来自 中国最大的资料库下载 统计过程控制 SPC Statistical Process Control 上海企航科技咨询有限公司 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 SPC的产生 工业革命以后， 随着生产力的进一步发展， 大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成 为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制 方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进 质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究 用统计方法代替事后检验的质量控制方法。 1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原 理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图 法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定 了理论和方法基础。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 SPC的作用 确保过程持续稳定、可预测。 提高产品质量、生产能力、降低成本 。 为过程分析提供依据。 区分变差的特殊原因和普通原因，作 为采取局部措施或对系统采取措施的 指南。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 SPC常用术语解释 名称解释 平均值（Xbar）一组测 量值的均值值 极差R（Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值值之差 移动极差（Moving Range) 两个或多个连续样 本值中最大值和最小值之 差。 （Sigma） 用于代表标准差的希腊字母 标准差(Standard Deviation) 过程输出的分布宽宽度或从过程中统计 抽样值 （例如：子组均值）的分布宽度的量度，用 希腊字母或字母s（用于样本标准差）表示。 分布宽度（Spread）一个分布中从最小值值到最大值值之间间的间间距 单值（Individual）一个单个的单位产品或一个特性的一次测测量 ，通常用符号 X 表示。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 名称解释 中位数 x将一组测 量值从小到大排列后，中间间的值值即为中位 数。如果数据的个数为偶数，一般将中间两个数的 平均值作为中位数。 中心线（ Central Line） 控制图上的一条线，代表所给数据平均值值。 过程均值（ Process Average） 一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过 程均 值，通常用 Xbar 来表示。 链（Run）控制图上一系列连续 上升或下降，或在中心线之上 或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原 因的依据。 SPC常用术语解释 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 名称解释 变差（Variation）过程的单个输出之间不可避免的差别别；变差的 原因可分为两类：普通原因和特殊原因。 特殊原因（Special Cause） 一种间断性的，不可预计 的，不稳定的变差根 源。有时被称为可查明原因，它存在的信号是 ：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的 链或其它非随机性的图形。 普通原因（ Common Cause） 造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出 的所有单值 ；在控制图分析中，它表现为 随机 过程变差的一部分。 过程能力 (Process Capability) 是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界 限的距离，用Z来表示。 SPC常用术语解释 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布 假如对一个要求长度为20.30的零件进行 测量，共测量75次，得到的数据范围如下， 对次数比例的统计直方图如下页所示： 数据 范围 20.105- 20.155 20.155- 20.205 20.205- 20.255 20.255- 20.305 20.305- 20.355 20.355- 20.400 20.400- 20.455 测得 次数 2823201354 次数 比例 2.7%10.7%30.7%26.7%17.3%6.7%5.3% QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布 当测量数据趋近无穷多，分组间隔趋近无 穷小时，直方图趋近一条光滑曲线： QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布 这条曲线就称为正态分布曲线，正 态分布函数： QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布的参数 正态分布由2个参数决定： 即总体均值：(常用样本均值Xbar来估计) 总体标准差：(常用样本标准差S来估计)，标准 差是对波动的度量 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布的重要特性 正态分布的图形特点是中间高、两 头低、左右对称并延伸至无限。 根据正态分布的中心极限定理，当 样本大小n4或5时，无论X是否服从正 态分布，Xbar都近似服从正态分布； 只要X的总体分布不是太不对称， 子组极差R的分布就没有太大的变化。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 正态分布的重要特性 若X服从正态分布，X落在 3之 间的概率为99.74%，在实践中我们认为 这是“实际上的必然事件”。 X 3是必然事件，是在普通原 因作用下必然会发生的事情，当X超出 了这一范围，就说明有特殊原因出现。 在实际中我们就利用这一原理来判 别生产是否出现了异常。