SPC第三版手册

12统计过程控制（SPC）参考手册1992年版*1995年第二次印刷1992，1995版权由克莱斯勒、福特和通用汽车公司所有3本手册所描述控制图的选用程序否否是是否否是是是否否是是否是否是注：本图假设测量系统已经过评价并且是适用的。确定要制定控制图的特性是计量型数据吗？性质上是否是均匀或不能按子组取样---例如：化学槽液，批量油漆等？使用单值图X—MR关心的是不合格品率-即“坏”零件的百分比吗？样本容量是否恒定？使用np或p图使用p图关心的是不合格数-即单位零件不合格数吗？样品容量是否恒定？使用c或u图使用u图子组均值是否能很方便地计算？子组容量是否大于或等于9？是否能方便地计算每个子组的s值？使用X—s图使用中位数图使用X—R图使用X—R图4前言本参考手册是在美国质量控制协会（ASQC）汽车部供方质量要求编写组和汽车工业行动集团（AIAG）的共同主持下，由克莱斯勒、福特和通用汽车公司的质量和供方评定人员编制。ASQC/AIAG编写组的任务是将克莱斯勒、福特和通用汽车各方的供方评定系统的供方质量保证、全面质量创优、目标创优参考手册，报告格式及技术术语进行标准化处理。因此，任何供方可以利用本手册来获取与克莱斯勒、福特和通用汽车公司的供方评定系统相应的信息。迄今为止，在汽车行业上还没有正式统一的有关统计过程控制（SPC）的方法。有些生产厂为其供方提供了方法，而其他的没有明确的要求。为了简化并减少对供方质量要求的差异，克莱斯勒、福特和通用汽车公司同意编写并通过AIAG发行这本手册。负责本手册内容编写的工作组由通用汽车公司的Leonard领导。本手册可看成是对统计过程控制的介绍。但它并不限制相应的特殊过程或商品的统计方法的发展，也不包括所有的SPC技术。有关使用替代方法的问题，可求助于质量部门。编写组衷心感谢：克莱斯勒汽车公司副总裁ThomasT.Stallkamp、福特汽车公司副总裁ClintonDLauer、通用汽车公司副总裁DonaldAParvs的领导和参与，以及三大公司质量和供方评定组胜任而努力的工作；感谢汽车工业行动集团（在AIAG主任JosephR.Phelan的领导下）在本手册的编写、出版和发行中做出的重要贡献。我们还要感谢由TrippMartion（PetersonSpring）领导的ASQC审阅小组，对本手册进行的审阅，并在审阅过程中对本手册的目的和内容的完善提出了宝贵的意见。BruceWPinceTaskForceCoordinatorSandyCorporationTroyMichiganDecember，1991本手册1991年版本的所有权及版权由AIAG所有。更多的副本可从AIAG获得。在得到AIAG的认可下，允许复制本手册的部分内容在供方组织内使用。AIAG联系电话：（313）358—3570。5目录第Ⅰ章持续改进及统计过程控制概述第1节预防与检测第2节过程控制系统第3节变差的普通及特殊原因第4节局部措施和对系统采取措施第5节过程控制和过程能力第6节过程改进循环及过程控制第7节控制图：过程控制的工具第8节控制图的益处第Ⅱ章计量型数据控制图第1节均值和极差图（X-R图）A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第2节均值和标准差图（X-s图）A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第3节中位数图（X-R图）A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释E中位数图的替代方法第4节单值和移动极差图（X-MR图）A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第5节计量型数据的过程能力和过程性能的理解A过程术语的定义B过程量度的定义C条件和假设的描述D使用过程量度的建议6第Ⅲ章计数型数据控制图第1节不合格品率的P图A收集数据B计算控制限C过程控制解释用控制图D过程能力解释第2节不合格品数的np图A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