统计过程控制SPC(TS)

1、1统计过程控制统计过程控制 Statistical Process Control(SPC)Statistical Process Control(SPC)2课程大纲课程大纲质量管理中的统计技术质量管理中的统计技术3产品质量的变异与过程控制产品质量的变异与过程控制 过程能力分析过程能力分析 控制图概论与原理控制图概论与原理 控制图的种类控制图的种类 控制图的观察分析控制图的观察分析 实务演练实务演练4第一章第一章 质量管理中的统计技术质量管理中的统计技术质量管理发展的阶段质量管理发展的阶段质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求质量管理常用的统计技术质量管理常用的统计技术SPC

2、（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展SPC与与SQC的差别的差别0510152025303540 1 2 6 13 10 16 19 17 12 16 20 17 13 5 6 2 15质量管理发展的阶段质量管理发展的阶段 质量检验质量检验 统计质量管理统计质量管理 全面质量管理（现代质量管理）全面质量管理（现代质量管理） ISO90006 从第二个阶段（统计质量控制从第二个阶段（统计质量控制SQC）起，由于统计方法起，由于统计方法在质量管理中的应用，逐步形成了一些质量管理的基本在质量管理中的应用，逐步形成了一些质量管理的基本方法，如方法，如SPC、抽样检验、抽样检验、“新、老七种工具新

3、、老七种工具”等。等。 6质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求在现代质量管理活动中，需要应用各种数理统计技在现代质量管理活动中，需要应用各种数理统计技术和方法。为此，统计技术已成为各种质量体系的术和方法。为此，统计技术已成为各种质量体系的一个重要的因素：一个重要的因素： ISO9001 QS9000VDA6.1ISO TS16949TL90007质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 ISO9001:1994/QS9000:19984.20 统计技术统计技术4.20.1 确定要求确定要求 对确定、控制和验证过程能力以及产品特性所需的统对确定、控制和验证过程

4、能力以及产品特性所需的统计技术，供方应明确其需求。计技术，供方应明确其需求。4.20.2 程序程序 供方应建立并保持形成文件的程序，以实施供方应建立并保持形成文件的程序，以实施4.20.1中中确定的统计技术，并控制其应用。确定的统计技术，并控制其应用。8质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 ISO9001:1994/QS9000:1998（第三版）第三版）4.20.3 统计工具的选择统计工具的选择 在质量先期策划中要确定每一过程适用的统计工具，在质量先期策划中要确定每一过程适用的统计工具，并必须包括在控制计划中。并必须包括在控制计划中。4.20.4 基础统计概念知识基础统计

5、概念知识 必要时，整个供方组织要了解统计技术的基本概念，必要时，整个供方组织要了解统计技术的基本概念，如变差、控制（稳定性）、能力和过度调整。如变差、控制（稳定性）、能力和过度调整。 参阅统计过程控制（参阅统计过程控制（SPC）参考手册。参考手册。 9质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版) 22 统计技术统计技术 22.1 是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划? 22.2 在开发阶段在开发阶段, 是否将统计技术应用于试验的策划和分析评定是否将统计技术应用于试验的策划和分析评定, 以

6、及应用于产品风险估计以及应用于产品风险估计? 22.3 对外购件的质量检验进行分析评定时是否应用统计技术对外购件的质量检验进行分析评定时是否应用统计技术? 22.4 统计技术是否使用于现场的过程控制和过程优化统计技术是否使用于现场的过程控制和过程优化? 22.5 对最终的质量检验进行分析评定时对最终的质量检验进行分析评定时, 是否应用统计技术是否应用统计技术? 22.6 统计技术是否使用于产品使用过程中的失效分析评定统计技术是否使用于产品使用过程中的失效分析评定? 10质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.1 是否了解使用统计技术

7、的可能性并对其应用是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划进行策划?在过程链内在过程链内, 为了查明、监控和检验过程能力与产品为了查明、监控和检验过程能力与产品特性值特性值, 必须确定对统计技术的需求必须确定对统计技术的需求.哪些过程和特性值采用哪些方法进行检验和评价哪些过程和特性值采用哪些方法进行检验和评价, 将将依据风险分析的结果依据风险分析的结果(例如例如: FMEA)来确定来确定.必须为应用情况确定合适的方法必须为应用情况确定合适的方法, 并加以应用并加以应用.11质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.1 是否了解使

8、用统计技术的可能性并对其应用是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划进行策划?（续）（续）通用的方法有通用的方法有: 统计抽样技术统计抽样技术 分析评定技术分析评定技术 实验设计技术实验设计技术 风险分析技术风险分析技术12质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.1 是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划是否了解使用统计技术的可能性并对其应用进行策划?（续）（续）在过程链内在过程链内, 统计技术能够使应用者用经济观点评价过程统计技术能够使应用者用经济观点评价过程.统计技术的策划在项目策划的范围内以质量预先策划的形统计技

