SPC经典教材2017

1SPC一、SPC统计过程控制1、什么是SPC?SPC--StatisticalProcessControl(统计过程控制）含义--利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证产品质量的目的。统计技术----数理统计方法。2、SPC的作用•预防：判断过程的异常，及时告警。3、SPC的缺点•不能告知异常是由什么因素引起的和发生于何处，即不能进行诊断。2SPC3、为什么要学习SPC?•时代的需要：21世纪是质量的世纪，提出超严质量要求，是世界发展的大方向。–如电子产品的不合格品率由过去的百分之一、千分之一、降低到百万分之一（ppm,partspermillion),乃至十亿分之一（ppb,partsperbillion)。•科学的要求：要保证产品质量、要满足21世纪超严质量要求就必须应用质量科学。–生产控制方式由过去的3控制方式改为6控制方式。–3控制方式下的稳态不合格品率为2.7X10-3,–6控制方式下的稳态不合格品率为2.0X10-9–后者比前者降低了：2.7X10-3/2.0X10-9=1.35X106即一百三十五万倍!3SPC3、为什么要学习SPC（二）?•3控制方式与6控制方式的比较：4SPC4、开展SPC工程的步骤•培训SPC–正态分布等统计基础知识–品管七工具：调查表、分层法、散布图、排列图、直方图、因果图、控制图–过程控制网图的做法–过程控制标准的做法•确定关键质量因素–对每道工序，用因果图进行分析，造出所有关键质量因素，再用排列图找出最终产品影响最大的因素，即关键质量因素；–列出过程控制网图，即按工艺流程顺序将每道工序的关键质量因素列出•制订过程控制标准•对过程进行监控•对过程进行诊断并采取措施解决问题5SPC二、控制图原理1、什么是控制图–对过程质量加以测定、记录并进行控制管理的一种用统计方法设计的图。•控制图的组成–UCL(UpperControlLimit)上控制限–LCL(LowerControlLimit)下控制限–CL(CentralLine)中心线–按时间顺序抽取的样品统计量数值的描点序列6SPC2、统计观点----现代质量管理的基本观点之一•产品质量具有变异性“人、机、料、法、环”+“软（件）、辅（助材料）、（水、电、汽）公（用设施）”•变异具有统计规律性随机现象统计规律随机现象：在一定条件下时间可能发生也可能不发生的现象。7SPC3、基础知识(1)、直方图•分组、统计、作直方图•具体步骤–1、找出最大值和最小值，确定数据分散宽度数据分散宽度=（最大值最小值）–2、确定组数kn–3、确定组距h=（最大值最小值）/组数–4、确定各组的边界第一组的组下限=最小值最小测量单位的一半第一组的组上限=第一组的组下限+组距=第二组的组下限第二组的组上限=第二组的组下限+组距=第三组的组下限，依此类推。–5、确定各组的频数–6、作直方图–7、对直方图的观察:特点，中间高、两头低、左右对称8SPC3、基础知识(2)、正态分布(NormalDistribution)当抽取的数据个数趋于无穷大而区间宽度趋向于0时，外形轮廓的折线就趋向于光滑的曲线，即：概率密度曲线。特点：面积之和等于1。fN(x;2,µ)=(1/2)exp(-(x-µ)2/22)•两个重要的参数：–µ(mu)---位置参数和平均值（meanvalue)，表示分布的中心位置和期望值–(sigma)---尺度参数，表示分布的分散程度和标准偏差（standarddeviation),•两个参数的意义–µ(mu)---反映整体的综合能力–(sigma)---反映实际值偏离期望值的程度，其值越大，表示数据越分散。–它们之间是互相独立。•质量管理中的应用不论µ与取值如何，产品质量特性落在[µ3，µ+3]范围内的概率为99.73%。落在[µ3，µ+3]范围外的概率为199.73%=0.27%，落在大于µ+3一侧的概率为0.27%/2=0.135%1。9SPC10SPC4、控制图基础知识(1)、控制限的确定•上控制限：UCL=µ+3•中心线：CL=µ•下控制限：LCL=µ3(2)、控制图原理的两种解释•第一种解释：“点出界就判异”小概率事件原理：小概率事件实际上不发生，若发生即判异常。控制图就是统计假设检验的图上作业法。•第二种解释：“要抱西瓜，不要抓芝麻”质量波动的原因=必然因素+偶然因素（异常因素）–必然因素——始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的；–偶然因素——有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避免的。•休哈特控制图的实质就是区分必然因素与偶然因素的。控制限就是区分必然波动与偶然波动的科学界限。11SPC•(3)、预防原则–26字真经点出界就判异，查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准。12SPC•(4)、使用控制图应考虑的问题–a、控制图用于何处？–b、如何选择控制对象？–c、怎样选择控制图？–d、如何分析控制图？–e、点出界或违反其他准则的处理。–f、控制图的重新制定。