SPC高级课程

SPC高级课程讲师：Rich2003/12/18第一篇SPC统计过程控制概论•SPC发展史•SPC的功能•SPC的主要内容•SPC之架构•SPC成功运作的条件•SPC运作的难点•SPC首推运作流程SPC的发展史•SPC是（StatisticalProcessControl)的缩小；•中文意思为“统计制程管制”（台湾称法）“统计过程控制”（大陆称法）•是利用统计学的原理，对制造业在制程中的品质进行管制，以达到尽可能第一次把品质做好。（可以应用到任何一个有大量数据产生的地方，如财务分析等）•1924年美国休哈特发明管制图；•二战期间，美国军方提出MIL—STD—105E和MIL—STD—414（抽样计划）•二战结束后，戴明到日本指导品质，得以广泛应用。SPC的功能•看清品质状况，提前发现问题•找出问题根源，少花钱办好事•减少报表麻烦，满足客户要求•提升生产效力，降低品质成本SPC的主要内容•计数值以计产品的不良件数或点数的表示方法，数据在理论上有不连续的特性，故称之为离型变量；•抽样计划采用每批抽取样本，如MIL—STD—105E（GB2828）•计量值指产品须经过实际量测而取得的连续性实际值，并对其做数理分析，以说明该产品在此量测特性的品质状况的方法。•抽样计划采用每固定时间抽取4—20个样本量测，如MIL—STD—414（GB6378）基本资料设定计数值数据输入计量值数据输入普通管制分析PPM/不良推移单品质特性图多品质特性图表尾资料设定量测单位设定层别条件设定连接仪器设定栓验作站设定缺点代码设定缺点类别设定产品类别设定产品资料设定制程能力分析图CPK推移图ƠaChart制程式标准差分析图ƠsChart规格标准差分析图KơChartK倍标差管制图HistogramChart直方图Median-RChart中位数全距管制图X-RmChart个别值与全距管制图Xbar-SChart平均数标准差管制图Xbar-RChart平均数全距管制图柏拉图U-Chart单位缺点数管制图C-Chart缺点数管制图NP-Chart不良数管制图P-Chart不良率管制图PPM推移图不良率推移图多品质特性图SPC架构特殊原因与一般原因•特殊原因是指由于制程中某一个小部位的突发变异产生的问题，难以预料，只有一经发现，由现场人员立即判断并处理。•不在统计制程管制下。•由偶然因素产生，事先无法预测。•一般原因是指由目前整体因素变异产生的问题，可以预测，问题要由各相关部门协助共同解决。•制程中变异因素在统计的管制之下，产品特性有固定分布。成功推行SPC的条件•最高管理层的大力支持；•中层干部有能力分析各种SPC图形，在有良好品质观念的基础上及时分析图形；•做一份详尽、全面、系统的SPC系统规划；•建议用专业软件来做；•数据收集要真实、适时SPC运作的重点与难点•相关人员的教育训练；•全面的一个系统规划；•适时收集数据；•适时监控图形；•问题改善；•形成标准。•全厂SPC系统规划，如各部门的抽样计划•图形分析，还要能正确地分析和判断出品质状况；•找到改善方案；•形成书面措施第二篇图形制作技术•数据收集；•各项品质指标；•Xbar-R平均数全距管制图•P-Chart不良率管制图•NP-Chart不良数管制图•U-Chart单位缺点数管制图•CPK推移图等等计量值数据收集——主要对产品的重要特性按一定时间间隔抽取一定的样本，然后进行量测，再将量测值做处理。每次抽样数大部份产品采用5-20管制点一般为设计时设定的重要特性或客户要求的重要尺寸各项层别条件数据条件项目抽样频率一般为每2小时或4小时时间段选择产品相关项目MIL-STD-414和GB6378数据筛选数据收集项目抽样计划统计学基本概念与基本理论一组距一组数据中的最大值减去最小值R=MAX—MIN作用：可以看出这组数的精密度，并判断出这组数据的制程幅度有多大。二平均数（Mean,常用Xbar或X表示）把一组数据全部相加，再除以该组数据的个数。