9、术的策划在项目策划的范围内以质量预先策划的形式进行式进行.在质量改进计划中在质量改进计划中, 必须考虑统计技术分析的结果必须考虑统计技术分析的结果.在对产品的质量结果进行评价之前在对产品的质量结果进行评价之前, 优先对过程参数进行统优先对过程参数进行统计评价计评价, 在有可能和有经济意义的地方必须这样实施在有可能和有经济意义的地方必须这样实施. 13质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.2 在开发阶段在开发阶段, 是否将统计技术应用于试验的策划和分析是否将统计技术应用于试验的策划和分析评定评定, 以及应用于产品风险估计以及应用于产

10、品风险估计? 典型的方法典型的方法, 例如例如: 实验设计实验设计/析因分析析因分析 分差分析分差分析/回归分析回归分析 显著性试验显著性试验 失效概率失效概率 FMEA 故障树分析故障树分析 系统优化系统优化 14质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.2 在开发阶段在开发阶段, 是否将统计技术应用于试验的策划和分析是否将统计技术应用于试验的策划和分析评定评定, 以及应用于产品风险估计以及应用于产品风险估计? (续续)典型的方法典型的方法, 例如例如: 实验设计实验设计/析因分析析因分析 分差分析分差分析/回归分析回归分析 显著性

11、试验显著性试验 失效概率失效概率 FMEA 故障树分析故障树分析 系统优化系统优化 统计技术不仅可以用于产品开发统计技术不仅可以用于产品开发, 而且可以用于过程开发、而且可以用于过程开发、试验、设计和样品制造试验、设计和样品制造. 15质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.3 对外购件的质量检验进行分析评定时是否应对外购件的质量检验进行分析评定时是否应用统计技术用统计技术? 典型的方法典型的方法, 例如例如: 统计抽样技术统计抽样技术 缺陷收集卡缺陷收集卡 排列图分析排列图分析 进一步还包括质量证明的分析评定进一步还包括质量证明的

12、分析评定依据供货质量依据供货质量, 实施对供商的评价实施对供商的评价. 16质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.4 统计技术是否使用于现场的过程控制和过程统计技术是否使用于现场的过程控制和过程 优化优化? 对于过程控制和过程优化的典型方法有对于过程控制和过程优化的典型方法有 : 质量控制卡质量控制卡/SPC 统计抽样技术统计抽样技术 缺陷收集卡缺陷收集卡 排列图排列图 能力调查能力调查(Cmk, Ppk, Cpk) 实验设计实验设计 原因分析原因分析 方差分析方差分析/回归分析回归分析 显著性试验显著性试验 缺陷收集卡缺陷收集卡

13、 排列图分析排列图分析 17质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.5对最终的质量检验进行分析评定时对最终的质量检验进行分析评定时, 是否应用是否应用统计技术统计技术? 典型的方法典型的方法, 例如例如: 抽样计划抽样计划 缺陷收集卡缺陷收集卡 排列图排列图 抽样计划应根据统计观点进行选择抽样计划应根据统计观点进行选择, 在此必须考虑在此必须考虑零缺陷战略零缺陷战略 18质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 VDA6.1:1999(第四版第四版)22.6统计技术是否使用于产品使用过程中的失效分统计技术是否使用于产

14、品使用过程中的失效分析评定析评定? 典型的方法典型的方法, 例如例如: 缺陷收集卡缺陷收集卡 排列图排列图 概率纸概率纸 与生产相结合的统计技术的采用与生产相结合的统计技术的采用, 在许多情况下具在许多情况下具有更大的意义有更大的意义. 例如例如: 在售后服务和开展保修工作时运用在售后服务和开展保修工作时运用. 19质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 ISO9001:2000/ISO TS16949:20028 测量、分析和改造测量、分析和改造 8.1 总则总则 组织必须计划并实施以下方面所需的监控、测量、分析组织必须计划并实施以下方面所需的监控、测量、分析和改进的过程：

15、和改进的过程：a) 证实产品的符合性；证实产品的符合性；b) 确保品质管理系统的符合性；确保品质管理系统的符合性；c) 持续改进品质管理系统的有效性。持续改进品质管理系统的有效性。 这必须包括对统计技术在内的适用方法及其必须使用范这必须包括对统计技术在内的适用方法及其必须使用范围的确定。围的确定。 以上为以上为ISO9001:2000的要求；的要求；20质量管理体系对统计技术的要求质量管理体系对统计技术的要求 ISO9001:2000/ISO TS16949:20028 测量、分析和改造测量、分析和改造 8.1 总则总则 8.1.1 统计工具的确定统计工具的确定 在先期品质规划中必须确定每一过

