统计过程控制SPC--培训

统计过程控制知识与应用统计过程控制简介控制图原理控制图如何操作目录“统计过程控制就像房屋中的烟雾探测器：只要这种装置备有电池，并且被正确安置以及旁边有人监听，那么它就可以提前发出警报使你有足够时间阻止房屋起火”——《6Sigma管理法追求卓越的阶梯》一、统计过程控制简介统计过程控制是什么？统计过程控制（SPC）：StatisticalProcessControl的英文简称S（Statistical）统计：以统计学的方法分析数据P（Process）过程：有输入-输出的一系列的活动C（Control）控制：事物的发展和变化保持稳定统计过程控制（SPC）定义：是一种使用诸如控制图等统计技术来分析制造过程，以便采取适当的措施，为达到并保持统计控制状态从而提高制造过程能力的质量控制方法。一、统计过程控制简介休哈特博士与戴明博士合写了《品质观点的统计方法》。戴明到日本演讲，介绍了SQC的技术与观念。192419391945休哈特博士在贝尔实验室发明了控制图二战后美英将控制图方法引进制造业，并应用于生产过程。2000美国福特、通用等对SPC很重视，所以得以广泛应用。ISO9000（2000）体系亦注重过程控制和统计技术的应用。1950起源与发展一、统计过程控制简介1980统计过程控制简介控制图原理控制图如何操作目录二、控制图原理小张是公司最好的司机之一,有一天他吹牛说“我开车开得总是那么直,无论路面状况如何”,他的同事要求他示范表演,否则小张请吃饭.怎么样证明呢?有人建议“小张的车总是漏油,我们可以以此来跟踪决定他是否开得直”二、控制图原理看一下开车后的鸟瞰图,小张开车直吗?二、控制图原理想一想:油是怎样滴下来的?如果卡车静止不动,油也会滴在同一个地方吗?这就是所谓的自然变异或称之为普通原因。二、控制图原理油滴之间的变化油滴之间的变化加上风的作用油滴之间的变化加上风的作用,以及方向盘控制的变化确定控制限二、控制图原理由方向盘引起的变化是什么呢?它真的影响开车的直线程度吗?是否存在方向盘控制引起的的特殊原因？二、控制图原理质量波动质量波动是生产过程中的固有本质，具有客观必然性。统计过程控制的任务，是要把质量特性控制在规定的波动范围内，能够稳定的生产合格产品。生产过程中产品质量的波动是由普通原因与特殊原因造成。控制图是将一个过程中收集的样本数据按顺序绘点的一种图示技术。用以判别生产过程是否处于控制状态,区分质量波动是由普通原因引起还是由特殊原因引起。普通原因又称偶然性原因、一般原因，指那些始终作用于过程的各种波动来源。•人：一定的熟练度下的微小差异•机：一定的精度下的微小变化•料：一定的稳定性下的微小变化•法：一定的操作规范下的微小变化•境：一定的环境条件下的微小变化微小的始终存在的不可控的随着时间的推移，一个过程中的普通原因会产生一个稳定的且可重复的分布，称之为处于统计上受控制的状态，或者简称受控。一个受控的过程是可预测的。普通原因二、控制图原理特殊原因又称系统性原因、异常原因，这些因素通常是间歇的、不可预测的。•操作人员的更换•刀具崩刃•新的原材料•操作程序变更机器故障……非固有的有时存在有时不存在可去除当发生特殊原因是，过程的输出将不稳定，处于统计上的不可控状态。除非变差引起的特殊原因都被识别出来并采取了措施，否则他们继续以不可预测的方式来影响过程的输出。特殊原因二、控制图原理普通原因二、控制图原理过程稳定/受控过程不稳定、不受控特殊原因点在控制限内点超出控制限控制图的作用是：当出现变差的特殊原因时提供统计信号，和当不存在特殊原因时避免错误信息。特殊原因特殊原因时间UCLLCL二、控制图原理如果仅存在变差的普通原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围99.73%95.45%68.26%231123控制图构成控制图是以正态分布中的三个标准差为理论依据。控制图是把正态分布旋转90°后，在平均值处绘成中心线，以平均值加减三个标准差(±3)为上、下控制界限；以随时间变话的样品号为横坐标，以质量特性值为纵坐标。