控制图过程能力分析PPT课件

1、1.1 控制图概述控制图是由美国贝尔(Bell)通信研究所的休哈特(W.A Shewhart)博士发明，他在1924年提出了过程控制理论以及监控过程的工具控制图，因此也称休哈特控制图中心值CL上控制界限UCL下控制界限LCL1. 横坐标：以时间先后排列的样本组号2. 纵坐标：质量特性或样本统计量(如：样本平均值 )3. 上控制界限UCL：Upper Control Limit4. 下控制界限LCL：Lower Control Limit5. 中心线CL：Control Limit6. 质量特性值或其统计量的波动曲线第1页/共27页1.1 控制图概述 分析用控制图：依据收集的数据计算控制线、作出

2、控制图，并将数据在控制图上打点，以分析工序是否处于稳定状态，若发现异常，寻找原因，采取措施，使工序处于稳定状态；若工序稳定，则进入正常工序控制。 控制用控制图：当判断工序处于稳定状态后，用于控制工序用的控制图，操作人员按规定的取样方式获得数据，通过打点观察，控制异常因素的出现。计量值控制图：利用真实的测量值进行制表;如均值极差控制图、两极控制图、单值移动控制图等；计数值控制图：利用合格-不合格信息进行制表，如不合格品数控制图、不合格品率控制图、缺陷数控制图等。第2页/共27页类别名称管理图符号特 点适用场合计量值控制图（正态）均值极差控制图最常用，判断工序是否异常的效果好，但计算工作量大适用于

3、产品批量较大而且稳定正常的工序。中位数极差控制图计算简便，但效果较差些，便于现场使用均值-标准差控制图一张图可同时控制均值和标准差，计算简单，使用方便单值移动极差控制图XRs简便省事，并能及时判断工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。因各种原因（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原因计数值控制图（二项、泊松）不合格品数控制图pn较常用，计算简单，操作工人易于理解样本容量相等不合格品率控制图p计算量大，管理界限凹凸不平样本容量可以不等缺陷数控制图C较常用，计算简单，操作工人易于理解，使用简便样本容量（面积或长度）相等单位缺陷数控制图U计算量大，管理界限凹凸

4、不平样本容量（面积或长度）不等RX RMe常用控制图SX第3页/共27页1.2 控制图的统计原理正态分布当抽取的数据个数趋于无穷大而区间宽度趋向于0时，外形轮廓的折线就趋向于光滑的曲线-概率密度曲线。 (mu)- 表示 分布的中心位置（均值）和期望值； (sigma) - 表示分布的分散程度（标准差）；质量应用：不论 与取值如何，产品质量特性落在 3， +3范围内的概率为99.73%；即落在 3， +3范围外的概率为1 99.73%=0.27%，如果数据的离散程度遵从正态分布第4页/共27页1.2 控制图的统计原理3原理：休哈特通过理论和实践证明，当控制图上下界限距中心线CL为3时，确定的控制

5、图可以在最经济的条件下达到保证 生产过程稳定的目的；第5页/共27页1.3 控制图的应用步骤1 选择质量特性/统计量：如加工尺寸、扭矩、不合格品数等2 选择控制图类型：选用合适的控制图种类3 制定抽样方案：确定样本数、样本容量、抽样分组4 收集抽样数据：收集并记录样本数据，或使用以前所记录的数据5 计算统计量：如样本平均值、样本极差、样本标准差等6 计算控制限：计算各统计量的控制界限7 画控制图：画控制图并标出各样本的统计量8 控制图判异:研究在控制线以外的点子和在控制线内排列有缺陷的点子以及标明异常（特殊）原因的状态9 质量改进：决定下一步的行动第6页/共27页应用示例在计量值控制图中，常用

6、的典型控制图是均值-极差控制图，下面就以 图为例说明计量值控制图的设计。Rx 第7页/共27页n2345A21.881.020.730.58D43.272.572.282.11D30000RAxLCLRAxUCLRDLCLRDUCLKRRRRKxxxxxxRRkk22342121=71.943=0.178=0.375=72.046=71.839均值控制图上下界限极差控制图上下界限应用举例中心线第8页/共27页应用示例UCLxXXLCLx71.7071.7571.8071.8571.9071.9572.0072.0572.1012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18

7、 19 20 21 22 23 24 25R0.000.050.100.150.200.250.300.350.4012345678910 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25第9页/共27页抽样方案A. 子组大小 （样本容量）n (一般n=5）， X1 、X2 、X3 、X4 、X5表示测量5件连续制造出来的零件，而且是同一个尺寸这5个零件可以近似看成是同时加工出来的零件，目的是使每个子组内的零件都是在非常相似的生产条件下制造出来 B. 子组频率 n件/时间，其目的是检查经过一段时间后过程的变化C. 子组数大小 一般为25组，子组数越大，引