16、程适用的统计工在先期品质规划中必须确定每一过程适用的统计工具，并包含于控制计划中。具，并包含于控制计划中。 8.1.2 基本统计概念的知识基本统计概念的知识 整个组织必须了解和使用基本的统计概念，如变差、整个组织必须了解和使用基本的统计概念，如变差、受控（稳定性）、过程能力和过度调整。受控（稳定性）、过程能力和过度调整。 以上为以上为ISO/TS16949:2002增加的要求；增加的要求；21质量管理常用的统计技术质量管理常用的统计技术基本统计图、统计表，如；百分比图、趋势图等；基本统计图、统计表，如；百分比图、趋势图等；品管七大手法，如：直方图、因果图、柏拉图、层别法、品管七大手法，如：直方

17、图、因果图、柏拉图、层别法、检查表、散布图、控制图；检查表、散布图、控制图；新品管七大手法，如：关联图法、新品管七大手法，如：关联图法、KJ法、系统法、法、系统法、 矩矩阵图法、矩阵资料解析法、过程决定计划图法、箭形图阵图法、矩阵资料解析法、过程决定计划图法、箭形图解法；解法；SPC，包含：控制图和过程能力分析；包含：控制图和过程能力分析；抽样检验；抽样检验；实验设计实验设计(DOE)与田口三次设计与田口三次设计 ；质量功能展开质量功能展开(QFD);方差分析与回归分析方差分析与回归分析可靠性可靠性22SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-1在在SPC中常用的基本统计方法包括：与统

18、计过程控中常用的基本统计方法包括：与统计过程控制和过程能力分析有关的方法。制和过程能力分析有关的方法。 二十世纪二十年代，美国贝尔实验室（二十世纪二十年代，美国贝尔实验室（Bell Telephone Laboratory）就成立两个小组：就成立两个小组：以休哈特（以休哈特（W. A. Shewhart）博士为学术领导人的过博士为学术领导人的过程控制程控制(Process Control)研究组研究组以道奇（以道奇（H. F. Dodge）为学术领导人的产品控制为学术领导人的产品控制（Production Control）研究组。研究组。 23SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-

19、2休哈特研究组的成果：休哈特研究组的成果：经过研究，休哈特提出了过程控制理论以及监控过程的工具经过研究，休哈特提出了过程控制理论以及监控过程的工具控制图（控制图（Control Chart）。）。1924年年5月月16日，休哈特提出世界上第一张控制图日，休哈特提出世界上第一张控制图p图。图。其中有关过程控制理论及控制图标志着著名的其中有关过程控制理论及控制图标志着著名的SPC理论的诞生。理论的诞生。1931年休哈特对其理论进行了总结，写出了一本划时代的名著年休哈特对其理论进行了总结，写出了一本划时代的名著产品制造质量的经济控制（产品制造质量的经济控制（Economic Control of Q

20、uality of Manufactured Productions）。这本著作可以称得上一代这本著作可以称得上一代名著，因为在他出版半个世纪以后的八十年代仍能在美国再版，名著，因为在他出版半个世纪以后的八十年代仍能在美国再版，由此可见其学术价值。由此可见其学术价值。 休哈特的贡献就在于：应用他所提出的过程控制理论能够在生休哈特的贡献就在于：应用他所提出的过程控制理论能够在生产线上科学地保证预防原则的实现。产线上科学地保证预防原则的实现。24SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-3 道奇研究组的成果：道奇研究组的成果：道奇与罗米格（道奇与罗米格（H. F. Dodge and H.

21、 G. Romig）则提出则提出了抽样检验理论和抽样检验表。了抽样检验理论和抽样检验表。25SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-4 1941-1942年年,有关有关SPC的内容制定成美国标的内容制定成美国标准准： Z1-1-1941 Guide for Quality Control Z1-2-1941 Control Chart Method for analyzing Data Z1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production26SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-5 控制图

22、在英国及日本的历史控制图在英国及日本的历史 英国在英国在1932年，邀请年，邀请W.A. Shewhart博士到伦博士到伦敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统敦，主讲统计品质管制，而提高了英国人将统计方法应用到工业方面之气氛。计方法应用到工业方面之气氛。 就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早就控制图在工厂中实施来说，英国比美国为早 1950年由年由W.E. Deming博士引到日本。博士引到日本。 同年日本规格协会成立了品质管制委员会，制同年日本规格协会成立了品质管制委员会，制定了相关的定了相关的JIS标准。标准。27SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-6在休哈特提出他的

23、控制图（我们称之为在休哈特提出他的控制图（我们称之为“休哈特控制图休哈特控制图” ）之后，）之后，又有人陆续提出数十种控制图，其中比较重要的有如下几种：又有人陆续提出数十种控制图，其中比较重要的有如下几种： 累积和控制图（累积和控制图（CUSUM，Cumulative Sum Control Chart）：）：1954年佩基（年佩基（E. S. Page）最早提出最早提出,它可以将一系列点子的微弱信息累积它可以将一系列点子的微弱信息累积起来，所以对过程的小变动灵敏。随后又有许多学者对此作了研究。起来，所以对过程的小变动灵敏。随后又有许多学者对此作了研究。 指数加权移动平均控制图（指数加权移动平

