SPC应用实务教材

1、 SPC的发展历史 质量数据的基本知识 数据的特性分析 什么是SPCSPC是英文StatisticalProcess Control的简称，即即统计过程程控制。SPC就是应用用统计技技术对过程中中的各个个阶段进进行监控控，从而而达到改改进与保证质量量的目的的。SPC强调全过过程的预预防。SPC的特点SPC是全系统统的，全全过程的的，要求求全员参参加，人人有责责。SPC强调用科科学方法法(主要是统统计技术术，尤其其是控制图图理论)来保证证全过程程的预防防。SPC不仅用于于生产过过程，而且且可用于于服务过过程和一切切管理过过程。1.过程控制制修华特(W.A.Shewhart)提出20世纪纪20年年

2、代2.日本本质量管管理SPC戴明(W.Ed-wardsDeming)将SPC的概念引引入日本本19501980年年3.SPC全面应用用SPC在西方工工业国家家复兴，并列为高高科技制制之一80年代代起4.SPC在汽车行行业的应应用美国从20世纪纪80年年开始推推行SPC美国汽车车工业大大规模推推行了SPCSPC的发展历历史SPC与6的关系 “”是希腊字字母，统统计学中中用来表表示标准准偏差，即用来来描述任任一过程程参数的的平均值值的分布布或离散散程度。 6（6Sigma）是在九十十年代中中期开始始从一种种全面质质量管理理方法演演变成为为一个高高度有效效的企业业流程设设计、改改善和优优化技术术，并

3、提提供了一一系列同同等地适适用于设设计、生生产和服服务的新新产品开开发工具具。 6逐步发展展成为以以顾客为为主体来来确定企企业战略略目标和和产品开开发设计计的标尺尺，追求求持续进进步的一一种质量量管理哲哲学。 换一一种说法法，6是一种“愿景”，是一一种目标标，而并并非一种种具体的的方法。而SPC是实现这这种愿景景的一个个有效的的手段。质量数据据的基本本知识 计量值数数据是指可取取任意数数值的数数据，只只要测取取数据的的精度足足够，我我们即可可取任意意小的数数值，这这些数值值属于连连续型数数据。例例如长度度、重量量、速度度、压力力、温度度等的数数据，是是属于计计量值数数据。计数值数数据是指只能能

4、用个数数、件数数或点数数等单位位来计量量的数据据。例如如废品件件数、产产品台数数、产品品表面缺缺陷斑点点数等等等，他们们只能取取整数，通过手手工点数数获得，这种数数据属于于离散型型数据。收集数据据的目的的 为了了分析问问题，即即是为了了分析现现场情况况而收集，例如如为了掌掌握零件件加工尺尺寸的波波动情况况而收集数数据。 为了了管理工工作，即即是为了了掌握生生产的变变动情况，以便便于管理理、控制制而收集集数据，如工序序控制中收收集数据据。 为了了检验、判断产产品好坏坏而收集集数据。收集数据据的方法法收集到的的数据必必须能充充分反映映实际情情况，对对于抽查查的数据据还应具具有充分分的代表表性，所所

5、以收集集数据要要有科学学的方法法，这就就是随机抽样样的方法。所谓随随机抽样样，即是是指被抽抽查的所所有对象象中的每每一个，都应具具有同等等的机会会被抽取取到的方方法。质量数据据的波动性质量数据据是有波波动性的的，即使使是相同同的机器器由相同同的工人人操作，加工同同样规格格的零件件，所加加工出来来的零件件没有任任何两件件是完全全相同的的。这是是因为影影响零件件规格的的因素很很多，而而且同一一因素在在不同的的时间，不同的的条件下下也是有有微小的的差异，所以，加工出出来的零零件其规规格要求求就存在在着各种种各样的的差别，这就使使得其质量特性性值呈现现出差别别，形成数数据的波波动性。质量数据据的规律律

6、性虽然数据据有波动动性，但但并不是是杂乱无无章的，而是呈呈现出一一定规律律性的。在质量量管理中中最常见见到分布布规律是是正态分分布。正态分布布 正态态分布是是以其平均值为中心呈呈左右对对称的中央高两两边低的的钟型； 正态态分布的的钟形有有高矮肥肥瘦程度度的不同同，取决于该数数据的平平均值和和标准偏差差。平均值一般用表表示，它它代表该该数据的的分布的的中心位置置，所以以也称为为位置参参数。其其表达式式子是：式中：Xi-表示数据据的各个个数值；n-表示数据据的个数数。中位数一般用表表示，代代表按照照数据大大小顺序序排列位位于中间间的数值值；若数数据个数数n为偶数则则取位于于中间的的两个数数值的平均

