Sunrise SPC培训教材

1SPC统计过程控制理论培训教程深圳市斯瑞通科技开发有限公司2SPC是奠基于1910年代费雪爵士（SirRonaldFisher)所发展出来的统计理论，1924年修华特博士（Dr.W.A.Shewhart)在贝尔试验室研究产品品质特性之次数分配时发现了管制图，1932年英国邀请修华特博士到英国主讲管制图，从而提高了英国将统计的方法应用到制造业的气氛。1940年前后，美、英两国将管制图的方法引进制造业，并应用到生产过程中，当时管制图的应用不但与其他品管方法同样简单，而且效果显著，被各业界所认同。二次世界大战后，日本是战败国，一切资源用尽等待复兴重建，但在生产过程中缺乏维持高品质的方法。为了找到提高产品质量的方法，日本于1950年6月请戴明博士（Dr.Deming）到日本做“八日品质管理讲习会”。SPC基础理论--SPC起源与发展历程3从此之后，日本利用SPC的技术与观念来提升其产品的品质与生产力，同时降低生产成本，在国际的市场中逐渐地崭露头角，并吞食了相当一部分美国在各地所占有的市场。而在1979年美国国家广播公司（NBC）制作了一部[日本能，为何我们不能]的影片，在美国引起极大的震撼，并唤醒了以汽车工业为首的注意，开始将SPC的理论与观念应用于制造程序中，用以维持与改善产品的品质，使得SPC在美国才得获以重生。而SPC的推动，首先由福特（FORD）汽车向其协力厂要求开始，并逐渐获得协力厂商的响应，而其成果的回收则是值得肯定的。随着国际化的发展，加上美国三大汽车厂对SPC的重视，故导致所有的协力厂必需执行SPC，否则难以进入其协力厂系统。另外ISO-9000系列亦将统计技术列为其审核项目之一，推动了SPCEC在整个制造业的应用和普及。SPC基础理论--SPC起源与发展历程4SPC是英文“Statisticalprocesscontrol”的缩写，它的中文意思是“统计过程控制”。Statistical：统计，以概率统计学为基础，分析数据、得出结论；Process：过程，有输入-输出的一系列的活动；Control：控制，做出调节和行动；经由过程去收集资料，而加以统计分析，并从分析中得以发现过程的异常，再由问题分析以发掘异常的原因，并针对异常原因立即采取改善措施，使过程恢复正常－－维持。并通过过程能力调查与标准化，以不断提升过程能力－－改善。SPC基础理论--SPC定义5SPC基础理论--SPC中的过程材料机器人方法测量环境过程产品/服务6SPC基础理论--品质失败的结果过程波动引起品质不良报废返工停工加强检验内部成本高的检验成本重复修理存货增多维护成本升高返工市场份额下降资金周转期长客户失望外部成本71.群体与样本以样本数据为根据而希望加以处理的对象，谓之群体(population)，为某种目的而从群体中抽取的一部分，谓之样本(sample)。(1).抽样检验推定群体的品质有限群体群体批样本数据样本数据SPC基础理论--群体与样本8(2)制程管制制程解析实验计划制程无限群体有限群体样本数据群体批样本数据生产抽样测定SPC基础理论--群体与样本9(3)群体(制程)与样本间的关系自制程取样检查之目的是藉样本来了解群体(制程)，品质人员无法直接了解群体是何种状态，除非把群体整个检查，这是不可能的事，于是利用样本来推定群体，那么所取的样本必须合理，否则将失去其意义。样本与群体之间的关系分述如下：设X为样本平均，u为群体平均s=σe为样本标准差，σ为群体标准差SPC基础理论--群体与样本10(4)群体与样本关系的图形表示SPC基础理论--群体与样本总体样本总体样本我们可以通过两种方式来考虑总体与样本的关系就实际意义讲，样本是总体的次集合从统计方面看，选择恰当的样本应反映出总体11SPC基础理论--数据收集与整理群体样本结论数据抽样统计分析测试行动12抽样方法SPC基础理论--数据收集与整理系统随机抽样分组抽样每一小时在该点抽3个样本随机抽样每个均有被选上的相等机会层别式抽样总体被“层别”成几个组,在每个组内随机选择.行进中的过程每隔n个柚样随机性----从总体中抽取的样本设计应使总体中每一个都有同等机会抽中代表性----作为同一总体中其它样本的实例13SPC基础理论--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σ(Sigma）用于代表标准差的希腊字母标准差(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14SPC基础理论--常用术语解释名称解释中心线（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。15SPC基础理论--常用术语解释名称解释普通原因（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。16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。例如：操作者细微的不稳定性设备的微小振动、车床转速、进给速度、刀具的正常磨损同批材料内部结构的不均匀性用同一量测器,由同一人量测同产品数次,在短期间量测差异.其它如：气候及环境之变化特殊原因：（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。