SPC新进工程师训教材

1SPC统计过程管制何谓SPC历史说明控制图说明控制图种类及选择说明使用控制图注意事项X-R,X-s,X-R,X-Rm控制图P,np,c,u控制图Ca,Cp,Cpk,Pp,Ppk,Cmk指数说明什么是MOTOROLA的6σ控制图的判读CasestudyCCCchartforSpansion2簡稱:SPCStatisticalProcessControl目的:應用簡單的統計分析，預知製程上是否有共同原因或特殊原因，已達成預先防止，避免浪費的管制要求。何謂統計製程管制質量管理首先明確的兩點1.貫徹預防原則是現代質量管理的核心和精髓.2.質量管理科學有一個十分重要的特點,對於質量管理所提出的原則,方針,目標都要有科學措施和科學的方法來保證它們的實現.3控制图的历史控制图是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)。1924年发明W.A.Shewhart1931年Shewhart发表了“EconomicControlofQualityofManufactureProduct”1941~1942制定成美国标准Z1-1-1941GuideforQualityControlZ1-2-1941ControlChartMethodforanalyzingDataZ1-3-1942ControlChartMethodforControlQualityDuringProduction英国在1932年，邀请W.A.Shewhart博士到伦敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早。日本在1950年由W.E.Deming博士引到日本。同年日本规格协会成立了品质管制委员会，制定了相关的JIS标准。4SPC想法SPC&SQC藉由以往的数据了解正常的变异范围设定成控制界限绘点判定是否超出界限纠正异常持续改进，缩小控制界限PROCESS原料測量結果针对产品所做的仍只是在做SQC针对过程的重要控制参数所做的才是SPC5预防或容忍?SPC的目的——时时监控PROCESS原料人機法環測量測量結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了解CTQ，定义Y了解影响CTQ的因子，Y=f(x1,x2..)做解析用控制图，了解正常变异范围制程稳定，控制界限延用现场绘图、点图、判图、纠异持续改进、缩小变异6控制图的解释7过程的自然特性群体平均值=μ标准差=σμμ+kσμ-kσ抽樣718.221222)(eexkk如果某个制程处于受控状态，则其控制图的形状应该表现为“自然的特性”（如同随机数据一样，产生正态分布或者其他的一些常见分布）。“不自然的特性”是指缺乏自然形状应具备的特性，比如：混合、分层和不稳定等。控制圖原理868.26%95.45%99.73%μ+1σ+2σ+3σ-1σ-2σ-3σ正态分布概率μ±kσ在内的概率在外的概率μ±0.67σ50.00%50.00%μ±1σ68.26%31.74%μ±1.96σ95.00%5.00%μ±2σ95.45%4.55%μ±2.58σ99.00%1.00%μ±3σ99.73%0.27%分布寬度位置：中心值形狀：峰態9管制界限图-3σ-2σ-1σ1σ2σ3σUCLLCLCL10SPC定义中的术语解释(1)统计:以或然率为基础,藉着对少量现象数据的研究分析,以探究或预测事物的本质的一种科学方法。(以管窥天)(2)过程:指的是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、输入材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合。11普通原因、特殊原因及管制限示意图普通原因的波动范围异常原因导致的波动范围异常原因导致的波动范围UCLLCLCL3σ3σ1）普通原因指的是造成随着时间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，我们称之为：“处于统计控制状态”、“受统计控制”，或有时简称“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，过程的输出才可以预测。2）特殊原因：指的是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。除非所有的特殊原因都被查找出来并且采取了措施，否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。如果系统内存在变差的特殊原因，随时间的推移，过程的输出将不稳定。控制图有上、下控制限（Uppercontrollimit&Lowercontrollimit）和中心线（CentralLine）组成；控制图的上下限一般为+3σ12普通原因与特殊原因举例合格原料的微小变化机械的微小震动气候、环境的微小变化等等使用不合格原料设备调整不当新手作业，违背操作规程刀具过量磨损等等13控制图的目的及制程组成及其波动的原因控制图和一般的统计图不同，因其不仅能将数值以曲线表示出来，以观其变异之趋势，且能显示变异系属于机遇性（普通原因造成）或非机遇性（异常原因导致），以指示某种现象是否正常，而采取适当之措施。利用控制限區隔是否為非機遇性人機器材料方法測量環境波動原因何為管制界限?应用于一群单位产品集体之量度，这种量度是从一群中各个单位产品所得之观测值所计算出来者。那么又何為規格界限呢？規格界限是用以说明品质特性之最大许可值14控制圖設計思路：“α”及“β”风险说明“α”風險說明“β”風險說明控制界限“α”值±σ32%±2σ4.56%±3σ0.27%±4σ0.005%平均值移动“β”值±σ97.72%±2σ84.13%±3σ50%±4σ15.87%第一種錯誤(“虛發警報”):概念:生產正常但是點偶然超出界外,根據點超出控制限就判為異常,於是犯了第一種錯誤.其概率記為α.後果:會造成尋找根本不存在的異因的損失.