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SPC教材--联合汽车电子有限公司统计过程控制StatisticalProcessControlSPC教材--联合汽车电子有限公司课程主要内容一、概述•为什么要学习SPC•制造过程中SPC的作用二、SPC基本原理•什么是过程控制系统•波动及波动源•过程受控分析•控制图类型•计量值控制图制作及应用三、计量型数据过程能力理解•什么是过程能力•什么是过程能力指数•过程能力指数的应用四、计数值控制图五、必须弄清楚的几个问题SPC教材--联合汽车电子有限公司一、概述为什么要学习SPC？•在制造过程中要避免或减少出现质量问题再纠正或反馈的损失，一个更有效的策略是预防。•假如对制造过程的主要工序都建立简便易行的控制系统，当质量问题一出现就被及时发现，及时纠正，不使不合格品流入下道工序，即达到预防的目的。SPC教材--联合汽车电子有限公司质量管理的发展•质量检验阶段——终端检验，事后把关•统计质量管理阶段——工序控制，管因素•全面质量管理：——全过程的质量管理为了能在最经济的水平上、并考虑到充分满足顾客要求的条件下，进行市场研究、制造、销售和服务，把企业各部门的研制质量、维持质量和提高质量的活动构成为一种有效的体系。TQC基本要素：产品质量Q服务质量S交货质量T成本质量C——形成企业综合实力SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC正是预防不合格品产生的一种行之有效的方法使用它并不需要额外增加什么硬件，但需要和制造过程有关的人员学习SPC,使其理解:•什么是过程控制系统？•变差是如何影响过程输出的？•什么是过程受控和过程失控？•什么是有能力的过程？•什么是控制图？如何构造它？如何使用它？•什么是过程能力指数？如何分析它？SPC教材--联合汽车电子有限公司在产品形成的过程中,何时应用SPC营销产品规划质量目标设计产品方案设计FMEA工艺外购件外协质保生产制造过程SPC工艺工艺设备工艺FMEA售后服务产品使用故障分析SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC是确保过程正常的重要工具——在质量规划中按下列的基本提问考虑质保能力这里到底加工什么？注意关键过程每个过程单元（工序）都要问到不应发生什么情况？(过程FMEA;预防措施)两日生产验收;暂时的过程能力Ppk在理想的条件下过程的质量能力是什么？(新机器的能力指数Cmk;工装模具)整个过程该采取哪些必要的保证手段？在实际批量生产条件下过程的质量能力怎样？（过程质量能力Cpk;随着时间的延续,特性值的变化情况—SPC）按这些步骤和经验设置进一步的质量保证措施SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC的发展及应用•SPC源于20年代，以美国休哈特（Shewhart）博士发明控制图为标志。•二战中美国将其制定为战时质量管理标准,对军工产品的质量保证和及时交付起了积极作用。•50年代在日本工业界大量推广应用,对日本产品质量的崛起起到了至关重要的作用。•80年代许多大公司纷纷积极推广应用SPC。•ISO9000和QS9000提出了在生产控制中应用SPC方法的要求。SPC教材--联合汽车电子有限公司二、SPC基本原理什么是过程？过程——这里谈论的过程主要不是指一个产品的整个制造过程，常常指的是制造过程中的一个工段、一道工序、一项操作等，例如汽车生产线就有许多工序联结而成，每道工序生产出来的中间产品是下一道工序的“原料之一”，其质量如何往往影响到最终产品的质量。作为一个概念，过程有其明确的定义：将输入转化为输出的一组彼此的资源和活动。人设备材料方法环境资源的组合输入各种要素输出中间产品SPC教材--联合汽车电子有限公司过程控制系统——要使一个过程能成为一个被控制的系统还需在过程中添加一些软件，组成一个反馈通道，使其能及时收集信息，用统计方法加工信息，然后判断是否要采取行动（对策），这里所要添加的软件是：（1）收集信息——表示中间产品质量特性的信息，例如在加工机械轴的过程中直径就是很适当的质量特性，若连续测量5个机械轴的直径，所得5个数据就是很重要的输出信息，另外也要注意各项资源变化的信息。（2）用统计方法加工信息。用适当统计方法对收集的数据进行加工处理，以判断过程工作是否正常？若不正常是哪类原因引起的？什么是过程控制系统？SPC教材--联合汽车电子有限公司过程控制系统人设备材料方法环境资源的组合输入各种要素输出中间产品统计方法行动控制图——确定变差——采取措施——分析的指南（3）采取行动对策。根据原因决定对策。这些对策大多落实到过程输入的某些资源，如过程输出特性值远离目标值时，就要调整机器，使特性值逐渐靠近目标值。SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC能给制造过程提供什么帮助？•判断过程是否失控和过程是否有能力。•使过程维持在仅受随机性因素(普通原因)影响的受控状态，达到预防不合格品产生的目的。•有助于过程在质量和成本上能持续地，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。•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南。•为过程提供一个早期报警系统。SPC教材--联合汽车电子有限公司一个技术过程的影响因素人(men)方法(method)机器(machine)技能素质工艺合理设备设施人体工程学测量能力机器能力情绪/激励物流控制监控/保养材料/零件环境管理(material)(environment)（management）是否容易拿放安全流程组织干净/条理工作效率领导方式储存状况环保信息传递废物处理整洁合理建议包装好坏小组合作技术和物流过程产品SPC教材--联合汽车电子有限公司必须清楚起支配性作用的因素并进行重点控制机器操作员环境材料方法管理任何一个与产品有关的因素变动，过程结果（产品质量特性）也就随之变动SPC教材--联合汽车电子有限公司“波动”的概念及统计规律性•生产线上加工出来的产品没有绝对相同的。产品间的差别是用其质量特性值（即数据）的差异表现出来。