委员会，制 定了相关的JIS标准。,VOICE OF THE PROESS,PROCESS CONTROL SYSTEM MODEL WITH FEEDBACK,STATISTICALMETHODS,THE WAYWE WORK/BLENDING OFREWORUES,PEOPLEEQUIPMENTMATERIALMETHODSEMVORPM,EMT,PRODUCTORSERVICE,CUSTOMER,IDENTIFYINGCHANGING AEEDSAND EXPECTATIONS,INPUT,PROCESS/SYSTEM OUTPU

4、T,VOICE OF CUSTOMER,控制图的目的,管制和一般的统计图不同，因其不仅能将数值以曲线表示出来，以观其变异之趋势，且能显示变异系统属于机遇性，以指示某种现象是否正常,而采取适当之措施。,利用控制限区隔是否为非机遇性,控制图种类（以数据来分）,平均值与全距控制图平均值与标准差控制 图中位值与全距控制图个别值与移动全距控制图,不良率控制图不良数控制图缺点数控制图单位缺点控制图,计量值控制图,计数值控制图,控制图的选择,控制图的选定,资料性质,样本大小n=2,CI的性质,“n”是否 较大,不良数或缺陷数,“n”是否一致,单位大小是否一致,X-s图,X-R图,X-R图,X-Rm图,“P”

5、图,“np”图,“c”图,“u”图,计量值,计数值,不良数,缺陷数,不一定,一定,一定,不一定,“n”=1,“n”=1,平均值,中位数,“n”=1025,“n”=25,CASE STUDY,控制图的绘制流程,搜集数据,是否稳定,绘解析用控制图,绘直方图,是否满足规格,控制用控制图,检讨机械、设备提升制程能力,寻找异常原因,控制图种类(依用途来分),决定方针用制程解析用制程能力研究用制程管制准备用,追查不正常原因迅速消除此项原因并且研究采取防止此项原因重复发生之措施。,解析用控制图,管制用控制图,解析用,稳定,控制用,计量值的分布表达,位置：中心值,位置：峰态,分布宽度,控制图原理,有限群体修正

6、系数,管制界限和规格界限,规格界限：是用以说明品质特性之最大许可值，来保证各个单位产品之正确性能。管制界限：应用于一群单位产品集体之量度，这种量度是从一群中各个单位产品所得之观测值所计算出来者。,制程的组成以及其波动的原因,材料,机器,人,环境,测量,方法,波动原因,过程控制和过程能力,简言之，首先通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制状态，那么其性能是可预测的，就可评定满足顾客期望的能力。,过程控制和过程能力,“”及“”风险说明,“”风险说明,“”风险说明,过程控制和过程能力,控制图设计原理,过程图两种错误的分析,对于仅仅存在偶然因素的情况下，由于点子越出控制界限外而判断过程发生变

7、化的错误，即将正常判断为异常的错误是可能发生的，这种错误称为第一种错误。当过程具有某种非偶然因素影响，致使过程发生程度不同的变化，但由于此变化相应的一些点子在控制界限内，从而有可能发生判断过程未发生变化的错误，这种错误称为第二种错误。发生第一种错误时，虚发警报，由于徒劳地查找原因并为此采取了相应的措施，从而造成损失，因此，第一种错误又称为徒劳错误，发生第二种错误时漏发警报，过程已经处于不稳定状态，但并未采取相应的措施，从而不合格品增加，也造成损失。,CASE STUDY,今有一制程，如今已知其制程中心已偏了2，请问其连续25点在控制限内的概率为多少？,平均值和个别值检出力的说明,使用个别值时，

8、其分布比较不近似正态分布，且其检出力较差,使用平均值时，其分布比较近似正态分布，且其检出力较佳。,平均值和个别值检出力的说明,今有一制程，如今已知其制程中心已偏了2，请问如果用单值时其检出力为多少？请问如果用n=4时其检出力为多少？注：检出力1,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”、“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

9、变。除非所有的特殊原因都被查出来并且采取了措施，否则它们将继续用不可预测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。,局部措施和对系统采取措施,通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的实施大约可纠正15的过程问题,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,局部措施,对系统采取措施,持续改进,过程改进循环,DO,STUDY,ACT,PLAN,DO,STUDY,ACT,PLAN,DO,STUDY,ACT,PLAN,2.维护过程：,监控过程性能查找偏差的特殊原因并采取措施,改变过程从而更好理解普通原因变差减少普

