统计过程控制SPCISO五大中心工具之统计过程控制定义vStatistical Process ControlvStatistical-统计v数据经过计算得出有意义的情报vProcess-过程v一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动vControl-控制v经过掌握规律来预测未来开展并实现预防统计过程控制定义v利用统计技术对过程中的各个阶段进展监控，从而到达改良和保证产质量量的目的。v根据统计逻辑来判别过程能否正常以及应否采取改善措施的一套控制系统。SPC来源及开展v二十世纪二十年代，美国贝尔实验室Bell Telephone Laboratory成立了以休哈特W. A. Shewhart博士为学术指点人的过程控制(Process Control)研讨组。v1924年5月16日，休哈特W. A. Shewhart博士提出了过程控制实际以及监控过程的工具控制图Control Chart，其中有关过程控制实际及控制图标志着著名的SPC实际的诞生。v1931年，休哈特W. A. Shewhart博士对其实际进展了总结，写出了一本划时代的名著Economic Control of Quality of Manufactured Productions。v1932年，英国约请休哈特W. A. Shewhart博士到伦敦主讲统计质量控制，将统计方法运用到工业方面。v1941-1942年，有关SPC的内容制定成美国规范。v1950年，戴明W.E. Deming博士将其引入日本。SPC的意义v全面、及时了解质量信息，信息共享v有效监测和预防，提高消费率v提高客户称心度，博得更多客户v坚持产品和效力质量的稳定性及继续改良v降低总的质量本钱SPC的相关概念v动摇v没有两个产品是完全一样的，即使自动化消费线上产品也不例外v产品间的差别就是动摇，它时隐时现、时大时小，时正时负v产品间的差别是经过适当的质量特性过程特性和产品特性表现出来的，因此v选好质量特性v准确地丈量出来v 是两项重要的根底任务v普通缘由v随着时间的推移具有稳定性的可反复的分布过程中许多变差的缘由v人：一定的熟练度下的微小差别v机：一定的精度下的微小变化v料：一定的稳定性下的微小变化v法：一定的操作规范下的微小变化v境：一定的环境条件下的微小变化v在普通缘由影响下，过程的输出呈现稳定的分布，是可预测的一切微小变化的集合SPC的相关概念v特殊缘由v过程中偶尔发生的某个环节的特殊变异v刀具崩刃v新的原资料v操作程序变卦v气温骤降vv在特殊缘由的影响下，过程的分布会改动，不可预测v位置均值改动v分布宽度最小值与最大值之间的间隔改动v外形改动偏斜SPC的相关概念SPCSPC教材教材满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类v制造过程的4种类型v1 类过程：该过程受统计控制且有才干满足要求，是可接受的v2 类过程：是受控过程，但存在因普通缘由呵斥的过大的、必需减少的变差v3 类过程：符合要求，可接受，但不是受控过程，需求识别变差的特殊缘由并消除v4 类过程：即不是受控过程又不可接受，必需减少变差的特殊缘由和普通缘由SPC的相关概念v部分措施和对系统采取措施v部分措施Location Actionv通常用来消除变差的特殊缘由；v通常由与过程直接相关的人员实施；v大约可纠正15%的过程问题v对系统采取措施Action on the