统计过程控制(SPC)知识点宣讲

1、SPC知识点宣讲知识点宣讲 简单简单的说的说SPC就是运用数据使一系列就是运用数据使一系列活动按照我们活动按照我们希望希望的方式发展，从而得到的方式发展，从而得到我们我们期望期望的结果。的结果。SPC 工作内容工作内容过程稳定？能力充分？SPC 工作原理工作原理SPC关注点：SPC是运用控制图来监控过程的波动情况，保证过程的稳定，一个稳定的过程输出才能保证产品的一致性。工作原理：SPC报警规则是根据小概率事件原理定义的，小概率事件一般不发生，一旦发生即判过程异常。S P C = Statistical Process ControlStatistical: 用统计方法 通过Sample Dat

2、a 监控和分析Process 的变化Process : 分解出确保质量的要素 理解控制计划的必要性 确保树立控制计划能有效实施Control: 早期预报Process的变化 具备在最终Output出现前能纠正问题的时间两种过程波动两种过程波动 两种过程的变异两种过程的变异：普通性普通性 Common cause（也称必然性）原因引起的变异：（也称必然性）原因引起的变异：属于属于不易避免不易避免的原因，如操作人员的熟练程度的差别、的原因，如操作人员的熟练程度的差别、设备精度与保养好坏的差别、同批原材料本身的差别等。设备精度与保养好坏的差别、同批原材料本身的差别等。特殊性特殊性 Special c

3、ause（也称偶然性）原因引起的变异：（也称偶然性）原因引起的变异：属于可以避免的，也属于可以避免的，也必须避免必须避免的变异，如不同批原料之间的变异，如不同批原料之间的差异、未经培训的不熟练的操作人员、设备的故障等。的差异、未经培训的不熟练的操作人员、设备的故障等。你必须随时监控（慢性）85%你必须立即消除（急性）15%特殊原因特殊原因：某个：某个特定特定的时间或地点发生了的时间或地点发生了不同寻常的事情不同寻常的事情普通原因普通原因：在过程中：在过程中总是总是某种程度上存在某种程度上存在波动理解波动理解过程波动的理解过程波动的理解 产品的变异性产品的变异性（Shewhart对过程变异的观点

4、对过程变异的观点） -相同的原料、设备所生产的产品，其品质特性还存在着一定相同的原料、设备所生产的产品，其品质特性还存在着一定程度的程度的差异差异。波动（变差）来源波动（变差）来源 同一过程生产出来的产品或是特性同一过程生产出来的产品或是特性不可能不可能完全相同，因为过程完全相同，因为过程 中存在变差源（中存在变差源（6 6大变差源），这种差异也许很大，也许很小。大变差源），这种差异也许很大，也许很小。 单位产品：单位产品：为实施检验的需要而划分的为实施检验的需要而划分的基本基本单元单元（有时有时也称为也称为个体个体）。）。批量：单位产品的批量：单位产品的总和总和，又称总体。，又称总体。样本样

5、本/子组：子组：自总体中抽取一部分个体所构成的自总体中抽取一部分个体所构成的集合集合。计量计量值：以产品本身的值：以产品本身的特性特性来表示，如长度来表示，如长度温度温度重量等。重量等。计数值：以计数值：以缺陷数缺陷数和和不良数不良数表示。表示。数据统计基本概念数据统计基本概念个体个体总体总体样本样本两种数据类型两种数据类型有关质量有关质量特性的理解特性的理解 能够表明过程的质量特性参数能够表明过程的质量特性参数 能够表达为计数和计量型数据能够表达为计数和计量型数据 可取之于过程的输入、过程中的活动或过程的输出可取之于过程的输入、过程中的活动或过程的输出例子例子：（烤制一批蛋糕）：（烤制一批蛋

