SPC培训讲义(第二版)

1汽车行业质量体系系列培训教材统计过程控制(第二版)StatisticalProcessControl2第一章持续改进及统计过程控制1.预防与检测2.过程控制系统3.变差：普通原因及特殊原因4.局部措施和对系统采取措施5.过程控制和过程能力6.过程改进循环及过程控制7.控制图：过程控制工具8.控制图的益处3持续改进及统计过程控制之一预防与检测•过程控制的需要•检测—容忍浪费•预防—避免浪费4持续改进及统计过程控制之二过程控制系统我们工作的方式资源的融合产品或服务顾客识别不断变化的需求和期望顾客的声音人设备材料方法环境输入过程/系统输出过程的声音统计方法有反馈的过程控制系统模型5持续改进及统计过程控制之三变差的普通原因及特殊原因•变差：一个数据组对于目标值有不同的差异。•变差的普通原因：指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布作用在过程的许多变差的原因，即常规的、连续的、不可避免的影响产品特性不一致的原因。如操作技能、设备精度、工艺方法、环境条件。•变差的特殊原因：指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，当原因出现时，将造成过程的分布的改变，即特殊的，偶然的，断续的，可以避免的影响产品特性不一致的原因。如：刀具不一致、模具不一致，材料不一致，设备故障，人员情绪等。特点：不是始终作用在每一个零件上，随着时间的推移分布改变。6普通原因和特殊原因变差的分析•当过程仅存在变差的普通原因时，过程处于受控状态，这个过程处于稳定过程，产品特性服从正态分布。•当过程存在变差的特殊原因时，这时输出的产品特性不稳定，过程处于非受控状态或不稳定状态。7每件产品的尺寸与别的都不同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范围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8持续改进及统计过程控制之四局部措施和对系统采取措施•局部措施•消除变差的特殊原因——局部措施(属于纠正和预防措施)•统一刀具、稳定情绪、统一材料、修复设备（操作者可以解决，解决15％问题）•系统措施•减少变差的普通原因——采用系统的方法(属于持续改进)•人员培训、工艺改进、提高设备精度（管理层解决，解决８５％问题）9持续改进及统计过程控制之五过程控制和过程能力简言之，首先应通过检查并消除过程的特殊原因，使过程处于受控状态，那么其性能是可预测的，这样就可评定满足顾客期望的能力。满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类10如果仅存在变差的普通原因，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。目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定。预测预测时间时间范围范围目标值线11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）过程能力12持续改进及统计过程控制之六过程改进循环及过程控制PLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACT1一、分析过程•本过程应做些什么•会出现什么错误•达到统计控制状态•确定能力2二、维护过程•监控过程性能•查找偏差的特殊原因并采取措施3三、改进过程•改变过程从而更好理解普通原因变差•减少普通原因变差13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持续改进及统计过程控制之七控制图：过程控制工具14持续改进及统计过程控制之八控制图的益处合理使用控制图能:•供正在进行过程控制的操作者使用;•有利于过程持续稳定、可预测地保持下去;•提高产品质量、生产能力、降低成本;•为讨论过程的性能提供共同的语言,为过程分析提供依据;•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。15第二章控制图•概述•控制图建立•定义“失控”信号•控制图的公式16控制图概述17SPC基础•大规模生产的出现产生一个突出问题—如何控制大批量产品质量。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，美国休哈特(W.A.Shewhart)博士提出将3原理运用于生产过程当中，首创过程控制理论并发表了控制图法，形成SPC的基础。•控制图(ControlChart)：对过程质量特性记录评估，以监察过程是否处于受控状态的一种统计方法图。18控制图原理3原则•不论与取值为何，只要上下限距中心值（平均值）的距离各为3，则产品质量特征值落在范围内的为99.73%。•产品质量特征值落在[-3，+3]之外的概率为0.27%，其中单侧的概率分别为0.135%。•休哈特正是据此发明了控制图。19产品质量波动及其统计描述连续离散计量值计数值计件值产品质量特性定性定量计数值20计量型数据---计量型控制图•计量型数据是由过程特性决定的，来自过程的数据是连续的，如直径、长度。是一个量化的数据，是实际生产过程的过程现象的反映。•计量型控制图利用过程变差和过程均值来解释和控制过程，它们成对使用和分析。X-R图是最常用的控制图，但并不一定在所有的情况下都最适用。•过程均值常用：均值、中位数、单值表示•过程变差常用：极差、标准差、移动极差表示21计数型数据---计数型控制图•计数型数据是由过程特性决定的，来自过程的数据是间断的、不连续的，如合格/不合格、通/止等。是一个分级的数据，是实际生产过程的过程结果的反映。•计数型控制图利用过程结果来解释和控制过程，例如：不合格品率、不合格品数、不合格项率和不合格项率等。