SPC(统计过程控制)教材

SPC--温林华1统计过程控制（SPC）StatisticalProcessControlISO/TS16949相关工具培训教程讲师：温林华在TS推进或培训过程中，您的任何建议或意见，请与项目推行小组随时保持沟通（6773段鹏），或登录力神质量论坛发起讨论。随堂测试的答案会在考试完成后公布在质量论坛。SPC--温林华2第一章:SPC概论第二章：数据的收集、整理与分析第三章：控制图第四章：控制图应用第五章：过程能力分析第六章：控制图的分析与判断课程简介SPC--温林华3一.统计过程控制概论质量观念的发展品管历史品管观念品管制度18C前19C初20C20年代20C40年代20C60年代20C80年代作业人员品质管理领班品质管理检验员品质管理统计的品质管理品质保证全面质量管理全面质量责任品质是检查出来的品质是制造出来的品质是设计出来的品质是管理出来的品质是习惯出来的品质检查（QI）品质控制（QC）品质确保（QA）全面品质（TQC）全面品质（TQM）时间SPC--温林华4第一次就把工作作好！运筹帷幄，决胜千里！对质量实施管理的基本方法有哪些？•检验:事后检验，控制结果，出现不良判定其返修或报废•控制:应用数理统计方法进行生产过程控制•预防:根据过程现况，预测将来的趋势与变化，防止不合格发生。SPC--温林华5传统生产的模型检验的基本要求有哪些呢？输入输出输入过程返工检验顾客由专职人员组成的检验部门进行，专职人员必须训练有素要有相关的检验指导书要有判定标准要保留一定期限的检验记录SPC--温林华6Whenmajornonconformityisfoundduringproductionandunderothernecessarystatus,QAmanagerwillgivetheappraisalforeitherreworkorrejection.Labshallkeepthespecificationrecord,‘FillingvinegarConcentrationInspectionRecord’,‘PreservingvinegarConcentrationInspectionRecord’,‘SalinityInspectionRecordofsaltBrine’and‘VinegarmixRecord’.QCshallkeeptherecord‘ProcessInspectionReport’andLabshallkeeptherecord‘Semi-productinspectionreportfromLab’.Thentheproductsshallbeputintostore.请将以下页短文中字母“a”找出，并核算有多少个。注意：在20秒内完成，而且不准重复感受检验SPC--温林华7控制与检验检验----容忍浪费100%的检验是否能保证产品质量？单存依靠检验保证产品质量的缺陷？1.投入高，成本高，经济效益低2.时效性差3.可靠性差4.无法反映规格标准标准的缺陷5.忽略了来自高层的管理和技术问题6.检出的是看见的问题，无法预测后续生产问题7.只是产品质量的一种粗略的评价方法SPC--温林华8输入输出输出输入过程反馈测量/对比改进措施预防的观念预防控制：1.按规定的时间间隔抽取样本，认真测量准确记录2.有异常时，分析原因制定解决的有效改进措施检验----容忍浪费预防----避免浪费SPC--温林华9输入(材料)过程(生产/装配)输出(产品)反馈(测量/检验)测量系统材料了解过程变差SPC--温林华10变差Variation范围范围范围范围每件产品的尺寸与别的不同SPC--温林华11---相同的原料、设备所生产的制品，其产品的品质特性还存在着一定程度的差异。---因此如何判定过程（制程）是否处于稳定的状态？这些问题需借助于统计过程控制来探讨。有关过程变差的理解SPC--温林华12变差的原因1、风吹3、中间有根挡板非常长2、中间有根木棒阻挡普通原因存在特殊原因存在SPC--温林华13１．大量之微小原因所引起,不可避免２．不管发生何种之偶然原因，其个别之变异极为微小３．几个较代表性之偶然原因如下：（１）原料之微小变异（２）机械之微小掁动（３）仪器测定时不十分精确之作法４．实际上要除去制程上之偶然原因，是件非常不经济之处置１．一个或少数几个较大原因所引起,可以避免２．任何一个异常原因，都可能发生大之变异３．几个较代表性之异常原因如下：（１）原料群体之不良（２）不完全之机械调整（３）新手之作业员４．异常原因之变不但可以找出其原因，并且除去这些原因之处置，在济观点上讲常是正确者普通原因特殊原因建立SPC系统，随时了解变差的存在，发出警报以便采取对策……SPC--温林华14为什么需要SPC？过程评价的工具•确定改进的机会；•评价改进的效果•改进成果进行维持。过程控制的工具•经济•预警性时效性•善用机器设备SPC非常适用于重复性生产过程。1）对过程作出可靠的评估；2）确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程是否有能力；3）为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生；4）减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和验证工作。SPC--温林华15数据统计的基本概念•单位产品：为实施检验的需要而划分的基本单元。•批量：单位产品的总和，又称总体。•样本：自总体中抽取一部分个体所构成的集合。•随机抽样：没有任何主观意愿和特点要求从总体中抽取样本。•计量值：以产品本身的特性来表示，如长度,温度,重量等。•计数值：以缺陷数和个数表示。二.数据的收集、整理与分析SPC--温林华16样本的目的抽取AAAAAAABBBBBBCCCCCCDDDDDDDAABDDDCCCCB总体样本合理的抽样能够保证样本和总体具有相同的统计特性，可以成为总体的代表SPC--温林华171.