SPC专业版ppt课件

1、统计过程控制Statistical Process Control质量管理开展历程操作人员 1900工长 1930独立检验部 1940统计技术 1950ISO9000 1980TQMSix sigma 什么是统计学？:统计 学是一门社会科学:统计学是根据数据进展推断的艺术和科学那究竟何谓统计?“数据经过“计算产出“有意义的情报就是统计.IPO统计= 数据+计算+有意义的情报计数值计量值X-bar,% (P,C)目的: 是用来评价过程稳定性,并丈量或描画 过程变差的特征;丈量结果指出过程是 处于稳定和“受控或“不受控的形状;变差是什么？在一个程序的个别工程/ 输出之间的不可防止的不同(可分普通和

2、特殊缘由) 普通缘由：是指过程在受控的形状下，出现的具有稳定的且可反复的分布过程的变差的缘由。普通缘由表现为一个稳定系统的偶尔缘由。只需过程变差的普通缘由存在且不改动时，过程的输出才可以预测。 特殊缘由：通常也叫可查明缘由是指呵斥不是一直作用于过 程的变差的缘由，即当它们出现时将呵斥整个过程的分布改动。只用特殊缘由被查出且采取措施， 否那么它们将继续不可预测的影响过程的输出。变差的例子他的操作有变化机器有变化他的仪器有变化产品的质量特性有变化变差的来源丈量Measurement变差人力Manpower环境Mother-natured机械Machine方法Methods物料Material控制图

3、类型计量型数据X-R均值和极差图计数型数据P chart不良率管制图X-S均值和标准差图nP chart不良数管制图X -R中位值极差图Cchart缺点数管制图X-MR单值移动极差图U chart单位缺点数管制图SPC运用的场所？确定要制定控制图的特性是计量型数据吗？否关怀的是不合格品率？否关怀的是不合格数吗？是样本容量能否恒定？是运用np或p图否运用p图样本容量能否恒定？否运用u图是是运用c或u图是性质上能否是均匀或不能按子组取样例如：化学槽液、批量油漆等？否子组均值是否能很方便地计算？否运用中位数图是运用单值图X-MR是接上页子组容量能否大于或等于9？是否能否能方便地计算每个子组的S值？运

4、用XR图是否运用XR图运用X s图注：本图假设丈量系统曾经过评价并且是适用的。我们为什么实施SPC? 帮我们减少 客户赞扬 报废率 审查工时 仪器有效的损失 客户要求 不要仅仅通知我们他的程序/ 产品正 在改良,表现过程数据 客户稽核 内部管理SPC常用术语解释名称解释总体总体是我们研究对象的全部,或者全部数据，用 N 表示。样本总体的一个子集 ,是从总体中抽取的能代表母体特征的一部份 ,对样本进行测量后得到的样本数据,用 n 表示平均值是总体或样本所有数值的平均数.总体平均值,是用表示;样本平均值,是用 x 表示极差（Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值之差（Sigma）用于代表标

5、准差的希腊字母方 差是数据与其平均值之间的差值的平方的平均值.总体方差是用 表示样本方差是用 S 表示标准差(Standard Deviation)过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值（例如：子组均值）的分布宽度的量度，用希腊字母或字母s（用于样本标准差）表示。22名称解释分布宽度（Spread）一个分布中从最小值到最大值之间的间距中位数 x将一组测量值从小到大排列后，中间的值即为中位数。如果数据的个数为偶数，一般将中间两个数的平均值作为中位数。中心线（Central Line）控制图上的一条线，代表所给数据平均值。上、下控制线控制图上的一条线，代表按照所给数据所计算出的制程管制区间，用UC

6、L、LCL来表示。上、下规格线控制图上的一条线，代表客户所给定的产品规格，用USL、LSL来表示。过程均值（Process Average）一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程均值，通常用 X 来表示。名称解释链（Run）控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原因的依据。变差（Variation）过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因可分为两类：普通原因和特殊原因。特殊原因（Special Cause）一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，它存在的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机

7、性的图形。普通原因（Common Cause）造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差的一部分。过程能力(Process Capability)是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用Z来表示。移动极差（Moving Range)两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。作用总体统计量样本统计量称号符号称号符号表示分布置总体平均值样本平均值X样本中位数X表示分布外形和范围总体方差样本方差S总体规范差 样本规范差S样本极差R22根本统计术语X-R 均值和极差图正态分布篇 i=1XiNN总体平均值 总体中数据的数量总体中第i 个数据总

