控制图的基本特性与原理

1、21/22第七章 操纵图 95第七章 操纵图前言:为使现场的质量状况达成目标，均须加以治理。我们所讲的 “治理”作业,一般均用侦测产品的质量特性来推断 “治理”作业是否正常。而质量特性会随着时刻产生显著高低的变化;那么到底高到何种程度或低至何种状态才算我们所讲的异常?故设定一合理的高低界限,作为我们分析现场制程状况是否在 “治理”状态,即为操纵图的差不多根源。操纵图是于1924年由美国品管大师修哈特(W.A.Shewhart)博士所发明。而要紧定义即是一种以实际产品质量特性与依过去经验所研判的过程能力的操纵界限比较,而以时刻顺序表示出来的图形。二操纵图的差不多特性:一般操纵图纵轴均设定为产品的

2、质量特性,而以过程变化的数据为刻度;横轴则为检测产品的群体代码或编号或年月日等,以时刻不或制造先后不,依顺序点绘在图上。在管制图上有三条笔直的横线,中间的一条为中心线(Central Line,CL),一般用蓝色的实线绘制；在上方的一条称为操纵上限(Upper Control Limit,UCL)；在下方的称为操纵下限(Lower Control Limit,LCL)。对上、下操纵界限的绘制,则一般均用红色的虚线表现,以表示可同意的变异范围;至于实际产品质量特性的点连线条则大都用黑色实线绘制。操纵状态:96 品管七大手法 下操纵界限(LCL)中心线(CL) 上操纵界限(UCL)三操纵图的原理:

3、1.质量变异的形成缘故:一般在制造的过程中,不管是多么周密的设备、环境,它的质量特性一定都会有变动,绝对无法做出完全一样的产品;而引起变动的缘故可分为两种：一种为偶然(机遇)缘故；一种为异常(非机遇)缘故。（1）偶然(机遇)缘故(Chance causes)：不可幸免的缘故、非人为的缘故、共同性缘故、一般性缘故,是属于操纵状态的变异。（2）异常(非机遇)缘故(Assignable causes):可幸免的缘故、人为的缘故、专门性缘故、局部性缘故等,不可让其存在,必须追查缘故,采取必要的行动,使过程恢复正常操纵状态,否则会造成专门大的损失。(偶然缘故的变动)(异常缘故的变动)第七章 操纵图 97

4、 (偶然缘故的变动) (异常缘故的变动)分类变异的情况阻碍程度追查性过程的改进偶然缘故体系的一部份,专门多一定有且无法幸免每一个都专门微小不明显不值得、成本高、不经济修改经常且稳定的过程异常缘故本质上是局部的,专门少或没有,可幸免的有明显的阻碍而且巨大值得且可找到,否则造成大损失制造经常且稳定的过程2.操纵界限的构成:操纵图是以常态分配中的三个标准差为理论依据。中心线为平均值,上、下操纵界限为平均数加减三个标准差( )的值,以推断过程中是否有问题发生。此即修哈特博士(W.A.Shewhart)所制造的方法。操纵图即以3个标准差为基础,换句话讲,只要群体是常态分配,则自该群体进行取样时,用取出的

5、数值加以平均计算来代表群体,则每进行10000次的抽样会有27次偶然机会,不予计较。同样我们平均抽样时如有超出时,判定为异常,则误判的机率也是千分之三。因为假设机率存在的前提,因此操纵界限以加减3个标准差来订立,应是最符合经济效益的。在内的或然率在外的或然率50.00%50.00%68.26%31.74%95.00%5.00%95.45%4.55%99.00%1.00%99.73%0.27%98 品管七大手法99.73%95.45%68.26% 90UCLCLLCL 操纵图的操纵界限是把常态分配图形旋转90后,在平均值处绘成中心线(CL),平均值加三个标准差处绘成上操纵界限(UCL),在平均值

6、减三个标准差处绘成下操纵界限(LCL)。四操纵图的种类:1.按数据性质分类:(1)计量值操纵图:所谓计量值是指操纵图的数据均属于由量具实际量测而得;如长度、重量、浓度等特性均为连续性的，常用的有:平均数与极差操纵图( Chart)平均数与标准差操纵图( Chart)中位数与极差操纵图( Chart)个不值与移动极差操纵图( chart)最大值与最小值极差操纵图( chart)第七章 操纵图 99 (2)计数值操纵图:所谓计数值是指操纵图的数据均属于以单位计数者而得;如不合格数、缺点数等间断性数据等。常用的有:不良率操纵图(P chart)不良数操纵图(Pn chart,又称np chart或d