24、均控制图（EWMA，Exponentially Weighted Moving Average Control Chart）：）：它最早由罗伯茨（它最早由罗伯茨（S. W. Roberts）在在1959年提出。它是另一个检出过程小波动的控制图，其年提出。它是另一个检出过程小波动的控制图，其性能几乎与累积和图相同，而且在某些情况之下较之性能几乎与累积和图相同，而且在某些情况之下较之CUSUM图更容图更容易建立与操作。易建立与操作。一元一元CUSUM图和一元图和一元EWMA图在工序控制中得到了日益广泛的应用。图在工序控制中得到了日益广泛的应用。 28SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展

25、-7 田口控制图：田口控制图： 运用田口质量控制思想建立的控制图，它注重工序控运用田口质量控制思想建立的控制图，它注重工序控制的经济性。制的经济性。 小批量生产控制图（小批量生产控制图（Control Chart for Low Volume Manufacturing）：）：小批量控制图主要有：小批量控制图主要有： 无先验信息小批量生产的控制图：无先验信息小批量生产的控制图：1969年希利尔（年希利尔（F. S. Hillier）与新加坡杨中浩提出了小样本控制图，与新加坡杨中浩提出了小样本控制图，1991-1995年年久森伯瑞（久森伯瑞（C. P. Qusenberry）提出了提出了Q控制图

26、。控制图。 有历史信息小批量生产的控制图：有历史信息小批量生产的控制图：1997年我国著名质量管理年我国著名质量管理专家张公绪教授的学生卜祥民博士应用贝叶斯（专家张公绪教授的学生卜祥民博士应用贝叶斯（Bayes）分分析方法，充分利用已知信息，弥补了小批量生产样本少的缺析方法，充分利用已知信息，弥补了小批量生产样本少的缺点。点。 29SPC（统计过程控制）的发展统计过程控制）的发展-8 将相似工序同类分布的产品质量特征值数据，通过数学方法将相似工序同类分布的产品质量特征值数据，通过数学方法变换程同一分布，从而可以累积起来称为大样本进行处理。变换程同一分布，从而可以累积起来称为大样本进行处理。主要

27、有：通用图法、相对公差法及美军固定样本容量法。主要有：通用图法、相对公差法及美军固定样本容量法。 选控控制图（选控控制图（Cause-Selecting Control Chart）：）：前述控制图都是前述控制图都是全控图，及对所有异因都加以控制。而选控图是选择部分异因加以控全控图，及对所有异因都加以控制。而选控图是选择部分异因加以控制，它由我国张公绪教授制，它由我国张公绪教授1980年提出。它对统计诊断理论起到重要的年提出。它对统计诊断理论起到重要的作用。作用。 多元控制图：多元控制图：1947年侯铁林（年侯铁林（H. Hotelling）提出多元提出多元T2图控制图，图控制图，从此开辟了多

28、元质量控制的时代。从此开辟了多元质量控制的时代。 彩虹图彩虹图30SPC与与SQC的差别的差别PROCESS原料测量结果针对产品所做的仍只是在做SQC针对重要过程的重要控制参数所做的才是SPC31第二章第二章 产品质量的变异与过程控制产品质量的变异与过程控制 产品质量的统计观点产品质量的统计观点影响产品质量的原因影响产品质量的原因现场主管现场主管/作业经理的两种任务作业经理的两种任务局部措施和对系统采取措施局部措施和对系统采取措施 过程控制过程控制过程控制的概念过程控制的概念预防还是容忍预防还是容忍? ?带反馈系统的过程控制模型带反馈系统的过程控制模型32产品质量的统计观点产品质量的统计观点产

29、品的质量特性值是波动的：产品的质量特性值是波动的： 产品质量特性值的波动具有统计规律性：产品的质量特产品质量特性值的波动具有统计规律性：产品的质量特性值是波动的，但这种波动符合统计规律性，即从数学性值是波动的，但这种波动符合统计规律性，即从数学的角度它服从某种分布。常用的分布有以下几种：正态的角度它服从某种分布。常用的分布有以下几种：正态分布（计量值）、超几何分布（计件值）、二项分布分布（计量值）、超几何分布（计件值）、二项分布（计件值）、泊松分布（计点值）、指数分布；（计件值）、泊松分布（计点值）、指数分布；33影响产品质量波动的原因影响产品质量波动的原因人机器材料方法测量环境34影响产品质

