通用汽车SPC培训教程4-4

14、SPC计量型和计数型控制图的应用通过本章节的学习，你可以了解：•线形图和变差•各种控制图介绍•控制图分析和解释各种异常信号2线形图和变差通过本章节的学习，你可以了解：•使用线形图的好处•解释普通原因变差•解释特殊原因变差•描述第一类错误和第二类错误3为什么要随着时间的推移收集数据？过程通常会随着时间的变化而变化。因此，我们有必要随着时间的推移连续收集数据。同时，一些改进措施，也会随时间的推移影响变差的分布。让我们来看一下右边的柱状图。三组数据的柱状图分布，基本是一样的。但从其单个点随时间的分布看却是不同的。4线形图线形图、运行图或单值图通常体现了两个变量之间的关系。其中的X轴（横轴）是时间，体现了另一个变量每间隔一段时间的变化。这种图可以跟踪计量型数据。如：尺寸、重量、温度扭距、间隙、汽缸内径也可以用于跟踪计数型数据。如：不符合项的数量不合格品的数量线形图、运行图或单值图比数据表格更能直观的表达过程特性5实例研究：熔炉温度曲线现在我们来通过绘制线形图，分析两个熔炉的性能。熔炉A和B应该在400和700华氏度之间运行。每小时记录一次温度，一天24小时。下表数据为两个熔炉的温度记录。6实例研究：熔炉温度曲线根据上图分析，哪个过程性能更好？A.熔炉AB.熔炉BC.两个一样好D.信息不足，无法判断如果单考虑规范上下限，熔炉B的所有记录都满足了规范的要求，而熔炉A有两个点超差。然而熔炉B的数据看上去是循环的，也就是说，其过程是不稳定的。不稳定的过程是无法预测的；因此我们不能确定B过程是否能继续满足规范要求同时，我们也不能说过程A是不稳定的。由于过程A没有出现趋势或循环等，因此我们不知道过低的两个点是否是属于正常分布的范围。如果给过程A加上控制线，我们就可以判断那两个点是特殊原因，还是其他原因。如果是特殊原因，那么把该原因从过程A中消除后，该过程将来应该是在规范内运行良好的。如果这两个点是过程A正常分布的一部分，那么必须要有较大的系统变化，才能使过程A满足规范的要求。7外部客户线形图使用线形图时，要注意，如果系统发生重大变化，可能会影响到对整个数据的解释。例如，右图记录了J.D.Power上，从1995年到2001年，GM车辆的初始质量调查数据。其中1998年，调查表格式进行了更改，增加了调查的项目，导致了有更多的问题被暴露出来。因此，不能把1998年前和1998年后的数据进行比较，因为其数据的统计方法不同。该线形图显示了实际值和目标值8变差的种类变差根据不同的形成原因，可以分为两种，普通原因变差和特殊原因变差普通原因变差普通原因指的是，随着时间的推移，具有稳定的，且可重复的分布过程中的许多变差的原因。这种原因产生的变差是一致的、长期的、可预测的和系统固有的。特殊原因变差特殊原因指的是，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过程分布的改变。这种原因产生的变差是偶然发生的、不可预测的。除非所有的特殊原因都被查找出来，并消除了，否则它们将继续用不可预测的方式来影响过程的输出。基本的统计学工具通常会指出问题的根本原因是普通原因还是特殊原因。9普通原因变差普通原因变差是过程固有的，对过程的影响是一致的。它们解释了大多数制造过程的变差。通常存在于过程中的普通原因是不易被察觉到的。因此也很难发现和评价。普通原因变差不能被消除，但可以通过改进管理和技术来减少普通原因变差。实例现象:本年度，在喷漆房中持续发生的问题。原因：发现由于空气循环差，而导致了灰尘落到油漆件表面。10特殊原因变差特殊原因变差不是过程所固有的。通常是不可预测的，同时掩饰了普通原因变差。如果某些特殊原因被忽略，它们可能成为普通原因的一部分。通过统计学的方法，特殊原因比较容易找到。一旦出现，也比较容易消除。它们对过程的影响不是恒定的。实例现象：本年度中，某一个月的产品报废率较高。