SPC讲义

苏州科达科技股份有限公司第2页目录1、SPC基本概念2、管制图（chart）3、制程能力指数（cpk）第3页SPC基本概念一、SPC基本概念第4页SPC基本概念什么是SPC？SPC是英文StatisticalProcessControl缩写，即统计过程控制。SPC就是应用统计技术对过程的各个阶段收集的资料进行分析，并调整制程，从而达到改进与保证质量的目的。第5页SPC基本概念制程管制的一般概念1.制程:工作以产生输出的人、机、料、法、环境的总和。SPC所管制的制程必须符合连续性原则。在制程管制系统中提供客观的报告，以达到预先防止，避免浪费的管制要求。2.产品特性：代表产品本身的诸多项目，如外观、尺寸、功能等。3.制程特性：影响产品质量的特性的因素，如某一制程的温度、压力、时间、速度等。4.制程改善：对重要的制程特性采取措施，以保持制程的稳定性并使制程输出（产品）的变异在可接受范围内。第6页SPC基本概念品质变异：共同原因与特殊原因没有两件产品或特性是完全相同的，即存在变异，只是这种变异是大是小而已（有些变异明显，有些很难察觉）。这是因为任何制程都存在许多引起变异的原因，如：设备：损耗、间隙材料：直径、硬度环境：温度、湿度从检验的角度，位于规定的公差范围内的零件是可接受的，反之，则是不可接受的。第7页SPC基本概念但从制程控制的立场出发，必须追究造成变异的原因，以决定是否采取措施。综合起来，造成变异的原因有两大类：1.共同原因（机遇性原因）：如果变异随时间的推移具有稳定的且可重复的分布，产品变异可预测，图标如下：製程中只有共同原因的變異第8页SPC基本概念当出现这种状况时，称之为“制程受控”，表现在管制图上即无异常，这时可计算制程能力，从而了解制程可能产出的不良品比率大概有多大。一般而言，如制程能力足够大，这种变异可不追究其原因，只需维护目前的制程控制即可，如制程能力不足，说明该制程虽受控，但因整体制程控制系统上的问题而使产出不良品的比率太大，必须运用系统控制（人、机、料、法及环境的综合分析和改善）提升制程能力，即制程产出合格品的能力，表现在管制图上要缩小管制界限范围。第9页SPC基本概念2.特殊原因（非机遇性）：通常又叫可查明原因，当这类原因出现时，将造成整个制程的分部改变(但不是始终出现的),除非该特殊原因找到并消除(如某日进了一批生手操作生疏)，否则产品的质量状况将不可预测,即不稳定。图示如下:製程中有特殊原因的變異第10页SPC基本概念当出现以上状况时，我们称之为“制程不受控”，表现在管制图上即有异常出现，这时如果计算制程能力将无多大意义，甚至会造成错误的判断，必须是找到异常的原因(某一特定的不是整体的)，并采取局部措施消除，直至制程受控，方可计算制程能力。第11页SPC基本概念3.总结共同原因——采系统措施系统地解决，以提升制程能力。(约可解决85%)特殊原因——采局部措施针对性地解决，以使制程稳定,品质可预测。(约可解决15%)制程管制的系统就是围绕两类原因不断地运用PDCA方法，进而进行维护、管制、改善，以使产品(制程输出)质量稳定、优良。在这样的一个制程管制中，最常用的工具是人们耳熟能详的『管制图』及其后续展开的『制程能力分析』。第12页SPC基本概念常态分配±6σ±kσ百分比（%）百万分缺点数±1σ68.26317400±2σ95.4545500±3σ99.732700±4σ99.993763±5σ99.9999430.057±6σ99.99999980.002第13页SPC基本概念由于各种因素变化，经过大量实验数据评估下来，偏移1.5西格玛：130.9690000一本书平均每页170个错字每世纪31.75年269.2308000一本书平均每页25个错字每世纪4.5年393.366800一本书平均每页1.5个错字每世纪3.5个月499.46210一本书平均每30页1个错字每世纪2.5天599.98230一套百科全书只有1个错字每世纪30分钟699.99973.4一个小型图书馆的藏书中只有1个错字每世纪6秒钟第14页管制图二、管制图（chart）第15页管制图管制图是美国品管大师修哈特博士（WalterA.Shewhart）在上世纪20年代发明的。