–g、控制图的保管问题。13SPC•(5)、常用的控制图•a、Xbar–R控制图（计量值、正态分布）•b、不合格品百分率p控制图（计件值、二项分布）•c、不合格品数np控制图(计件值、二项分布)•d、缺陷率u控制图(计点值、泊松分布）•e、缺陷数c控制图(计点值、泊松分布）•f、DPMO控制图(计点值、泊松分布）14SPCXbar-R控制图是计量值最常用的、最重要的控制图•Xbar-R控制图的控制限x（bar）（均值）的控制限UCL=x+A2RCL=xLCL=x-A2RR(极差）的控制限UCL=D4RCL=RLCL=D3R15SPC•Xbar-R控制图的操作步骤•a、确定对象、抽取数据•b、合理分组•c、计算xi、Ri•d、计算x、R•e、计算R图的控制线、x图的控制线•f、将数据在图中打点并作图。16SPC•举例：测螺栓的扭矩，其规格为：150+/-50，控制扭矩的质量。17SPC•X1=(x1+x2+x3+x4+x5)/5•R图的控制线–UCL=D4R=2.114*14.4=30.4416–CL=R=14.4–LCL=D3R=0•x图的控制线–UCL=x+A2R=163.1+0.577*14.4=171.4088–CL=163.1–LCL=x-A2R=163.1-0.577*14.4=154.791218SPC19SPC•P图的控制线20SPC•DPMO的定义21SPC•DPMO图的控制线22SPC•C图的控制线23SPC•U图的控制线24SPC•计量值控制图与计数值控制图的比较–计量值控制图的最大的优点是灵敏度高,往往在真正造成不合格品之前已经及时发现异常；所需的样本容量比计数值控制图小很多；–在有多种判据的场合，若有任何一个判据不满足，就认为不合格时，则用计数值控制图处理比较简单。25SPC•多品种、小批量生产的控制ａ、加工制造业５0%以上属于多品种、小批量生产b、多品种、小批量关键在于批量小---数据少•解决途径将相似工序的数据，即同类型分布的数据，经过数学变换成为统一分布的数据，积少成多，在同一张控制图上进行控制。如：通用图法、相对公差法、固定样本容量法等。26SPC•相似工序a、同一类型的质量指标b、同一台或同型号设备c、同一类型的加工件d、同一组操作人员e、同一类型的操作f、在同一车间内，即同一个环境内。27SPC•通用图法应用标准变换使N(i,i),对所有的iN(0,1)在通用图上统一控制。•标准变换设统计量为y，则定义y的标准变换为：yT=为0、1变换•3方式的标准变换UCLT===3CLT===0,0LCLT===-3y-UCL-LCL-CL--28SPC三、接近零不合格品过程的控制原理（1）、接近零不合格品过程不合格品率极低，大量产品为合格品，偶尔有不合格品出现的生产过程，称为接近零不合格品过程。（2）、控制对象相邻不合格品间的连续合格品数取为控制对象29SPC（3）、判异准则a、若相邻不合格品之间的连续合格品数不大于n1,则判断过程异常；b、若接连出现的两个合格品数之和不大于n2，则判断过程异常；c、若接连出现的三个连续合格品数之和不大于n3，则判断过程异常；（4）、判稳准则a、连续25点，出界点数为0；b、连续35点，出界点数小于等于1；c、连续100点，出界点数小于等于2。30SPC四、质量诊断理论•生产线的分析a、道道把关型规则：不合格品不准送往下道工序不考虑上道工序的影响工序间互相独立优点：不考虑上道工序的影响，分析简单缺点：不适应流程式生产、有时限要求的生产。31SPCb、选控型规则：上道工序的影响或多或少的始终存在优点：符合实际、是更一般的模型。道道把关型仅是上道工序的影响为零的特例缺点：分析复杂两种质量概念简化分析。32SPC•两种质量a、总质量（totalquality）原材料生产线产品产品质量总产品质量其特点是为用户直接感受到。b、分质量（partialquality）该工序本身固有的加工质量，与上道工序无关。其特点是反映了该工序的工作质量。分质量只与人、机、法有关。c、两种质量的关系总质量{-----测量值分质量-----标准值上工序的影响33SPC•诊断----统计诊断a、应用控制图诊断---实时诊断总质量全控图分质量选控图（新式控制图）b、应用过程能力指数诊断----阶段诊断总质量总过程能力指数----Cp总分质量分过程能力指数----Cp分34SPC•过程能力指数的定义a、过程能力过程的加工质量满足技术标准的能力，是衡量加工内在一致性的标准，决定于质量因素人、机、料、环、法，与公差无关。稳态时，99.73%的产品落在(µ-3，µ+3)范围内，因此将过程能力PC定义为：PC=6b、生产能力加工数量方面的能力。c、过程能力指数---Cp过程能力满足产品技术标准（产品规格、公差）的程度。35SPC•双侧规格情况的过程能力指数T–技术规格的公差幅度；TU、TL–规格上、下限；--总体标准差、s---样本标准差Cp=T/6=（TU–TL）/6=（TU–TL）/6s当T=6，Cp=1，这时候既满足技术要求又很经济。36SPC•过程能力指数的评价标准37SPC•有偏移情况的过程能力指数定义分布中心与公差中心M的偏移为：=|M-|，与M的偏移度K为：K=/（T/2）=2/T，Cpk=（1-K）Cp=（1-K)*T/6（1-K)*T/6s