30、量波动的原因影响产品质量波动的原因 变异（变差，波动，变异（变差，波动，Variation）的概念的概念 产品产品/过程的实际指标在规定值附近的变化情况过程的实际指标在规定值附近的变化情况 引起变异的原因引起变异的原因, 通常有两种：通常有两种： 普通原因普通原因 特殊原因特殊原因 35影响产品质量波动的原因影响产品质量波动的原因引起变异的原因引起变异的原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因 普通原因（普通原因（Common Cause）：）：又称机遇原因（又称机遇原因（Chance Cause），），偶然原因，不可避免原因，非人为原因等。偶然原因，不可避免原因，非人为原因等。 此种原因所引

31、起的变异（波动）称为正常波动（此种原因所引起的变异（波动）称为正常波动（Natural Variations）；）；36影响产品质量波动的原因影响产品质量波动的原因引起变异的原因引起变异的原因普通原因和特殊原因普通原因和特殊原因 特殊原因特殊原因(Special Cause)：又称非机遇原因（又称非机遇原因（Assignable Cause），），系统原因，可避免原因，人为原因等。系统原因，可避免原因，人为原因等。 此种原因所引起的变异（波动）称为异常波动（此种原因所引起的变异（波动）称为异常波动（Assignable Variations） 37局部措施和对系统采取措施局部措施和对系统采取措

32、施局部措施局部措施 通常用来消除变差的特殊原因通常用来消除变差的特殊原因 通常由于过程直接相关的人员实施通常由于过程直接相关的人员实施 大约可纠正大约可纠正15%的过程问题的过程问题 对系统采取措施对系统采取措施 通常用来消除变差的普通原因通常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施，以便纠正几乎总是要求管理措施，以便纠正 大约可纠正大约可纠正85%的过程问题的过程问题 采取的措施类型如不正确将给组织带来大的损失，不但劳而无功，而且会延误问题采取的措施类型如不正确将给组织带来大的损失，不但劳而无功，而且会延误问题的解决甚至使问题恶化。的解决甚至使问题恶化。无论如何，为了更好的减少过程变差的

33、普通原因需要管理人员和与操作直接相关的无论如何，为了更好的减少过程变差的普通原因需要管理人员和与操作直接相关的人员的密切的配合。也就是说，过程的控制，是管理和技术的结合。人员的密切的配合。也就是说，过程的控制，是管理和技术的结合。38现场主管现场主管/作业经理的两种任务作业经理的两种任务 正常与异常波动为生产正常与异常波动为生产/作业经理区分了两种任务：作业经理区分了两种任务： 首先是确保生产过程中只有正常波动首先是确保生产过程中只有正常波动, 从而操作处于控制之下。从而操作处于控制之下。 其次当然是查出并消除异常波动以使工序处于控制之下。其次当然是查出并消除异常波动以使工序处于控制之下。 4

34、.924.944.964.985.005.025.045.065.085.101471Sample numberSample average39过程控制和过程能力过程控制和过程能力 统计受控的概念统计受控的概念 统计受控统计受控（统计稳定、过程是稳定的、过程是受控的）：（统计稳定、过程是稳定的、过程是受控的）： 统计非受控统计非受控（统计不稳定、过程是不稳定的、过程是不受控的）：（统计不稳定、过程是不稳定的、过程是不受控的）： 见下页见下页40过程控制和过程能力过程控制和过程能力41过程控制和过程能力过程控制和过程能力持续改进持续改进42过程控制和过程能力过程控制和过程能力 技术受控的概念技术

35、受控的概念 技术受控技术受控（产品都是合格的）：（产品都是合格的）： 技术非受控技术非受控（产品不都是合格的）：（产品不都是合格的）：43过程控制和过程能力过程控制和过程能力 统计受控和过程受控的关系统计受控和过程受控的关系 通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制的状态，使其通过检查并消除变差的特殊原因使过程处于受统计控制的状态，使其性能可预测；性能可预测； 通过比较过程变差与产品公差的关系，可了解过程能力；通过比较过程变差与产品公差的关系，可了解过程能力； 控制满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类44过程控制基本概念过程控制基本概念 过程控制系统的目的是对影响过程的原因

36、采取经济合理的措施，也过程控制系统的目的是对影响过程的原因采取经济合理的措施，也就是说：对就是说：对“不需控制时而采取了措施（过渡调整和擅自改变）不需控制时而采取了措施（过渡调整和擅自改变）”和和“需要控制时而未采取措施（控制不足）需要控制时而未采取措施（控制不足）” 两种状况进行平衡两种状况进行平衡（综合考虑）。必须在变差的两种原因的关系下处理好这些风险（综合考虑）。必须在变差的两种原因的关系下处理好这些风险 。 过程在统计控制下运行（通常称为：受控状态和稳定状态）指的是：过程在统计控制下运行（通常称为：受控状态和稳定状态）指的是：仅存在造成变差的普通原因。这样，仅存在造成变差的普通原因。这