10、通原因变差,3.改进过程,本过程应做些什么；会出现什么错误；达到统计控制状态；确定能力,1.分析过程,控制图的益处,控制图的益处 合理使用控制图能 供方在进行过程控制的操作者使用 有于过程在质量上和成本上能持续地，可预测地保 持下去 使过程达到 更高的质量 更低的单件成本 更高的有效能力为讨论过程的性能提供共同的语言区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措 施或对系统采取措施的指抽。,使用控制图的准备,控制图的益处 建立适用于实施的环境 定义过程 确定待管理的特性，考虑到 顾客的需求当前及潜在的问题区域特性间的相互关系 确定测量系统 使不必要的变差最小,质量特性与控制图的选择,认真研究用户

11、对产品质量的要求，确定这些要求哪些与质量特性有关，应选择与使用目的有重要关系的质量特性来作为控制的项目。有些虽然不是最终产品质量的特性，但为了达到最终产品的质量目标，而在生产过程中所要求的质量特性也应列为控制项目在同样地产品质量控制的情况下，应该选择容易测定的控制项目，用统计方法进行质量控制如无质量特性数据就无法进行。,为保证最终产品的质量特性，需要考虑以下几个方面：,质量特性与控制图的选择,在同样能够满足产品质量控制的情况下，应选择对生产过程容易采取措施的控制项目。为了使控制最终取得最佳效果，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

12、止一个，则应同时采取几个特性作为控制项目。,使用控制图的注意事项,主要是使在大致相同的条件下所收集的质量特性值分在一组，组中不应有不同本质的数据，以保证组内仅有偶然因素的影响。我们所使用的控制图是以影响过程的许多变动因素中的偶然因素所造成的波动为基准来找出异常因素的，因此，必须先找出过程中偶然因素波动这个基准。,分组问题,使用控制图的注意事项,分层问题,同样产品用若干台设备进行加工时，由于每台设备工作精度、使用年限、保养状态等都有一定差异，这些差异常常是增加产品质量波动、使散差加大的原因。因此，有必要按不同的设备进行质量分层，也应按不同条件对质量特性值进行分层控制，作分层控制图。另外，当控制图

13、发生异常时，分层又是为了确切地找出原因、采取措施所不可缺少的方法。,使用控制图的注意事项,为使控制线适应今后的生产过程，在确定控制图最初的控制线CL、UCL、LCL时，常常需要反复计算，以求得切实可行的控制图，但是，控制图经过使用一定时期后，生产过程有了变化，例如加工工艺改变、刀具改变、设备改变以及进行了某种技术改革和管理改革措施后，应重新收集最近期间的数据，以重新计算控制界限并作出新的控制图。,控制界限的重新计算,建立控制图的四步骤,A收集数据,B计算控制限,C过程控制解释,D过程能力解释,做控制图的20字方针,查出异因采取措施加以清除不再出现纳入标准,建立XR图的步骤A,A阶段收集数据,A

14、1选择子组大小、频率和数据,A2 建立控制图及记录原始记录,A3 计算每个子组的均值X和极差R,A4 选择控制图的刻度,A5 将均值和极差画到控制图上,子组大小,子组大小,子组大小,每个子组的平均值和极差的计算,平均值和极差,平均值的计算,R值的计算,建立XR图的步骤B,B1计算平均极差及过程平均值,B2 计算控制限,B3 在控制图上作出平均值和极差控制限的控制线,B 计算控制限,图的步骤B,平均值管制图,全距管制图,平均值管制图,全距管制图,建立X-R图的步骤C,C过程控制解释,C1分析极差图上的数据点,C2 识别并标注特殊原因(极差图),C3 重新计算控制界限(极差图),C4 分析均值图上

15、的数据点,C5 识别并标注特殊原因(均值图),子组大小,子组大小,子组大小,C6 重新计算控制界限(均值图),C7 为了继续进行控制延长控制限,超出控制限的点链,明显的非随机图形,控制图的判读,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该点处于失控状态的主要证据。,控制图的判读,链：有下列现象之一即表明过程已改变,连续7点仅次于平均值的一侧连续7点上升（后点等于或大于前点）或下降。,控制图的判读,明显的非随机图形：应依正态分布来判定图形，正常应是有2/3的点落于中间1/3的区域。,控制图的观察分析,作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”，控制状态即稳定状态，指生

16、产过程或工作过程仅受偶然因素的影响，产品质量特性的分布基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。控制状态的标准可归纳为二条：第一条，控制图上点不超过控制界限；第二条，控制图上点的排列分布没有缺陷。,控制图的观察分析,进行控制所遵循的依据：连续25点以上处于控制界限内；连续35点中，仅有1点超出控制界限；连续100点中，不多于2点超出控制界限。五种缺陷 链：点连续出现在中心线CL一侧的现象称为链，链的长度用链内所含点数多少来判别当出现5点链时，应注意发展情况，检查操作方法有无 异常；当出现6点链时，应开始调查原因；当再现7点链时，判定为有异常，应采取措施。,控制图的观察分析,从

