7第七章 统计过程控制(初级)

1《产品质量工程》专业导论（七）统计过程控制主要内容¾统计过程控制的基本知识；¾常规控制图（休哈特控制图）；¾控制图的计算；¾过程能力分析。¾分析用控制图和控制用控制图；¾工序质量与工序控制；工序质量与工序控制一、工序质量¾对产品可分割的工序：工序质量即为产品质量特性，如尺寸、精度、纯度、强度、额定电流、电压等。¾对产品不可分割或最终才能形成者：则通常指工艺质量特性，如化工产品、生产装置的温度、压力、浓度和时间等。有时，工序质量也可表现为物耗和效率。二、质量的波动1．正常波动¾工序中的正常波动又称随机波动。原材料性质上的微小差异，机床的轻微振动，刀具的正常磨损，夹具的微小松动，工人操作上的微小变化，车间温度、湿度的微小变化等，它们都会使工序质量产生波动。但是它们在什么时候发生，具有一定的随机性（偶然性），因此，亦称随机波动。正常波动对工序质量的影响较小，在技术上难以测量和消除。2．异常波动¾工序中的异常波动又称系统波动。它是由某种特定原因引起的，例如混入了不同规格成分的原材料，机床、刀具的过度磨损，夹具的严重松动，机床或刀具安装和调整不准确，孔加工基准尺寸的误差，界限量规基准尺寸的误差等，引起了工序误差等，引起了工序质量的较大波动。异常波动对工序质量的影响较大。2三、工序分析1．工序分析的概念¾是对工序影响产品质量的各类因素进行分析，找出主导性（支配性）因素，调查这些因素（工序条件）与工序结果（质量特性值）之间的关系。2．工序分析的程序（1）分析工序质量特性的波动情况¾包括不同生产线、不同设备、不同时间、不同批次间的波动；工件间工序质量特性值的波动；装配、组合件内部的波动。（2）选择质量特性值¾选择时，要考虑这个质量特性值的作用是主要的还是一般的。（3）分析影响质量特性值波动的因素¾也就是要分析哪几个因素处于受控状态下，才能保证其质量特性稳定地达到标准要求。（4）确定支配性因素的控制要求¾即建立控制管理标准，纳入经常性的工序分析活动。支配性因素的控制范围可根据工艺规程要求和生产经验确定。（5）实施活动，确认效果¾用工序质量分析表、工序作用指导书等工序分析文件予以肯定。四、工序控制1．工序控制的含义¾是维持工序长期处于稳定状态的活动。具体说，就是根据产品的工艺要求，安排合适的工人和配置适当的设备，组织有关部门密切配合，根据产品质量波动的规律，判断工序异常因素所造成的波动，并采取各种措施保证产品达到技术要求的活动。（1）要制定进行控制所需要的各种标准；（2）要取得实际执行结果同原有标准之间产生偏差的信息；（3）要具有纠正实际执行结果同原有标准之间所产生偏差的措施。¾为搞好工序控制，必须具有以下三个条件：32．工序控制的内容（1）对生产条件的控制¾就是对人、机、料、法、环等五大影响因素进行控制。也就是要求生产技术业务部门为生产提供并保持合乎标准要求的条件，以工作质量去保证工序质量。（2）对关键工序的控制¾关键工序的具体控制方法，是通过工序能力的验证与分析，按实际需要选用控制图或记录表，将其编入工艺文件，作为工艺纪律要求操作者执行，检验人员督促检查。（3）计量和测试的控制¾要规定严格的检定制度，编制计量标准器具、周期送检进度表，合格者有明显的标志，超期和不合格者要挂禁用牌。同时，应保证合格的环境条件。（4）不合格品控制¾不合格品控制应由质量管理或质量保证部门负责，不能由检验部门负责。质量管理或质量保证部门，除对不合格品的适用性作出判断外，还应据此掌握质量信息，进行预防性质量控制，组织质量改进，改善外购件供应等，不合格品控制应有明确的制度和程序。