6、糕）过程过程阶段阶段计数型计数型数据数据计量型计量型数据数据输入输入过程中过程中输出输出鸡蛋外观缺陷数鸡蛋外观缺陷数混合物的光洁度缺陷数混合物的光洁度缺陷数表面的空洞数表面的空洞数蛋糕的质地蛋糕的质地鸡蛋的重量鸡蛋的重量炉温炉温蛋糕的重量蛋糕的重量蛋糕的体积蛋糕的体积合理子组原则合理子组原则休哈特提出：组内差异只由休哈特提出：组内差异只由偶因偶因造成，组间差异主要由造成，组间差异主要由异因异因造成。造成。组内差异只由偶因造成：目的是保证控制图上、下控制限的间隔组内差异只由偶因造成：目的是保证控制图上、下控制限的间隔距离距离6为最小，从而对异常原因能够及时发出统计信号。为最小，从而对异常原因能够

7、及时发出统计信号。（我们在取样本组，即子组时应在短间隔内取，以避免异因进入。）（我们在取样本组，即子组时应在短间隔内取，以避免异因进入。）组间差异主要由异因造成：目的为了便于组间差异主要由异因造成：目的为了便于发现发现异因。异因。（在过程不稳，变化激烈时应该多抽取样本，而在过程平稳时，则可少抽取样本。）（在过程不稳，变化激烈时应该多抽取样本，而在过程平稳时，则可少抽取样本。）合理抽样：对仅有合理抽样：对仅有普通普通原因造成的变差的过程输出的测量抽样。原因造成的变差的过程输出的测量抽样。SPC数据抽样数据抽样原则原则子组子组内部内部的波动应该最小化。的波动应该最小化。不要有意的把不要有意的把不同

8、类不同类的东西放到一组。的东西放到一组。子组子组之间之间的波动机会应该最大化。的波动机会应该最大化。均值应均值应屏蔽屏蔽“噪音噪音”，突出，突出“信号信号”。图表图表类型类型需根据数据的来源选择。需根据数据的来源选择。制定标准抽样制定标准抽样程序程序。最好的抽样频率最好的抽样频率 没有一个固定和快捷的没有一个固定和快捷的准则准则来选择最好的抽样频率，来选择最好的抽样频率，但是，应该通过以下但是，应该通过以下因素因素来决定抽样频率：来决定抽样频率：材料变化。材料变化。工具变化。工具变化。作业者变化。作业者变化。工艺变化。工艺变化。环境等的变化。环境等的变化。 正态分布正态分布我们希望是正态分布我

9、们希望是正态分布数据的分布服从正态分布（数据的分布服从正态分布（，），平均值为），平均值为，标准差为，标准差为。2正态分布正态分布表征数据表征数据的的中心中心 (算术算术)平均平均(Average)中位数中位数(Median)众数众数(Mode)表征表征Data的的离散离散程度程度标准偏差标准偏差(Standard Deviation)方差方差(Variance)全距全距(Range)百分比百分比(Percentile)1)(12nxxSniinxxnii12)(x正态分布的两个基本统计量正态分布的两个基本统计量样本样本总体总体 峰态分析峰态分析 变化，变化，而而不变不变 位置分析位置分析 变

10、化，变化，而而不变不变 实际过程实际过程 变化变化变化变化正态分布随时间的变化正态分布随时间的变化1.对称性：以过程平均为轴对称性：以过程平均为轴左右对称左右对称2.连续性：左右两尾连续性：左右两尾无限接近无限接近于横轴于横轴3.正则性：曲线下横轴上的正则性：曲线下横轴上的面积面积等于等于1P（-1X+1）=0.6827P（-2X+2）=0.9545P（-3X+3）=0.9973P（-6X+6）=0.999999714168%95%99.7%-11-2-332正态分布的性质正态分布的性质控制图控制图l中心中心线线（CL）：表示控制的平均值或平均数。）：表示控制的平均值或平均数。l控制控制上上限