Systemv通常用来消除变差的普通缘由；v几乎总是要求管理措施，以便纠正；v大约可纠正85%的过程问题SPC的相关概念统计过程控制根本原理v控制图的设计原理v正态性假定v任何产品，其质量特性都存在一定程度的动摇v当过程稳定或受控时，动摇主要是由4M1E的微小变化呵斥的随机误差v此时，质量特性值均服从或近似服从正态分布v控制图的设计原理v3准那么v基于正态性假定，根据正态分布的概率性质可知v即质量特性值超出3范围的能够性仅为0.27%v小概率原理v小概率原理即以为小概率事件不会发生v根据3准那么，受控形状质量特性值不会超出3统计过程控制根本原理图图3 3 控制控制控制控制图图原理原理原理原理时间时间tRUCLCLLCL+3-3891011控制图制造控制图的构成+3s1234567891018171615141312111098765 -3s Average点落在该区间的概率为点落在该区间的概率为99.7%控制图的构成v纵坐标：数据质量特性值或其统计量v横坐标：按时间顺序抽样的样本编号v上虚线：上控制界限UCLv下虚线：下控制界限LCLv中实线：中心线CL控制图分类v按产质量量特性分类v计量型控制图v计数型控制图v按用途分类v分析用控制图v控制用控制图样本容量不等。计算量大，控制线凹凸不平。u单位不合格数控制图样本容量相等。较常用，计算简单，操作工人易于了解。c不合格数控制图样本容量不等。计算量大，控制线凹凸不平。P不合格品率控制图样本容量相等。较常用，计算简单，操作工人易于了解。Pn不合格品数控制图计数值控制图适用于产品批量较大的工序。最常用，判别工序能否正常的效果好，但计算任务量很大。x R均值极差控制图计量值控制图适用场所特点控制图符号称号类别适用于产品批量较大的工序。计算简便，但效果较差。x R中位数极差控制图 适用于产品批量较大的工序。当样本容量=10时运用，精度更高，但计算更复杂。x s 均值规范差控制图因各种缘由时间、费用等每次只能得到一个数据或希望尽快发现并消除异常缘由。简便省事，并能及时判别工序能否处于稳定形状。缺陷是不易发现工序分布中心的变化。x R S 单值挪动极差控制图控制图的构成控制图的运用步骤v选择控制图拟控制的质量特性，如分量、不合格品数等；v选用适宜的控制图种类；v确定样本容量和抽样间隔；v搜集并记录至少20 25个样本的数据，或运用以前所记录的数据；v计算各个样本的统计量，如样本平均值、样本极差、样本规范差等；v计算各统计量的控制界限；v画控制图并标出各样本的统计量；v研讨在控制线以外的点和在控制线内陈列有缺陷的点以及标明异常特殊缘由的形状；v决议下一步的行动。确定要制定的控制确定要制定的控制图特性特性计量型数据量型数据能否能否均匀均匀或不或不能按能按子子组取取样运用运用X_MR图是是关关怀不不合合格格品品率率关关怀不不合合格格品品数数子子组均均值方方便便计算算子子组容容量量小小于于10方方便便计算算子子组S值样本本容容量量恒恒定定否否是是否否运用运用c或或u图是是是是是是否否是是运用运用np或或p图是是样本本容容量量恒恒定定运用运用p图否否运用运用u图否否否否是是运用运用X_R图运用运用X_s图运用运用X_R图否否运用中位数运用中位数图否否控制图的选用规律是是控制图的运用步骤v确定样本容量和抽样间隔控制图的运用步骤v计算各统计量的控制界限控制图的运用步骤v控制图系数表控制图断定规那么v合格控制图受控v每个点均在控制界限内v点的陈列无异常景象v合格但应留意异常v延续25个点以上在控制界限内v延续35个点仅有1个在控制界限外v延续100个点不多于2个在控制界限外控制图断定规那么v异常控制图v延续9个点在中心线的同一侧P=0.0038v延续6个点继续上升或下降P=0.0027v延续11个点至少有10个在中心线的同一侧P=0.0057v延续14个点至少有12个在中心线的同一侧v延续17个点至少有14个在中心线的同一侧v延续3个点至少2个位于(2 