SPC质量统计技术资料

SPC过程控制与统计技术上海质量教育培训中心第一章过程控制第一节过程控制概述第二节生产过程控制第一节过程控制概述一、过程的概念“将输入转化为输出的一组彼比相互关联和相互作用的活动”。1.过程的特征（1）任何一个过程都有输入和输出。（2）完成一个过程需开展一系列的活动。（3）完成一个过程必须投入相应的资源。（4）为确保过程输入的质量，需要对过程中的关键阶段进行必要的检查、评审、验证（5）每一个过程本身是价格增加的轮换。2.过程之间的两种输入和输出与产品有关的“产品流”和与信息有关的“信息流”。3.过程与质量管理体系的关系二、过程控制的概念1.过程控制的目的对影响产品质量的过程进行监测和调整，使过程处于受控状态，以保证过程的质量2.过程控制的对象（1）对投入过程的资源和活动进行控制。（2）对过程的输入和输出进行控制。3.两种过程控制技术（1）统计过程控制（2）自动过程控制技术三、过程控制的出发点出发点是预防不合格一、生产过程控制的目的1.产品质量波动的客观性2.影响产品质量波动的原因3.生产过程控制的目的第二节生产过程控制二、生产过程控制的要求分为两大类，一类是偶然因素，另一类是系统因素三、生产过程控制的内容1.人员的控制2.设备和工装的控制3.材料的控制4.工艺的控制5.环境的控制第二章常规控制图第一节控制图的原理第二节常规控制图的判断准则第三节控制图的应用第一节控制图的原理一、控制图的基本原理控制图是将显著性检验的统计原理应用于控制生产过程的一种图形方法。它是用于区分由异常原因所引起的波动和过程固有的随机波动的一种统计工具。1.基础知识——直方图[例]老师傅用车床车制机螺丝，要求其直径为10mm。为了了解老师傅的加工质量，抽查已经加工好的机螺丝100个，分别测得其直径数据100个，如表2-1所示。直观来看，看不出任何规律来，需要应用统计方法来加以处理，即分组，统计，作直方图。步骤1：找出最大值和最小值。步骤2：确定组数步骤3：确定组距步骤4：确定各组的边界步骤5：确定各组的频数步骤6：作直方图步骤7：对直方图的分析2.控制图的构造休哈特建议用界限μ±3σ作为控制限中心线（centralline，简记CL），对应均值μ；上控制限（uppercontrollimit，简记UCL），对应μ+3σ；下控制限（lowercontrollimit，简记LCL），对应μ-3σ；3.两类错误及其发生概率第一类错误：其发生概率记为α第二类错误：其发生概率记为β第一类错误又称虚发警报，第二类错误又称漏发警报。二、常规控制图类型（1）均值-极差图（Rx图）（2）均值-标准差图（sx图）（3）中位数-极差图（Rx~图）（4）单值-移动极差图（Rsx图）（5）不合格品率控制图（p图）（6）不合格品数控制图（np图）（7）单位产品不合格数控制图（u图）（8）不合格数控制图（c图）三、各种常规控制图的用途四、分析用控制图与控制用控制图（1）分析用控制图首要目的是寻找过程的稳态，还要分析过程的技术稳态。根据统计稳态与技术稳态是否达到，可以分为4种情况：（1）状态I：统计稳态与技术稳态同时达到，最理想。（2）状态II：统计稳态未达到，技术稳态达到。（3）状态III：统计稳态达到，技术稳态未达到。（4）状态IV：统计稳态与技术稳态均未达到，最不理想。（2）控制用控制图控制用控制图阶段的目的是保持稳态。控制用控制图阶段则可以进行实时控制，可以对每一组新收集到的数据，运用判异准则判断过程是否异常，即过程的总体参数是否发生变化。控制用控制图阶段不是无限制地进行下去，而是经过一个阶段的使用后，根据产品、过程的具体情况来确定。第二节常规控制图的判断准则一、变差的可查明原因的八种模式分析模式1：1个点落在A区以外模式2：连续9点落在中心线同一侧模式3：连续6点递增或递减模式4：连续14点中相邻点交替上下模式5：连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外模式6：连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区以外模式7：连续15点落在中心线两侧的C区内模式8：连续8点落在中心线两侧且无一在C区内第三节控制图的应用一、应用控制图需要考虑的问题1.应用控制图的基本条件2.控制图的应用条件3.控制对象的选择4.取样方法的确定5.控制图的分析原则6.控制图的保管问题7.控制图的使用和现有条件的变化二、计量控制图1.收集数据：以子组为单元收集数据2.计算控制限3.R图的分析4.图的分析xRx图[例]设某金属零件的长度是一个重要的质量特性。为对其进行控制，在生产现场每隔一小时连续测量n=5件产品的长度，数据为零件真正的长度与某一特定尺寸之差，将其填在表中（单位：丝）。（1）对每一子组计算ix与Ri（2）计算过程平均x与平均极差R：（3）计算x-R图的中心线与控制线限（4）作x图和R图（5）x-R图上显示：过程受控x-RS图1.概述2.数据的收集与处理3.计算控制限[例]某酸洗车间的产品质量与酸洗浓度关系密切，因此控制酸洗浓度不低于8%是关键，但浓度过高也会增加成本。由于浓度在短时间内不会改变，决定每隔2小时测量一次酸洗浓度，共测24次，其单值序列与移动极差序列见图的下方。三、计件控制图1.概述2.P图2.P图（1）第i个样本的不合格品率为：k,,,i,nnppiii21（2）计算过程平均不合格品率（3）对每一个样本计算上、下控制限[例]一个生产晶体管的公司决定建立不合格品率p图。