11、限（UCL）：中心线上方的控制界限。）：中心线上方的控制界限。l控制控制下下限限（LCL）：中心线下方的控制界限。）：中心线下方的控制界限。l受控受控状态：状态：记入控制图内的点子，能够在界限内随机分布。记入控制图内的点子，能够在界限内随机分布。l失控失控状态状态：记入控制图内的点子，落在控制界限上或之外，：记入控制图内的点子，落在控制界限上或之外，或在界限或在界限内呈内呈一定规律分布。一定规律分布。控制图术语控制图术语控制图对过程的控制是通过抽样来进行的，很经济。但控制图对过程的控制是通过抽样来进行的，很经济。但抽样可能抽样可能会会犯错误犯错误：第一种错误：第一种错误：虚发虚发警报警报 正常

12、生产时点子偶然出现在界外。正常生产时点子偶然出现在界外。 但判断过程异常。但判断过程异常。 错误的概率是错误的概率是（可为（可为1%，5%，10%）第二种错误：第二种错误：漏发漏发警报警报 过程已经异常，但仍然有部分产过程已经异常，但仍然有部分产 品处于界内，因此判断过程品处于界内，因此判断过程正常。正常。两类错误两类错误不可不可避免，减少两类错误避免，减少两类错误休哈特的休哈特的3控制控制方式方式1.=0.27%，不会，不会虚报虚报。2.增加增加点子非随机排列的判异准则，不会点子非随机排列的判异准则，不会漏报漏报。3.实践证明实践证明这种控制方式最这种控制方式最经济经济。UCLUCLCL控制

13、图理解控制图理解控制图的种类与适用场合控制图的种类与适用场合类别类别名称名称控制图符号控制图符号特点特点适用场合适用场合计量计量均值均值-极差控制图极差控制图x-R最常用，判断工序是否正常的效最常用，判断工序是否正常的效果好，计算果好，计算R值的工作量小。值的工作量小。适用于产品批量大且生产正适用于产品批量大且生产正常、稳定的工序。常、稳定的工序。值控值控均值均值-标准差控制图标准差控制图x-s常用，判断工序是否正常的效果常用，判断工序是否正常的效果最好，但计算最好，但计算s值的工作量大。值的工作量大。适用于产品批量大且生产正适用于产品批量大且生产正常、稳定的工序。常、稳定的工序。制图制图单值

14、单值-移动极差控制移动极差控制图图X-MR简便省事，能及时判别工序是否简便省事，能及时判别工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。工序分布中心的变化。因各种原因（时间或费用）因各种原因（时间或费用）每次只能得到一个数据或尽每次只能得到一个数据或尽快发现并消除异常因素。快发现并消除异常因素。计数计数 不合格品数控制图不合格品数控制图np较常用，计算简洁，作业人员易较常用，计算简洁，作业人员易于掌握。样本含量较大。于掌握。样本含量较大。样本含量相等。样本含量相等。值控值控不合格品率控制图不合格品率控制图p样本取样量大，且计算量大，样本取样量大，且计算量大

15、，控制曲线凹凸不平。控制曲线凹凸不平。样本含量可以不等。样本含量可以不等。缺陷数控制图缺陷数控制图c较常用，计算简洁，作业人员易较常用，计算简洁，作业人员易于掌握。要求样本量大。于掌握。要求样本量大。样本含量相等。样本含量相等。制图制图单位缺陷数控制图单位缺陷数控制图u计算量大，控制曲线凹凸不平。计算量大，控制曲线凹凸不平。 样本含量可以不等。样本含量可以不等。控制限计算控制限计算控制限计算控制限计算以上数据是根据以上数据是根据3控制原理，运用数理推论而得到的系数，你只需会查表即可。控制原理，运用数理推论而得到的系数，你只需会查表即可。控制图系数表限控制图系数表限l所有所有的控制点均在控制界限