37、样，过程控制系统的一个作用是当过程控制系统的一个作用是当出现变差的特殊原因时提供统计信号，并且当不出现特殊原因时避出现变差的特殊原因时提供统计信号，并且当不出现特殊原因时避免提供错误信息，从而对这些特殊原因采取适当的措施（或是消除免提供错误信息，从而对这些特殊原因采取适当的措施（或是消除它们，或是永久地保留它们）。它们，或是永久地保留它们）。 45预防还是容忍预防还是容忍? ?不要等产品做出来后再去看它好不好，不要等产品做出来后再去看它好不好，而是在制造而是在制造的时候就要把它制造好的时候就要把它制造好; ;检测检测容忍浪费容忍浪费预防预防避免浪费避免浪费PROCESS原料人 机 法环 测量测

38、量结果好不好46THE WAYWE WORK/BLENDING OFREWORUCESPEOPLEEQUIPMENTMATERIALMETHODSENVIRONMENTPRODUCTOR SERVICECUSTOMERIDENTIFYINGCHANGING NEEDSAND EXPECTATIONSVOICE OF CUSTOMERSTATISTICALMETHODSVOICE OF THE PROCESSINPUTPROCESS/SYSTEMOUTPUTPROCESS CONTROL SYSTEM MODEL WITH FEEDBACK带反馈系统的过程控制模型带反馈系统的过程控制模型47第三

39、章第三章 过程能力分析过程能力分析 统计学基本概念统计学基本概念 总体、样本、个体总体、样本、个体 平均值和标准差平均值和标准差 常见的统计学分布常见的统计学分布 过程能力分析过程能力分析 过程分析过程分析48统计学基本概念统计学基本概念总体、样本、个体总体、样本、个体( (xi ) ) nXS49统计学基本概念统计学基本概念总 体 N平均值=标准差=计算公式NXXNXNiii12)(平均值和标准差平均值和标准差50统计学基本概念统计学基本概念样 本 n平均值=标准差=S计算公式1)(1242nXXScSSdRSSnSniixXSNn时，当平均值和标准差平均值和标准差51统计学基本概念统计学基

40、本概念 正态分布正态分布 偏态分布偏态分布 二项分布二项分布 泊松分布泊松分布 超几何分布超几何分布 常见的统计学规律分布无论何种分布，若连续取几个样本，其平均值均近似符合正态分布52正态分布正态分布(Normal Distribution)统计学基本概念统计学基本概念53统计学基本概念统计学基本概念K在内之概率在外之概率0.6750.00%50.00%168.26%31.74%1.9695.00%5.00%295.45%4.55%2.5899.00%1.00%399.73%0.27%正态分布正态分布(Normal Distribution)54Sigma=Deviation(Square r

41、oot of variance)-7-6-5-4-3-2-101234567Between+/-1Between+/-2Between+/-3Between+/-4Between+/-5Between+/-668.27%95.45%99.73%99.9937%99.9994%99.9997%Result:317300 ppm outside（deviation) 45500 ppm2700 ppm63 ppm5.7 ppm3.4 ppm1)(2nxxiAxis grach in Sigma正态分布正态分布(Normal Distribution)高斯曲线高斯曲线55过程（工序）能力分析过程（工

42、序）能力分析q 过程分析过程分析 过程分析分为两部分过程分析分为两部分(如下图所示如下图所示) 批量生产前的过程分析批量生产前的过程分析 批量生产后的过程分析批量生产后的过程分析所有类型的能力分析基本上遵循相同程序，质量能力所有类型的能力分析基本上遵循相同程序，质量能力指指数数也依据同一方法计算。也依据同一方法计算。不同点仍在于分析产品的数量，分析的期间和在分析时间不同点仍在于分析产品的数量，分析的期间和在分析时间点，与最终生产条件符合的程序。点，与最终生产条件符合的程序。 56过程能力： 批量生产前 批量生产后批量生产前的过程分析批量开始批量开始后的过程分析短期能力分析初始能力分析长期能力分

43、析人机料法环过程持续质量改进时 间短期能力分析最少50件初始能力分析最少100件,要求控制图的场合，应至少采样20组.长期能力分析正常生产条件下，较长时期生产，确保所有影响因素均产生。标准值：至少20个生产天。57标准差公 差标准差公 差过程潜能过程潜能过程能力过程能力质量能力指数质量能力指数短期过程能力短期过程能力初始过程能力初始过程能力长期过程能力长期过程能力Cm机器能力机器能力Cmk机器能力指数机器能力指数Cmk,Ppk,Cpk机器能力指数、初始能力机器能力指数、初始能力指数、过程能力指数指数、过程能力指数Cpk过程能力指数过程能力指数Cp过程能力过程能力Cm,Pp,Cp机器能力、初始能

