第六章 统计过程控制与常规控制图 本章主要内容： 介绍 SPC，控制图的重要性，控制图的原理，判稳及判异准则，休哈特控制图，通用控制图，与过程能力指数。 一、 SPC SPC即 Statistical Process Control，即统计过程控制。应用统计计数对过程的各个阶段进行监控，从而达到保证与改进质量的目的。 SPC强调全过程预防。 SPC的特点： SPC是全系统的，全过程的 SPC强调科学方法 SPC不仅用于生产过程还可以用于服务及一起管理过程。 SPC迄今经历了三个发展阶段：SPC、 SPD、 SPA。 SPC阶段： 20世纪二十三十年代由休哈特创造，能科学的区分生产过程中产品质量的偶然波动与异常波动，从而对过程的异常及时警告，以便能采取措施，消除异常恢复过程稳定。 SPD阶段： Statistical Process Diagnosis的简称 ,即统计过程诊断。 SPA阶段： Statistical Process Adjustment，即统计过程调整。 SPC与 SPD的进行步骤 步骤 1：培训 SPC和 SPD。 步骤 2：确定关键变量 步骤 3：提出或改进规范标准 。 步骤 4：编制控制标准手册，各部门落实。 步骤 5：对过程进行统计监控。 步骤 6：对过程进行诊断并采取措施解决问题。 二、控制图原理 控制图（ Control Chart）是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于控制状态的一种统计方法设计的图。 中心线（ CL， Central Line）、上控制限（ UCL， Upper Control Limit）和下控制限（ LCL， Lower Control Limit），并按时间顺序抽取样本统计量数值的描点顺序。 SPC控制图是质量管理七个工具的核心。 控制图原理的概率解释 点子超出控制线的事件为小概率事件，出现小概率事件的几率很小，近似认为不可能，因此点子出界则判异常。 控制图原理的偶因、异因解释 假定在设计过程中，异因已经被消除，剩下偶因，则为最小的波动。根据统计学原理设计出相应的控制界限，当点子超出界限时即为存在异因。 控制图的预防原则 不断监控，异因在出现而未形成不合格品前就应消除。 查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准。 统计控制状态 统计控制状态（ State in Control）或稳态指过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态。 控制状态是生产追求的目标。 通过对过程的不断调整，控制状态是可以达到的。 三、两类错误和 3方式 虚发警报 纯粹由于偶然出现点子出界 。 漏发警报 产品的质量分布偏离了典型分布，石还有一部分产品的质量特性值是在上下控制界限内的。 减小两种错误造成的损失 根据两种错误造成的总损失最小来确定UCL和 LCL之间的最优间隔。 实践证明 3方式最优。 3方式 UCL 3 CL LCL= -3 此时 a 0.27% 四、控制图的判断准则 分析用控制图的主要目的是：分析生产过程是否处于统计稳态；分析生产过程的过程能力是否满足技术要求，此时称为技术稳态（ State in Technical Control） 。 应用控制用控制图的目的是使生产过程保持在确定状态。 分析用控制图和控制用控制图 六、休哈特控制图 常规控制图包括：计量值控制图、计件值控制图、计点值控制图。其中计件值控制图和计点值控制图统称为计数值控制图。 休哈特控制图的设计思想 : 点出界判异 点排列不随机判异 判断异常准则 准则 1：一点落在 A区以外； 准则 2：连续 9点落在中心线同一侧； 准则 3：连续 6点递增或递减； 准则 4：连续 14点中相邻点上下交替； 准则 5：连续 3点中有两点落在中心线同一侧的 B区以外； 准则 6：连续 5点中有 4点落在中心线同一侧的 C区以外； 准则 7：连续 15点在 C区中心线上下； 准则 8：连续 8点在中心线两侧，且无一在 C区中。 判断稳态的准则 连续 25个点都在控制界限内； 连续 35个点至多有一个落在控制界限外； 连续 100个点至多有 2个点落在控制界限外。 控制图 控制图 Me R控制图 X Rs 控制图 P控制图 Np控制图 C控制图 RX sX控制图使用 控制图应用范围 控制对象选择 控制图类型选择 分析控制图 控制图异常处理 控制图 X图控制线： R图控制线 RX RAXL C LXCLRAxU C LXXx22RDL C LRCLRDU C LRRR34注意事项 合理分组原则； 经济性； 样本 n和抽样频率 ； 质量偏移检出能力的操作性曲线 控制图 S图的控制线为： sX 244424411ccLC LcCLccU C Lsss七、通用控制图 通用控制图的重点包括以下两个内容：标准变化和直接打（描）点法。 标准变换与通用控制图 随机变化的标准变化是指经过变化后随机变量的平均值变成 0、方差变成 1的变化。 任何 3控制图都统一变换成上式的通用控制图。通用图的有点是控制界限统一 3，0， -3，简化控制图，节省管理费。缺点是在图中描点需要进行标准变化。 直接打点法 用此法将现场数据直接变化成通用图上的数据，在现场不需要进行标准变换。 把通用控制图上作出 K -3， -2， -1， 0，1， 2， 3的七根水平横线，把整个通用图分成 ， ， ， 共八个区域。 八、过程能力与过程能力指数 Process Capability 指过程的加工质量满足技术要求的能力，是衡量过程加工内在一致性的。 短期过程能力和长期过程能力 短期过程能力（ Short Term Process Capability）：任一时候，过程处于稳态的过程能力；反应了组内变异。 长期过程能力（ Long Term Process Capability）：考虑了工具磨耗的影响、各批之间材料的变化以及类似的可以预期的微小波动。组内变异和组间变异之和。 无偏移双侧规范情况下的短期过程能力指数 单侧规范情况的短期过程能力指数 STLUpTTTC 66)(33 USTUUp TXXTTC )(33 USTLLp TXTXTC 有偏移情况的过程能力指数 当产品质量特征值分布的平均值 与规范中心 M不重合，不合格品率增大， Cp降低。定义偏移度 K为： TMTK 22/pPK CKC )1(