•连续测量一批产品中每个质量特性，一边测量一边画直方图，就可发现其统计规律。xxxxxx频率这条曲线就是质量特性x的分布SPC教材--联合汽车电子有限公司正态分布的特征•在统计过程控制中最常见的分布是正态分布•正态分布被二个参数与完全确定，记为N（,2）•表示分布的中心位置•是分布的标准差•若某过程输出特性x服从N（,2），那么该过程输出产品中有68.26%在界限内，即有31.74%产品在界限之外68.26%-+SPC教材--联合汽车电子有限公司界限界限内的比率界限外的比率68.26%31.24%295.46%4.54%399.73%0.27%499.9937%0.0063%599.999943%0.000057%699.9999998%0.0000002%正态分布下界限内外的比率•1924年，休哈特博士建议用界限3作为控制界限来管理过程。即3管理。SPC教材--联合汽车电子有限公司控制图的形式-3+3+3-3UCL上控制界限CL中心线LCL下控制界限将正态分布图及其界限3转900，纵坐标为输出特性x，横坐标为时间或编号SPC教材--联合汽车电子有限公司什么是普通原因？普通原因——造成随着时间的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（不可避免因素或随机因素，在技术上难以消除），称为“处于统计控制状态”，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，过程的输出才是可预测的，此时，过程能力也是可评价的。SPC教材--联合汽车电子有限公司什么是特殊原因特殊原因——造成不是始终作用于过程的变差的原因（对产品质量影响大，但能够采取措施避免和消除）。当它们出现时，将造成过程的分布改变。除非所有的特殊原因都被查找出来并采取了措施，否则它们将继续以不可测的方式影响过程的输出。发现变差的特殊原因并采取适当措施通常是与该过程操作直接有关人员的责任。特殊原因造成的过程分布改变有些有害，有些有利。尽管有时纠正时要求管理人员介入，但解决变差的特殊原因通常要求采取局部措施。这一点在早期的过程改进中尤为重要。SPC教材--联合汽车电子有限公司过程波动的统计规律性•当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）•当过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）•当过程受控时，过程特性一般服从稳定的且可重复的随机分布；而失控时，过程分布将改变。受控失控时间SPC教材--联合汽车电子有限公司受控（消除了特殊因素）不受控（存在特殊原因或非随机原因）时间不断发现生产过程不稳定的因素过程控制SPC教材--联合汽车电子有限公司受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）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Cpk为1.33或更高尽量减少目标值附近的生产过程变量过程能力SPC教材--联合汽车电子有限公司过程问题的15%和85%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大约可纠正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。采取措施的类型不正确将带来损失，会延误问题甚至使问题恶化。（如需要管理人员对系统采取措施选择提供一致输入材料的供方时却采取的是局部措施—调整机器）无论如何，为了更好地减少过程变差的普通原因需要管理人员和与操作直接相关的人员的密切合作SPC教材--联合汽车电子有限公司工业经验建议：局部措施通常由与过程直接相关的人员实施，大约可纠正15%的过程问题。对系统采取措施几乎总是要求管理措施大约可纠正85%的过程问题。解决波动的特殊原因通常要求采取局部措施解决波动的普通原因通常要求采取系统措施SPC教材--联合汽车电子有限公司控制图类型质量特性数据可分为两类：1、计量数据——它是某种量具、仪器测定的数据，这类数据可取某一区间内的任一实数，如轴的直径、电阻的阻值、材料的强度等。SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC:计量质量特性值过程控制样本总体平均值X极差R平均值标准差推断检定检定质量水平当质量特性为计量值(如长度、内径等)时，用计量值控制图，同时用两张图分析或控制特性值的均值及离散程度SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC:计量值控制图X图X图X图UCLCLLCLUCLCLLCLR图S图MR图SPC教材--联合汽车电子有限公司这类特性数据常服从正态分布,通常用两张图。•这类特性数据通常有四种控制图，它们是：•均值-极差控制图（X-R）•均值-标准差控制图（X-S）•中位数-极差控制图（X-R）•单值-移动极差控制图（X-MR）SPC教材--联合汽车电子有限公司2、计数数据——它是通过数数的方法获得的。常取0，1，2等非负整数。如一批产品中的不合格品数，铸件上的汽泡数，一匹布上的疵点数，对这类特性数据只需用一张控制图就可以了，也有四种控制图：•不合格品率控制图（p）•不合格品数控制图（np）•缺陷数控制图（c）•单位缺陷数控制图（u）SPC教材--联合汽车电子有限公司对工序质量控制点，按要求（规定的频次、测试的数量和数据的真实性）制作控制图或利用控制图进行生产过程的控制。观察点子的变化，积累经验及时调整生产要素。若发现工序异常，应查明原因，排除问题，防止问题的再发生。问题严重时，应及时报告有关人员。制作并使用控制图SPC教材--联合汽车电子有限公司计量值控制图：X-R图的控制界限上控制线UCLx=x+3X=X+A2RX图中心线CLx=x=X下控制线LCLx=x3x=X-A2R上控制线UCLR=R+3R=D4RR图中心线CLR=R=R下控制线LCLR=R3R=D3RX=/n,=R/d2,R=d3当n=5时,A2=0.577D4=2.115D3取零SPC教材--联合汽车电子有限公司SPC:计量值控制图(X-R)上控制线UCL中心值下控制线L