891011LCLCLUCLμ+3σμ-3σμ样本旋转90°二、控制图原理规格界限VS控制界限规格界限(USL、LSL)：用以说明质量特性之最大许可值（公差），来保证各个单位产品的正确性能。控制界限(UCL、LCL)：控制限就是异常波动已经消除，只剩下偶然波动（正常波动）的控制界限，当异常波动发生时，点就会落在界外。USLUCLLCLLSL二、控制图原理控制图的两种类型(1)分析用控制图。识别和消除过程变差的特殊原因，若发现异常，采取措施，使工序处于稳定状态；若工序稳定，则(2)控制用控制图。当判断工序处于稳定状态后，验证过程持续运行的稳定性。实时的对特殊原因进行分析和采取行动。分析用稳定控制用二、控制图原理国标GB/T4091—2001《常规控制图》中规定了8种界内点排列不随机判异准则。国标将控制图等分为6个区域，标号分别为A、B、C、C、B、A，每个区宽1σ。其中两个A区、B区及C区都关于中心线CL对称。此8种判异准则主要适用于均值极差控制图。如何定义“不受控”信号二、控制图原理准则一可对参数μ和σ的变化给出信号，变化越大则给出信号越快。准则一还可对过程中的单个失控做出反应，如计算错误、测量误差、原材料不合格、设备故障等。AABBCCCLUCLLCLxxx准则1的图示在许多应用中，准则一甚至是惟一的判异准则。在3σ原则下，准则一的第一类错误α为0.0027。准则1：一点落在A区以外二、控制图原理AABBCCCLUCLLCL准则2的图示x出现准则二的现象主要是过程的平均值μ变化的缘故。此准则是为了补充准则一而设计的，以改进控制图的灵敏度。选择9点是为了使第一类错误的概率α与准则1的1.0027大体相仿。α=2(0.9973/2)9=0.0038准则2：连续9点落在中心线同一侧二、控制图原理AABBCCCLUCLLCL准则3的图示xx此准则是针对过程平均值的趋势进行设计的，它判定过程平均值的较小趋势要比准则2更为灵敏。产生趋势的原因可能是工具逐渐磨损、维修逐渐变坏等，从而使得参数随着时间而变化。准则3：连续6点递增或递减二、控制图原理AABBCCCLUCLLCL准则4的图示x本准则针对由于轮流使用两台设备或由两位操作人员轮流进行操作而引起的系统效应。实际上是一个数据分层不够的问题。选择14点与选择9点意义相当。准则4：连续14点相邻点上下交替二、控制图原理AABBCCCLUCLLCL准则5的图示xxx过程平均值的变化通常由本准则判定，它对于变异的增加也较灵敏。出现该现象是由于过程参数μ发生了变化。连续三点中的两点可以是任意两点。本现象表明点子有频繁接近边界的状况。准则5：连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外二、控制图原理本准则对于过程平均值的偏移也是较灵敏的，出现本准则的现象也是由于参数μ发生了变化。连续五点中的四点可以是任意四点。本现象表明点子普遍向边界靠近。AABBCCCLUCLLCL准则6的图示xx准则6：连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区以外二、控制图原理出现本准则的现象是参数σ变小。通常由于非随机性引起，造成这种现象的原因可能有数据虚假或数据分层不够等。排除非随机性的原因，σ变小是过程优良的表现，应总结现场减少标准差σ的先进经验。AABBCCCLUCLLCL准则7的图示x准则7：连续15点在C区中心线上下二、控制图原理造成这种现象的原因是数据混叠，分层不够。AABBCCCLUCLLCL准则8的图示x准则8：连续8点在中心线两侧，但无一在C区内两种以上原料，操作员、机器、测量工具、生产方法交错使用二、控制图原理统计过程控制简介控制图原理控制图如何操作目录样本容量计算量大，管理界限凹凸不平U单位缺陷数控制图样本容量相等较常用，计算简单，操作工人易于理解，使用简便C缺陷数控制图样本容量可以不等计算量大，管理界限凹凸不平p不合格品率控制图样本容量相等较常用，计算简单，操作工人易于理解pn不合格品数控制图计数值控制图因各种原因每次只能得到一个数据或希望尽快发现并消除异常原因简便省事，并能及时判断工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。