8、起零件变差的主要原因越有机会出现。第10页/共27页1) 点子没有超出控制线（在控制线上的点子按出超出处理）2) 控制界限内的点子排列无缺陷，可以认为该过程是按预计的要求进行，即处于统计控制状态（受控状态），生产过程稳定，不必采取措施。判异原则:1) 点子超出或落在控制线上；2) 控制界线内的点子排列有下列缺陷：判稳原则:1.4 控制图的观察与分析过程的声音：1. 控制图可以区分出普遍原因变差和特殊原因变差2. 特殊原因变差要求立即采取措施3. 减少普遍原因变差需要改变产品或过程的设计第11页/共27页准则1： 一个点在A区之外UCLLCLCLA B CCB A xxUCLLCLCLA B C

9、CB A x准则2：连续 9个点在中心线同一侧UCLLCLCLA B CCB A xx准则3：连续6个点递增或递减UCLLCLCLA B CCB A x准则4：连续14个点上下交替返回目录第12页/共27页UCLLCLCLA B CCB A xxx准则5:连续3点中有2点在同侧B区以外UCLLCLCLA B CCB A xx准则6:连续5点中有4点在同侧C区以外UCLLCLCLA B CCB A x准则7：连续15个点在C区内UCLLCLCLA B CCB A x准则8：连续8个点都不在C区内返回目录第13页/共27页应用控制图的常见问题应用控制图的常见问题在5M1E因素未加控制、工序处于不稳

10、定状态时就使用控制图在工序能力不足时，即在CP 1的情况下，就使用控制图没有作过程分析，用公差线代替控制线，或用压缩的公差线代替控制线仅打“点”而不做分析判断，失去控制图的报警作用不及时打“点”，因而不能及时发现工序异常当“5M1E”发生变化时，未及时调整控制线在研究分析控制图时，对已弄清有异常原因的异常点，在原因消除后，未剔除异常点数据第14页/共27页课程目录 过程的声音控制图 1.1 控制图的概述 1.2 控制图的统计原理 1.3 控制图的应用 1.4 控制图的观察和分析 客户的声音过程能力分析 2.1 过程能力分析相关概念 2.2 cpk/ppk 计算第15页/共27页过程能力分析满足

11、要求受控不受控符合（合格）1类3类不符合（不合格）2类4类每个过程要求识别： 是否受控？ 是否有满足规格要求？理想状况存在过大的普通原因变差存在过大的普通原因及特殊原因的变差采取紧急措施使过程稳定，并减小变差客户可能接受这种过程状况如果存在特殊原因，消除影响可能不太经济控制图表达了一个过程是否受控，客户需要的不仅过程稳定，更需要合格的产品第16页/共27页2.1 过程能力分析相关概念过程能力6 ：指过程要素(人、机、料、法、环)已充分标准化，也就是在受控状态下，实现过程目标的能力过程能力指数Cp、CPk：产品的公差范与过程能力，定量描绘的数值；过程能力指数表述稳态情况下，即仅存在普通原因变差时

12、的过程能力 Cp：过程均值与公差中心一致时的过程能力指数 Cpk：过程均值与公差中心不一致时的过程能力指数过程性能指数Pp、PPk：QS-9000提出，反映系统当前状态（不一定是稳态），即存在普通原因变差和特殊原因变差时等过程能力。 Pp：过程均值与公差中心一致时的过程性能指数 Ppk：过程均值与公差中心不一致时的过程性能指数 Cpk、PPk计算区别：前者用极差平均值（ ）估算，后者用（样本）标准差S代替 2/dR第17页/共27页2.2 过程能力6 过程能力客户要求过程能力求客户Cp要过程能力指过程制造质量方面的能力，稳态下的最小波动， 稳态时，99.73%的产品落在(-3 ，+3 )范围内

13、，因此将过程能力定义为6如果车的宽度越小，就越容易将车开进车库过程能力 = 6第18页/共27页2.3 过程能力指数Cp6公差上限公差下限过程能力技术要求Cp过程能力指数CP：产品的公差范围T与过程能力之比，表示过程能力对满足产品设计要求的程度，过程能力由极差平均值（ ）估算，所以计算Cp之前必先保证极差图控制图稳定Cp越大越好2/dRTTUTLM第19页/共27页2.3 过程能力指数Cp T 技术规格的公差幅度 TU、TL 规格上、下限 - 总体标准差 Cp = T/ 6 = （ TU TL ）/ 6 当T= 6 ， Cp = 1， 这时候表面既满足技术要求又很经济，但由于过程总是有波动，分布中心有偏移，故要求 Cp 1 ；第20页/共27页均值与公差中心有不重合，此时不合格品率会增加，Cp会明显降低，需修正（修正后记为Cpk）Cpk=min（Cpu,Cpl）=min（ （ TU ）/ 3 ， （ TL ）/ 3 ）定义分布中心与公差中心M的偏移为：=|M-|，偏移度K：K= /（T/2）=2 /T， Cpk =（1-K）Cp =（1-K)*T/62.4 偏移情况的过程能力指数Cpk222133dRXUSLCdRLSLXCpkpk单侧公差情况，按实际选择上限或下限单边计算第21页/共27页计算说明估计标准差：过程仅存在普通原因变差时用