22常规休哈特控制图数据特征分布控制图简记计量值正态分布均值—极差控制图X-R均值—标准差控制图X-S中位值—极差控制图X-R单值—移动极差控制图X-MR计数值计件值二项分布泊松分布不合格品率控制图p不合格品数控制图np计点值单位产品不合格数控制图u不合格数控制图c23控制图的要素控制图的表现形式没有“批准的”唯一形式，然而应牢记拥有控制图的原因，包含以下内容的任何形式都是可接受的：•适当的刻度：确保分辨出过程变差。•控制限（UCL、LCL）：分析过程的出界点。•中心线：分析过程的非随机图形的特殊原因。•失控值的标识：从整体角度上分析过程。•事件日志：记录过程变化，确定纠正措施。24第一节控制图的建立25控制图的建立收集数据计算控制限确定项目26建立控制图的准备•定义过程•建立适宜实施的环境确定过程特性定义测量系统使不要的变差最小确保抽样计划对于探测预期的特殊原因是合适的。基于以下内容确定控制的特性或特征：顾客的需求现存和潜在的问题区域特性之间的相互关系27控制图的建立收集数据、建立控制图选择子组大小、频率和数据子组大小子组频率子组数大小建立控制图及记录原始数据计算每个子组的均值和极差R选择控制图的刻度将均值和极差画到控制图上确定项目、明确分析的目的28确定项目、明确分析的目的•确定项目、确定类型分析过程特性，依据过程本身的要求确定控制图的类型。•明确控制目的确定控制的特性，确保控制的特性是可操作的，包括详细说明收集什么信息、在哪收集、如何收集和在什么条件收集。•消除不必要变差在开始研究之前消除不必要的变差的外部原因，目的是避免那些不用控制图就能纠正的明显问题。这包括过程调整或过程控制。29选择子组大小、频率和数据a.子组大小•使各样本之间出现变差的机会小•在过程的初期研究中，子组一般由连续生产的产品的组合，仅代表一个单一的过程流。b.子组频率•在过程的初期研究中，通常是连续进行分组或很短的时间间隔进行分组•过程稳定后，子组间的时间间隔可以增加。c.子组数的大小一般100个单值读数，25个子组3012345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量A2D3D421.88*3.2731.02*2.574.73*2.285.58*2.116.48*2.007.42.081.928.37.141.869.34.181.8210.31.221.78对特殊原因采取措施的说明任何超出控制限的点连续7点全在中心线之上或之下连续7点上升或下降任何其它明显非随机的图形采取措施的说明1不要对过程做不必要的改变2在此表后注明在过程因素（人员、设备、材料、方法、环境或测量系统）所做的调整。X=读数数量和R=最高-最低R=均值R=UCL=D4R=LCL=D3R=*X=均值X=UCL=X+A2R=LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂：XXX机器编号：XXX部门：XXX日期：XXX工序：弯曲夹片特性：间隙、尺寸“A”计算控制限日期工程规范：.50—.90mm样本容量/频率:5/2h零件号：XXX零件名称：XXX*样本容量小于7时，没有极差的下控制限X-R控制图开始A1步骤31建立控制图控制图包含以下部分：•过程描述和抽样计划的标题信息；•记录和现实收集的实际数据值；包括：数据、时间或其他的子组标识，和根据数据进行的控制统计量的计算。•将分析的每一个统计量进行描点；按时间顺序将控制统计量的值在垂直和水平刻度上描点。控制统计量的数值和描的点应当垂直对应。•事件的记录；包含详细的事件记录，如过程调整、工装更换、材料更换或其他可能影响过程变差的事件。32记录原始数据•记录每个子组的单值和标识；•记录任何观察到的相关事件。33计算每个子组的样本控制统计量根据测量的数据进行描点和计算控制统计量。这些统计量可以是样本均值、中位数、极差、标准差、不合格率等，按照所用控制图类型的公式来计算这些统计量。3412345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量A2D3D421.88*3.2731.02*2.574.73*2.285.58*2.116.48*2.007.42.081.928.37.141.869.34.181.8210.31.221.78对特殊原因采取措施的说明任何超出控制限的点连续7点全在中心线之上或之下连续7点上升或下降任何其它明显非随机的图形采取措施的说明1不要对过程做不必要的改变2在此表后注明在过程因素（人员、设备、材料、方法、环境或测量系统）所做的调整。X=读数数量和R=最高-最低R=均值R=UCL=D4R=LCL=D3R=*X=均值X=UCL=X+A2R=LCL=X-A2R=极差（R图）均值（X图）工厂：XXX机器编号：XXX部门：XXX日期：XXX工序：弯曲夹片特性：间隙、尺寸“A”计算控制限日期工程规范：.50—.90mm样本容量/频率:5/2h零件号：XXX零件名称：XXX*样本容量小于7时，没有极差的下控制限X-R控制图A2步骤：最早的4个分组6-8.65.70.65.65.853.50.70.20.75.75.85.75.85.653.85.77.20.80.80.70.753.80.60.70.70.75.653.40.76.68.10.15A3步骤：对于第一个子组和=.65+.70+.65+.65+.85=3.50均值X=3.50/5=.70极差R=.85-.65=.2035选择控制图的刻度•坐标上的刻度值的最大值与最小值之差应至少为子组统计值的最大值与最小值差的2倍。•将控制统计量画在图上。确保相对应的统计量的点是垂直的。用直线将各点连接起来观察图形和趋势。•为了识别潜在的问题，应当在数据收集以后进行评审。如果有的点比别的点高很多或低很多，需确认计算及画图是否正确。并记录任何观察到的相关事件。3612345和数读日期时间在确定过程能力之前，过程必须受控。子组容量A2D3D421.88*3.2731.02*2.574.73*2.285.58*2.116.48*2.007.42.081.928.37.141.869.34.181.8210.31.221.78对特殊原因采取措施的说明任何超出控制限的点连续7点全在中心线之上或之下连续7点上升或下降任何其它明显非随机的图形采取措施的说明1不要对过程做不必要的改变2在此表后注明在过程因素（人员、设备、材