原因：批次报废原因可能来源于：－供应商－新的操作员工－机器或模具磨损11第Ⅰ种和第Ⅱ种错误判断当我们使用不精确的数据，对过程进行判断时，通常会出现以下两种错误判断。第Ⅰ种（错误报警）：当这种错误发生时，我们认为是特殊原因产生的变差，而事实上却是普通原因产生的变差。第Ⅱ种（没有听到报警）：当这种错误发生时，我们认为是普通原因产生的变差，而事实上是特殊原因产生的。可能它看上去是正常的，或其变差在正常的“范围”内，因此不认为是“特殊的”12第Ⅰ种和第Ⅱ种错误判断正确第Ⅰ种错误（α）失控第Ⅱ种错误（β）正确受控失控受控我们的判断事实13小测试1.下列哪些关于线形图的表述是正确的？A.线形图体现了两个变量之间的关系。B.更加直观的表达了过程。C.更适合于表现计量型数据。D.如果系统发生重大变化，可能会影响到对整个数据的解释。E.图中需要显示标准要求的上、下限。14小测试2.下列哪些关于普通原因的描述是正确的？A.它们能形成稳定的图形B.它们很难发现，但容易评价。C.它们是制造过程中产生变差的主要原因。D.它们在过程中，很难被认识到E.如果被忽略，它们可能成为系统特殊原因的一部分15小测试3.下列哪些关于特殊原因的描述是正确的？A.它们是过程的一部分B.它们通常是不可预测的C.它们容易被发觉D.它们通常是离散的E.它们对过程的影响是恒定的16各种控制图通过本章节的学习，你可以了解：•控制图的定义和解释•解释各种计量型数据控制图•解释各种计数型数据控制图17控制图控制图随着时间的推移，收集和显示过程数据。控制图上的点表示过程中给定样本的测量值或统计值。通过显示过程是否稳定，控制图为实现过程改进提供了线索。在通过对原始数据的收集和分析以后，我们就可以得到过程的历史分布，然后我们把从小批量样本中得到的数据，与历史分布进行比较，这样就可以更加经济的获得目前过程状态的信息。控制图可以帮助我们判断，过程中的变化是否是随机变化的一部分。是普通原因变差，还是特殊原因变差。当过程中有特殊原因发生时，过程会显示“失控”，也就意味着过程发生了变化。过程的行为就不可预测了，这时需要消除不稳定的来源。控制图为实现过程改进提供了线索18常用控制图的基本要素控制图由中心线、控制线以及画在上面的样本测量值组成。其中，中心线和控制线由历史数据获得。中心线反映了过程的中心趋势，通常可以用样本平均值来表示。控制线反映了离散趋势的实际界线，它包含了99.73％的过程分布。这里的控制线与规范的上下限不同，它所表达的是过程的要求－－即展现了过程的自身条件，而不是客户的要求。对于一个稳定的过程，这些点在控制图上的分布应该是随机的。记住，如果过程数据分布发生变化，则表明过程中的某些因素发生了改变。控制图显示了过程的中心趋势和离散度19控制图的使用绘制控制图包含以下几个步骤:•选择子组大小•选择抽样频率•决定什么时候产生控制限•记录原始数据•绘制中心和控制线•解释控制图是否处于受控状态20计量型数据控制图当从一个过程中，可以得到计量值时，使用计量型数据的控制图是一种有效的过程控制的工具。计量型数据控制图可以通过分析过程的中心位置（过程的平均值)及其分布（零件间的变差）来解释数据。以下是计量型数据最常用的控制图：•均值和极差图•单值和移动极差图（X-MR,I-MR）•均值和标准差图•中位数图或中位数和极差图)(sX−)(RX−)~(Rx−21均值和极差图计量型数据最常用的控制图是均值和极差图，或称图。根据具体过程输出的测量值，该图产生两个图形。其中一个图形，跟踪了过程中心趋势的变化，即子组的平均值。另一个图形，跟踪了样本离散度的变化，即子组中最大值和最小值的极差。给定样本（也称子组）的测量值由几个（三个、四个或五个）单个测量组成，但每个子组的样本大小必须相同。样本大小的选取，取决于收集数据的成本和数据的敏感程度之间的平衡，最常见的样本大小为五个。)(RX−)(RX−2223单值和移动极差图（I-MR,x-MR）计量型数据还可以使用单值和移动极差图（I-MR,x-MR图）。单值和移动极差图（x-MR图）通常用于：•一次性收集几个测量值需要的花费和时间较大、不经济。