7、 chart)缺点数操纵图(C chart)单位缺点数操纵图(U chart)2.按操纵图的用途分类:(1)解析用操纵图:这种操纵图先有数据,后有操纵界限(与未知的群体)。决定方针用制程解析用制程能力研究用制程操纵的预备 (2)操纵用操纵图:先有操纵界限,后有数据(与已知之群体)。其要紧用途为操纵过程的质量,如有点子超出操纵界限时,则立即采取措施(缘故追查消除缘故再发防止的研究)。 3.计数值与计量值操纵图的应用比较.计 量 值计 数 值优点较灵敏,容易调查真因可及时反应不良,使质量稳定所须数据可用简单方法获得对整本质量状态的了解较方便缺点抽样频度较高费时苦恼数据须测定,且再计算,须有训练的人

8、方可胜任。无法寻得不良的真因及时性不足，易延误时机100 品管七大手法五操纵图的绘制:1.计量值操纵图:操纵图: (a)先行收集100个以上数据,依测定的先后顺序排列。 (b)以25个数据为一组(一般采45个),分成约2025组。 (c)将各组数据记入数据表栏位内。 (d)计算各组的平均值X(取至测定值最小单位下一位数)。 (e)计算各组之极差R(最大值-最小值=R)。 (f)计算总平均X。 (g)计算极差的平均R: (h)计算操纵界限 X操纵图:中心线(CL)= X 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)= R操纵图:中心线(CL)= 操纵上限(UCL)= 管制下限(LCL)= 之值,随每

9、组的样本数不同而有差异,但仍遵循三个标准差的原理计算而得,今已被整理成常用系数表。 (i)绘制中心线及操纵界限,并将各点点入图中。 (j)将各数据履历及专门缘故记入,以备查考、分析、推断。 (2) 管制图： 将数据(每组为一单位)依大小顺序排列,最中间的一个数据称为中位数;如为偶数个数值,则中间两数值的平均值即为中位数。 (a)收集数据并排列之(同 之数据收集方式步骤(a)(b)(c)。第七章 操纵图 101 (b)求各组的中位数 。 (c)求各组的极差R。 (d)计算中位数的总平均数 。 (e)计算 : (f)计算操纵界限: 操纵图:中心线(CL)= 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)

10、= R操纵图:中心线(CL)= 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)= 系数 相同亦可从系数表查得。 (g)同 操纵图的步骤(i),(j)。 (3)X-Rm操纵图 (a)收集数据2025个,并依先后顺序排列记入数据栏内。 (b)求个不移动值Rm。 如 (c)求平均值 (d)求移动极差平均 : (e)计算操纵界限 X操纵图: 中心线(CL)= 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)=102 品管七大手法 Rm操纵图: 中心线(CL)= 。 操纵上限(UCL)= 。 管制下限(LCL)= 。 系数 同样可自系数表中查得。 (f)同 操纵图的步骤(i),(j)。2.计数值操纵图:(1)P操纵图

11、:收集数据2025组,每组的样本数应一致,且最好能显现有1个以上的不良数(样本数如每组不一致,会导致操纵界限的跳动,初期导入较不适当)。计算每组的不良率P。计算平均不良率P。计算操纵界限:中心线(CL): 操纵上限(UCL): 操纵下限(LCL): 同 操纵图步骤(i),(j)。 (2)pn操纵图: (又称np操纵图,d操纵图) (a)收集数据,步骤同P操纵图(a)项操作。 (b)计算平均不良数 。第七章 操纵图 103 (c)计算操纵界限: 中心线(CL) 操纵上限(UCL) 操纵下限(LCL) (d)绘操纵界限,并将点点入a图中。 (e)记入数据履历及专门缘故,以备检讨、分析、推断。 (3

12、)C操纵图: (a)收集数据,步骤同P操纵图(a)项操作。 (b)计算平均缺点数 ： (c)计算操纵界限： 中心线 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)= (d)同pn操纵图的步骤(d),(e)。记入数据履历及专门缘故,以备检讨、分析、推断。 (4)U操纵图: (a)收集2025组数据(可取不同单位大小)，每组样本应考虑含有15个缺点。 (b)计算平均单位缺点数 : (c)计算操纵界限: 中心线(CL)= 操纵上限(UCL)= 操纵下限(LCL)= (d)同C操纵图(d)步骤。104 品管七大手法 3.操纵点的点绘要领:(1)各项工序名称、操纵特性、测定单位、设备不、操作(测定)、样本大小