例如：操作者未遵照操作标准而操作.虽然遵照操作标准,但操作标准不完善.刀具的严重磨损SPC基础理论--普通原因和特殊原因17原因分类变异的情形对产品的影响是否值得查原因普通原因一定有，而且很多并无法避免微小,不明显在某些情况下不值得特殊原因很少或没有，或不允许存在明显而巨大值得而且可以找到,必须进行纠正和改善普通原因与特殊原因的区别SPC基础理论--普通原因和特殊原因18SPC基础理论---普通原因变差普通原因变差定义由于普通变异形成的变差特征1、影响过程中每个单元2、在控制图上表现为随机性3、没有明确的图案5、但遵循一个分布6、是由所有不可分辨的小变差源组成7、通常需要采取系统措施来减少如果只存在变差的普通原因，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范围目标直线预测19SPC基础理论--特殊原因变差特殊原因变差定义由于特殊变异形成的变差特征1、间断的、偶然的，通常是不可预测的和不稳定的变差2、在控制图上表现为超出控制限的点或链或趋势3、非随机的图案4、是由可分派的变差源造成，该变差源可以被纠正范围目标直线预测如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定20SPC基础理论--计数值和计量值计数值---离散型不能用量具，仪表来度量的非连续性的零或正整数值。NO-GOGOFAILPASS电气电路数量单价说明金额1$10.00$10.003$1.50$4.5010$10.00$10.002$5.00$10.00送货单错误21SPC基础理论--计数值和计量值超几何分布：有限总体无放回抽样P(d)=CdCn-dCnNDN-D二项分布：总体无限有放回抽样(批量N=1000)P(d)=nCdpd(1-p)n-dPoisson分布：λdeλk!P(d=k)=计数值的变异规律：22SPC基础理论--计数值和计量值计量值---连续型可以用量具，仪表等进行测量而得出的连续性数值，可以出现小数。计算器溫度温度计卡尺23SPC基础理论--计数值和计量值计量值的变异规律---正态分布正态分布中，任一点出现在1σ内的概率为P(μ-σXμ+σ)=68.27%2σ内的概率为P(μ-2σXμ+2σ)=95.45%3σ内的概率为P(μ-3σXμ+3σ)=99.73%24我们如欲推动SPC有一个观念是须先确立的，因SPC它不只单是一个统计技术也是一个制程系统，向后延伸至成品出货管制系统，所以欲推动SPC时，必须要先从整个系统设计开始，方能达到维持制程与提高制程能力的目的.而事实上，每一个公司的历史背景、文化、组织气候皆有所不同，所以在系统的设计上必有所不同，当然在统计技术这方面已成为一个世界性的语言了。故我们在此所提供之SPC的应用步骤，仅为业界参考，可根据公司之现状与组织气候酌为调整。在此要强调的为：SPC不是一个观念,而是要行动的,希望大家能够实际的去施行这是最重要的一点。SPC基础理论--建立统计过程控制的步骤25步骤一：确立制程流程－－首先制程程序要明确,依据程序绘制制造流程图,并依据制造流程图制订工程品质管理表。步骤二：决定管制项目－－如果把所有对品质有影响的项目,不论大小、轻重缓急一律列入,或把客户不很重视的特性一并管制时，徒增管制成本、浪费资源且得不偿失。反之，如果重要的项目未加以管制时则不能满足设计者、后工程与客户的需求,，则失去管制的意义。SPC基础理论--建立统计过程控制的步骤26步骤三：实施标准化－－欲求制程管制首先即得要求制程安定，譬如在风浪很大的船上赛球，试问能否确定谁技高一筹，故制程作业的安定是最重要原因,应建立作业标准，并透过教育训练使作业能依此标准进行。步骤四：制程能力调查-----为了设计、生产、销售客户满意且愿意购买的产品，制造该产品的制程能力务必符合客户的需求，因此制程的能力不足时，必须进行制程能力的改善，而且在制程能力充足后还必须能继续维持，所以在品质管理系统中制程能力的掌握是很重要的。SPC基础理论--建立统计过程控制的步骤27步骤五：管制图的运用-----SPC的一个基本工具就是管制图，而管制图又分计量值与计数值管制图，其内又分各种类的计量值与计数值管制图，所以如何选用适当的管制图，并将管制图上的三条线划好，是做好SPC的重要作业。步骤六：问题分析解决----制程能力调查与管制图可提供问题的原因是由机遇原因或非机遇原因所造成，但无法告知你确切的原因为何？及如何解决问题？而问题解决的技巧，在于依据事实找出造成变异的确切原因，并提出对策加以改善,及如何再发防止。SPC基础理论--建立统计过程控制的步骤28步骤七：制程之继续管制-----经过前述6个步骤，确认制程能力符合客户的需求，且管制图上的点未超出管制界限时，则可将此管制界限沿用作为制程之继续管制。但当制程的条件如有变动时如机器、材料、方法等产生变动时，则须回到步骤三，不可沿用原先之管制界限以管制制程。SPC的应用步骤其流程图如下图:SPC基础理论--建立统计过程控制的步骤29一、确立制造流程二、决定管制项目三、实施标准化五、管制图的运用六、问题分析解决七、制程之继续管制六、问题分析解决四、制程能力调查Ca、Cp、CpkCpk=1Cpk1制程条件变动时SPC基础理论--SPC应用流程图301.管制图的定义:一种以实际产