44、力机器能力、初始能力、过程能力、过程能力58过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q所有类型的能力分析基本上遵循相同程序，质量能力指数也依所有类型的能力分析基本上遵循相同程序，质量能力指数也依据同一方法计算：据同一方法计算：q不同点仍在于分析产品的数量，分析的期间和在分析时间点，不同点仍在于分析产品的数量，分析的期间和在分析时间点，与最终生产条件符合的程序。与最终生产条件符合的程序。 6T规格值能力取样方法及取样方法及 的计算公式不同，则对应不同的质量能力指数。的计算公式不同，则对应不同的质量能力指数。59过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q 过程（工序）能力指数：过程（工序）能力指数

45、： C Cp p（过程过程/ /工序能力、过程准确度，工序能力、过程准确度，AccuracyAccuracy）pkapCCC、60过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q 过程（工序）能力指数：过程（工序）能力指数： C Cp p（过程过程/ /工序能力、过程准确度，工序能力、过程准确度，AccuracyAccuracy）pkapCCC、内变差只考虑到固定变差或组单边规格下规格界限单边规格上规格界限双边规格2)(3)(3)(6dRLSLXCXUSLCLSLUSLCppp61过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q 过程（工序）能力指数：过程（工序）能力指数： C Cpkpk（过程过程/ /

46、工序能力指数）工序能力指数）pkapCCC、62过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q 过程（工序）能力指数：过程（工序）能力指数： C Cpkpk（过程过程/ /工序能力指数）工序能力指数） Cpk （1Ca）Cp； pkapCCC、PLPUpkLPLuPUCCCSxCxSC,min3,363过程（工序）能力分析过程（工序）能力分析q 过程（工序）能力指数：过程（工序）能力指数： C Ca a（过程准确度，过程准确度，AccuracyAccuracy）pkapCCC、2)()2/(dRTXCa双边规格64制程能力指数处置建议制程能力指数处置建议等级Cpk制程能力指数Process Cap

47、ability Index处置建议A1.33Cpk制程能力足够B1.0Cpk1.33制程能力尚可，应再努力。CCpk1.0制程应加以改善。65制程能力指数处置建议制程能力指数处置建议等级Ca制程准确度Capability of accuracy处置建议ACa12.5%（1/8）作业员遵守作业标准操作，并达到规格之要求须继续维持。B12.5%Ca25%（1/4）有必要尽可能将其改进为级。C25%Ca50%（1/2）作业员可能看错规格，不按作业标准操作或检讨规格及作业标准。D50%Ca应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时停止生产。66制程能力指数处置建议制程能力指数处置建议等级Cp制

48、程精密度Capability of precision处置建议A1.33Cp(T=8) 此一制程甚为稳定，可以将规格许容差缩小或胜任更精密之工作。B1.00Cp1.33 (T=6)有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查原因。C0.83Cp1.00 (T=5) 检讨规格及作业标准，可能本制程不能胜任如此精密之工作。DCp0.83应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时应停止生产。67制程能力等级判断及处置建议P% 等级P%（综合评价）处置建议A P0.44%稳定B 0.44%P1.22%同Ca及CpC 1.22%P6.68%同Ca及CpD 6.68%P同Ca

49、及Cp68制程能力分析制程能力指数Cp与制程不良率P（ppm）对照表（平均值不偏移）。69制程能力指数Cp与制程不良率P（ppm）对照表 规格界限宽度 规格界限宽度kCp不良率ppmkCp不良率ppm0010000003.331.11868.460.170.06867632.3353.51.17471.110.330.11738882.683.661.22248.9540.50.17617075.0773.831.28128.1430.670.22504985.07541.3364.2410.830.28404656.7624.161.3931.36310.33317310.5084.331.

50、4414.9111.170.39243345.0094.51.56.9031.330.44182422.4394.661.553.1111.50.5133614.4034.831.611.3651.670.5695580.70551.670.5831.830.6166753.0155.161.720.24320.6745500.2645.331.780.0982.170.7230260.285.51.830.0392.330.7819630.6585.661.890.0152.50.8312419.3315.831.940.0062.670.897660.761620.0022.830.944

51、606.5326.162.050.001312699.7966.332.11070标准差与ppm制品质水准对照表标准差Ppm标准差ppm标准差Ppm标准差ppm1.006977004.0062004.4018664.804841.106554004.0160364.4118074.814671.206179004.0258684.4217504.824501.305793004.0357034.4316954.834341.405398004.0455434.4416414.844191.505000004.0553864.4515894.854041.604602004.0652344.46

52、15384.863901.704207004.0750854.4714894.873761.803821004.0849404.4814414.883631.903446004.0947994.4913954.893502.003087334.1046614.5013504.903372.102743004.1145274.5113064.913252.202420004.1243964.5212644.923132.302119004.1342694.5312234.933022.401841004.1441454.5411834.942912.501587004.1540244.55114

53、44.952802.601357004.1639074.5611074.962702.701151004.1737924.5710704.972602.80968004.1836814.5810354.98251（规格中心往左、右移动1.5）71标准差与ppm制品质水准对照表(续)2.90807604.1935724.5910014.992423.00668034.2034674.609685.002333.10548004.2133644.619355.012243.20445704.2232644.629045.022163.30359304.2331674.638745.032083.4