7、值值。例1：一一批（5只）准准直器插插损值为为0.16，0.15，0.18，0.13，0.14从小到大大排序：0.13，0.14，0.15，0.16，0.18该批准直直器插损损值的中中位数为为：0.15例2：一一批（6只）准准直器插插损值为为0.16，0.15，0.18，0.13，0.14，0.16从小到大大排序：0.13，0.14，0.15，0.16，0.16，0.18该批准直直器插损损值的中中位数为为：（0.15+0.16）/2=0.155极差差一般用R表示，表表示一组组数据的的分布范范围，是指数据据中最大大值与最最小值的的差。标准偏差差统计学中中用来表表示标准准偏差，即用来来描述任任一过

8、程程参数的的平均值值的分布布或离散散程度。过程控制制特性及及过程变变差过程能力力分析 过程控制制系统通过识别别顾客的的需求和和期望,使用诸诸如控制制图等统计计技术来来分析过过程或其其输出以以便采取取适当的措施来来达到并并保持统统计控制制状态，从而提提高过程能力的的一个系系统,也也可称为为一个反反馈系统统。有关性能能的信息息与性能有有关的最最有用的的信息是是通过研研究过程程的本质质以及内内在的变变化性来来得到过过程特性性(如温温度、循循环时间间、进给给速率、缺勤、周转时时间、延延迟以及及中止的的次数等等)是我我们关心心的重点点。若有有必要可可采取适适当的措措施来校校正过程程或过程程的输出出。对过

9、程采采取措施施对重要的的特性(过程)采取措措施从而而避免它它们偏离离目标值值太远是是很经济济的,这这样能保证过程程的稳定定性并保保持过程程输出的的变异在在可接受受的界限限内。采取的的措施包包括改变变操作(例如:操作员员培训、变换输输入材料料等)或或者改变变过程本本身更基基本的因因素（例例如：设设备需要要修复，或整个个过程的的设计）。应监监测采取取措施后后的效果果，如有有必要还还应进一一步分析析并采取取措施。对输出采采取措施施如果仅限限于对输输出检测测并纠正正不符合合规范的的产品，而没有有分析过过程中的的根本原原因，常常常是最最不经济济的，如如果目前前的输出出不能满满足顾客客的要求求,可能能有必

10、要要将所有有的产品品进行分分类报废废不合格格品或者者返工，这种状状态必然然持续到到对过程程采取必必要校正正措施并并验证，或持续续到产品品规范更更改为止止。过程变差差材料测量系统统输入（材料）输出（产品）反馈（测量/检验）过程（生产/装配）人机器方法过程变差差输入材料料 不同同批次之之间的差差异 批次次内的差差异 随时时间产生生的差异异随环境而而产生的的差异过程变差差生产/装装配 设备备及工装装夹具的的差异 随时时间而产产生的磨磨损、漂漂移等 操作作工之间间的差异异（如手手工操作作的过程程） 设置置的差异异环境的差差异 过程变差差输出产品品 输出出的产品品随时间间而产生生的变化化 输出出的产品品

11、随环境境而产生生的变化化过程变差差反馈与测测量由于测量量用于过过程中的的所有组组成部分分，测量的变变差会对对过程的的各个阶阶段产生生影响 偏倚倚/稳稳定性性/重重复性性 再现现性/ 分辨辨率测量系统统变差偏倚-测量量的观测测平均值值和基准准值的差差异测量系统统的平均均值基准值偏倚测量系统统变差稳定性-偏倚倚随时间间的变化化(漂移移)基准值偏倚偏倚时间测量系统统变差线性-在量具预预期的工工作范围围内偏倚倚值的变变化。基准值偏倚基准值偏倚12测量系统统变差精密度-重复复读数彼彼此之间间的“接接近度”测量系统统的随机机误差分分量重复性由一位测测量人多多次使用用一种测测量仪器器,测量同一零零件的同同一

12、特性性时获得得的测量量变差再现性由不同的的测量人人使用同同一种测测量仪器器,测量同一一零件的的同一特特性时产产生的测测量平均值的变变差评价人ABC再现性过程能力力与过程程能力指指数过程能力力：一个个过程能能够稳定定地输出出合格品品的能力力；过程能力力指数CP或CPK：过程能力力满足产产品质量量标准要要求的程程度。过程能力力的评价价准则过程能力指数范围对过程能力指数的评价CP1.67过程能力过高1.67 CP 1.33过程能力充分1.33 CP 1.00过程能力尚可1.00 CP 0.67过程能力不足0.67 CP 过程能力严重不足过程能力力的评价价准则过程能力指数范围对过程能力指数评价不良率C

13、P1.67过程能力过高0.571.67 CP 1.33过程能力充分631.33 CP 1.00过程能力尚可27001.00 CP 0.67过程能力不足456000.67 CP 过程能力严重不足单位PPM控制图的的应用及及案例分分析过程变差差的类型型 非机机遇原因因造成的的变差 机遇遇原因造造成的变变差机遇原因因(又称为普通通原因、不可避避免的原因、非非人为原因)在正确的操作，制程中中或检验时仍有很多多原因使使产品品质发生少许且规律的变变异，这些变异异表现为为：经常存在且且变异非常常微小,对产品品质并无明明显的不不良影响响欲消除此此项原因必须花费很大的的成本下面列举举几个有有代表性性的机遇遇原因