因其用法简单和效果显著，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。并与1941~1942年制定为美国标准。管制图分为计量值管制图、计数值管制图两大类。第16页管制图管制界限的構成推移图/趋势图的主要功能,是能够看出数据,随着时间的不同而发生变化的情形,从折线高低就可知到质量状况,如果在图上再加上中心线及3б的上下管制界限即成为管制图.其作用是分析和判断制程是否处于管制状态所使用的带有管制界限的图.第17页管制图三、管制图的种类A.依资料性质分类1.计量值用:X－RChart(平均值全距管制图)X－RmChart(个别值－移动全距管制图)X－SChart(平均值与标准偏差管制图)2.计数值用:P－chart(不良率管制图)Pn－chart(不良个数管制图)C－chart(缺点数管制图)U－chart(单位缺点数管制图)3.计数值与计量值管制图应用比较:第18页管制图计量值计数值優點(1)甚灵敏，容易調查真因。(2)可及时反应不良，使品质稳定。(1)所须数据可用简单方法获得。(2)对整体品质状况的了解较方便。缺點(1)抽样频度较高，费时麻烦。(2)数据需确定，且再计算，须有训练的人方可胜任。(1)无法寻得不良真因。(2)及时性不足、易延误时机。第19页管制图四、管制图的绘制步骤(一)X－RChart(平均值与全距管制图)A.计量值管制图中X－RChart是最实用的一种质量控制工具,乃是X－Chart与R－Chart的合并使用.平均值管制图是管制平均值的变化,即分配的集中趋势变化.全距管制图则管制变异的程度,即分配的散布状况.均可协助我们判断制程的实际状况,藉以明了质量变化的趋势.B.用途1.可用于管制分组的计量资料,即每次同时取得几个数据的特性如长度¸浓度¸成分¸强度¸亮度¸电阻等.2.是把握特性状态最有效的一种管制图.C.步骤1.收集100个以上数据（时间先后顺序）取样需具有代表性,原则上以各工作站上按不同机器¸操作人员¸原料等分别取样.2.分组一般分25组(K),每组n=4~5个数据为宜.3.将各组数据记录资料表.4.计算各组平均值()5.计算各组全距(R)6.计算总平均()7.计算全距之平均()8.计算管制界限◎Xbar管制图:中心线(CL)＝管制上界(UCL)＝管制下界(LCL)＝◎R管制图:中心线(CL)=管制上限(UCL)＝管制下界(LCL)＝XXRXRAX2RAX2RRD4RD39.绘制中心线及管制界限，并将各点绘入图中.10.填入数据履历及特殊原因.D.例子(二)P－Chart(不良率管制图)A.制品如无法直接测定其特性时,可以分别数其良品与不良品的数目,并以不良率表示其质量.如:电性测试值在规格内还是规格外.外观是OK还是NG.B.用途1.以计数表示的特性,换言之其数据只有2种类别,如合格/不合格,可以/不可以,通过/不通过.2.(n)在一定数或不定数时.C.步骤1.收集20～25组数据2.计算每组不良率(P)3.计算平均不良率()4.计算管制界限5.绘制中心线及管制界限，并将各点点入图中。6.填入数据履历及特殊原因Ｐ總檢查數總不良個數Ｐ中心线(CL)＝管制上限(UCL)=管制下限(UCL)=以上公式以小数表示.5.绘制中心线及管制界限，并将各点点入图中。6.填入数据履历及特殊原因D.例子Ｐn)p1(p3Ｐn)p1(p3ＰＰ第24页管制图五、管制图的判读A.管制状态判读1.多数点子集中在中心线附近。2.少数点子落在管制界限附近。3.点子的分布与跳动呈随机状态，无规则可循。4.无点子超出管制界限以外。B.管制不正常形态的鉴别是根据或然率的理论而加以判定的,符合下述之一者,即为不正常形态.第25页管制图1.