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统计过程控制SPC课程大纲及培训目标：•SPC的目的•基本的统计概念波动（变差）普通原因/特殊原因•控制图的基本要求Xbar-控制图的制作步骤、异常分析及对策、过程能力计算、分析对策X(I)-MR控制图的制作步骤、异常分析及对策、过程能力计算、分析对策控制图注意事项目标：1、会制作、分析、改进Xbar-R图和X(I)-MR图2、会计算、分析、改进:过程能力指数CPK、过程性能指数PPK3、课后：回顾测试达标一：SPC的目的分析和判断过程P是否处于稳定状态(正常)，并对过程进行监视当过程失控(不正常,不稳定)，能够及时进行调整。现实问题------统计问题-----统计方法解决现实问题测量(X,Y)测量系统分析数据(X,Y)SPCF(X)=Y找到异常原因并改X(C)数据含有测量偏差,测量系统合格是数据可用前提条件(稳定性,偏倚,线性,分辨率,重复性,再现性)控制是建立在明确Y与X的关系并能定量控制X前提下二、SPC核心概念：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。二、SPC核心概念：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。•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。控制图示例:上控制界限(UCL)中心线(CL)下控制界限(LCL)1、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。控制图是一种带有控制界限的反映过程质量的记录图形，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)。注：CL:当过程受控时过程的平均值UCL&LCL:过程受控时过程的‘通常’范围.是中心线两侧3倍的标准偏差（3σ)处的两条线三、控制图控制图原理—3σ原则ABC-3-2-1123CBACLUCLLCL0.135%0.135%68%95%99.73%规格上限规格下限1）控制图原理任何一种生产或服务提供过程，其输出都不可能是完全同一的。由许多因素会造成过程质量的变异，如常说的5M1E（即过程中的人、机、料、法、环、测诸因素）的变化都会对过程结果产生影响。控制图•变异有如下特点：–过程中有多种导致变异的因素存在；–每种因素的发生无法预测；–过程的结果有变异是正常现象；–彻底消灭变异是不可能的，但减少变异程度是可能的；–过程控制就是把变异控制在允许的范围内，一旦超出就能及时报警并采取措施。•控制图理论认为存在两种变异•第一种变异为随机变异，由“偶然原因”（又称为“一般原因”）造成。这种变异是由种种始终存在的、且不易识别的原因所造成。消除或纠正这些偶然原因，需要管理决策来配置资源，以改进过程和系统。•第二种变异表征过程中实际的改变，由“异常原因”（又称为“特殊原因”）造成。这种改变可归因于某些可识别的、非过程所固有的、并且至少在理论上可加以消除的原因。•控制图是对过程质量加以测定、记录并进行控制管理的一种图形统计方法。•控制图就是用来区分正常波动与异常波动的一种工具，控制图上的控制界限是区分正常波动与异常波动的科学界限。•统计控制状态——只有偶然原因没有异常原因的状态；简称：稳态，是控制阶段实施过程控制所追求的目标。2）控制图的构造•当过程仅存在偶然因素引起的波动时，过程输出的质量特性X通常服从正态分布，其中为正态均值，σ为标准差。•用界限μ±3σ作为控制限来管理过程意味着：正常情况下过程结果超出界限的概率为0.27%。若超出界限的比率高于此值，就可认为该过程出现了异常变异。2,N•把正态分布图及其控制限μ±3σ同时左转90°，并以时间为横轴或样本编号，以过程参数（均值、标准差等）为纵轴，并在μ±3σ处引出两条水平线（用虚线表示）。这样就形成一张控制图。图上三条水平线分别称为：•中心线（CL），对应均值μ；•上控制限（UCL），对应μ+3σ；•下控制限（LCL），对应μ-3σ；•控制图的类型——计量和计数控制图类别控制图符号控制图名称控制界线计量控制图均值-极差控制图略（下同）均值-标准差控制图中位数-极差控制图单值-移动极差控制图计数控制图P不合格品率控制图np不合格品数控制图U单位不合格数控制图(旧称：单位缺陷数控制图)C不合格数控制图(旧称：缺陷数控制图)RX~RXsXsRX控制图的判异准则2、控制图的目的•控制图和一般的统计图不同，因其不仅能将数值以曲线表示出來，以观察其变异的趋势，而且能显示变异属于正常或异常波动，并反映过程是否正常和稳定。•如果过程有下列特征，我们说过程是稳定的:–样本显现很随机Patternappearsrandom–稳定的过程平均Constantprocessmean–虽然经过时间变化但变差始终一致–没有统计缺陷（依据SPC准则）•稳定性利用:–在一定的范围内—有控制范围–可以制定判定准则(不随机、平均值改变、标准差改变…)-有变化一定有原因破坏了稳定(5M1E,人,机,料,法,环,测量)判定局限性—有误判可能(双向)通常以3倍标准差为控制界限来区分稳定,发生概率小于0.27%判异什么是稳定性(正常)?监控是对统计意义上的数据分布是否正常的检验3、控制图的准备工作•1.