汽车行业质量体系系列相关培训教材(10-6)---SPC统计过程控制

spc•SPC(StatisticalProcessControl)统计过程控制汽车行业质量体系系列培训教材目录•1SPC的产生•2SPC的作用•3SPC常用术语解释•4持续改进及统计过程控制概述•a过程控制系统•b变差的普通及特殊原因•c局部措施和对系统采取措施•d过程控制和过程能力•e过程改进循环及过程控制•f控制图•5控制图的类型•6控制图的选择方法•7计量型数据控制图•a与过程有关的控制图•b使用控制图的准备•cX-R图•dX-s图•e˜X-R图•fX-MR图•8计数型数据控制图•ap图bnp图cc图du图SPC的产生•工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。•1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。名称解释中心线（CentralLine）控制图上的一条线，代表所给数据平均值。过程均值（ProcessAverage）一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程均值，通常用X来表示。链（Run）控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原因的依据。变差（Variation）过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因可分为两类：普通原因和特殊原因。特殊原因（SpecialCause）一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，它存在的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机性的图形。名称解释普通原因（CommonCause）造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差的一部分。过程能力(ProcessCapability)是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用Z来表示。移动极差（MovingRange)两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。过程控制系统有反馈的过程控制系统模型过程的呼声人设备材料方法产品或环境服务输入过程/系统输出顾客的呼声我们工作的方式/资源的融合统计方法顾客识别不断变化的需求量和期望变差的普通原因和特殊原因普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳系统的偶然原因。只有过程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：（通常也叫可查明原因）是指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。只用特殊原因被查出且采取措施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。每件产品的尺寸与别的都不同范围范围范围范围但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布范围范围范围分布可以通过以下因素来加以区分位置分布宽度形状或这些因素的组合如果仅存在变差的普通原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围局部措施和对系统采取措施•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•通常可纠正大约15%的过程问题•对系统采取措施•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%的过程问题过程控制受控（消除了特殊原因）时间范围不受控（存在特殊原因）过程能力受控且有能力符合规范（普通原因造成的变差已减少）规范下限规范上限时间范围受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）过程改进循环1、分析过程2、维护过程本过程应做什么？监控过程性能会出现什么错误？查找变差的特殊原因并本过程正在做什么？采取措施。达到统计控制状态？确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施3、改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差控制图•上控制限•中心限•下控制限•1、收集•收集数据并画在图上•2、控制•根据过程数据计算实验控制限•识别变差的特殊原因并采取措施•3、分析及改进•确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施•重复这三个阶段从而不断改进过程控制图类型计量型数据X-R均值和极差图计数型数据Pchart不良率控制图X-δ均值和标准差图nPchart不良数控制图X-R中位值极差图Cchart缺点数控制图X-MR单值移动极差图Uchart单位缺点数控制图控制图的选择方法确定要制定控制图的特性是计量型数据吗？否关心的是不合格品率？否关心的是不合格数吗？是样本容量是否恒定？是使用np或p图否使用p图样本容量是否桓定？否使用u图是是使用c或u图是性质上是否是均匀或不能按子组取样—例如：化学槽液、批量油漆等？否子组均值是否能很方便地计算？否使用中位数图是使用单值图X-MR是接上页子组容量是否大于或等于9？是否是否能方便地计算每个子组的S值？使用X—R图是否使用X—R图使用X—s图注：本图假设测量系统已经过评价并且是适用的。计量型数据控制图与过程有关的控制图计量单位：（mm,kg等）过程人员方法材料环境设备123456结果举例控制图举例螺丝的外径（mm）从基准面到孔的距离（mm）电阻（Ω）锡炉温度（ºC）工程更改处理时间（h）X图R图接上页测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果不精密精密准确不准确••••••••••••••••••••••••••••••••••使用控制图的准备•1、建立适合于实施的环境•a排除阻碍人员公正的因素•b提供相应的资源•c管理者支持•2、定义过程•根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响•因素。•3、确定待控制的特性•应考虑到：•顾客的需求•当前及潜在的问题区域•特性间的相互关系•4、确定测量系统•a规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。•b确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。接上页5、使不必要的变差最小确保过程按预定的方式运行确保输入的材料符合要求恒定的控制设定值注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。均值和极差图（X-R）1、收集数据以样本容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。注：应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据。1-1选择子组大小，频率和数据1-1-1子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程流等。（注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等生产出来的零件，即一个单一的生产流。）1-1-2子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。接上页1-1-3子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用控制图选用35组数据，以便调整。1-2建立控制图及记录原始数据（见下图）烤纸“温度”X---R图记录单位：组立滤纸材质：机油格规范温度：170-175癱机器名称：烤炉=均值=UCL=+A2R=LCL=-A2R=173UCL=+A2=175LCL=+A2=170=均值R=4.3UCL=D4=9.09LCL=D3=0编号1234567891011121314151617181920212223242526272829日期/时间9/68:00-9:009/69:00-10:009/610:-11:009/611:00-12:009/613:30-14:309/614:30-15:309/615:30-16:309/78:00-9:009/79:00-10:009/710:00-11:009/711:00-12:009/713:30-14:309/715:30-16:309/810:30-11:309/813:30-14:309/814:30-15:309/815:30-16:309/118:00-9:009/119:00-10:009/1110:00-11:009/1111:00-12:009/1113:30-14:309/128:00-9:009/1213:30-14:309/1214:30-15:309/1215:30-16:309/1216:30-17:30138:00-9:009/139:00-10:00读数1174175175173171172173176171172174176173176174172170175172176171175173169170175175175174读数2175176177174170174170175172173173174172174175172169174173175173174172171169173176173175读数3174175176175172173169173173174170172170171176173171172175174173175170173171170174171175读数4173174174176174172171170174176171169171170174174172170176173174173171174172169172169174读数5173173172175175173172169175175172170173171171175173171174170175172172175173171170170173读数之和读数数量R=最大值-最小值23535247444736534546433646662应记录人员、材料、环境、方法、机器或测量系统的任何变化，当控制图上出现信号时，这些记录将有助于采取纠正措施.日期/时间172173172174172171174173174172173171172174172172172174173A2=0.577D3=0.000D4=2.115172175172备注日期/时间备注174175175173171173174XXCRXXRRX图171172173174175123456789101112131415161718192021222324252627282930系列1系列2R图048123456789101112131415161718192021222324252627282930系列1RR1-3、计算每个子组的均值（X）和极差R对每个子组计算：X=（X1+X2+…+Xn）/nR=Xmax-Xmin式中：X1，X2••••为子组内的每个测量值。n表示子组的样本容量1-4、选择控制图的刻度4-1两个控制图的纵坐标分别用于X和R的测量值。4-2刻度选择：接上页对于X图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。注：一个有用的建议是将R图的刻度值设置为X图刻度值的2倍。（例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表0.02英寸）1-5、将均值和极差画到控制图上5-1X图和R图上的点描好后及时用直线联接，浏览各点是否合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确。5-2确保所画的X和R点在纵向是对应的。注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始研究”字样。2计算控制限首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限。2-1计算平均极差（R）及过程均值（X）R=（R1+R2+…+Rk）/k（K表示子组数量）X=（X1+X2+…+Xk）/k2-2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的。计算公式：UCLx=X+A2RUCLR=D4RLCLx=X-A2RLCLR=D3R接上页注：式中A