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 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 普通原因和特殊原因 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图 将正态分布曲线顺时针旋转90度， 画上中线(Xbar线)和 3线，并略去曲 线。将点X描在图上就成了控制图。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图的类型 均值和极差图：Xbar-R 均值和标准差图：Xbar-S 中位数和极差图：x-R 单值和移动极差图：X-MR 不合格品率（不合格品数/样本数）图：p 不合格品数（样本恒定）图：np 不合格数（缺陷数，抽样量恒定）图：c 单位产品不合格数（缺陷数/抽样量）图：u QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图的选择 确定要制定控 制图的特性 是计量 型数据 吗？ 否 关心的是 不合格品 率？ 否 关心的是 不合格数 吗？ 是 样本容量 是否恒定 ？ 是 使用np或p图 否 使用p图 样本容量 是否恒定 ？ 否 使用u图 是 是 使用c或u图 是 性质上是否是 均匀或不能按 子组取样例 如：化学槽液 、批量油漆等 ？ 否子组均值是 否能很方便 地计算？ 否 使用中 位数图 是 使用单值图 X-MR 是 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图的选择 注：本图假设测 量系统已经过评 价并且是适用的 。 子组容量 是否大于 或等于9？ 是 否 是否能方便 地计算每个 子组的S值 ？ 使用 XR图 是 否 使用 XR图 使用 X s图 接上页 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图的分类 分析用控制图 u制造过程分析 用 u过程能力研究 用 u过程控制准备 用 n控制用控制图 n追查不正常原因 n迅速消除此项原因 n研究并采取防止此 项原因的纠正措施 分析用过程稳定控制用 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 控制图选择练习 质量特性样本数控制图 长度5 重量10 乙醇比重1 锡炉温度1 电灯亮不亮100 工程更改处理时间1 每一平方米的脏点1平方米 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 作图前的准备： 建立适合于实施的环境，提供必需的资 源； 定义过程； 确定作图特性； 定义测量系统； 使不必要的变差最小； 记录相关事件。 Xbar-R图 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图 收集数据： 子组大小：选择连续生产的4到5件产品 组合； 子组频率：应充分考虑人、机、料、法 、环； 计算控制限：在计算控制限时，应满足 下述二个条件： u至少100个数据 u至少25个子组。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图 初始控制图： 将尺寸公差作为控制限： 收集25组数据； 计算Xbar和R： 计算Xbarbar和Rbar: 计算控制限： QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图异常判断 超出控制限的点(R图超下限说明分布变好)； 连续7点位于中心线一侧，但对于R图来说， 7点位于中心线下侧是过程变好的表示； 连续7点上升或下降，但对于R图来说，连续 7点下降表示过程变好； 大约2/3的点应落在区域内； 连续的3点、7点或10点中至少有2点、3点或4 点落在2之外； 连续的11点、14点、17点或20点中至少有10 点、12点、14点或16点在中心线一侧。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 局部措施和系统措施 1局部措施 通常用来消除变差的特殊原因 通常由与过程直接相关的人员实施 通常可纠正大约15%的过程问题 2对系统采取措施 通常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施，以便纠正 大约可纠正85%的过程问题 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 1、分析过程 2、维护过程 本过程应做什么？ 监控过程性能 会出现什么错误？ 查找变差的特殊原因并 本过程正在做什么？ 采取措施。 达到统计控制状态？ 确定能力 计划 实施 计划 实施 措施 研究 措施 研究 计划 实施 3、改进过程 措施 研究 改进过程从而更好地理解 普通原因变差 减少普通原因变差 过程改进循环 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Xbar-R图：过程改进 对控制图上出现的异常进行原因分 析，提出并采取纠正和预防措施，重新 计算控制限在重新计算控制限时应去掉 措施采取前的数据； 不断发现异常原因并采取措施，对 过程持续改进，直至Cpk1.33。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 持续改进 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 过程能力指数 过程能力是指过程的加工质量满足 技术标准的能力。常用过程能力指数用 Cp或Cpk表示，通常要求Cp或Cpk1.33。 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 过程能力指数 注：T为公差范围，M为公差中心 双侧公差只有上限要求只有下限要求 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 过程能力指数 QS9000中Cpk的计算方式： 上限能力指数： 下限能力指数： 过程能力指数： QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 Cpk和Ppk 名称的估计方法取样方法 Cpk 稳定过程的能力指数包含所有过程 Ppk 初始过程能力指数允许集中取样 QIHANG Consulting 来自 中国最大的资料库下载 过程能力指数 Cp Cpk 0.330.671.001.331.672.00 0.3366.3688484.13484.13484.1344784.13447 0.6795.4597.72297.72597.7249997.72499 1.0099.7399.86599.8650199.86501 1.3