建立适合于实施的管理环境、管理知识•2、定义拟分析、控制的过程（PFD/5M1E1S1C/C&E分析/关键因素）•3、确定作控制图的特性（客户要求/当前潜在的问题、失效及浪费区域/识别特性之间的相互关联）•4.测量系统符合要求•5、谋求变差最小化4、控制图建立前的检查点：•1、为什么要建立控制图？（过程监控/建立稳定性等）•2、谁来负责该控制图的建立；•3、要绘制的控制图的特性是什么?它是否是特殊特性？•4、该特性是计量型测量值还是计数型测量值？•5、测量系统满足要求吗？5、控制图建立前的检查点：•6、采集一次数据的周期多长？•7、如何采集数据？（每次5件/1件，每天一次等）；•8、谁来采集数据并作图？•9、如果该图用于过程监测，那么谁是客户？客户是如何参与这一作图过程的？多长时间向客户提供一次记录？有什么样的过程来确保使用者对该图所提供的信息表示满意？•10、谁负责评审作图过程满足客户的要求？•11、评审周期多长？评审过程文件化了吗？评审后有改进吗？6、控制图的适用场合：•0、控制图用于何处？所控制的过程必须具有重复性，即具有统计规律。对于只有一次性或少数几次的过程，显然不易于应用控制图进行控制。•1、客户要求（有的客户明确要求过程导入SPC控制、产品或过程特殊特性）；•2、当无法使用防错装置时；•3、由FMEA分析得到RPN高的过程；•4、基于C&E(数据矩阵法)、DOE(试验设计法）所确定的关键变量；•5、TS标准的要求（SPC作为标准关于测量、分析和改进方面的一项重要内容）。中心孔平面平行度3基准面平行度中心平面平面度台阶差OutputIndicators顾客重要度10855重要度(1-10scale)-----输入--------------总计---------材料特性333384整形9993222冲压333384模具调整333384SPEED111128送料速度111128滑块值9993222加工油111128装箱111128制品检测9993222洗净111128入库111128-------输入与输出之间的关系------Cause&Effect矩阵通过因果矩阵图分析矫平机，滑座值，制品检测是要因DMAICSCALE:0=不相关1=弱相关3=中等相关9=强相关影响氩弧焊全因子C&E（因果矩阵图）通过以上分析表明:影响焊接结果的主要因子是电流，移动速度，焊接距离标度（打分）：0=无关联性1=低关联性3=中关联性9=强关联性A试漏B试漏C试漏D试漏E试漏F试漏G试漏NO输入因子（X）101010101010101电流99999996302角度30193392803焊缝直线度99393333904氩气流量30300131005速度99939995706间隙配合93993394507距离99999996308送丝机构3301011909焊丝材料133133115010焊嘴结构10130106011气室材料339313325012主片材料331391323013电压波动101301390输出指标（Y）C&E氩弧焊接工程名68.26%95.45%99.73%μ+1σ+2σ+3σ-1σ-2σ-3σ四：控制图应用：1、正态分布图示：2、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。•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。3、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。分析用控制图与控制用控制图区别Differentpoints区别点Analysisbycontrolchart分析用控制图Controlbycontrolchart控制用控制图过程以前的状态未知已知使用时机想分析过程时或APQP试制阶段量产稳定后或过程受控后（图无异常点）使用环境（准备）过程、质量特性、培训、测量工具、数据质量测量工具、数据质量、事件管理、分层、分组使用目标使过程受控、使CPK达到客户要求（管理）维持过程稳定、改进过程（受控、改进）作图需要子组数每次连续25组每次一组控制图的界限需计算延长前控制线取样数量每次2~5（X-MR图每次1件）每次2~5（X-MR图每次1件）取样方式连续连续使用目的了解过程控制过程控制线更新点异常驱除，对过程从5M1E因素改进，重新计算控制线5M及取样的样本大小发生更改过程能力计算PPK(S)CPK(δ)使用软件EXCEL/MINITABEXCEL/MINITAB使用人员技术、工艺、质量现场一线操作和管理人员•分析用控制图–过程分析用；–过程能力研究用；–过程控制准备用；•控制用控制图–及时了解过程是否稳定；–如过程不稳定，立即调查不稳定原因；–迅速采取措施消除不稳定原因；–研究采取防止此项原因重复发生的措施。分析用稳定控制用“n”=10~25控制图的选定资料性质不良数或缺陷数单位大小是否一定n是否一定样本大小n≧2CL的性质n是否较大“u”图“c”图“np”图“p”图X-Rm图X-R图X-R图X-s图计数值计量值n=1n≧2中位数平均值“n”=2~5缺陷数不良数不一定一定一定不一定4、控制图的选择~五、计量型控制图的制作步骤和判定原则确定控制的产品特性、控制图类型收集数据并制作分析用控制图是否稳定？计算过程能力能力是否足够？控制用控制图寻找并消除异常原因检讨机械、设备提升过程能力控制图的应用流程：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