统计制程管制(SPC)1

統計製程管制(SPC)顧問師范秋明深圳方之见顾问2課程內容控制圖歷史說明控制圖說明控制圖原理說明控制圖種類及選擇說明正態分佈說明α,β風險說明普通原因、特殊原因說明使用控制圖注意事項X-R,X-S,X-R,X-Rm控制圖P,np,c,u控制圖Ca,Cp,Cpk,Pp,Ppk,Cmk指數說明什麼是MOTOROLA的6σ控制圖的判讀Casestudy3控制圖的歷史控制圖是1924年由美國品管大師W.A.Shewhart博士發明。因其用法簡簡單且效果顯著，人人能用，到處可用，遂成為實施品質管制時不可缺少的主要工具，當時稱為(StatisticalQualityControl)。4控制圖在英國及日本的歷史英國在1932年，邀請W.A.Shewhart博士到倫敦，主講統計品質管制，而提高了英國人將統計方法應用到工業方面之氣氛。就控制圖在工廠中實施來說，英國比美國為早。日本在1950年由W.E.Deming博士引到日本。同年日本規格協會成立了品質管制委員會，制定了相關的JIS標准QS9000的出现定位了SPC的地位；5SPC&SQCPROCESS原料測量結果針對產品所做的仍只是在做SQC針對過程的重要控制參數所做的才是SPC过程大于产品SPC是过程参数的监控：有的是自带（如模具的温度、电流、电压的指数等）6預防或容忍?PROCESS原料人機法環測量測量結果好不好不要等產品做出來後再去看它好不好而是在製造的時候就要把它製造好强调预防的重要：ISO900094版纠正与预防在一起而2000版要求纠正与预防公开7控制圖的目的管制和一般的統計圖不同，因其不僅能將數值以曲線表示出來，以觀其變異之趨勢，且能顯示變異係屬於機遇性或非機遇性(台湾称为机遇性、中国称为随机性)，以指示某種現象是否正常，而採取適當之措施。利用控制限區隔是否為非機遇性8控制圖種類(以數據來分)計量值控制圖平均值與全距控制圖平均值與標準差控制圖中位值與全距控制圖個別值與移動全距控制圖計數值控制圖不良率控制圖不良數控制圖缺點數控制圖單位缺點控制圖9“n”=10~25控制圖的選定資料性質不良數或缺陷數單位大小是否一定“n”是否一定樣本大小n≧2Cl的性質“n”是否較大“u”圖“c”圖“np”圖“p”圖X-Rm圖X-R圖X-R圖X-s圖計數值計量值“n”=1n≧1中位數平均值“n”=2~5缺陷數不良數不一定一定一定不一定控制圖的選擇10搜集數據繪解析用控制圖是否穩定繪直方圖是否滿足規格控制用控制圖尋找異常原因檢討機械、設備提升製程能力控制圖的繪製流程11控制圖種類(依用途來分)解析用控制圖決定方針用製程解析用製程能力研究用製程管制準備用管制用控制圖追查不正常原因迅速消除此項原因並且研究採取防止此項原因重複發生之措施。解析用穩定控制用12計量值的分佈表達位置：中心值形狀：峰態分佈寬度为什么是这样的图形；生产和实践的结合；实际与理论的差异13控制圖原理說明群體平均值=μ標准差=σμμ+kσμ-kσ抽樣718.221222)(eexkk无论σ如何变化（只要符合正态布）当K一定，对任何过程积分的结果都是恒定：当K为无穷大时，积分结果为1，但产品的公差不可能为无穷大14控制圖原理μ±kσ在內的概率在外的概率μ±0.67σ50.00%50.00%μ±1σ68.26%31.74%μ±1.96σ95.00%5.00%μ±2σ95.45%4.55%μ±2.58σ99.00%1.00%μ±3σ99.73%0.27%1568.26%95.45%99.73%μ+1σ+2σ+3σ-1σ-2σ-3σ正態分佈概率16中央極限定理),(2N24)4,(,4,2xmeanitNthennwhen39)9,(,9,2xmeanitNthennwhen17有限群體修正係數nENnxX)(then101if1)(then101ifNnNnXENnx18xxxx33xxx33中心線上控制限UCL下控制限LCL個別值的正態分佈平均值的正態分佈控制圖的正態分佈控制圖原理說明旋转90度19管制界限和規格界限規格界限：是用以說明品質特性之最大許可值，來保證各個單位產品之正確性能。