•过程可以认为是相同的（如一大桶溶液的特性）。•过程产量很低。•有时也可以用于替代p图跟踪不合格品率。但在使用时应注意：单值和移动极差图对过程的变化，没有均值和极差图敏感2425均值和标准偏差图与均值和极差图类似，均值和标准偏差图也是从测得的过程输出数据中发展来的。该图通常用于：•实际的子组样本数量较大•数据是由计算机按实时时序记录或描图的在使用中，由于它比均值和极差图对过程的变化更敏感，通常用于对过程变差敏感度要求较高的情况。它计算起来会比较复杂，而且不容易检查出仅因子组内单个值异常造成变差的特殊原因。)(sX−2627中位数图或中位数和极差图中位数图可以代替均值和极差图用于测量数据的过程控制。它主要用于对过程变差敏感度要求较低的情况。尽管在统计意义上，中位数不如均值那样理想，但中位数图有以下优点：•中位数易于使用，并不要求很多计算，即使是车间工人也容易掌握。•由于描的是单值的点（中位数），中位数图可显示过程输出的分布宽度并给出过程变差的趋势。•由于一张图上可显示中位数及分布宽度，所有它可用来对几个过程的输出或同一过程的不同阶段的输出进行比较。)~(RX−2829计数型数据控制图通常计数型数据控制图记录了，随时间的推移，产品的不合格项或不合格品数。计数型控制图中，显示了数据的中心趋势和变差。一般而言，与计量型数据相比较，计数型控制图对过程变化不敏感，而且需要更多的样品数据才能有效的反应过程。两大类计数型数据对应四种主要的控制图：•c图–不合格项控制图（相同样本容量）•u图–样本中单位不合格项平均值控制图（样本容量不一定相同）•np图－不合格品数控制图（相同样本容量）•p图－样本中不合格品率控制图（样本容量不一定相同）30实例：灯泡的控制在该例中，样本的评判标准是通过目测的方法判断灯泡是否合格：标准要求灯泡的玻璃泡应该是灰色的均匀的半透明的，没有明显的划痕或色斑。该例中有哪些参数？被检验子组的样本大小，n＝10每个子组（产品单元）内的不合格项数，c＝9样本中发现的不合格品的数量，d＝5每个子组内的单位产品不合格项数，u=c/n＝0.9样本的不合格品率，p=d/n=0.531c图C图用来测量一个检验批内的不合格项数。它要求样品的容量恒定或受检材料的数量恒定，它主要应用于以下两类检验：•不合格项分布在连续的产品流上（如：每匹面料的瑕疵），以及可以用不合格的平均比率表示的地方（如：每100m2面料上的瑕疵）•在单个的产品检验中，可能发现许多不同潜在原因造成的不合格3233u图u图用于当子组样本大小不同时，计算单位产品的不合格项的数量。换而言之，即不合格项数是按每单位产品为基本量表示，其他与c图类似。注意：如果某些子组的样本容量与平均样本容量的差超过正负25％时，需重新计算控制限。3435np图np图用来量度一个检验样本中的不合格品的数量。np图表示了不合格品的实际数量。它要求各阶段子组的样本容量相同。同时当不合格品实际数量比不合格品率更有意义时，推荐使用该控制图。3637p图p图用来跟踪测量在一批检验项目中不合格品的百分数。p图可以用于检验样本容量不同的情况。注意：如果某些子组的样本容量与平均样本容量的差超过正负25％时，需重新计算控制限。3839小测试1.以下关于控制图的描述哪些是正确的？A.用于随着时间的推移收集和显示数据B.它们可以帮助使用者通过小批量的数据进行比较C.它们显示了过程的中心趋势，但不能显示其分布D.它们可以帮助判断过程变化的原因E.它们不能显示过程是否稳定40小测试2.将以下控制图与其描述一一对应的连接起来描述控制图均值极差图单值移动图平均值和标准偏差图中位数和极差图用于对过程变差敏感度要求较低的情况用于对过程变差敏感度要求较高的情况通常用于一次性收集几个数据不经济的情况计量型数据最常用的控制图41小测试3.下面哪个控制图可以用于跟踪不合格品率？A.均值和极差图B.单值和移动极差图C.均值和标准偏差图D.中位数和极差图42控制图分析和解释各种信号通过本章节的学习，你