3)范围内P=0.0055v延续7个点至少3个位于(2 3)范围内v延续7个点至少6个位于(1 3)范围内P=0.0052v延续5个点没有1个位于(0 1)范围内P=0.0032v控制图显示了一个过程能否受控，但客户需求的是合格的产品v过程受控 过程有足够的才干消费合格的产品v过程才干：是过程的声音和客户声音的对比过程才干分析过程才干分析v 才干指数的计算基于以下假设条件：v过程处于统计稳定形状v每个丈量单值遵照正态分布v规格的上、下限是基于客户的要求v丈量系统才干充分v假设了解并满足了这些假设后，才干指数的数值越大，潜在的客户称心度就越高。vCa：过程准确度vCp：过程精细度vCpk：过程才干指数规范范值过程才干参数=Cp=Cp=Cpu=Cpu=Cpl=Cpl=Cpk=minCpu,CplCpk=minCpu,Cpl-6 -5 -4 -3 -2 -1 X +1 +2 +3 +4 +5 +6 -1.5+1.5規格上限USL規格下限LSL过程才干参数计算CpkCpk值值采取的措施采取的措施Cpk1.67无缺陷，可思索降低本钱1.33Cpk1.67可维持现状1Cpk1.33有缺陷发生，可思索改善措施0.67Cpk1有明显的缺陷，应采取措施予以改善Cpk0.67存在严重的问题，应立刻采取紧急措施予以改善过程才干指数运用过程才干分析步骤v明确调查目的；v选择调查对象；v确定调查方法；v工序的规范化；v严厉按照各项规范进展作业；v搜集数据；v画直方图或分析用的控制图；v判别过程能否处于控制形状；v计算过程才干指数；v处置。第六节 SPC的运用误区 v误区一：没能找到正确的控制点。v不知道哪些点要用控制图进展控制，破费大量的时间与人力,在不用要的点上进展控制。熟不知，SPC只运用于重点的尺寸特性的.那么重点尺寸/性能如何确定呢？通常运用FMEA的方法开发重要控制点，普通严重度为8或以上的点，都是需求思索的对象。假设客户有特殊要求,也需将客户的要求纳入控制范围。第六节 SPC的运用误区 v误区二：没有适宜的丈量工具。v计量型控制图需求用丈量工具获得控制特性的数值，控制图对丈量系统有很高的要求。通常，我们要求GR&R不大于10%，而在进展丈量系统分析之前，要事先确认丈量仪器的分辨力，要求丈量仪器具有可以分辨出过程变差的非常之一到五分之一的精度，方可用于过程的分析和控制。而很多公司勿略了这一点，导致做出来的控制图没方法有效的运用,甚至呵斥误导。第六节 SPC的运用误区 v误区三：没有进展初始才干研讨，直接用于控制。v控制图的运用分为两个阶段:初始才干研讨阶段和过程控制阶段。在进展过程控制之前,一定要进展初始才干研讨。初始才干研讨的目的是确定过程能否稳定，能否可预测，并且看过程才干能否符合要求，从而了解过程能否存在特殊缘由，普通缘由的变差能否过大等致关重要的过程信息。过程只需在稳定，并且过程才干可以接受的情况下，才可进入控制形状。第六节 SPC的运用误区 v误区四：初始才干研讨与控制脱节v在完成初始才干研讨后，假设我们以为过程是稳定的且过程才干可接受，那么，就可以进入过程控制形状。过程控制时，是先将控制限画在控制图中，然后依抽样的结果在控制图上进展描点。那么，控制时控制图的控制限是怎样来的呢？其实控制图中的控制限是经过初始才干研讨得来的，也就是说，初始才干研讨胜利后，控制限要延用下去，用于过程控制。很多公司没能延用分析得来的控制限，这样，控制图就不能阐明过程是稳定与受控的，运用也就没有意义。第六节 SPC的运用误区 v误区五：控制图没有记录艰苦事项v要知道，控制图所反响的是“过程的变化。消费的过程输入的要素为5M1E人、机、料、法、环、量，5M1E的任何变化都能够对消费出来的产品呵斥影响。