第二種錯誤(“漏發警報”):概念:過程已經異常,但是部分產品,其質量特性值的數值大小在界內,從而犯了第二種錯誤.其概率記為β.後果:該錯誤會造成廢次品增加的損失.15如何減少兩種錯誤造成的損失0σ1σ3σ6σ2σ兩種損失的合計第2種錯誤損失第1種錯誤損失樣本正狀分布中一般中心CL不變,LCL輿UCL平行,因此通過改動兩者之間的距離來調整.如:增加UCL輿LCL的距離,α減小,β增大.正是由於α輿β是矛盾的,解決的辦法是選擇最優的UCL,LCL距離使損失最小.經驗證明休哈特提出的3σ方式較好.16控制图两种错误的分析对于仅仅存在偶然因素的情况下,由于点子越出控制界限外而判断过程发生变化的错误,即将正常判断为异常的错误是可能发生的.这种错误称为第一种错误.当过程具有某种非偶然因素影响,致使过程发生程度不同的变化.但由于此变化相应的一些点子落在控制界限内,从而有可能发生判断过程未发生变化的错误,这种错误称为第二种错误.发生第一种错误时,虚发警报,由于徒劳地查找原因并为此采取了相应的措施,从而造成损失.因此,第一种错误又称为徒劳错误.发生第二种错误时漏发警报,过程已经处于不稳定状态,但并未采取相应的措施,从而不合格品增加,也造成损失.在统计中通常采用α=1%，5%，10%三级，但在控制图中为了增强使用者的信心，所以将α定位0.27%，这样β就大，这就需要增加第二类判异准则，即使点子不出界，但当界内的点子排列不随机的时候也表示存在异常。关于β风险的补充17控制图的选择18控制图种类(依用途来分)解析用控制图决定方针用制程解析用制程能力研究用制程管制准备用解析用穩定控制用管制用控制图追查不正常原因迅速消除此项原因并且研究采取防止此项原因重复发生之措施19解析用控制图主要分析以下兩點:(1)所分析的過程是否處于統計控制狀態,或稱為統計穩態.如下圖所示,前三個分布圖都不相同,因此沒有達到穩定,經過調整後三個分布圖圖形相同,說明達到穩定.(2)該過程的過程能力是否滿足要求.把過程能力指數滿足要求稱為技術統計狀態,或稱作技術穩態.如下圖所示:前三個圖分布達到穩態,但是合格率低,即過程能力指數小.經過調整,不僅分布穩定,不合格率也降低,過程能力指數提高,達到技術穩態.20過程達到我們確定的穩定狀態後,將分析用管控限延長作為控制用管控限.在這個轉換過程中要有正式的“交接手續”：判穩原則.A.連續25點,界外點數=0;(α=0.0654)B.連續35點,界外點數=1;(α=0.0041)C.連續35點,界外點數=2.(α=0.0026)此外穩定之前還要用到判異原則.控制用控制图21判異準則●甚麼為異常?---過程顯著偏離穩態便稱為異常.●判異準則的思路:小概率事件原理.●判異準則有兩類:1)點出界就判異;2)界內點排列不隨機判異.22控制图的判读1）超出控制界限的点：出现一个或多个点超出任何一个控制界限是该点处于失控状态的主要证据UCLCLLCL異常異常2）连续9点位于平均值的一侧，选择9点的原因是为使其犯第一类错误的概率与第一准则接近。目前公司采用的是連續7點UCLCLLCL23控制图的判读3）连续6点上升(后点等于或大于前点)或下降。产生这种现象的原因可能是因为工具磨损等原因.目前公司采用的是連續7點上升或下降UCLCLLCL4）连续14点相邻点上下交替，造成这种现象的原因可能是分层不足。UCLCLLCL24控制图的判读5)连续3点中有2点落在中心线的同一侧B区以外，出现这种现象的可能是中心值偏移。UCLCLLCLCBACBA6)连续5点中有4点落在中心线的同一侧C区以外。出现这种现象的可能是中心值偏移。UCLCLLCLCBACBA25控制图的判读7）连续15点在C區，造成这种现象的原因可能是虚报数据或者是变异减小。UCLCLLCLCBACBA8)连续8点在中心线两侧，但无一在c区内，造成这种现象的主要原因可能是出现了双峰。UCLCLLCLCBACBA26控制图种类(以数据来分)计量值控制图平均值与全距控制图平均值与标准差控制图中位值与全距控制图个别值与移动全距控制图计数值控制图不良率控制图不良数控制图缺点数控制图单位缺点控制图計量值控制圖為預防型控制圖，應盡量多用計量值控制圖為事后檢驗型控制圖，應盡量少用27數據類型分布控制圖簡紀計量值正態分布均值-極差控制圖Xbar-R均值-標準差控制圖Xbar-s中位數-極差控制圖X中位数-R單值-移動極差控制圖X-Rm計數值二項式分布不合格品率控制圖P不合格品數控制圖np計數值泊松分布單位不合格數控制圖C不合格控制圖u各控制圖用途的說明1)Xbar-R:Xbar主要用于觀察正態分布的均值的變化;R圖用于觀察正態分布的分散或變異狀況.因此結合兩圖就可以觀察正態分布的變化.2)Xbar-S:輿Xbar-R相似,只是用標準差(S)圖代替極差(R)圖;當抽樣數n=10時,採用該管控圖.3)X中位数-R:所謂中位數指在一組按大小順序排列的數列中居中的數.現在該控制圖的使用越來越少.28“n”=10~25控制圖的選定資料性質不良數或缺陷數單位大小是否一定“n”是否一定樣本大小n≧2Cl的性質“n”是否較大“u”圖“c”圖“np”圖“p”圖X-Rm圖X-R圖X-R圖X-s圖計數值計量值“n”=1n≧1中位數平均值“n”=2~5缺陷數(計點)不良數(計件)不一定一定一定不一定控制图的选择29过程控制和过程能力控制满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类简言之，首先应通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制状态，那么其性能是可预测的，就可评定满足顾客期望的能力。30局部措施、系统措施示意图解决普通原因的系统措施解决异常原因的局部措施解决异常原因的局部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%的过程问题此时的异常将在Xbar图中显示出来，此时一般的责任是在现场人员，可能是用错材料，没有依照标准作业方法等。此种问题比较容易解决，85%应