尤建新博士演讲SPC与SPD.ppt

1 第三篇质量管理工具 尤建新博士Prof Dr Dr h c YOUJianxin同济大学经济与管理学院教授E Mail yjx2256 质量管理学 2 质量管理工具 第十三章统计过程控制与诊断 SPC与SPD 产品质量的统计规律控制图计件控制图缺陷数控制图和单位缺陷控制图过程能力和过程能力指数控制图的判断准则 质量管理学 3 基本概念 统计过程控制与诊断 SPC与SPD SPC StatisticalProcessControl 统计过程控制 20世纪20年代美国休哈特 W A Shewhart 首创过程控制 processcontrol 理论及监控过程的工具 控制图 controlchart SPD StatisticalProcessDiagnosis 统计过程诊断 是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断 从而达到缩短诊断异常的时间 以便迅速采取纠正措施 减少损失 降低成本 保证产品质量的目的 质量管理学 4 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 从对产品质量的影响大小来分 质量因素可分为偶然因素 简称偶因 randomcause 偶因引起质量的偶然波动 偶波 异常因素 简称异因 也称为可查明因素 assignablecause 或系统因素 systematiccause 异因引起质量的异常波动 简称异波 13 1产品质量的统计规律 质量管理学 5 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 产品质量的波动是具有随机现象的统计规律 对于计量特性值 如长度 重量 时间 强度 纯度 成分等连续性数据 最常见的是正态分布 normaldistribution 对于计件特性值 如特性测量的结果只有合格与不合格两种情形的离散性数据 最常见的是二项分布 binomialdistribution 对于计点特性值 如铸件的沙眼数 布匹上的疵点数 电视中的焊接不合格数等离散性数据 最常见的是泊松分布 Poissondistribution 质量管理学 6 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 控制图 controlchart 又叫管理图 它是判断和预报生产过程中质量状况是否发生异常波动的一种有效的方法 根据过程质量特性的数据统计特征 控制图可分为计量值控制图和计数值控制图两大类 13 2控制图 的示意图 质量管理学 7 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 均值控制图主要用于判断生产过程中的均值是否处于或保持在所要求的统计控制状态标准差控制图主要用于判断生产过程的标准差是否处于或保持在所要求的统计控制状态这两张图通常一起用 因此称为均值 标准差控制图 记为 均值 标准差控制图 质量管理学 8 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 收集数据 根据选定的特性值 按一定的时间间隔 抽取一个容量为n的样本 共取k个样本 一般要求k 25 n 4 5 计算每一个样本的均值与标准差 计算k个样本的均值的均值与标准差的均值 计算图与s图的上 下控制限 均值 标准差控制图设计过程 质量管理学 9 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 表13 2图的系数表 质量管理学 10 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 用极差控制图来判断生产过程的波动是否处于或保持在所要的统计控制状态将均值 标准差控制图 图 中的s图用极差控制图 R图 代替 即得图 平均值 极差控制图 质量管理学 11 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 收集数据 根据选定的特性值 按一定的时间间隔 抽取一个容量为n的样本 共取k个样本 一般要求k 25 n 4 5 计算每一个样本的均值与级差 计算k个样本的均值与级差的均值 计算图与R图的上 下控制限 平均值 极差控制图设计过程 质量管理学 12 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 用表示样本组的中位数 在图中 以代替就得到控制图 用中位数估计总体时 精确度降低 若要达到同样精度时 用中位数就要较大的样本量 中位数 极差控制图 质量管理学 13 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 收集数据 根据选定的特性值 按一定的时间间隔 抽取一个容量为n的样本 共取k个样本 一般要求k 25 n 4 5 计算k个样本的中位数的均值与极差的均值 计算图与R图的上 下控制限 中位数 极差控制图设计过程 质量管理学 14 