统计过程控制的基本知识一、统计过程控制的概念¾统计过程控制SPC(StatisticalProcessControl)：就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和监察，保持过程处于可接受的和稳定的水平，以保证产品与服务满足要求的均匀性。4¾确保生产过程持续稳定、可预测；¾可以将质量波动调整到最小；¾提高企业在市场的竞争力。二、SPC的作用¾与全面质量管理相同，强调全员参与，而不是只依靠少数质量管理人员；¾强调应用统计方法来保证预防原则的实现；¾强调从整个过程、整个体系出发来解决问题，SPC的重点就在于“P（Process，过程）”三、SPC的特点¾可判断过程的异常，及时告警；¾不能告知此异常是什么因素引起的；¾发展为SPD（StatisticalProcessDiagnosis，统计过程诊断），既有告警功能，又有诊断功能；¾SPC→SPD→SPA（调整）。四、SPC的发展常规控制图¾控制图是用来监视、控制质量特性值随时间推移而发生波动的图形方法。通过判别和区分正常质量波动和异常质量波动，来调查、分析过程是否处于统计控制状态，以及保持过程处于统计控制状态的有效工具。一、控制图的基本原理二、控制图的基本构造X（或x、R、S等）样本号（或时间）0123456789101112131415161718控制下线LCL控制上线UCL控制中线CL5¾以随时间推移而变动着的样本号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标的平面坐标系；¾三条具有统计意义的控制线：中心线CL、上控制线UCL和下控制线LCL；　¾一条质量特性值或其统计量的波动曲线。三、控制图的解释（判异准则）8个¾两类：①点出界判异；②界内点排列不随机判异。（1）1个点落在A区以外BUCLLCLXXBCCAA（2）连续6点递增或递减BUCLLCLXBCCAA※控制图使用“20字方针”※¾控制图的作用是及时报警，但真正要起到及时告警的预防作用，需要按“20字方针”去做，即：“查出原因、采取措施、加以消除、不再出现、纳入标准”分析用控制图与控制用控制图6一、分析用控制图¾为了分析确定考察时过程是否处于统计控制状态，并且取得CL、UCL、LCL数据，为控制用控制图提供原始数据。二、控制用控制图¾过程调整到稳态后，且过程的能力可以满足质量要求时，延长分析用控制图的控制线作为控制用控制图。控制图的两个阶段分析用控制图控制用控制图●当过程达到稳态后，可以延长分析控制图的控制线，作为控制用控制图。●判断过程是否稳定，不稳定则调至稳定；●过程的能力指数是否满足要求，满足要求的称之为技术稳态●分析用控制图的调整过程就是质量不断改进的过程。控制图的计算过程能力分析¾过程能力——过程在稳定状态下，加工质量方面的能力，用来衡量过程加工内在的一致性，即稳态下的最小波动，用6σ表示（B=6σ）。¾生产能力——指的是加工数量方面的能力。一、过程能力7¾过程能力指数——指的是过程能力满足质量标准要求（即产品技术要求）的程度。它表示的是整个过程符合规范要求的程度。Cp=质量标准／过程能力=T／6σ二、过程能力指数Cp※由上式可以看出：Cp越大，加工质量越高，※负面的是要求的提高、成本的上升。¾过程能力指数Cpk——当质量特性的分布中心偏离了规范中心时，可以将Cp修正到Cpk。三、过程能力指数Cpk四、过程能力的评价原则CCpp值范围值范围级别级别评价评价CCpp≥≥1.671.67ⅠⅠ过程能力充裕（视情况而定）过程能力充裕（视情况而定）1.331.33≤≤CCpp1.671.67ⅡⅡ过程能力充分过程能力充分11≤≤CCpp1.331.33ⅢⅢ过程能力勉强过程能力勉强0.670.67≤≤CCpp11ⅣⅣ过程能力不足过程能力不足CCpp0.670.67ⅤⅤ过程能力严重不足过程能力严重不足