汉德SPC教材

1统计过程控制StatisticalProcessControl2008.12为什么要用统计过程控制•我们面对的“产品”，已经由单件的发展到了“成批”的。•对成批的产品，不可能对其全部母本进行分析和监控，唯一可行的办法是用对样本的分析和监控来替代对母本的分析和监控。这就需要“统计”。•没有什么结果可以不通过过程获得。所以最合理的做法是对过程，而不是对结果进行分析和监控。3为什么要用统计?•我们的一个理由是对PFMEA所确定的CC’s,SC’s和HIC’s要有一个“特殊控制”•另外，你听到过下面的情况有多少次：–供应商A的零件“在规范之内“，并且–供应商B的零件也“在规范之内”，但是–它们不能够匹配，因为：•零件A在它规范的高端，而•零件B在它规范的低端4为什么要用统计?•汽车的系统/子系统/零部件是被设计成使用统计公差的，这就意味着，按照定义，系统将受不了整个规范范围的变差。所以使用一个算术公差系统来生产所有的零件将是受到花费制约的，上面的情况就说明了这一点。问题：是什么导致这种不匹配的发生？回答：生产该统计公差零件的过程没有能力和/或不受在统计控制之中5为什么要用统计－公差的叠加•评审这个案例：如果零件图上的尺寸“D”的公差是+/-0.250mm，没有另外的检验过程，那么尺寸“A”，“B”，和d“C”必须得到控制；•但是，如果“A”，“B”和“C”没有被控制在公差之内，结果“D”也不会在想要的公差之内。-X-OP10AOP20B-A--X--A-OP30C零件图D=+0.250mm翻转零件6叠加－算术法制定公差-X-OP10AOP20B-A--X--A-OP30C零件图D=+0.250mm翻转零件使用算术法制定公差的值为：A=+/-0.125mmB=+/-0.100mmC=+/-0.025mmTotal(D)=+/-0.250mmA+B+C=D250.0025.0100.0125.07叠加－统计法制定公差-X-OP10AOP20B-A--X--A-OP30C零件图D=+0.250mm翻转零件使用统计法制定公差的值为：A=+/-0.20mmB=+/-0.12mmC=+/-0.08mmTotal(D)=+/-0.250mm)08.0()12.0()20.0(25.0222mmmmmmmm)()()(222CBAD8叠加公差制定－方法比较方法ABCD算术法（最保守/最昂贵）0.1250.1000.0250.250统计法（最不保守/最少花费）0.2000.1200.0800.250如何使一个用统计法制定公差的系统正常工作呢？1.确定少量SC’s*特性，这些特性都在零件与零件的结合点上。2.试着实现1.33Cpk值的过程能力-分布的绝大多数(99.73%)落在75%的公差范围内-分布的95%落在50%的公差范围内-分布的68%落在25%的公差范围内这给出了零件在前面所说的各自的变差情况下执行功能的最大可能性9关于控制：除了SPC之外尚可选择的方法•防错•自动补偿•过程后100%自动检验•过程后100%手工检验（仅用于短期项目）•……问题：你会接受一项只有有效性为75%的防错吗？回答：应该是不！但是，当我们接受一个没得到验证其指数的有效性的Cpk值时，我们却每天在干这样的活！10第一节：建立一些基本概念•质量：满足要求的程度。•过程：一组将输入转化为输出的相互关联相互作用的活动。•产品：过程的输出。（是单件吗？）•检验：？事后的检验能够满足对批产品的质量要求吗？做一个检验员，你够格吗？11检验练习TheNecessityofTrainingFarmHandsforFirstClassFarmsintheFatherlyHandlingofFarmLiveStockisForemostintheEyesofFarmOwners.SincetheForefathersoftheFarmOwnersTrainedtheFarmHandsforFirstClassFarmsintheFatherlyHandlingofFarmLiveStock,theFarmOwnersFeeltheyshouldcarryonwiththeFamilyTraditionofTrainingFarmHandsofFirstClassFarmersintheFatherlyHandlingofFarmLiveStockBecausetheyBelieveitistheBasisofGoodFundamentalFarmManagement.任务：在以下一段文字中数出字母表中排名第6的字母的出现次数。限时一分钟12第一节：建立一些基本概念从发现不合格品（产品控制）到预防不合格品的产生（过程控制）的进步：产品控制过程控制保持产品特性在公差范围内实现目标以变差最小为目标满足质量要求抽样验收统计工具控制图保持产出产品的质量改进策略保持质量和生产力的持续改进检测并抑制不合格品理念和目的防止不合格品的产生13第一节：建立一些基本概念许多质量工具，都是针对改进（制造）过程的。你知道有多少种质量工具？你掌握了几种？•过程流程图•PFMEA•控制计划•控制图•DOE•MR•R&M•模拟•供方资格•……14基本概念－关于统计统计过程控制是关于...•评价过程及产品特性的变差•采集数据（测量过程特性和产品特性）•分析数据（利用统计学和数据分析法）•基于统计分析，输出决策•按照基于数据所做的决策行动（了解过程如何运行）15基本概念－关于统计•计量型（计量类）数据。请举出一些可用计量型数据来描述的特性。•计数型（属性类）数据。请举出一些可用计数型数据来描述的特性。16基本概念－关于统计一组数值所含信息的总结：•数值分布的“中心”在何处？－位置－均值（平均值）－中位值•数值离开中心集中或分散的程度如何？－变差－极差－方差－标准差•数值分布的“形状”如何？