X=（X1+X2+……Xn)/n注意：平均数的小数字数一定要取到比样本数小数字数多一位。三中位数（Median,用M表示）把一组数据先按大小顺序排列起来，然后取最中间一位。若该组数据为奇数，则取最中间一位，若该组数据为偶数，则取中间两位的其中一位。如：数据X1、X2、X3……Xn是按从大到小顺序排列，则：X（n+1)/2(n为奇数）M=或X（n/2)或X（n/2+1)四方差（Ơ2，有时用S表示）由该组数据中每个数据减实际平均数平方的和再除以该数组数据的个数（n)。∑（Xi—Xbar)2n—1注：有些书上可能是除以n(样本数在50以下时），方差越小越好Ơ2=五标准差（S）直接由方差开平方得来。S=Ơ=√（∣X1—X∣2+∣X2—X∣2+……+∣Xn—X∣2）/n—1注：有些书上直接使用n。在SPC软件中，有两种标准差，一个是规格标准（Ơs），另一个制程标准差（Ơa）。Ơa是统计学上的标准差概念，由上述公式计算得来；Ơs是品管中为便于比较而引进的，计算方法为：Ơs=（USL—LSL）/6管制界限•管制中心线（CL），是实际数据的平均值（即CL=Xbar）；•管制上限（UCL），Xbar+3Ơ；•管制下限（LCL），Xbar—3Ơ；注意：如管制上下限都在规格上下限之间，表明制程能力很好，生产能力在管制范围之内，很少甚至没有不符合规格的产品。若超出或偏离规格上下限，表明制程有问题，有可能出现不良品。3Ơ示意图LCLLSLSLCLUCLUSL1ơ1ơ2ơ3ơ2ơ3ơ批注:3ơ是99.73%批注:3ơ是99.73%6Ơ示意图CLSLLCLLSLUCLUSL1ơ2ơ3ơ4ơ5ơ6ơ6ơ5ơ4ơ3ơ2ơ1ơ批注:6ơ是99.99%批注:6ơ是99.99%品质指标•准确度（是一种制程能力指数，用Ca表示）；•精密度（也是一种制程能力指数，用Cp表示）；•制程能力指数（CPK）；•百万分之不良数（PPM）；•产品综合制程指数（Z）。产品计量值的规格单边规格下限单边规格上限规格中心偏移规格中心不偏大于5000V小于100PPM10+0.3-0.110+/-0.3范例只有规格下限；用于可靠性上较多只有规格上限；用于可靠性上较多中心线不在中心；部份符合正态分布中心线为上下限中心；标准与理想类型；符合正态分布原理部份特点规格下限规格上限上下规格限中心线上下规格限中心线拥有规格限定单边规格双边规格规格类型规格类型单边规格双边规格单边上限规格单边下限规格规格中心不偏规格中心偏移准确度1•2倍的实际平均值与规格中心的差再除以6倍的规格标准差或规格上下限距离（单边规格时只能用3倍的标准差计算）；规格中心值不偏移时：Ca=2（X-SL）/USL-LSL=X-SL/SL-LSL=X-SL/USL-SL注意：如出现负号，则表示偏左，无符号则表示偏右，Ca是个纯指数，一般不能大于0.3，正常情况应小于0.1,理想值为0。不能大于1，大于1时，应用*号表示，即制程与规格完全不符。准确度表示制程特性中心位置的偏移程度，值为0，即不偏移，值越大偏移越大，值越小偏移越少。准确度2•规格中心值偏移时Ca=∣(CL-SL)∣/(USL-SL)(CL在SL右边）当USL=SL，Ca就无值，用*表示，即规格与制程严重不符。Ca=∣(CL-SL)∣/(SL-LSL)(CL在SL左边）当SL=LSL时，Ca无值，用*表示，，即规格与制程严重不符。准确度3•单边规格因为无中心值，所以无Ca，用*表示。•Ca指标示意图如下：LSLLCLUCLUSLSLCL精密度（Cp）1•双边规格：规格上下限距离除以6倍的标准差。