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 单值控制图 即x图 只有一个测量值 这里的单值是指每次所得的一个测量值 移动极差是指相邻两次观察值的差的绝对值 也即两个数据的极差 控制图设计过程 1 收集数据 2 计算k个样本的均值与移动极差的均值 3 计算x图和R图的上下控制限 单值 移动极差控制图 质量管理学 15 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 不合格率控制图 p图 不合格品率控制图用于判断生产过程中的不合格品率是否处于或保持在所要求的水平 记为p图 设计过程 1 收集数据按事先规定的抽样间隔 抽取k个样本 每一个样本的容量可以不完全相同 但一般要求k 25 每一个样本的容量通常在100以上 13 3计件控制图 质量管理学 16 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 2 计算每一个样本的不合格率 3 计算k个样本的总不合格品率 4 计算p图的上 下控制限 质量管理学 17 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 不合格品数控制图 pn图 通常在子样本大小n固定的情况下 通过控制不合格品数 来控制工序的一种情形 假设每一样本容量相等 均为n 从而不合格品数的估计为 质量管理学 18 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 缺陷数属计点数据 计点数据在实际生产过程中 由于出现缺陷的机会面较大 但每次出现的概率却很小 缺陷数控制图的实际控制线的确定过程收集数据按事先规定抽样间隔 抽取k个样本 一般要求k 25 计算平均缺陷数确定控制线 13 4缺陷数控制图和单位缺陷控制图 质量管理学 19 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 过程能力 ProcessCapability 过程能力是指过程在一定时间 处于控制状态 稳定状态 下的实际加工能力 这种能力可用过程质量特性值的波动范围来衡量 过程能力未必能够始终保持稳定 根据对过程控制的好坏 可以有某种程度的稳定性 但不是绝对的 过程能力指数 processcapabilityindex 是表示过程能力满足过程质量标准要求程度的量值 它用过程质量要求的范围 公差 和过程能力的比值表示 记为Cp 13 5过程能力和过程能力指数 质量管理学 20 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 无偏时双向公差短期过程能力指数计算 单项公差短期过程能力指数计算 过程有偏时双向公差短期过程能力指数计算 过程能力指数的判断与处置 Cp和Cpk的比较 短期过程能力指数 质量管理学 21 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 美国三大汽车公司联合制定了QS 9000标准 对于统计方法的应用提出更高的要求 QS 9000标准的认证是以通过ISO9000的认证为前提 在QS 9000中提出Pp Ppk的新概念 称之为PerformanceIndex 可以翻译成 实绩指数 长期过程能力指数 质量管理学 22 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 日本有句质量管理的名言 始于控制图 终于控制图 所谓 始于控制图 是指对过程的分析从应用控制图对过程分析开始 分析用控制图主要作分析以下两点 1 所分析的过程是否处于统计控制状态 或称统计稳态 2 该过程的过程能力指数是否满足要求 所谓 终于控制图 是指对过程的分析结束 最终建立了控制用控制图 当过程达到了我们所确定的状态后 才能将分析用控制图的控制线作为控制用控制图 要用到判断稳态的准则 简称判稳准则 在稳定之前还要用到判断异常的准则 简称判异准则 13 6控制图的判断准则 分析用控制图与控制用控制图 质量管理学 23 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 休图的设计思想是先定 再看 按照3 方式确定UCL CL LCL就等于确定了 0 27 80年代起出现经济质量控制 EQC 学派 从两种错误造成的总损失最小这一点出发来设计控制图与抽样方案 其学术带头人为德国乌尔茨堡 Wurzburg 大学经济质量控制中心主任冯 考拉尼 ElartvonCollani 教授 休图的设计思想 质量管理学 24 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 判稳准则的思路判稳准则如果点子的排列是随机地处于下列情况之一 则可认为过程处于稳定状态 1 连续25个点子在控制界限内 2 连续35个点子 仅有一个点子超出控制界限 3 连续100个点子 仅有2个点子超出控制界限 判稳准则 质量管理学 25 统计过程控制与诊断 SPC与SPD 判异准则的类型判别准则准则