8、体平均值计算X1+X2+XiN i=1XinnX样本平均值总体中第i 个数据样本数量样本平均值 的 计算X1+X2+Xin练 习给定样本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求样本平均值总体规范差总体容量总体中第i 个数据总体平均值总体规范差的计算 i=1NXiN2S X i=1nXin-12样本规范差样本容量样本中第i 个数据样本平均值样本规范差的计算练 习给定样本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求样本规范差R= X - Xmaxmin极差样本中最大 值样本中最小值极差的计算练 习给定样本： 10,16,18,20,27,15,14,8.求极差什么是正态分布 ?

9、一种用于计量型数据的,延续的,对称的钟型频率分布,它是计量型数据用控制图的根底.当一组丈量数据服从正态分布时,有大约68.26%的丈量值落在平均值处正负一个规范差的区间内,大约95.44%的丈量值将落在平均值处正负两个规范差的区间内;大约99.73%的值将落在平均值处正负三个规范差的区间内.LSLUSL合格品缺陷品缺陷品我们将正态曲线和横轴之间的面积看作1,可以计算出上下规格界限之外的面积,该面积就是出现缺陷的概率,如以下图:规范的正态分布 规格范围 合格概率 缺陷概率+/-1 68.27% 31.73%+/-2 95.45% 4.55%+/-3 99.73% 0.27%+/-4 99.994

10、% 0.0063%+/-5 99.99994% 0.000057%+/-6 99.9999998% 0.000000198% 下表为不同的规范差值对应的合格概率和缺陷概率:如何计算正态分布和“工序西格玛 Z ?USL - USLZ规格上限的工序西格玛值平均值规范差过程才干的计算LSL - LSLZ规格下限的工序西格玛值平均值规范差过程才干的计算从上述公式可看出,工序西格玛值是平均值与规格上下限之间包括的规范差的数量,表示如以下图:LSLUSL111经过计算出的Z值,查正态分布表,即得到对应的缺陷概率.练 习某公司加工了一批零件,其规格为 50+/-0.10 mm,某小组丈量了 50 个部品，计

11、算出该尺寸的平均值和规范差X=50.04mm ， S=0.032 ，分别计算 ZUSL ， ZLSL ，并求出相应的缺陷概率。LSLUSL+/-3 +/-4 +/-5 过程数据分布规范差过程才干西格玛Z=0.10=0.07=0.05Z = 3Z = 4Z = 5规范差值与过程才干西格玛值的对照比较正态分布的位置与外形与过程才干的关系图分布位置良好 ,但外形太分散规格中心LSLUSL(T)LSLUSL分布位置及外形均比 较理想(T)规格中心正态分布的位置与外形与过程才干的关系图分布位置及外形均不理想LSLUSLT规格中心正态分布的位置与外形与过程才干的关系图LSLUSLT规格中心分布外形较理想

12、(分散程度小 ), 但位置严重偏离正态分布的位置与外形与过程才干的关系图规范的正态分布控制图制造篇贝尔实验室的Walter休哈特博士在二十世纪二十年代研讨过程时,发明了一个简单有力的工具,那就是控制图,其方法为:搜集数据控制分析及改良控制图-控制过程的工具典型的控制图由三条线组成 :Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)CL ：控制中限UCL: 上控制限LCL: 下控制限计量型控制图的计算公式名称XR图XS图X-R图X-RM图均值和标准差图中位数图单值和移动极差图适用范围通常用于样本容量恒定,子组数在2-5

13、个(9时较为有效)用于样本容量较大的情况(通常在10以上)用在子组的样本容量小于或等于10的情况用于发生在测量费用很大时,或是当在任何时刻点的输出性质比较一致时标准偏差 =R /d2= /d2 =S /C4= /C4= R/d2 = R/d2= /d2上控制限UCLX=X+A2 RUCLR=D4RUCLX=X+A3 SUCLs=B4 SUCLX=X+A2 RUCLR=D4 RUCLX= X+E2 RUCLMR=D4 R下控制限LCLX= X-A2 RLCLR=D3 RLCLX=X -A3 SLCLs=B3 SLCLX=X-A2 RLCL=D3RLCLX=X -E2 RLCLMR=D3 R中心限