管制界限：應用於一群單位產品集體之量度，這種量度是從一群中各個單位產品所得之觀測值所計算出來者。20製程的組成以及其波動的原因波動原因人機器材料方法測量環境21過程控制和過程能力控制滿足要求受控不受控可接受1類3類不可接受2類4類簡言之，首先應通過檢查並消除變差的特殊原因使過程處於受統計控制狀態，那麼其性能是可預測的，就可評定滿足顧客期望的能力。2223“α”及“β”風險說明“α”風險說明“β”風險說明24控制界限“α”值±σ32%±2σ4.56%±3σ0.27%±4σ0.005%平均值移動“β”值±σ97.72%±2σ84.13%±3σ50%±4σ15.87%“α”及“β”風險說明25控制圖設計原理0σ1σ3σ6σ2σ兩種損失的合計第一種錯誤損失第二種錯誤損失26控制圖兩種錯誤的分析對于僅僅存在偶然因素的情況下,由于點子越出控制界限外而判斷過程發生變化的錯誤,即將正常判斷為異常的錯誤是可能發生的.這種錯誤稱為第一種錯誤.當過程具有某種非偶然因素影響,致使過程發生程度不同的變化.但由于此變化相應的一些點子落在控制界限內,從而有可能發生判斷過程未發生變化的錯誤,這種錯誤稱為第二種錯誤.發生第一種錯誤時,虛發警報,由于徒勞地查找原因並為此采取了相應的措施,從而造成損失.因此,第一種錯誤又稱為徒勞錯誤.發生第二種錯誤時漏發警報,過程已經處于不穩定狀態,但並未采取相應的措施,從而不合格品增加,也造成損失.27CASESTUDY今有一製程，如今已知其製程中心已偏了2σ，請問其連續25點在控制限內的概率為多少？28使用個別值時，其分佈比較不近似正態分佈，且其檢出力較差。使用平均值時，其分佈比較近似正態分佈，且其檢出力較佳。平均值和個別值檢出力的說明29普通原因、特殊原因普通原因指的是造成隨著時間推移具有穩定的且可重復的分布過程中的許多變差的原因，我們稱之為：“處於統計控制狀態”、“受統計控制”，或有時簡稱“受控”，普通原因表現為一個穩定系統的偶然原因。只有變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才可以預測。特殊原因：指的是造成不是始終作用於過程的變差的原因，即當它們出現時將造成(整個)過程的分佈改變。除非所有的特殊原因都被查找出來並且採取了措施，否則它們將繼續用不可預測的方式來影響過程的輸出。如果系統內存在變差的特殊原因，隨時間的推移，過程的輸出將不穩定。30局部措施和對系統採取措施局部措施通常用來消除變差的特殊原因通常由與過程直接相關的人員實施大約可糾正15%的過程問題對系統採取措施通常用來消除變差的普通原因幾乎總是要求管理措施，以便糾正大約可糾正85%的過程問題31持續改進32過程改進循環PLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACT1、分析過程•本過程應做些什麼•會出現什麼錯誤•達到統計控制狀態•確定能力2.維護過程•監控過程性能•查找偏差的特殊原因並採取措施3.改進過程•改變過程從而更好理解普通原因變差•減少普通原因變差33控制圖的益處合理使用控制圖能供正在進行過程控制的操作者使用有於過程在質量上和成本上能持續地，可預測地保持下去使過程達到更高的質量更低的單件成本更高的有效能力為討論過程的性能提供共同的語言區分變差的特殊原因和普通原因，作為採取局部措施或對系統採取措施的指南。34使用控制圖的准備建立適用於實施的環境定義過程確定待管理的特性，考慮到顧客的需求當前及潛在的問題區域特性間的相互關係確定測量系統使不必要的變差最小35質量特性與控制圖的選擇為保証最終產品的質量特性,需要考慮以下幾個方面:認真研究用戶對產品質量的要求,確定這些要求那些與質量特性有關,應選擇與使用目的有重要關系的質量特性來作為控制的項目.