第3节不合格数的C图A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第4节单位产品不合格数的u图A收集数据B计算控制限C过程控制解释D过程能力解释第Ⅳ章过程测量系统分析第1节引言第2节均值和极差法A进行研究B计算C结果分析D示例附录A关于分组的一些评述附录B过度调整附录C本手册所描述控制图的选用程序附录DCpm与其它指数（USL-T）=（T-LSL）的关系附录E控制图的常用和公式表附录F标准正态分布附录G术语及符号附录H参考文献及建议的读物附录I可复制的控制图表7插图目录1.过程控制系统2.变差的普通及特殊原因3.过程控制及过程能力4.过程改进循环5.控制图6.计量型数据—测量中间或昀终过程输出的结果7.X-R图8.X-R图建立数据9.X-R图“初始研究”10.有控制限的X-R图11.R图—有超出控制限的点存在12.R图—链（极差）13.R图—非随机模式14.X-R图—重新计算控制限（极差）15.X图—超出控制限的点16.X图—链17.X图—非随机模式18.X-R图—重新计算控制限19.X-R图—延长控制限20.相对无规范限界的过程变差21.计算过程能力22.评价过程能力23.数据收集24.X和s图25.中位数控制图26.中位数控制图—解释27.单值移动极差图28.单值和移动极差图的解释29.“目标柱”与损失函数的比较30.调整过程与要求一致31.计数型数据32.不合格品率P图—数据收集33.不合格品率P图—计算控制限—表133.不合格品率P图—计算控制限—表234.不合格品率P图—超出控制限的点35.不合格品率P图—链36.不合格品率P图—非随机图形837.不合格品率P图—重新计算控制限38.不合格品数的np图39.不合格品数的c图40.单位产品不合格数的u图41.u图—重新计算控制限42.量具的重复性和再现性数据记录表43.量具的重复性和再现性报告44.量具的重复性和再现性数据表—示例45.量具的重复性和再现性报告—示例9第Ⅰ章持续改进及统计过程控制概述在今天的经济气候下，为了事业昌盛，我们——汽车制造商，供方及销售商必须致力于不断改进。我们必须寻找更有效的方法来提供产品及服务。这些产品和服务必须不断地在价值上得以改进，我们必须重视内部以及外部的顾客，并将顾客满意作为企业的主要目标。为了达到这一目标．我们组织中的每一个人都必须确保不断改进及使用有效的方法。本手册涉及到第二个领域的某些要求。它描述了能使我们致力于的改进更有效的几种基本的统计方法。为了完成不同的任务需要不同程度的理解。本手册的对象是见习生以及刚开始从事统计法应用的管理人员。对于现在正在应用更先进技术的人员，本手册也可作为他们学习这些基本方法的参考文献。本手册并没有包括所有的基本方法。附录H所列的参考文献或手册中阐述了其他的基本方法(例如：检查清单、流程图、排列图、因果分析图等)及一些先进的方法(如其他控制图、试验设计、质量功能展开等)。本书所述的基本统计方法包括与统计过程控制及过程能力分析有关的方法。本手册的第Ⅰ章阐述了过程控制的背景知识，解释了一些重要的概念：如变差的特殊及普通原因，并介绍了控制图。这个用来分析及监控过程非常有效的工具。第Ⅱ章描述了构造和使用计量型数据控制图表(定量的数据或测量)的X—R，X—s图．中位数图以及X—MR(单值及移动极差)图。这一章还介绍了过程能力的概念并讨论了广泛应用的指数及比值。第Ⅲ章介绍了用于计数型数据(定性数据或计数值)的几种控制图：p图、np图、c图及u图。第Ⅳ章介绍了测量系统分析的内容并列举了适当的例子。附录包括分组及过度调整的例子，如何使用控制图的流程图、常数及公式表、标准正态分布以及可复制的空白表等。术语索引给出了本手册所使用的术语及符号的解释，参考文献一节向读者提供了进一步学习的材料。在开始讨论之前，需进行六点说明：1.收集数据并用统计方法来解释它们并不是昀终目标，昀终目标应是对读者的过程不断加深理解。当一个没有任何改进的技术专家是很容易的。增加知识应成为行动的基础；2.