SPC培训教材-SQA-SPC培训教材-SQA

SPC：统计过程控制SQA:杨丽珍Ext.:32-20992控制图基础知识历史背景概念用途历史背景概念用途控制图原理控制图种类控制限确定判定准则过程能力分析3历史背景控制图是1924年由美国品管大师W.A.Shewhart博士发明。因其用法简单且效果显著，人人能用，到处可用，遂成为实施品质管制时不可缺少的主要工具，当时称为(StatisticalQualityControl)。4控制圖在英國及日本的歷史•英國在1932年，邀請W.A.Shewhart博士到倫敦，主講統計品質管制，而提高了英國人將統計方法應用到工業方面之氣氛。•就控制图在工厂中實施來說，英國比美國更早。•日本在1950年由W.E.Deming博士引到日本。•同年日本規格協會成立了品質管制委員會，制定了相關的JIS標准•QS9000的出现定位了SPC的地位；历史背景5概念用途PROCESS原料人机法环测量结果好不好不要等产品做出来后再去看它好不好而是在制造的时候就要把它制造好预防还是容忍？对过程采取措施——为避免一些重要的特性（过程或输出）偏离目标值太远，对过程采取措施往往是很经济。对输出采取措施——对输出采取措施往往是最不经济的，它仅限于对输出进行探测并纠正不符合规范的产品，而没有处理过程中的根本问题。不幸的是，如果目前的输出不能持续满足顾客的要求，可能就有必要对所有的产品进行挑选，并报废或返工不合格品。这种情况将持续直到对过程采取了必要的纠正措施并通过验证为止。6控制图原理原理及种类历史背景概念用途控制图原理控制图种类控制限确定判定准则过程能力分析7控制图原理8产品质量的统计观点1、产品的质量具有变异性2、产品质量的变异具有统计规律性计量：正态分布计数：计件:二项分布计点：泊松分布对于随机现象通常应用分布(distribution)来描述，分布可以告诉我们：变异的幅度有多大，出现这么大幅度变异的可能性(概率，probability)有多大，这就是统计规律。控制图原理9过程中的变异图示控制图原理过程不受控过程受控10总体平均值=μ標准差=σμμ+kσμ-kσ抽樣718.221222)(eexkk无论σ如何变化（只要符合正态分布）当K一定，对任何过程积分的结果都是恒定：当K为无穷大时，积分结果为1，但产品的公差不可能为无穷大控制图原理11正态分布曲线随着平均值（μ）变化若平均值μ增大为μ’，则曲线向右移动，分布中心发生变化控制图原理正态分布图形特征：中间高、两头低、左右对称并延伸到无穷12正态分布曲线随着标准差（σ）变化正态分布图示•若标准差σ越大，则加工质量越分散。•标准差σ与质量有着密切的关系，反映了质量的波动情况。控制图原理13控制图的形成将正态分布图按顺时针方向转90。控制图原理14点出界就判异！控制图原理的第一种解释控制图原理15控制图原理的第一种解释小概率事件实际上不发生，若发生即判断异常过程正常，点子出界是小概率（0.27％）事件控制图就是统计假设检验的图上作业法在控制图上每描一个点就是作一次统计假设检验小概率事件原理：控制图原理16质量因素根据来源的不同，可分为人(Man)、机(Machine)、料(Material)、法(Method)、测(Measurement)、环(Environment)6个方面，简称为5M1E。控制图原理的第二种解释从对质量影响的大小来分，质量因素可分为偶然因素(简称偶因，又称为偶然原因或一般原因)与异常因素(简称异因，又称为可查明原因)两类。偶因是过程所固有的，故始终存在，对质量的影响微小，但难以除去，例如机床开动时的轻微振动等。异因则非过程所固有，故有时存在，有时不存在，对质量影响大，但不难除去，例如车刀磨损等。控制图原理17控制图原理的第二种解释假定在过程中，异波已经消除，只剩下偶波，这当然是最小波动。根据这最小波动，应用统计学原理设计出控制图相应的控制界限，于是当异波发生时，点子就会落在界外。因此点子频频出界就表明存在异波。控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限常规控制图（即休图）的实质就是区分偶然因素与异常因素这两类因素偶波与异波控制图原理18统计过程控制SPC理论是运用统计方法对过程进行控制，既然其目的是“控制”，就要以某个标准作为基准来管理未来，常常选择稳态作为标准。稳态是统计过程控制SPC理论中的重要概念。控制图原理的第三种解释稳态，也称统计控制状态(stateinstatisticalcontrol)，即过程中只有偶因没有异因的状态。稳态是生产追求的目标。控制图原理19控制图应用注意事项规格界限不能用作控制界限：规格界限用以区分合格与不合格，控制界限则用以区分偶波与异波，二者完全是两码事，不能混为一谈。20字方针：“查出异因，采取措施，保证消除，有效措施，纳入标准”。实现稳态的途径：控制图原理20控制图原理21控制图的第一种错误：虚发警报生产正常而点子偶然超出界外，根据点出界就判异，于是就犯了第一种错误。通常犯第一种错误的概率记以α。第一种错误将造成寻找根本不存在的异因的损失。两类错误控制图原理22控制图的第二种错误：漏发警报过程已经异常，但仍会有部分产品，其质量特性值的数值大小偶然位于控制界限内。如果制取到这样的产品，打点就会在界内，从而犯了第二种错误，即漏发警报。通常犯第二种错误的概率记以β。第二种错误将造成废资增加的损失。控制图原理23二种错误的图示表达控制图原理控制界限“α”值±σ32%±2σ4.56%±3σ0.27%±4σ0.005%平均值移動“β”值±σ97.72%±2σ84.13%±3σ50%±4σ15.87%“α”及“β”風險說明24如何减少两种错误造成的损失根据使两种错误造成的总损失最小这一点来确定UCL与LCL之间的最优间隔距离。经验证明休哈特所提出的3σ方式较好，在不少情况下，3σ方式都接近最优间隔距离。控制图原理253σ原则的公式UCL=μ+3σCL=μLCL=μ－3σ式中，μ、σ为统计量的总体参数。3σ原则控制图原理26休哈特控制图的四項基础1.休哈特控制图永远只用中心线两侧三倍Sigma作为控制界限；2.