每天生产结束后，在当天产品中随机抽取一个样本，并检查其不合格品数，这样连续26个工作日，获得的数据列于下表。对这组数据处理如下：a）计算每个样本的不合格品率pib）计算平均不合格品率c）计算每个样本的UCL与LCL四、计点控制图1.概述2.u图[例]有如下3个样本，其中方框表示一个单位产品。“×”表示其上的不合格。它们的单位不合格数可分别算得。（1）计算平均（单位）不合格数（2）对每一个样本计算上、下控制限（3）当样本量变化不大时，可用平均样本量n代替样本量（4）当样本量变化较大时，可采用标准控制图[例]汽车喷漆工段对各种型号汽车外壳喷漆，现对20辆汽车顶盖部分进行检查，发现汽泡数ci记于下表上。由于顶盖面积不同，把最小顶盖面积作为一个单位产品。其他汽车顶盖面积可折算为不同个数的单位产品niI,，结果也记于下表上。a）计算每个样本的单位不合格数ui，记于下表上b）计算平均不合格数c）计算每个样本的UCL与LCLd）作控制图五、标准值给定的控制图1.另一类控制图2.标准给定的控制图[例]茶叶进口商要对茶叶进行分装。包装主管希望通过控制分装过程，使每包茶叶的平均重量为100.6g，根据类似的分装过程，确定该过程的标准差为1.4g。第一节过程能力指数Cp和Cpk第二节过程能力指数与不合格品率的关系第三节过程性能指数Pp和Ppk第三章过程能力分析第一节过程能力指数Cp和Cpk一、基本假设1．过程稳定2．双边规范限LSL和USL能准确表达顾客要求二、过程能力过程能力是指过程加工质量方面的能力。三、过程能力指数Cp66TLSLUSLCp过程能力顾客要求过程能力指数是用来度量一个过程满足顾客要求的程度。[例]在用钢材弯曲成钢夹的产品中，其间隙的上、下规范限分别为（单位：cm）：USL=0.9，LSL=0.5890450400750650906......TCp四、Cp的估计2112411/niisxxns,c/sˆ或minmaxRxxR,d/Rˆ2[例]加工某金属轴，长度x为其质量特性。规范限为：USL=45.23mm，LSL=45.07mm现随机从生产线上抽取10个成品，测其长度（减去45mm）为：0.160.140.130.120.170.160.150.150.170.13样本均值x与样本标准差s为：14845.x，01750.s01809730017504...csˆs48101806074523456....ˆLSLUSLpCˆS五、实际过程能力指数Cpk3LSLCpL为单侧下限过程能力指数3USLCpU为单侧上限过程能力指数pUpLpKC,CminC为实际过程能力指数66TLSLUSLCp为潜在过程能力指数36MTCpKTM/TMk,CkCppK2213LSL,USLminCpKCpK≤Cp六、Cpk的估计ˆxMˆTˆLSLx,xUSLminCpK363[例]某部件的清洁度是愈小愈好的质量特性。顾客对此向生产厂提出规范上限要求：清洁度不能超过96mg。在生产线上经抽样测得：mgˆ,mgx124833112348963.ˆxUSLCpU[例]某金属材料的抗拉强度是愈大愈好的质量特性。顾客对此提出规范下限要求：抗拉强度不得低于32kg/cm2在生产线上经抽样测得：228138cm/kg.ˆ,cm/kgx11181332383..ˆLSLxCpL[例]螺纹钢板的切割过程经使用已达到受控状态，如图3-4所示，从控制图上可获得如下一些统计量：5215212n,.R,.x而其规格限为210±3，现要计算CpK值。3230.C,CminCpUpLpKCpK=0.323是很小的，显得严重不足9381516062072136..ˆTCp可见该过程的潜在能力是巨大的，挖掘潜力的关键在于把过程中心μ从212.5尽量调节到规范中心M=210附近。经研究，找到了调节因子，算偏移系数：166702652102102././TMk615193818333093811667011.....CkCppKCpK从0.323提高到1.614第二节过程能力指数与不合格品率的关系一、Cp与不合格品率之间的关系ppppCCCxPCxPLSLxPp3123232322二、Cpk与不合格品率P间的关系ppCkCkp1313第三节过程性能指数Pp和Ppk一、概述二、过程性能sˆPPLT66PC与Cp（或CpK）称为短期过程能力与短期过程能力指数长期过程能力称为过程性能（processperformance），记为PP。三、转换因子（1）若已知长期标准差σLT，则（短期）过程能力LTLTLT..PC54516（2）若已知短期标准差σST，则（长期）过程能力STSTST..PP57516[例]若已算得长期标准差02040.ˆLT，这时过程性能PP=0.1224，而过程能力为：091800204054516....PCLTLT四、过程性能指数长期的过程能力指数称为过程性能指数（processperformanceindex简称PPI）。潜在过程性能指数：LTpLSLUSLP6单侧下限过程性能指数：LTpUUSLP3单侧下限过程性能指数：LTpLLSLP3实际过程性能指标（其中μ为总体均值）：pLpUpKP,PminP[例]某金属轴加工的上、下规范限为：08102210.LSL,.USL若已算得总平均值15310.x，它可作为总体均值μ的估计，其长期标准差σLT=0.0204。由此可算得：1411224014002040608102210......Pp091061200670020403081015310153102210......,..minPpK