收集数据，一般要求数据至少要50个以上，并记录数据总数（N）；2.将数据分组，定出组数K=1+3.23logN，也可采用以下经验数据3.找出最大值（L）和最小值（S），计算出全距（R）。4.定出组距（H）：全距/组数（通常采用整数）数据分析——直方图作图步骤与方法组数数据N～5050～1005～7100～250250以上6～107～1210～20SPC--温林华185.定出组界最小一组的下组界值=S-测量值的最小位数/2最小一组的上组界值=最小一组的下组界值+组距最小二组的下组界值=最小组的上组界值6.决定组的中心点组的中心点=（上组界+下组界）/27.作次数分配表依照数值的大小记入各组界内，然后计算各组出现的次数。8.绘直方图横轴表示数值的变化，纵轴表示出现的次数。9.对绘制出的直方图进行分析。即最小分辨率的一半数据分析——直方图SPC--温林华19★直方图实例练习1.某罐头厂生产罐头，罐头容量规格为310±8g，今抽验50罐数据如下：308317306314308315306302311307305310309305304310316307303318309312307305317312315305316309313307317315320311308310311314304311309309310309312316312318作次数分布表作直方图数据分析——直方图SPC--温林华20计算(1)确定基本内容：N=（2）组数：K=（参考经验数值）（3）最大值L=最小值S=全距R=-=（4）计算组距HH=R/K=÷=取H为（为测定值最小单位的整数倍）（5）第一组下限值=上限值为第一组下限值+组距=（6）各组中心值=（上组界+下组界）/2组号组界中心值标记F（次数）1234567数据分析——直方图SPC--温林华21对抽取的样本进行直方图分布分析正常状态直方图（理想型）双峰状直方图原因是可能由于不同操作者或不同机器加工的产品混在一起了偏峰状直方图有两种情况（1）数据本身就遵从这种分布，如百分率。（2）加工习惯造成，如车外园易贴近上差离岛状直方图显示在加工或测量中出现过异常情况，如刀具磨损、对刀读数错误，测量仪器出现系统偏差数据分析——直方图SPC--温林华22峭壁状直方图往往是已剔除了不合格的数据而绘制成的直方图锯齿状直方图常是由于测量方法或读数不准确造成的，分组组数过多也可能出现。数据分析——直方图SPC--温林华23我们通过直方图主要分析两类问题一是观察数据的分散程度数据覆盖的范围，由过程固有技术特性决定。如：各项过程参数是否适当设置二是数据分布中心与规格中心的偏离状态数据中心是否符合规格要求，由过程管理因素决定。如：各项过程参数是否在规定的条件下数据分析——直方图SPC--温林华24我们的期望……直方图仅可以对过程状态进行定性描述，能否更具体的来对过程进行定量——统计数据来描述呢？！但我们经常听到这样的统计数据，而此时你的感觉……如：本市城镇居民2009年一季度人均收入同比增长11.5%......本区人均居住面积5年内增长了21.8平方米……SPC--温林华25我们的期望……假如我说：•介绍３个平均年龄24岁的小姐和你约会……•爽不爽！！均值不能代表总体特征我们发现均值不能代表总体的特征，还有那些统计数据……SPC--温林华26极差和标准差S(Xi-X)2n-1s=R=(最高值)-(最低值)N-1??X极差标准差SPC--温林华27均值、极差和标准差规范为100±3AB均值能代表实际能力吗?极差＝最大值－最小值分布的表示CD极差的片面性SPC--温林华28变差和分布模型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：分布可以通过以下因素来加以区分：位置分布宽度形状样本数量规范中心均值SPC--温林华29正态分布多数情况下，数据的分布服从正态分布（μ，σ），正态分布的两个基本统计量为均值μ，标准差σ，2SPC--温林华30正态分布随时间变化峰态分析σ变化，而μ不变位置分析μ变化，而σ不变实际过程μ变化，σ变化SPC--温林华311.对称性：以过程平均为轴左右对称2.连续性：左右两尾无限接近于横轴3.正则性：曲线下横轴上的面积等于1P（μ-1σ＜X＜μ+1σ）=0.6827P（μ-2σ＜X＜μ+2σ）=0.954P（μ-3σ＜X＜μ+3σ）=0.9973P（μ-6σ＜X＜μ+6σ）=0.9999997141正态分布的性质μ68%95%99.7%-1σ1σ-2σ-3σ3σ2σ三.控制图SPC--温林华32控制图的基本原理控制图对过程的控制是通过抽样来进行的，很经济。但抽查可能会犯错误：第一种错误：虚发警报正常生产时点子偶然出现在界外。但判断过程异常。错误的概率是（可为1%，5%，10%）第二种错误：漏发警报过程已经异常，但仍然有部分产品处于界内，因此判断过程正常两类错误不可避免，减少两类错误3σ控制方式1，α=0.27%，不会虚报2，增加点子非随机排列的判异准则，不会漏报3，实践证明这种控制方式最经济UCLUCLCLSPC--温林华333σ控制的判稳准则•P(μ-3σXμ+3σ)=0.9973是基于正态分布的重要特性。假设产品的特性值服从正态分布，则产品特性值在区间（μ-3σ，μ+3σ）的分布概率为99.73%。目前世界上大部分国家都采用3倍标准差为控制界限。如有一点出界就判仪异常是很可靠的。但只打一个点未出界可能是-过程稳定-虚报判稳原则：1连续25点，界外数为0个2连续35点，界外数不大于13连续100点，界外数不大于2SPC--温林华343σ控制的判异准则（参考）1）点子出界或恰在界限上2）连续3个点中2点在A区3）连续10个点中4点在A区4）连续7个点中3点在A区5）连续不小于9点的链（位于中心点同一侧）6）连续11点中至少有10点在中心线同一侧7）连续14点中至少有12点在中心线同一侧8）连续17点中至少有14点在中心线同一侧9）连续20点中至少有16点在中心线同一侧10）连续至少7点渐升或渐降11）连续7点中4点在B区12）连续至少11点