14、CLX=XCLR=RCLX=XCLS=SCLX=XCLR=RCLX=XCLMR= R计数型控制图的计算公式XRChart均值极差图由两部份分组成: 图解释察看样本均值的变化R图解释察看误差的变化X- RX组合可以监控过程位置和分布的变化X- R日期8/59/510/510.230.220.1920.200.210.2130.240.180.2240.190.240.21和0.860.850.83X0.220.210.20R0.050.060.03UCLCLLCL均值极差UCLCLLCL制造 的预备 X- R获得高层对推行控制图的认可和支持确定需用均值极差图进展控制的过程和特性定义丈量系统消除明

15、显的过程偏向制造均值极差图进展丈量系统分析确定子组样本容量不少于100个数据确定子组数最好2-10个子组数搜集数据XinX计算均值Xi为子组内每个丈量数据n为子组容量即X=( X1+X2+ X3.+ X n ) / n计算极差R = X max X minX 最大为子组中最大值X 最小为子组中最小值XjKX计算过程平均值K代表子组数X代表每个子组的均值RKRj计算极差平均值K 代表子组数R 代表每个子组的极差计算均值图控制限UCL = X + A RX2常数均值图控制上限均值图控制下限LCL = X - A RX2计算极差图控制限极差图控制上限极差图控制下限常数常数LCL = D R3RUCL

16、 = D RR4X-R图常数表n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.370.340.31注： 对于样本容量小于7的情况，LCLR能够技术上为一个负值。在这种情况下没有下控制限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个“同样的丈量结果是能够成立的。 将计算结果绘于XRChart本卷须知1.对于X 图，坐标上的刻度值的最大值与最小值 的差应至少为子组均值X的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极

17、差R的2倍。注：一个有用的建议是将 R 图的刻度值设置为 X 图刻度值的2倍。 例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，那么在极差图上1个刻度代表0.02英寸2.应在过程记录表上记录一切的相关事件，如：设备缺点，新的资料批次等，有利于下一步的过程分析。3.要在适当的时间内搜集足够的数据，这样子组才干反映潜在的变化，这些变化缘由能够是换班/操作人员改换/资料批次不同等缘由引起。对正在消费的产品进展监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。 4.子组越多，变差越有时机出现。普通为25组，初次运用控制图选用35 组数据，以便调整。 课 后 练 习分析控制图异常缘由Upper ControlLi

18、mit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制上限X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制下限X 图X 图上的数据点超出上下控制界限的能够缘由：控制界限计算错误描点错误丈量系统发生变化过程发生变化Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延续七点上升X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower Contro

19、lLimit (LCL)延续七点下降X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延续七点在控制中限的下方X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)延续七点在控制中限的上方X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)过于规那么的分布延续 14 点交替上升和下降X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line

20、(CL)Lower ControlLimit (LCL)明显多于 80% 的点在 CL 的附近X 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)明显少于 40% 的点在 CL 的附近X 图控制界限计算错误描点错误丈量系统发生变化过程发生变化过程均值发生变化抽样数据来自完全不同的两个整体R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0超出控制上限控制界限计算错误描点错误丈量系统发生变化丈量系统分辩率不够过程发生变化R 图Upper ControlLimit (UCL)Cente

21、r Line(CL)0延续七点在控制中限的下方R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延续七点在控制中限的上方R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延续七点上升R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)0延续七点下降R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)过于规那么的分布延续 14 点交替上升和下降R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Li

22、ne(CL)Lower ControlLimit (LCL)明显多于 80% 的点在 CL 的附近R 图Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)明显少于 40% 的点在 CL 的附近描点错误丈量系统发生变化质量特性分布发生变化过程发生变化过程均值发生变化抽样数据来自完全不同的两个整体能够缘由：X MR Chart单值挪动极差图搜集数据进展丈量系统分析确定子组容量X-MR图的子组容量为1确定子组频率确定子组数X-MR图需子组数达100个以上，这样可以全面判别过程的稳定性计算MR值即为两个相邻数据之间的差值MR=