54、0287204.2430724.648485.042003.50227504.2529804.658165.051933.60178604.2628904.667895.061863.70139004.2728034.677625.071793.80107204.2827184.687365.081723.8593874.2926354.697115.091663.9081984.3025554.706875.101593.9179764.3124774.716645.201083.9277604.3224014.726415.30723.9375494.3323274.736195.4048

55、3.9473444.3422564.745985.50323.9571434.3521864.755775.60213.9669474.3621184.765575.70133.9767564.3720524.775385.8093.9865694.3819884.785195.9053.9963874.3919274.795016.00372制程能力指数范例 例：某产品的尺寸规格是例：某产品的尺寸规格是56010 m/m，经检验一批后经检验一批后求出求出 3为为5619 m/m。求：求：(1) Ca (2) Cp (3) Cpk (4) P% X73SPC的导入流程的导入流程建立可解决问题之

56、系统确认关键制程及特性导入进行关键制程 及 特 性 之 管 制检讨制程能力符合规格程序持续进行制程改善计划提 报 及 执 行制 程 改 善 计 划不 足足 够74第四章第四章 控制图概论与原理控制图概论与原理1098765432100.040.030.020.010.00Sample NumberProportionP Chart for C2P=0.010003.0SL=0.03985-3.0SL=0.00075控制图的原理控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 76控制图的原理控制图的原理 q 正态分布与控制图正态分布与控制图 77控制图的原理控制图的原理 q 正态分布与控制图

57、正态分布与控制图 q 控制图就是以正态分布为基础，换句话说，只要控制图就是以正态分布为基础，换句话说，只要群体符合正态分布，从群体中抽样时，每群体符合正态分布，从群体中抽样时，每1000次次中约有中约有3次机会超出范围。我们认为，此三次是因次机会超出范围。我们认为，此三次是因为偶然原因跑出界限，在实际中属小概率事件，为偶然原因跑出界限，在实际中属小概率事件，发生的可能性极小发生的可能性极小与文献与文献3有差别有差别。 78控制图的原理控制图的原理 q 控制限的确定（经济原则）控制限的确定（经济原则） 79控制图的原理控制图的原理 q 控制图的两类错误控制图的两类错误對對于于僅僅僅僅存在偶然因素

58、的情存在偶然因素的情況況下下, 由于由于點點子越出控制界子越出控制界限外而判限外而判斷過斷過程程發發生生變變化的化的錯誤錯誤, 即即將將正常判正常判斷為異斷為異常常的的錯誤錯誤是可能是可能發發生的生的. 這種錯誤稱為這種錯誤稱為第一第一種錯誤種錯誤. “拒绝真实拒绝真实”的错误的错误當過當過程具有某程具有某種種非偶然因素影非偶然因素影響響, 致使致使過過程程發發生程度不生程度不同的同的變變化化. 但由于此但由于此變變化相化相應應的一些的一些點點子落在控制界限子落在控制界限內內, 從從而有可能而有可能發發生判生判斷過斷過程未程未發發生生變變化的化的錯誤錯誤, 這種這種錯誤稱為錯誤稱為第二第二種錯

59、誤種錯誤. 80控制图的作用控制图的作用 q 合理使用控制图能：合理使用控制图能： 供正在进行过程控制的操作者使用；供正在进行过程控制的操作者使用； 有助于过程在质量上和成本上持续地、可预测地有助于过程在质量上和成本上持续地、可预测地保持下去；保持下去； 使过程达到：使过程达到： 更高的质量更高的质量 更低的单件成本更低的单件成本 更高的有效的能力更高的有效的能力 81控制图的作用控制图的作用 q 合理使用控制图能：合理使用控制图能： 为讨论过程的性能提供共同的语言；为讨论过程的性能提供共同的语言； 区分变差的特殊原因和普通原因区分变差的特殊原因和普通原因, 作为采作为采取局部措施或对系统采取

60、措施的指南取局部措施或对系统采取措施的指南 ；82使用控制图的基本步骤使用控制图的基本步骤 决定管制工序和项目决 定 管 制 标 准决 定 抽 样 方 法选用管制图的格式记 入 管 制 界 限绘点、实施重 新 检 讨 管 制 图管制图判读处 置 措 施OKOKNG收集数据83管制图的应用 决定管制工序和项目决 定 管 制 标 准决 定 抽 样 方 法选用管制图的格式记 入 管 制 界 限绘点、实施重 新 检 讨 管 制 图管制图判读处 置 措 施OKOKNG84第五章第五章 控制图的种类控制图的种类85控制图的种类和选择控制图的种类和选择“n”=1025控制圖的選定資料性質不良數或缺陷數單位大