SPC教程

spcSPC(StatisticalProcessControl)统计制程管制目录•1SPC概念•2SPC的产生•3SPC的作用•4SPC常用术语解释•5持续改进及统计过程控制概述•6管制图的类型及應用•7SPC与相關人員之權責１SPC之概念•SPC是三個英文單詞的縮寫(StatisticalProcessControl),即統計制程管制(台灣稱法),也叫統計過程控制(大陸稱法),簡單地說,就是利用統計學的原理,對制造企業在制程中的品質進行管制,以達到盡可能第一次就把品質做好.２SPC的产生(StatisticalProcessControl)•工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，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，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。３SPC的作用•1、确保制程持续稳定、可预测。•2、提高产品质量、生产能力、降低成本。•3、为制程分析提供依据。•4、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。４SPC常用术语解释名称解释平均值（X）一组测量值的均值极差（Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值之差标准差(StandardDeviation)过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值（例如：子组均值）的分布宽度的量度，用希腊字母σ或字母s（用于样本标准差）表示。分布宽度（Spread）一个分布中从最小值到最大值之间的间距中位数˜x将一组测量值从小到大排列后，中间的值即为中位数。如果数据的个数为偶数，一般将中间两个数的平均值作为中位数。单值（Individual）一个单个的单位产品或一个特性的一次测量，通常用符号X表示。名称解释中心线（CentralLine）控制图上的一条线，代表所给数据平均值。过程均值（ProcessAverage）一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程均值，通常用X来表示。链（Run）控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原因的依据。变差（Variation）过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因可分为两类：普通原因和特殊原因。特殊原因（SpecialCause）一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，它存在的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机性的图形。名称解释普通原因（CommonCause）造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差的一部分。过程能力(ProcessCapability)是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用Z来表示。移动极差（MovingRange)两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。５.持续改进及统计过程控制概述变差的普通原因和特殊原因普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只用特殊原因被查出且采取措施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。每件产品的尺寸与别的都不同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如果仅存在变差的普通原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围局部措施和对系统采取措施•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•通常可纠正大约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%的过程问题过程控制受控（消除了特殊原因）时间范围不受控（存在特殊原因）过程能力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）过程改进循环1、分析过程2、维护过程本过程应做什么？监控过程性能会出现什么错误？查找变差的特殊原因并本过程正在做什么？采取措施。达到统计控制状态？确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施3、改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差６管制图类型计量型数据X-R均值和极差图计数型数据Pchart不良率管制图X-δ均值和标准差图nPchart不良数管制图X-R中位值极差图Cchart缺点数管制图X-MR单值移动极差图Uchart单位缺点数管制图计量型数据控制图与过程有关的控制图计量单位：（mm,kg等）过程人员方法材料环境设备123456结果举例控制图举例螺丝的外径（mm）从基准面到孔的距离（mm）电阻（Ω）锡炉温度（ºC）工程更改处理时间（h）X图R图接上页测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果不精密精密准确不准确••••••••••••••••••••••••••••••••••均值和极差图（X-R）1、收集数据以样本容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。注：应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据。1-1选择子组大小，频率和数据1-1-1子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程流等。（注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等生产出来的零件，即一个单一的生产流。）1-1-2子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。接上页1-1-3子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用管制图选用35组数据，以便调整。1-2建立控制图及记录原始数据（见下图）1-3、计算每个子组的均值（X）和极差R对每个子组计算：X=（X1+X2+…+Xn）/nR=Xmax-Xmin式中：X1，X2••••为子组内的每个测量值。n表示子组的样本容量1-4、选择控制图的刻度4-1两个控制图的纵坐标分别用于X和R的测量值。4-2刻度选择：接上页对于X图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。注：一个有用的建议是将R图的刻度值设置为X图刻度值的2倍。（例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表0.02英寸）1-5、将均值和极差画到控制图上5-1X图和R图上的点描好后及时用直线联接，浏览各点是否合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确。5-2确保所画的X和R点在纵向是对应的。注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始研究”字样。2计算控制限首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限。2-1计算平均极差（R）及过程均值（X）R=（R1+R2+…+Rk）/k（K表示子组数量）X=（X1+X2+…+Xk）/k2-2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的。计算公式：UCLx=X+A2RUCLR=D4RLCLx=X-A2RLCLR=D3R接上页注：式中A2,D3,D4为常系数，决定于子组样本容量。其系数值见下表：n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3٭٭٭٭٭0.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.340.340.31注：对于样本容量小于7的情况，LCLR可能技术上为一个负值。在这种情况下没有下控制限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个“同样的”测量结果是可能成立的。2-3在控制图上作出均值和极差控制限的控制线•平均极差和过程均值用画成实线。•各控制限画成虚线。•对各条线标上记号（UCLR，LCLR，UCLX，LCLX）•注：在初始研究阶段，应注明试验控制限。3过程控制分析分析控制图的目的在于识别过程变化或过程均值不恒定的证据。（即其中之一或两者均不受控）进而采取适当的措施。注1：R图和X图应分别分析，但可进行比较，了解影响过程的特殊原因。注2：因为子组极差或子组均值的能力都取决于零件间的变差，因此，首先应分析R图。均值和标准差图（X-s图）一般来讲，当出现下列一种或多种情况时用S图代替R图：a数据由计算机按设定时序记录和/或描图的，因s的计算程序容易集成化。b使用的子组样本容量较大，更有效的变差量度是合适的c由于容量大，计算比较方便时。1-1数据的收集（基本同X-R图）1-1-1如果原始数据量大，常将他们记录于单独的数据表，计算出X和s1-1-2计算每一子组的标准差s=∑(Xi–X)²n–1式中：Xi，X；N分别代表单值、均值和样本容量。注：s图的刻度尺寸应与相应的X图的相同。1-2计算控制限1-2-1均值的上下限USLX=X+A3SLSLX=X-A3S1-2-2计算标准差的控制限LSLS=B4SLSLS=B3S注：式中S为各子组样本标准差的均值，B3、B4、A3为随样本容量变化的常数。见下表：注：在样本容量低于6时，没有标准差的下控制限。1-3过程控制的分析（同X-R）1-4过程能力的分析（同X-R）估计过程标准差：σ=S/C4=σS/C4n2345678910B43.272.572.272.091.971.881.821.761.72B3****0.030.120.190.240.28A32.661.951.631.431.291.181.101.030.98ˆˆ式中：S是样本标准差的均值（标准差受控时的），C4为随样本容量变化的常数。见下表：当需要计算过程能力时；将σ带入X-R图4-2的公式即可。1-5过程能力评价（同X-R图的4-3）n2345678910C40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.973ˆ7.SPC与相關人員之權責1.制造部門一線主管及時觀看本部門生產之品質狀況,便于自行及時發現和解決問題,提前解決和預防問題發生.2.QC或自檢人員負責收集真實有效數据,做成最原始品質紀錄.3.QA或QE人員通過SPC圖形,及時監控各生產線品質狀況4.工程人員監控產品整体品質狀況和各環節品質狀況,有問題時及時提醒相關人員並確立系統改善方案.5.高層主管人員了解整体生產品質狀況,並制定品質目標,方針政策.