23、 X - Xi+1i挪动极差丈量值为组数将 X 和计算出的MR值分别绘在X图上和MR图上计算过程均值XjKX每子组的单值和过程均值子组数计算挪动极差均值MRK-1Rj子组数每子组的挪动极差和挪动极差均值计算单值图控制限UCL =X+E MRX2常数单值图控制上限单值图控制下限LCL =X-E MRX2计算极差图控制限挪动极差图控制上限挪动极差图控制下限常数常数UCL = D MR4MRUCL = D MR3MRX-MR图常数表n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D30.080.140.180.22E22.661.771.461.29

24、1.181.111.051.010.98备注：样本容量小于7时，没有极差的控制下限。课 后 练 习控制界限的改换篇X MR ChartXRChart控制界限建立以后并非一成不变，由于过程永远是处于动摇的，因此控制界限需定期检讨，以判别能否需求改换控制界限，检讨控制界限的周期，应根据过程变化而定。过程流程发生变化时：如添加或减少某个工序，改动了某个工序的作业方法或作业步骤，这能够导致过程位置和分布发生变化，这种变化能够使有控制规格不再适用。运用新的设备：新设备的运用能够导致过程位置和分布发生变化，这种变化能够使原有控制规格不再适用。现有过程发生失控，经过改善过程重新受控后：现有过程失控，再改善完

25、成后过程均值及分布均与改善前出现差别，旧有规格已不再适用，需重新计算控制规格。对过程普通缘由进展改善后：过程才干的提高是与引起过程变异的普通缘由的消除严密相关，在对过程才干改善后，过程均值更接近目的值，过程变异变小，旧有控制规格已不再适用。当子组容量发生变化时：抽样频率与过程特殊缘由出现的频率有关，特殊缘由出现的频率越高，抽样频率需相应添加，此时，应重新调整控制界限。分析过程才干篇X MR ChartXRChart分析过程才干的前提：过程必须受控服从正态分布丈量系统可接受计算稳定过程才干指数- CP不思索过程有无偏移CPUSL - LSL6 R /d2规格上限规格上限常数规范偏向常数表n 2

26、3 4 5 6 7 8 9 10D 1.13 1.69 2.06 2.33 2.53 2.70 2.85 2.97 3.082计算过程实践才干指数 CPK ，它思索了过程输出平均值的偏移&CPK3 X - LSLUSL - X3 最小值R/d23 =其 中过程总分布的一半计算产品性能指数 PPK阐明过程有无偏移的指数PK3 X - LSLUSL - X3 &最小值 =X i=1nXin-12式中过程总变差练 习对才干分析的解释结 果说 明CPK1.67满足客户要求,可按控制方案执行消费.1.33CPK1.67目前可接受,但仍须改良.CPK1.33该过程目前不能满足客户要求, 仍须改良.注:CP

27、K只能用于稳定过程CPKPPKCPA+級CPK1.67PPK1.67CP1.67工序能力過高A級1.33CPK1.671.33PPK1.671.33CP1.67工序能充足B級1.0CPK1.331.0PPK1.331.0CP1.33工序能力尚可C級0.67CPK1.00.67PPK1.00.67CP1.0工序能力不足D級CPK0.67PPK0.67CP0.67%工序能力太低 (计数型)计数值控制图用来控制不可以用计量数据度量的特性，通常而言，用于合格与不合格，经过与未经过，良品与不良品等。计数值控制图种类控制图种类 用途P图 用以监视过程不良品的比率P 图 用以监视过程不良品的数目U图 用以监

28、视每个单位产品的平均缺陷数C图 用以监视过程缺陷的数目n P-Chart 不合格率图(计数型)Pnpn不合格品率不合格品数被检工程的数量计算过程平均不合格品率Pnp1+np2+np3+np Kn1+n2+nK多个子组不合格品率总和多个子组数总和UCLP+3P(1-P)nP-3P(1-P)nLCL样本均值控制上限控制下限 课 后 练 习根据以下数据,作出P图分析 P 控制图异常缘由Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制上限Upper ControlLimit (UCL)Center Line(CL)Lower ControlLimit (LCL)超出控制下限数据点超出 P 控制图上下限的能够缘由:控制界限计算错误描点错误丈量系统变化过程不合格率上升上述缘由中，只需最后缘由是与过程才干相关的变化特殊缘由,其他均为人为错误呵斥Upper ControlLimit (UCL)Center Line(C