有些雖然不是最終產品質量的特性,但為了達到最終產品的質量目標,而在生產過程中所要求的質量特性也應列為控制項目在同樣能夠滿足對產品質量控制的情況下,應該選擇容易測定的控制項目.用統計方法進行質量控制如無質量特性數據就無法進行.36質量特性與控制圖的選擇在同樣能夠滿足產品質量控制的情況下,應選擇對生產過程容易采取措施的控制項目.為了使控制最終取得最佳效果,應盡量采取影響產品質量特性的根本原因有關的特性或接近根本原因的特性作為控制項目.產品的質量特性有時不止一個,則應同時采取幾個特性作為控制項目.37使用控制圖的注意事項分組問題主要是使在大致相同的條件下所收集的質量特性值分在一組,組中不應有不同本質的數據,以保証組內僅有偶然因素的影響.我們所使用的控制圖是以影響過程的許多變動因素中的偶然因素所造成的波動為基準來找出異常因素的,因此,必須先找出過程中偶然因素波動這個基準.38時間質量特性製程的變化分組時的重要考慮讓組內變化只有偶然因素讓組間變化只有非偶然因素組內變異小組間變異大39使用控制圖的注意事項分層問題同樣產品用若干台設備進行加工時,由于每台設備工作精度、使用年限、保養狀態等都有一定差異,這些差異常常是增加產品質量波動、使散差加大的原因.因此,有必要按不同的設備進行質量分層,也應按不同條件對質量特性值進行分層控制,作分層控制圖.另外,當控制圖發生異常時,分層又是為了確切地找出原因、采取措施所不可缺少的方法.40複合層別的說明41使用控制圖的注意事項控制界限的重新計算為使控制線適應今后的生產過程,在確定控制圖最初的控制線CL、UCL、LCL時,常常需要反復計算,以求得切實可行的控制圖.但是,控制圖經過使用一定時期后,生產過程有了變化,例如加工工藝改變、刀具改變、設備改變以及進行了某種技術改革和管理改革措施后,應重新收集最近期間的數據,以重新計算控制界限並作出新的控制圖.42為何控制界限應延用43建立控制圖的四步驟A收集數據B計算控制限C過程控制解釋D過程能力解釋44建立X-R圖的步驟AＡ階段收集數據A1選擇子組大小、頻率和數據子組大小子組頻率子組數大小A2建立控制圖及記錄原始記錄A3計算每個子組的均值X和極差RA4選擇控制圖的刻度A5將均值和極差畫到控制圖上45取樣的方式取樣必須達到組內變異小，組間變異大樣本數、頻率、組數的說明46組數的要求(最少25組)當製程中心值偏差了二個標准差時，它在控制限內的概率為0.84那麼連續25點在線內的概率為：0128.084.02547每個子組的平均值和極差的計算11009899100982989998101973999710010098410010010199995101999910099平均99.698.699.410098.2極差3332248平均值和極差平均值的計算554321xxxxxxR值的計算minmaxxxR49Ｂ計算控制限B1計算平均極差及過程平均值B2計算控制限B3在控制圖上作出平均值和極差控制限的控制線建立X-R圖的步驟B50RDLCLRDUCLRCLRAXLCLRAXUCLXCLRRRXXX3422全距管制圖平均值管制圖kRRRRkxxxxxkk..........21321全距管制圖平均值管制圖管制圖RX51Ｃ過程控制解釋C1分析極差圖上的數據點C2識別並標注特殊原因(極差圖)C3重新計算控制界限(極差圖)C4分析均值圖上的數據點超出控制限的點鏈明顯的非隨機圖形超出控制限的點鏈明顯的非隨機圖形C5識別並標注特殊原因(均值圖)C6重新計算控制界限(均值圖)C7為了繼續進行控制延長控制限建立X-R圖的步驟C52控制圖的判讀超出控制界限的點：出現一個或多個點超出任何一個控制界限是該點處於失控狀態的主要證據U