16、内的控制点均在控制界限内随机随机分布，则可以分布，则可以 作为控制界限。作为控制界限。l某些某些控制点超出控制界限，则应对异常原因进行控制点超出控制界限，则应对异常原因进行 调查，并加以调查，并加以消除消除，然后，然后利用剩余的数据重新计利用剩余的数据重新计 算控制界限。算控制界限。l虽虽有控制点超出控制界限，但原因有控制点超出控制界限，但原因不明不明，或已查，或已查 明原因但无法消除，则这些点无需剔除。明原因但无法消除，则这些点无需剔除。控制限确定控制限确定3控制的控制的判异准则判异准则3控制的判稳准则控制的判稳准则l 连续连续25点，界外数为点，界外数为0个个l 连续连续35点，界外数不大

17、于点，界外数不大于1l 连续连续100点，界外数不大于点，界外数不大于2受控受控在在 SPC 理论中我们听到的理论中我们听到的“受控受控”相当于相当于“稳定稳定”。当我。当我们说，过程们说，过程“受控受控”，我们也可以说，过程是稳定的。，我们也可以说，过程是稳定的。但要记住，但要记住，“受控受控”并不意味着过程在公差范围内，过程有并不意味着过程在公差范围内，过程有可能稳定地生产劣质的产品可能稳定地生产劣质的产品。l可以可以在产品生产出来之前在产品生产出来之前预测预测可能出现的报废和返工。可能出现的报废和返工。l可以通过设备的设置来可以通过设备的设置来优化优化输出。输出。l工程师可以把统计的工程

18、师可以把统计的容差设计容差设计到图纸中，可以不需要考虑到图纸中，可以不需要考虑装配装配性能的情性能的情况下，提高组件的容差。况下，提高组件的容差。l在正式的产品生产前，可以通过对在正式的产品生产前，可以通过对模型模型的统计来预测产品的安装和性能。的统计来预测产品的安装和性能。l可以优化设备的可以优化设备的利用利用。比如：不要用高精度的设备和资源来生产低精度。比如：不要用高精度的设备和资源来生产低精度的产品。的产品。l充分利用过程充分利用过程改进改进资源。资源。受受控理解控理解失控失控 l 检测到不希望的过程变动。检测到不希望的过程变动。l 检测到期待的过程变动。检测到期待的过程变动。l 证实过

19、程的变动是不是改进。证实过程的变动是不是改进。l 确定在什么时候变动过程。确定在什么时候变动过程。l 校验测量系统的改进。校验测量系统的改进。过程能力过程能力能力分析图能力分析图 l观察数据的观察数据的分散分散程度程度数据覆盖的范围，由过程固有技术特性决定。如：各项过程参数是否适当设置。l数据分布中心与规格中心的数据分布中心与规格中心的偏离偏离状态状态数据中心是否符合规格要求，由过程管理因素决定。如：各项过程参数是否在规定的条件下。能力分析图能力分析图过程能力过程能力- 指工序处于指工序处于稳定稳定状态下，在经济及其他条件允许的范围内，状态下，在经济及其他条件允许的范围内， 工序保证产品质量的

20、能力。工序保证产品质量的能力。若通过控制图显示过程若通过控制图显示过程非受控非受控，那么计算过程能力没有意义那么计算过程能力没有意义B= 6 （6倍标准差）倍标准差）CpBT=Ts6T-表示产品公差表示产品公差B-表示过程能力表示过程能力工序的质量能力必须在过程正式运作前予以工序的质量能力必须在过程正式运作前予以确定确定，同时在运作过程中要持续稳定同时在运作过程中要持续稳定保证保证这个能力。这个能力。在在3分布范围内的概率分布为分布范围内的概率分布为99.73%。表示该过程产品质量波动的范围。表示该过程产品质量波动的范围。过程能力指数过程能力指数- 过程能力满足规格的过程能力满足规格的程度程度Cp （ Capability of Process ）过程能力分析过程能力分析LSL-USL6 USLLSL+3 -3 )6(LSL-USL USLXX-USL3+3LSLX3LSL-X-3LSLUSLCp = 2.0Cpk = 2.0Cp = 2.0Cpk = 1.0Cp = 2.0Cpk = 0.0Cp = 2.0Cpk = -1.0TUTLT=TU-TL-