14、：1.原料料的微小变变异2.机器器的微小振振动3.测量仪器器的不确确定度非机遇原原因(又称为特殊原因因、可避避免的原因、人人为原因、异常原因)在操作中、制程中中或检验时因作业异常而产生变异的原因,即当他们们出现时时将造成成(整个个)过程程的分布布改变的的原因；它们表表现为：不经常出现现，但一旦发生即对产品品质造成严重影响响应追究且需需设法消除此项原因几個具有代表性的非机遇遇原因如如下：1.原料料整批出现现不良2.机器器调整错误误3.未按作业标标准操作作控制图即为区区別这两种原因的优良工具1920年，美美国贝尔电电话实验验室休瓦特(Ashewhart)博士的研研究发现在生生产过程中，如如果仅有机

15、遇原原因的变异时，任何产品的品品质特性99.7%处于常态分配图的3的界限范范围內，在3范围以外的点极少；当有非机遇遇原因的的变异时，产品品质质变异时时往往超出出3之外。根据此原原理，他他将常态分布图作90转向，將3的地方作作为两条控制线。SPC与控制图1、将平均值作作为管制中心心线(Central Line简称CL)，以实线表示；2、將+3作为管制上线(UpperControl Limit简称UCL)，通常以虛虛线或红线表示；3、將3作为管制下线(LowerControl Limit简称LCL)，通常以虛虛线或红线表示。这样就形形成了一一个管制制图。将生产中的数据按照顺序点入界限中中，如果果点

16、子在管制制上下限限之间变动时时，表示产品的品质及制造条件都正常常，可以继续生产产；如果有些点超出界外外时，就表示出现了非机遇遇的原因而致致使产品品质或制造条件发生变化，必须采取对策，研究究改善方方法，使使其恢复正常。管制图的的分类 (1)计量值管管制图所谓计量值管制图是指管制图所依据的数据属于由量具实际测量量而得，如长度、重量量、成份等特性均均为连续性性。a.平均值与与全距管管制图（Rchart）b.平均值与与標准差差管制图（Schart）c.中位值与与全距管管制图（Rchart）管制图的的分类(2)计数值管制图所谓计数值管制图是指管制图所依据的数据均属于以单位计数者，如不不良数、缺点数等不连

17、续性性的数据。a.不良率管制图（Pchart）b.不良数管制图（Pnchart）c.缺点数管制图（Cchart）d.单位缺点数管制图（Uchart）管制图绘制(1)搜搜集100个以上数据，把把26个(一般是45个)数据分为一组，依测定时间顺序或群体体顺序排列。(2)把把数据记入数据表。(3)计算各组平均值。(4)计算各组的全距。(5)计算平均值。(6)计算全距R平均值。(7)计算管制界界限：管制图：中心线上限2下限2管制图：中心线上限4下限3（243可查表）(8)绘管制界限限，并将点点入图中。(9)记入数据履历及特殊原原因，以以备查考、分分析、判判断。n2345A21.881.020.730.

18、577D43.272.572.282.12D3*X-R管制图课堂练习习某检验员员测量自自动绕线线机的张张力数据据如下，试确定定该机器器的张力力规格。组号1测量值10/11/12/13/15组号11测量值13/14/16/17/20211/13/14/15/161216/18/19/20/12310/12/13/14/151311/13/14/19/20411/12/14/16/181415/16/17/18/10519/18/17/15/201511/12/13/19/20610/20/11/13/141613/14/16/20/11710/13/14/18/191710/11/16/18/1

19、9811/14/16/17/181811/13/14/17/20911/14/16/17/181912/13/16/17/181010/12/15/16/202010/20/19/18/17(1)收收集数据,至少少20组以上。(2)计算每组之不良率率。(3)计算平均不不良率=总不良个数/总检查数数。(4)计算管制界限限(5)绘管制界限限，并将点点入图中。(6)记入数据履历及特殊原原因，以以备查考、分分析、判判断。管制图绘制(例)某某打火火机制造工厂，为要彻底管制品品质,特別针对电镀镀不良加以抽检,每批抽抽检100个样品，其不不良情形形如表，请绘制P管制图。管制图案例分析析 682500= 0.027(1)P =管制图上上的信号号解释规则1：超出控控制限的的点UCLLCL管制图上上的信号号解释规则2：连续7点在中中心线一一侧UCLLCL管制图上上的信号号解释规则3：连续7点一直直上升或或一直下下降UCLLCL管制图上上的信号号解释规则4：连续7点“上上升下降降循环”UC