点超出管制界限.2.在中心线同侧,连续3点中有2点落在A区或A区以外者.第26页管制图3.在中心线同侧,连续5点中有4点落在B区或B区以外者.4.8个连续点子出现在中心线同侧.第27页管制图5.连续7点上升或下降者.第28页管制图六、管制图使用时注意事项1.先决定管制项目(质量特性).2.依特性选用管制图.3.合理抽样.4.点子超出界限需改善5.样组大小n=4～5为佳6.管制图的LCL取负值无意义7.与制程管制配合8.P管制图有点低于下限时，亦应检讨9.不可用规格值替代管制界限.10.如产品界限的宽度比规格界限宽时,表示制程能力不足(CP小于1),对原数据应按原料别.机械别/时间别/人员别加以层别,分别检讨其分配情况找出差异.第29页11.如技术或成本上的限制无法改善制程能力,则应检讨规格界限是否可以放宽,以获较经济之生产.12.管制图持续使用一段时间之后应重新再收集数据,重新计算管制界限以符合制程现况.13.中心线(CL)记以实线,管制上限(UCL)及管制下限(LCL)记以虚线,并分别记入其数值及CL/UCL/LCL等符号.14.UCL与LCL距离决定坐标,使上/下限之距离在30~40mm之间,太宽太窄均不合适.15.X-Chart上有点超限,则显示制程平均发生变化或变异增大.R-Chart上有点超限,则显示制程变异增大.16.看管制图时先看离中趋势R-Chart,再看集中趋势X-Chart.管制图第30页CPK3、制程能力指数（cpk）ComplexProcessCapabilityIndex第31页CPKnxxxn......x211)(......)()(22221nxxxxxxn●样品平均值●标准偏差S=σ=标准差是离均差平方和平均后的方根，用σ表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。第32页CPK●常态分布曲线:◆两侧对称;◆曲线与横轴不相交;◆曲线与横轴所围面积为1.第33页CPKOff-centering3sigma3.5sigma4sigma4.5sigma5sigma5.5sigma6sigma02700465636.80.570.0340.0020.25sigma35776669912.81.020.10560.00630.5sigma64401382236323.40.710.0190.75sigma12288301166588.5111.020.11sigma2283264331350233323.40.391.25sigma4011112201300057788.510.711.5sigma668032280062001350233323.41.75sigma1056014010012200300057788.4112sigma15870066800228006200130023332QualityLevel第34页CPK●制程准确度Ca(CapabilityofAccuracy)衡量制程的实际平均值与规格中心的一致性.Ca=%1002TSCx其中,SC为规格中心;T=SU-SL;SU为规格上限;SL为规格下限.|Ca|值越小,品质越佳:|Ca|=12.5%A级:努力维持12.5%|Ca|=25.0%B级:努力改进为A级25.0%|Ca|C级:需立即检讨改善[注]单边规格因没有规格中心值,故不能算Ca值,令Ca=0.第35页CPK6SLSU3xSU3SLx●制程精确度Cp(CapabilityofPrecision)衡量制程的变异度与规格公差范围相差的情形.Cp=====Cp值越大,品质越佳:Cp=1.67A+级:考虑管理的简单化或降低成本的方法1.67Cp=1.33A级:努力维持1.33Cp=1.0B级:出现质量警报,努力改进为A级1.0Cp=0.67C级:质量等级不足0.67CpD级:质量等级严重不足,需采取紧急对策甚至检讨规格第36页CPK●制程能力指数Cpk综合Ca与Cp之结果,衡