SPC 统计分析

目錄一.SPC概念/常用統計手法/制程與SPC.Page3~6二.品質變異及常態分配.Page7~10三.SPC專用名詞/取樣原則.Page11~12四.管制圖的類型.選擇.應用及繪制.Page13~18五.X-R管制圖實例.Page19~24六.Ca.Cp.Cpk.P的計算.Page25~37七.PChart實例.Page38~41八.管制圖的判定標准.Page42~48九.SPC的應用及產生的效益.Page49~52十.SPC的導入及實施.Page53~57一.SPC概念1.SPC發展史•SPC是1924年USA休華特(W.A.Shewhart)發明了管制圖之后才產生的﹐SPC在戴明的指導下﹐功能發揮得不錯﹐在日本產生了很大的影響.2.何謂SPC?•SPC:StatisticalProcessControl統計制程管制•簡單地說SPC就是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到第一次就把品質做好的目的.•SPC是用來改善及提升制程的技朮工具常用的統計手法1.查檢表(checksheet):用于收集数据,也可显示数据,它们简单容易应用.2.Pareto图表，在柱状图上以下降的顺序显示缺陷种类，对于把致命的少数从不重要的多数中分离出来是非常有用的.3.因果关系图(cause-and-effect),又稱魚骨圖,将注意力集中在一个缺陷的最可能的原因和其潜在的相互联系性上面.注意力通常集中于四种类型：方法、材料、人员与设备.4.層別法(StackChart)，使用标准化的标识来说明过程中的各种步骤,一个層別法清晰地说明从开始到结束的整个装配过程.5.直方图(Histogram)，是显示统计分布的条形/柱形图。它们在显示数据分散中有帮助，使得容易比较和分析.6.散布图(scatterdiagram)，绘出无数的数据点来显示一个过程或产品的两个不同但又相关的特征之间的因果关系7.控制图(controlchart)，在时间上和在实际与强加德上/下极限之间，显示特性(计数的)或变量(测量的)数据。它们清楚地揭示可能影响过程能力的异常特性曲线、趋势和周期制程管制系統流程圖2.制程中對策3.績效報告4.成品改善1.制程成品方法環境方法設備材料異常制程管制系統說明1.制程:制程乃指人員.設備.材料.方法及環境的輸入,經由一定的整理程序而得到輸出的結果,一般稱為成品﹐經觀察.量測或測試可衡量其績效.SPC所控制的制程必須連續性原則.2.制程中對策:是防患于未然的一種措施﹐用以預防制造出不合規格的成品.3.績效報告:從衡量成品得到有關制程績效的資料﹐由此提供制程的管制對策或改善成品.4.成品改善:對已制造出的不良品加以選別﹐進行全數檢查修理或報廢.二.品質變異變異的產生是不可能避免的–不可控因素：機遇原因(Chancecauses)•因人、機、料、…產生比如:材料在規格範圍內的隨機的變化.•規格內的隨機變異，處理不經濟–可控制因素：非機遇原因(Assignablecauses)•特例因素造成的影響•控制的主要目的•原因可以找出﹐處理經濟.比如:機器之不同量具之不精確,作業標準之變動.機遇原因和非機遇原因1.大量之微小原因引起.2.不管發生何種機遇原因,個別變異極微小.3.實際上要除去製程中的機遇原因是非常不經濟之處置1.一個或少數幾個較大之原因引起.2.任何一個非機遇原因都可能引起大的變異.3.除去非機遇原因,在經濟觀點是正確的.機遇原因(Chancecauses):不可必免,非人為,共同,偶然,一般的原因比如:材料在規格範圍內的隨機的變化.非機遇原因(Assignablecauses)可避免之原因,人為原因,特殊原因,異常原因,局部原因.比如:機器之不同量具之不精確,作業標準之變動.穩定的製程可以預計未來的品質狀況.不穩定的製程可能無法預計未來的品質狀況.常態分配•連續隨機變數(計量值)：–身高、體重、品質特性...u-1σ-2σ-3σ+1σ+2σ+3σ68.26%95.45%99.73%分配正常及異常狀態a.对称型：特点是中间高、两边低、左右基本对称也称为正常型如图（a）所示.b.偏向型：仍以中间高，两边低为特征，但最高峰偏向一侧，形成不对称的形状(b)圖c.双峰型：特点是有两个高峰,如图(c）所示.這是两个总体的数据混在一起所致.d.平峰型：没有十分突出的高峰，整个图形的波动比较平缓，如图d）所示。这往往是过程中有缓慢变化的因素在起作用所致如刀具的磨损、夹具松动等.e.绝壁型：类似于偏向型，特点是一侧形状有如绝壁，如图（e）所示。这往往是对过程的输出进行了挑选所致，如达不到某一规格限的产品被排除了.f.孤岛型：在远离主分布的地方出现小的直方形,有如一个小孤岛,如图（f）所示.说明过程中有一个时期产生了过程件的较明显变化,如原材料混杂、操作疏忽等.g.栉齿型：整个图形仍然以中间高、两边低、基本对称，但存在大量参差不齐的直方形，如（g）所示。这可能是分组多造成的，也可能是测量仪器的不确定度太大造成的。(a)(b)(c)(d)(e)(f)(g)三.SPC專用名詞序號名稱代號應用說明1平均數XX=(X1+X2+?.)/n;可能看出這組數的准確狀況2組距或全距RR=Max-min;可以看出這組數的精密度狀況3方差σ2σ2=((X1-X)2+(X2-X)2+…(Xn-X)2)/(n-1)4標准差σ.