13、、材料不、环境变化等任何变更资料应清晰填入,以便资料的分析整理。(2)计量值双操纵图( 等)。其X操纵图与R操纵图的操纵界限宽度取法,一般原则以组的样本数(n)为参考,X操纵图的单位分度宽约为R操纵图的 倍。 (纵轴操纵界限宽度约2030m/m;横轴各组间隔约2-5mm)。(3)中心线(CL)以实线记入,操纵界限则记入虚线;各线上须依线不分不记入CL,UCL,LCL等符号。(4)CL,UCL,LCL的数值位数计算比测定值多两位数即可。 (各组数据的平均计算数则取此测定值多一位数)。(5)点之绘制有,等,最好由厂内统一规定。(6)双操纵图,二个操纵图的绘制间隔限最少距20mm以上,可行的话最好3

14、0mm左右。六操纵图的推断:1.操纵状态的推断(过程在稳定状态)：(1)多数点子集中在中心线附近。 (2)少数点子落在操纵界限附近。 (3)点子的分布与跳动呈随机状态,无规则可循。 (4)无点子超出操纵界限以外。2.可否延长操纵界限做为后续过程操纵用的研判基准:连续25点以上出现在操纵界限线内时(机率为93.46%)。连续35点中,出现在操纵界限外点子不超出1点时。连续100点中,出现在操纵界限外点子不超出2点时。过程在满足上述条件时,虽可认为过程在操纵状态而不予变动操纵界限,但并非点子超出操纵界限外也可同意;这些超限的点第七章 操纵图 105子必定有异常缘故,故应追究调查缘故并加以消除。3.

15、检查推断原则:应视每一个点子为一个分配,而非单纯的点。点子的动向代表过程的变化;虽无异常的缘故,各点子在界限内仍会有差异存在。异常的一般检定原则: 106 品管七大手法检定规划1:(2/3A)3点中有2点在A区或A区以外检定规划2: (4/5B)5点中有4点在B区或B区以外 ABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCL检定规划8: (1界外)有1点在A区以外检定规划4: (8缺C)有8点在中心线的两侧,但C区并无点子检定规划7: (15C)连续15点在中心线上下两侧的C区检定规划6: (14升降)连续14点交互着一升一降检定规划5: (9单侧)连续9点在C区或C区以外检定规划3:(6连

16、串)连续6点持续地上升或下降ABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCLABCCBAUCLXLCL 第七章 操纵图 107七操纵图使用时的注意事项:操纵图使用前,现场作业的标准化应差不多完成。操纵图使用前,应先决定操纵项目,包括质量特性的选择与取样数量的决定。操纵界限千万不可用规格值代替。操纵图种类的筛选应配合操纵项目的决定时进行搭配。抽样方法以能取得合理样组为原则。点子超出界限或有不正常之状态,必须利用各种措施研究改善或配合统计方法把异常缘故找出,同时加以消除。 操纵图里组的大小(n),一般采n=45最适合

17、。R操纵图没有操纵下限,是因R值是由同组数据的最大值减最小值而得,因此LCL取负值没有意义。操纵图一定要与过程操纵的配置结合。10.p操纵图假如有点超出操纵下限,也应采取对策,不能认为不良率低而不必采取对策,因为异常缘故可能来自:量具的失准。须更新量具,并检查已有的量测值的阻碍度。合格品的判定方法有误。应立即修正。真正有不合格率变小的缘故。若能进一步掌握缘故,则有助于日后大幅降低不合格率。 11.过程操纵做得不行,操纵图形同虚设。要使操纵图发挥效用,应使产品过程能力中的Cp值(过程能力指数)大于1以上。八实例演练: 例1:某公司为操纵最终产品的灌装重量,每小时以过程中,随机取5个样本来测定其重

18、量,共得25组数据,试依照这些数据绘制 操纵图及 操纵图。108 品管七大手法 (规格值为605kg) 样组测 定 值R样组测 定 值RX1X2X3X4X512345678910111213565958646357595757585858626161626059646255566261616264626260596162636360606361626062566361616060586060585860646059616061616156606360.260.461.660.860.660.860.859.259.459.859.060.461.2836847387455514151617181920212223242558616359576258615660646160615958596058626358596157616360596262606160606059625660605758596160615661615862625962646060606159.061.259.859.859.460.059.661.260.259.660.859.8417455457255 解: 1.计算 : 2.计算操纵界限:查系数表当