X—Rs单值—移动极差控制图一张图可同时控制均值和方差，计算简单，使用方便L—S两极控制图计算简便，但效果较差些，便于现场使用中位数—极差控制图适用于产品批量较大而且稳定正常的工序。最常用，判断工序是否异常的效果好，但计算工作量大均值—极差控制图计量值控制图适用场合特点符号类别名称RXRX~控制图种类及适用场合三、控制图如何操作三、控制图如何操作以均值极差控制图为例,操作步骤包括：RX1、确定控制对象（或称统计量）（1）选择技术上最重要的控制对象。（2）若指标之间有因果关系，选因的指标为统计量。（3）控制对象要明确，并为大家理解与同意。（4）控制对象要能以数字来表示。（5）控制对象要选择容易测定。三、控制图如何操作均值极差控制图操作步骤RX2、抽取预备数据（1）取20～25个子组。（来自判稳准则）（2）子组容量为4或5。（国标推荐）（3）合理抽检原则。（统计抽样原则)时间质量特性三、控制图如何操作均值极差控制图操作步骤RX3、计算4、计算5、计算R图控制线并作图。6、将预备数据点绘在R图中，并对状态进行判断。若稳定，则进行步骤7；若不稳定，则除去可查明原因后转入步骤4，即重新计算。7、计算图控制线并作图。将预备数据点绘在图中，对状态进行判断。若稳，则进行步骤8；若不稳，则除去可查明原因后转入步骤4，即重新计算。iiRX,RX,XX三、控制图如何操作均值极差控制图操作步骤RX8、计算过程能力指数并检验其是否满足技术要求。若过程能力指数满足技术要求，则转入步骤9。若过程能力指数不满足技术要求，则需调整过程直至过程能力指数满足技术要求为止。9、延长控制图的控制线，作控制用控制图，进行日常管理。上述1～8步骤为分析用控制图。上述9步骤为控制用控制图。RX使用自动车床对某规格的轴进行外径加工，外径规格为0.5mm,公差为±0.008；决定在量产时使用X-R控制图对外径尺寸这一特殊特性进行控制。第一步：数据收集-依每小时的产量，决定每小时抽样5件；-三天内抽样25组，共125个数据。第二步：记录数据及计算-各组平均数及极差；-25组的总平均数及总极差。均值极差控制图示例RX三、控制图如何操作组别X1X2X3X4X5XR10.4980.5010.5040.5020.5030.50160.00620.5040.5020.5050.5030.5000.50280.00530.5000.4990.5010.5020.5040.50120.00540.4990.5030.5020.5030.5020.50180.00450.5050.5060.5060.5020.5060.50500.004……………………200;5050.5050.5000.5010.5020.50260.005210.5040.5020.4990.4990.5000.50080.005220.5010.5020.5040.5000.5030.50200.004230.5020.5010.5020.4990.5020.50120.003240.5010.4990.5030.5020.5000.50100.004250.4990.5030.5010.4970.5020.50040.006Xmax=0.507Xmin=0.497X=0.5015R=0.0042σ=0.0020数据记录三、控制图如何操作三、控制图如何操作第三步：计算控制限-R图上控制线值：UCLR=D4×R=2.11×0.0042=0.009-R图下控制线值：LCLR=D3×R=0-X图上控制线值：UCLX=X+A2×R=0.5015+0.58×0.0042=0.504-X图下控制线值：LCLX=X-A