－形状－与正态分布的相似程度－对称性（单峰/双峰）－偏斜度－平坦度（陡峭度）17基本概念－关于统计母本和样本过程的输出全部集合在一起称为母本。但母本数据往往是不可得到的（为什么？）。我们只能用来自母本中的样本来推断母本数据。这就涉及两个最重要的基本概念：什么样的集合可称为母本－构成母本的资格。什么样的样本可代表母本－抽样的方法，或构成子组的资格。如果我们的统计学从一开始就找错了对象，后果是什么？18基本概念－关于统计对样本的量度值（称为样本统计值）被用来作为实际群体参数的一种计算值。具体为：•用样本均值，来估算母本均值•用样本标准差S，来估算母本标准差•使用样本形状（即样本数值直方图的形状）来估算群体的形状。X19基本概念－关于统计用图总结数值：圆点图20基本概念－关于统计直方图：直方图是把圆点图中点的堆积用矩形表示的图。21基本概念－关于统计用Xbar和R总结数据•样本均值Xbar•抽样极差R极差为极大值减去极小值。R=9–2=722基本概念－关于统计•用Xbar和S总结数据抽样标准差S23基本概念－关于统计•下列三种对称分布都具有相同的均值;然而,每个都有不同的极差和标准差。24基本概念－关于统计25基本概念－关于统计R和S的关系•对于许多由加工而来的母本而言，极差大约为标准差的六倍，例如...26基本概念－关于变差两种类型的变差•普通原因变差是过程中始终存在的变差。当过程中仅存在普通原因变差时，系统是稳定的和可预测的。－试图通过“微调”过程来减少普通原因变差通常是很困难的。－在多数情况下，普通原因变差仅能通过显著改变过程本身来减少。－降低普通原因变差的主要责任在管理者。27基本概念－关于变差•特殊原因变差是指过程，产品或服务特性之中那些由“异常”或“外部”事件引起的，在普通原因变差之外的变差。这些特殊原因使得过程不可预测。－特殊原因变差往往可以通过对生产过程的调节来剔除。－剔除特殊原因变差不需要过程本身的显著改变。－通常，可由生产过程操作工和主管对剔除特殊原因变差负主要责任。28基本概念－关于变差􀂄统计过程控制的基本方程是...•生产输出的总变差=特殊原因变差+普通原因变差“就我的经验而言，我可以这样估计，大多数问题和大多数改进的可能性加起来大约是这样的比例：－94%是普通原因；它们归于系统（管理的责任）－6%是特殊原因（操作工的责任）”W．EdwardsDeming29基本概念－受控和失控受控的和失控的生产过程•满足下列条件的过程称为受控（或稳定）－对时间而言，过程输出分布的“中心”位置没有改变,并且－对时间而言，过程输出分布的“离散度”（或分布范围）没有改变。•如果出现下列情况，则称为过程失控...－对时间而言，过程输出分布的“中心”位置有了改变,或者－对时间而言，过程输出分布的“离散度”（或分布范围）有了改变。30基本概念－受控所有变差都是普通原因影响的结果没有（或者说极少的）特殊原因变差在过程中存在31基本概念－失控predictiontime一定是有什么改变了！32基本概念－受控和失控•过程受控（稳定）并不意味着其中心值在期望(目标值)上。过程中心值没有变化.过程的分散没有变化.过程是稳定的.但过程的中心不在期望上.33基本概念－受控和失控•过程稳定并不能保证零缺陷（能力不足）：过程中心值没有变化.过程分散程度没有变化.过程是稳定的.过程能力是不够的.(许多产品是落在规格线外的).34基本概念－受控和失控Hastheprocesschangedchangeinlocationchangeinwidthchangeinshape35持续改进•提高质量和提高生产率有许多途径，其中大多数都属于这样或那样的变差降低程序。•特殊原因变差是由过程中的某些偏差或反常事件所致。因此，发现此种情况时，几乎总能排除它。实际上，发现和排除特殊原因变差通常属于操作工或主管的职责—并且通常就在产生问题的地方进行。•普通原因变差不是一个短期的问题。它几乎总是源于非常基本的，过程设计中的结构性“缺陷”。36普通原因变差与特殊原因变差的对比普通原因特殊原因系统缺陷特点过程细节错误所有输出影响范围部分输出众多小的原因根源几个主要原因稳定并可预测过程行为偶发，不可预测85%-95%占总变差的多少5%-15%需要重大改变改进措施需要细节改变管理层责任操作者/主管37基本概念－关于分布○生产输出的测量值●样本均值38基本概念－关于分布比较X和的分布•均值X和具有相同的均值：和都用来估算；称为的无偏估计值。XXXXXXXXX39基本概念－关于分布•标准差分布的标准差与X分布的标准差有如下的关系：注意：－抽样组成的子组规模越大，子组与子组之间的变差就越小；－生产输出的越大，子组与子组之间的变差就越大。XXXnXX1)(2nXXi40基本概念－关于分布•形状－X分布的形状就可能是任何形状，并且通常就是这样。－的分布，形状是正态的，或大致是正态的。－一个分布是否近似正态，可用三个百分比来作出操作性的判断。X41基本概念－关于分布•正态分布：均值不同而标准差相同：42基本概念－关于分布•正态分布：均值相同而标准差不同：43基本概念－关于分布44基本概念－关于分布•设是一组n个独立的随机变量，来自同一个任意的概率分布，母本有平均值和方差，考虑样本平均值：当时，平均值的分布达到正态分布1,,nXX1,,nPxxXn中心极限定理2XnXXnii1XnNXX,45基本概念－关于分布考虑下面两个分布:PopulationPopulation46基本概念－关于分布抽样得到的子组均值的分布，注意n＝1：XSamplesize=1Samplesize=147基本概念－关于分布n＝2：Samplesize=2Samplesize=248基本概念－关于分布n＝5:Samplesize=5Samplesize=549基本概念－关于分布n=10:Samplesize=10Samplesize=1050基本概念－关于分布Samplesize=1Samplesi