σ=SQRT((X1-X)2+(X2-X)2+?Xn-X)2)/(n-1)5不良率PP=d/n*100%(不良數/檢驗數)6管制上限UCL=X+3σ7管制中心線CLX即實際數據的平均值8管制下限LCL=X-3σ9規格上限USL產品規格的上限值10規格中心線SL產品規格的中心值11規格下限LSL產品規格的下限值12准確度(偏移度)Ca表示制程中心位置的偏移程度13精密度(離散度)Cp表示制程的一致性程度14制程能力指數CpkCpk=(1-Ca)*Cp值越大越好15中位數M把一組數按大小順序排﹐取最中間的一位.取樣及資料正確性•取樣原則：隨機、批次、分散•須進行資料正確性的檢查：–偏態不正常的數據：雙峰異常、單向偏移–經過濾的數據：非常態分配–須排除異常數據：離峰異常數據•取樣數建議,n≧30–依統計原理，對一般樣本母體，n≧30可獲得合理的近似常態分配–樣本數n越大，估計母體的參數越準確管制圖是應用于管制上的一種圖表﹐依據統計原理制定管制界限和中心線﹐再依抽樣檢查結果﹐推定制程是否在穩定狀態.四.何謂管制圖（ControlChart）UpperControlLimitCenterLineLowerControlLimit計量型控制圖按控制圖測量性質不同，控制圖可分為計量型控制圖和計數型控制圖兩大類。前者反映產品或過程特性的計量數据,后者反映計數數据.計量型控制圖又可分為:種類名稱優點缺點X-RChart平均數與全距管制圖計算不困難較能推定制程制程推定比X-σChart差.X-σChart平均值與標准差管制圖最能推定制程計算繁鎖X-Rmchart單值與移動全距管制圖計算簡單/適用于破壞性,溶劑比重檢驗或量測不易之制品.抽樣數少﹐最不能推定制程M-Rchart中位數與全距管制圖計算簡單制程推定比X-RChart差.計數型控制圖計數型控制圖又可分為:種類名稱優點缺點PChart不良率管制圖檢查數不同時采用可直接檢視不良率趨勢管制界限計算繁鎖﹐且每點皆須計算.PnChart不良數管制圖檢查數相同時采用可直接檢視不良數趨勢.如刻意規定相同之檢查數﹐可能造成漏檢.C-chart缺點數管制圖檢查數相同時采用可直接檢視缺點發生之趨勢如刻意規定相同之檢查數﹐可能造成漏檢.U-chart單位缺點數管制圖檢查數不同時采用可直接檢視單位缺點發生之趨勢管制界限計算繁鎖﹐且每點皆須計算.管制圖的應用決定管制項目決定管制標准決定抽樣方法選擇管制圖的格式選擇管制圖的格式記入管制界限繪點實施管制圖判讀定時檢討管制圖處置措施NGOKOK管制圖的選擇管制圖的選擇數據性質樣本大小數據性質CL性質n=?M-R管制圖X-R管制圖X-σ管制圖X-Rm管制圖n是否相等單位大小是否相關P管制圖Pn管制圖U管制圖C管制圖計量值計數值n=1n≧2MXn≧10n=2~5n==3or5不良數缺點數不是是不是是管制圖之繪制流程收集數據繪制解析用管制圖安定狀態?繪制直方圖滿足規格?管制用管制圖追求去除異常原因以達安定狀態檢計機械.設備等提升制程能力是不是是不是五.X-Rchart平均值與全距管制圖是計量值部分最重要和最常用的管制圖之一X-R管制圖（平均值與組距）1.公式：a.X管制圖b.R管制圖2.實例：某工廠制造一批紫銅管，應用－R管制圖來控制其內徑，尺寸單位為mm利用下頁數據表之資料，求得其管制界限并繪圖。（n＝5）RDLCLRDUCLRCL34RAXLCLRAXUCLXCL22XX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51505049525150.4314534847525150.262495353455050.0815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515350.6422555451515052.2510495151464849.0523505452504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.46total1254.4120.0XR50.1764.8R樣組測定值X樣組測定值XR品質特性：內徑測定人員：XXX制造場所：XXX測定單位：mm抽樣期限：自年月日至年月日X-R管制圖用數據表制品名稱：紫銅管機械號碼：XXX操作人員：XXXX-R繪圖步驟11.將每樣組之X與R算出記入數據表內。2.求與R3.查系數A2，D4，D3A2＝0.58，D4＝2.11，D3＝負值（以0代表）16.50251254nXX8.425120nRRXn每組樣本數A2A3B3B4D3D4E221.882.66--3.27--3.272.6631.021.95--2.57--2.551.7740.731.63--2.57--2.281.4650.581.43--2.09--2.111.29-R繪圖步驟24.求管制界限(1).繪圖步驟39.478.458.016.5093.528.458.016.5016.5022RAXLCLRAXUCLXCLRX(2).R繪圖步驟5.將管制界限繪入管制圖6.點圖7.檢討管制界限XCL=R=4.8UCL=D4R=2.11*4.8=10.15LCL=D3R=0*4.8=048/81-R繪圖步驟305104648505254管制圖R管制圖UCL(52.93)CL(50.16)LCL(47.39)UCL(10.15)CL(4.8)LCL(0)XX六.Ca•Ca:(Capabilityofaccuracy)製程準確度–無單邊Ca、與Ｋ值相同，Ｋ值為絕對值Ca=實績中心值─規格中心值(規格上限─規格下限)/2＊100%等級Ca值ABCDCa/=12.5%Ca/=25%12.5%Ca/=50%25%Ca50%ＵＣＬＬＣＬＣＬCp•Cp:(Capabilityofprecision)製程精密度–實際生產產品之品質水準與工程規格上下限相比校，所衡量品