计算三倍Sigma的控制界限时只能使用各不同时段分布統计的平均值3.合理的抽样方法和数据組群方式是休哈特控制图的概念基础4.唯有能有效的利用自控制图上所得的知识，此控制图方得以发挥效用控制图原理271.未以中心线上下3Sigma為控制界限2.遇工序异常時急着调整工序参数，未能找出并排除造成工序不稳定的可查明原因3.未顺时间轴分数据群个別統計4.等待收集大量数据作周期性的統計5.在证实工序稳定之前计算过程能力指數(Cpk)控制图常见的谬误控制图原理28常用休哈特控制图一览表控制图种类29控制图种类30依用途來分•分析用控制圖–決定方針用–过程解析用–过程能力研究用–过程控制准备用控制用控制圖追查不正常原因迅速消除此項原因並且研究採取防止此項原因重複發生之措施。分析用穩定控制用控制图种类31常用休哈特控制图的种类及其用途对于计量数据而言，这是最常用最基本的控制图。它用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率利等计量值的场合。Xbar控制图主要用于观察正态分布的均值的变化R控制图用于观察正态分布的分散情况或变异度的变化而Xbar－R图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化（1）Xbar－R控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类控制图种类32与Xbar－R控制图相似，只是用标准差（s）图代替极差（R）图而已。极差计算简便，故R图得到广泛应用，但当样本大小n10，这时应用极差估计总体标准差σ的效率减低，需要应用s图来代替R图。现在微机的应用已经普及，s图的计算已经不成问题，故Xbar－s控制图的应用将越来越广泛。（2）Xbar－S控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类33与Xbar－R图相似，只是用中位数图(图)代替均值图(图)。所谓中位数即指在一组按大小顺序排列的数列中居中的数。由于中位数的计算比均值简单，所以多用于现场需要把测定数据直接计入控制图进行控制的场合，这时，为了简便，自然规定为奇数个数据。现在现场推行SPC，都应用电脑，计算平均值已经不成问题，故控制图的应用逐渐减少。（3）控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类34多用于下列场合：对每个产品都进行检验，采用自动化检查和测量的场合；取样费时、昂费的场合；以及如化工等气体与液体流程式过程，产品均匀，多抽样也无太大意义的场合。（4）IR(X-Rs、I-MR)控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类35用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数质量指标的场合。这里需要注意的是，在根据多种检查项目综合起来确定不合格品率的情况，当控制图显示异常后难以找出异常的原因。因此，使用p图时应选择重要的检查项目作为判断不合格品的依据。p图用于控制不合格品率、废品率、交货延迟率、缺勤率、邮电、铁道部门的各种差错率等等。（5）p控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类36用于控制对象为不合格品数的场合。设n为样本大小，p为不合格品率，则np为不合格品数。故取np作为不合格品数控制图的简记记号。由于当样本n变化时np控制图的控制曲线全都成为凸凹状，比较麻烦，故只在样本大小相同的情况下，方才应用此图。（6）np控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类37用于控制一部机器，一个部件，一定的长度，一定的面积或任何一定的单位中所出现的不合格品数目。如布匹上的疵点数，铸件上的砂眼数，机器设备的不合格数或故障次数，电子设备的焊接不良数、传票的误记数，每页印刷错误数，办公室的差错次数等等。（7）c控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类38当上述一定的单位，也即样品的大小保持不变时可以应用c控制图，而当样品的大小变化时则应换算为平均每个单位的不合格数后再使用u控制图。例如，在制造厚度为2mm的钢板的生产过程中，一批样品时2m2的，下一批样品时3m2的。这时就应换算为每平方米的不合格数，然后再对它进行控制。（8）u控制图不合适的控制图不如不用；针对不同的情况，选择恰当的控制图种类常用休哈特控制图的种类及其用途控制图种类39控制图应用问题探讨：一、控制图用于何处原则上讲，对于任何过程，需要对质量进行控制的场合都可以应用控制图。但要求，对于所确定的控制对象统计量应能够定量，这样才能够应用计量控制图。如果只有定性的描述而不能够定量，那就只能应用计数控制图。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，显然难以应用控制图来进行控制。控制图种类40控制图应用问题探讨：二、如何选择控制对象一个过程往往具有各种各样的特征，在使用控制图时应选择能够真正代表过程的主要指标作为控制对象。例如，假定某产品的强度方面有问题，就应该选择强度作为控制对象。在电动机装配车间，如果对电动机轴的尺寸要求很高，这就需要把机轴直径作为我们的控制对象。控制图种类质量特性的确定可以采用许多有效的方法，例如：排列图、鱼骨图等等，来帮助寻找影响质量的关键因素，进而，寻找描述质量关键因素的特性，通过对质量特性的控制来控制过程的稳定性。控制图种类42控制图应用问题探讨：三、怎样选择控制图首先根据所控制质量指标的数据性质来进行选择：如数据为连续值的应选择Xbar－R图、Xbar－s控制图、X－Rs图等；数据为计件值的应选择p或np图；数据为计点值的应选择c或u图。最后，还要考虑其它要求。如检出力大小，抽取样品、取得数据的难易和是否经济等等，例如，要求检出力大可以采用成组数据的控制图，如