研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念适用于任何领域，可以是在车间内或办公室里。例子有：机器(性能特性)、记帐(差错率)、总销售额、浪费分析(废品率)、计算机系统（性能特性）及材料管理(运送时间)。本手册重点放在车间应用中。鼓励读者参考附录H中的参考文献应用于行政管理及服务中；103.SPC代表统计过程控制，不幸的是在北美统计方法常用于零件而不是过程。应用统计技术来控制输出（例如零件）应仅仅是第一步，只有当产生输出的过程成为我们努力的重点，这些方法才能在改进质量，提高生产率，降低成本上发挥作用；4.尽管本书的每一点是通过已完成的例子来说明，要真正理解这些知识需要进一步与过程控制实际相联系。研究读者自己的工作场所或相似部门中的实际例子是对本书的重要补充。然而，现有的过程信息不能代替实际工作经验；5.本书可看成应用统计方法的第一步。它提供从经验中得到的法则。这些法则在许多方面得到了应用。然而，还是存在不能盲目使用这些法则的例外。本手册不能满足初学者对统计方法和理论知识的进一步的需要，我们鼓动读者寻求正规的统计学教育。在读者的过程和统计方法的应用已经比本手册所述的内容更先进的地方我们也鼓励读者向具有一定的统计理论知识与实践的人员请教。以便了解其它技术；6.测量系统对合适的数据分析来说很重要，并且在收集过程数据之前就应很好地了解它们，如果这样的一个系统缺少统计控制或他们的变差占过程数据总变差中很大比例，就可能作出不适当的决定。在手册中，假设该系统处于受控状态并且对数据的总变差没有大的影响。为了更详细的了解这些内容读者可参考AIAG出版的测量系统分析(MSA)手册。11过程控制的需要检测——容忍浪费预防——避免浪费12第1节预防与检测过去，制造商经常通过生产来制造产品，通过质量控制来检查昀终产品并剔除不符合规范的产品。在管理部门则经常靠检查或重新检查工作来找出错误，在这两种情况下都是使用检测的方法。这种方法是浪费的，因为它允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中。一种在第一步就可以避免生产无用的输出，从而避免浪费的更有效的方法是——预防。对许多人来说预防的策略听起来很明智，甚至是显然的。经常能听到这样的口号“第一次就把工作做好。”但仅有口号是不够的。所要求的是理解统计过程控制系统的各个要素。下述七节介绍了这些要素，并可以看成是下列问题的答案：*什么是过程控制系统?(第2节)*变差是如何影响过程输出的?第3节)*统计技术是如何区分一个问题实质是局部的还是涉及到整个系统的?(第4节)*什么是统计受控过程?什么是有能力的过程?(第5节)*什么是持续改进循环?过程控制对哪一部分起作用?(第6节)*什么是控制图?如何使用？(第7节)*使用控制图有什么好处?(第8节)学习以上材料时，读者可以查阅附录G的术语索引对关键术语和符号的定义。13有反馈的过程控制系统模型过程的呼声人设备材料方法环境输入过程/系统输出顾客的呼声图1过程控制系统我们工作的方式/资源的融合统计方法产品或服务顾客识别不断变化的需求和期望14第2节过程控制系统一个过程控制系统可以称为一个反馈系统。统计过程控制（SPC）是一类反馈系统，但也存在不是统计性的反馈系统。下面讨论这个系统的四个重要的基本原理。1.过程所谓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，(见图1)，过程的性能取决于供方和顾客之间的沟通，过程设计及实施的方式，以及运作和管理的方式等，过程控制系统的其他部分只有它们在帮助整个系统保持良好的水平或提高整个过程的性能时才有用。2.有关性能的信息通过分析过程输出可以获得许多与过程实际性能有关的信息。但是与性能有关的昀有用的信息还是以研究过程本质以及其内在的变化性中得到的。过程特性(如温度、循环时间、进给速率、缺勤、周转时间、延迟以及中止的次数等)是我们关心的重点。我们要确定这些特性的目标值，从而使过程操作的生产率昀高，然后我们要监测我们与目标值的距离是远还是近，如果得到信息并且正确地解释，就可以确定过程是在正常或非正常的方式下