17、概率的计算中，得出结论：点出在中心线一侧的概率A11/2点连续出现在中心线一侧的概率 A1(1/2)7=1/128(0.7%)即在128次中才发生一次，如果是在稳定生产中处于控制状态下，这种可能性是极小的，因此，可以认为这时生产状态出现异常。偏离：较多的点间断地出现在中心线的一侧时偏离，如有以下情况则可判断为异常状态。连续的11点中至少有10点出现在一侧时；连续的14点中至少有12点出现在一侧时；连续的17点中至少有14点出现在一侧时；连续的20点中至少有16点出现在一侧时；,控制图的观察分析,倾向：若干点连续下降的情况称为倾向，其判别准则如下：当出现连续5点不断上升或下降趋向时，要注意该工序

18、的操作方法；当出现连续6点不断上升或下降的趋向时，要开始调查原因；当出现连续7点不断上升或下降的趋向时，应判断为异常，需采取措施。周期：点的上升或下降出现明显的一定的间隔时称为周期。周期包括呈阶梯形周期变动、波状周期变动、大小波动等情况。,控制图的观察分析,接近：图上的点接近中心线或上下控制界限的现象称为接近，接近控制界限时，在中心线与控制界限间作三等分线，如果在外侧的1/3带状区间内存在下述情况可判定为异常：连续3点中有2点（该两点可不连续）在外侧的 1/3带状区间内。连续7点中有3点（该3点可不连续）在外侧的1/3 带状区间内；连续0点中有4点（该4点可不连续）在外侧的1/3 带状区间内。

19、,为了继续进行控制延长控制限,估计过程标准偏差,计算新的控制限,CASE STUDY,CASE STUDY,请计算出上表的X-R控制图的控制限?请判定过程是否稳定?如果是不稳定该如何处理?如果制程假设已稳定,但想将抽样n=4调为n=5时,那么其新控制限为何?,建立X-R图的步骤D,D过程能力解释,D1计算过程的标准偏差,D2 计算过程能力,D3 评价过程能力,D4 提高过程能力,D5 修改的过程绘制控制图并分析,制程能力指标C,(双边规格),制程能力指标Cp,(双边规格),(单边规格上规格界限),(单边规格下规格界限),只考虑到固定变差或组内变差,制程能力指标Cpk,制程能力指标Cpk,制程绩

20、效所表达的是组及组间变差都考虑进去,群体标准差的估计,群体平均值标准差,对的估计,指数差异说明,Case Study,请依照上个case study的数据，计算其下列的各项指标结果，假设其规格为：755。CaCpCpkPpPpk,机器能力指数Cmk,Sum of the sample values,Number of sample value,机器能力指标Cmk,Cmk=smallest of the two values Cml and Cmu,何时应用Cmk指数,新机器验收时机器大修时新产品试制时产品不合格追查原因时在机械厂应和模具结合在一起考虑,CASE STUDY,假设其规格为505，

21、试计算其Cmk？,A收集数据：在计算各个子组的平均数和标准差其公式分别如下：,管制图,B计算控制限,管制图,平均值管制图,标准差管制图,C过程控制解释,管制图,(同XR图解释）,D过程能力解释,管制图,A收集数据 一般情况下，中位数图用在样本容量小于10的情况，样本容量为奇数时更为方便。如果子组样本容量为偶数，中位数是中间两个数的均值。,管制图,B计策控制限,值管制图,全距管制图,管制图,C过程控制解释,(同XR图解释）,估计过程标准偏差：,CASE STUDY,CASE STUDY,请计算出上表的XR控制图的控制限？请判定过程是否稳定如果是不稳定该如何处理？如果制程假设已稳定，但想将抽样数自

22、n=4调为n=5时，那么其新的控制限为何？,管制图,单值控制在检查过程变化时不如XR图敏感。如果过程的分布不是对称的，则在解释单值控制图时要非常小心。单值控制图不能区分过程零件间重复性，最好能使用XR。由于每一子组仅有一个单值，所以平均值和标准差会有较大的变性，直到子组数达到100个以上。,管制图,收集各组数据计算单值间的移动极差。通常最好是记录每对连续读数间的差值（例如第一和第二个读数点的差，第二和第三读数间的差等）。移动极差的个数会比单值读数少一个（25个读值可得24个移动极差），在很少的情况下，可在较大的移动组（例如3或4个）或固定的子组（例如所有的读数均在一个班上读取）的基础上计算极差。,A收集数据,管制图,B计算控制限,值管制图,全距管制图,不良和缺陷的说明,