Cp=(USL-LSL)/6Ơa=(USL-LSL)/(UCL-LCL)=(USL-SL)/(UCL-CL)=(SL-LSL)/CL-LCL)Cp指标示意图如下：USLUCLCLSLLCLLSL精密度（Cp)2单边上限规格Cp=(USL-CL)/3Ơa=CpULSLCLUCLUSL精密度（Cp)3单边规格下限Cp=(CL-LSL)/3Ơa=CpLLSLLCLCLUCL制程能力指数Cpk当平均值与公差中值不重合时，Cp容易出现假象，须计算Cpk:•双边规格Cpk=(1-Ca)×Cp•单边上限规格Cpk=CpU=Cp•单边下限规格Cpk=CpL=Cp1.67＜Cpk＜2工序能力充足；1.33＜Cpk＜1.67工序能力可靠；1.0＜Cpk＜1.33工序能力正好；Cpk＜1.0工序能力不足。用1减去准确度，再乘精密度PPM（DPPM）的计算1计数值的PPM计算：PPM=不良数/抽样数×1062计量值的PPM计算：PPM=[∮（USL-UCL）/（USL-LSL）+∮（LSL-LCL）/（USL-LSL）]×106Xbar-R平均数全距管制图•解析管制图：是根据实际量测出来的数据，经过计算出管制图上下限之后画出的。主要用来对初期品质测定和监控，一般要有7——10个点以上才能作出估计；•制程管制图：是根据之前的历史数据或经验或相似的标准，作为管制图的界限。可以用之前较好的或标准的界限来衡量近期的品质状况。解析管制图的制作步骤一将数据（包括平均数和组距）列表0.0510.0010.0110.02109.979.9816:3870.0710.0410.0910.0410.0210.0210.0515:3060.29.999.9710.099.9101014:2150.1010.0810.0210.1210.110.0610.0911:3040.1110.0110.07109.9810.029.9610:0330.0510.019.9810.031010.0110.029:2020.0810.0110.039.9810.059.97108：581RXBarNO5NO4NO3NO2NO1检验时间序号二计算出平均数和全距的中心线•方法一：平均后再平均X=(X1+X2+……+Xn)/n=CLR=R1+R2+……+Rn/n=CL•方法二：全体平均X=全体数据总和/全体数据个数=CLR=全体数据最大值-全体数据最小值/数据组数=CL三计算平均数和全距的上下管制线第一种：查表法第二种：计算法（略）XUCL=X+A2RXCL=XXLCL=X-A2RA2为常数，查表可得RUCL=D4RRCL=RRLCL=D3RD3、D4为常数，查表可得平均数差距A2、D4、D3常数表0.8991.6930.3071.6180.3820.8500.249130.9211.7170.2831.6460.3540.8860.266120.9451.7740.2561.6790.3210.9270.285110.9751.7770.2231.7160.2840.9750.308101.0101.8160.1841.7610.2391.0320.33791.0541.8640.1361.8150.1851.0990.37381.1091.9240.0761.8820.1181.1820.41971.1842.004-------1.9700.1031.2870.48361.2902.114-------2.089------1.4270.5575E2D4D3B4B3A3A2N注：以上数据以3倍标准差为基础；N为每组之样本数。四制作图形0.0080.0210.0130.1480.10.0550.0840.0290.0710.0390.0420.040.0330.0190.034标准差0.020.050.030.40.20.10.20.070.1980.10.110.10.070.050.08全距10.0029.99610.0129.98109.949.9210.0449.99410.07810.0069.9929.98610.00810.006平均值151413121110987654321组数0.0660.16702.5292.539-0.00400.1190.4019.8919.99810.119.51010.5SGMaSGMsPPMCpkCpCaRLCLRBARRUCL