换句话说，假设产品的变差过大，那是由5M1E其中的一项或多项变动所引起的。假设这些变动会引起产品平均值或产品变差较大的变化，那么，这些变化就会在XBAR图或R图上反映出来，我们也就可以从控制图上了解过程的变动。发现有变异就是改善的契机，而改善的第一步就是分析缘由，那么，5M1E中的哪些方面发生了变化呢？我们可以查找控制图中记录的艰苦事项，就可以明了。所以，在运用控制图的时候，5M1E的任何变化，我们都要记录在控制图中相应的时段上。第六节 SPC的运用误区 v误区六：不能正确了解XBAR图与R图的含义 v 当我们把XBAR-R控制图画出来之后，我们究竟能从图上得到哪些有用的信息呢？这要从XBAR及R图所代表的意义来进展讨论。首先，这两个图究竟先看哪个图？为什么？R反响的是每个子组组内的变差，它反映了在搜集数据的这个时间段，过程所发生的变差，所以他代表了组内固有的变差；XBAR图反映的是每个子组的平均值的变化趋势，所以其反映的是组间的变差。组内变差可以接受时，阐明分组是合理的；组间变差没有特殊缘由时，阐明我们在一段时间内，对过程的控制是有效的、可接受的。所以，我们普通先看R图的趋势，再看XBAR图。第六节 SPC的运用误区 v误区七：控制限与规范界限混为一谈 v 当产品设计出来之后，规范界限就曾经定下来了；当产品消费出来后，经过初始才干研讨，控制图的控制限也定出来了。规范界限是由产品设计者决议的，而控制限是由过程的设计者决议的，是由过程的变差决议的。控制图上点的变动只能用来判别过程能否稳定受控，与产品规格没有任何的联络，它只决议于消费过程的变差。当西格玛小时，控制限就变得比较窄，反之就变得比较宽，但假设没有特殊缘由存在，控制图中的点超出控制限的时机只需千分之三。而有些公司在画控制图时，往往画蛇添足，在控制图上再加上上下规格限，并以此来判产品能否合格，这是很没有道理，也是完全没有必要的。 第六节 SPC的运用误区 v误区八：不能正确了解控制图上点变动所代表的意思 v 我们经常以七点连线来断定过程的异常，也常用超越三分之二的点在C区等法那么来判别过程能否出现异常。假设是作业员，只需了解断定准那么就好了；但作为质量工程师，假设不了解其中的原委，就没有方法对这些情况作出应变处置。那么这么断定的理由是什么呢？其实，这些断定法那么都是从概率原理作出推论的。比如，我们知道，假设一个产品特性值假设呈正态分布，那么，点落在C区的概率约为4.5%，如今有三分之二的点出如今4.5%的概率区域里，那就与正态分布的原理不一致了，不一致也就是我们所说的异常。第六节 SPC的运用误区 v误区九：没有将控制图用于改善 v 大部分公司的控制图都是应客户的要求而建立，所以，最多也只是用于监视与预防过程特殊缘由变异的发生，很少有用于过程改善的。其实，当控制图的点显示有特殊缘由出现时，正是过程改善的契机。假设这个时候我们从异常点切入，能追溯到呵斥异常发生的5M1E的变化，问题的症结也就找到了。用控制图进展改善时，往往与分组法、层别法项结合运用，会获得很好的效果。第六节 SPC的运用误区 v误区十：控制图是品保的事情 v SPC胜利的必要条件，是全员培训。每一个人员，都要了解变差、普通缘由、特殊缘由的观念，与变关有关的人员，都要能看懂控制图，技术人员一定要了解过度调整的概念等。假设缺乏必要的培训，控制图最终只会被以为是品保人员的事，而其实我们知道，过程的变差及产品的平均值并不由品保决议，变差与平均值更多的是由消费过程设计人员及调机的技术人员所决议的。假设不了解变差这些观念，大部分人员都会以为：产品只需符合要求就行了！显然，这并不是SPC的意图。所以，只需品保在关注控制图是远远不够的，我们需求全员对控制图的关注。