SPC控制图培训教材

1、主讲：艾海涛SPC知识培训.000.010.020.030.040.050.060.070.080.090.100123456LCLCLUCL?08-8-151一、SPC概念SPC是英文StatisticalProcess Control（统计过程程控制）三字首首的简称称。是将将统计学学技术，应用于于控制生生产工序序，对过过程中的的各个阶阶段进行行监控，务求在在每一工工序所生生产的制制品都可可达到要要求的规规格，保保证产品品与服务务满足要要求的均均匀性。而非倚倚靠最后后的品质质各站点点检出潜潜伏的次次品。推行SPC是现代质质量管理理的要求求，为的的是贯彻彻预防原原则。贯贯彻预防防原则是是现代质

2、质量管理理的核心心和精髓髓。08-8-152二、SPC的产生工业革命命以后， 随着着生产力力的进一一步发展展，大规规模生产产的形成成，如何控制制大批量量产品质质量成为一个个突出问问题，单单纯依靠靠事后检检验的质质量控制制方法已已不能适适应当时时经济发发展的要要求，必必须改进进质量管管理方式式。于是是，英、美等国国开始着着手研究究用统计计方法代代替事后后检验的的质量控控制方法法。1924年，美国国的休哈哈特博士士提出将将3Sigma原理运用用于生产产过程当当中，并并发表了了著名的的“控制制图法”，对过过程变量量进行控控制，为为统计质质量管理理奠定了了理论和和方法基基础。08-8-153三、SPC

3、的特点1、SPC可以判断断过程的的异常，及时告告警。2、SPC是全系统统、全过过程的，强调全员员参加，而不是是只依靠靠少数质质量管理理人员。3、强调应用用统计技技术来保保证预防防原则的的实现。4、强调从从整个过过程、整整个体系系来推行行SPC，而不是仅仅局限于于个别工工序，采采用什么么控制图图的问题题。 08-8-154四、SPC的作用在质量诊诊断方面面，可以用用来量度度过程的的稳定性性，即过过程是否否处于统统计控制制状态；在质量控控制方面面，可以用用来确定定什么时时候需要要对过程程加以调调整，而而什么时时候则需需要使过过程保持持相应的的稳定状状态；在质量改改进方面面，可以用用来确认认某过程程

4、是否得得到了改改进。08-8-155四、SPC的作用1、从数数据到图图形应用用统计技技术可以以反馈生生产或服服务过程程性质变变化的信信息。2、帮助助我们分分析过程程变化的的原因（普通原原因和特特殊原因因）3、对于于超出控控制界限限的点采采取整改改行动。4、根据据样本数数据可以以对过程程性质作作出评价价5、评定定生产/过程性性质变化化与原来来过程状状态进行行比较。数据SPC图形你敢跑！措施08-8-156五、SPC控制图应应用的好好处节约成本本使标准趋趋于准确确使过程更更加稳定定使控制规规格更加加真实减少检验验频度减少问题题出现的的频度改善和提提高客户户的满意意度可靠地测测出实际际过程能能力改善

5、测量量结果的的准确度度改善产品品品质减少出货货周期时时间08-8-157六、员工工对SPC的责任A.提供并纪纪录正确确、真实实的数据据。B.留意SPC图上的数数据走势势，如有有超出UCL(管制上限限)，立即采采取相关关改善措措施。C.留意制定定之次品品分析表表，关心心主要之之次品并并向主管管反映次次品之成成因，协协助有关关人员减减低主要要次品的的形成。D.积极参与与SPC图的制作作，确保保SPC图之数据据准时更更新。唯有工艺艺稳定，关键因因素被控控制在制制定范围围内，即即时处理理并解决决错误问问题，才才可确保保工艺输输出品质质优良之之产品，生产畅畅顺。08-8-158SPC强强调预防防,防患患

6、于末然然是SPC的宗宗旨08-8-159七、SPC控制图定定义什么是控控制图对过程质质量加以以测定、记录并并进行控控制管理理的一种种用统计计方法设设计的图图。控制图的的组成UCL(UpperControlLimit)上上控制制限LCL(LowerControlLimit)下下控制制限CL(CentralLine)中心心线按时间顺顺序抽取取的样品品统计量量数值的的描点序序列08-8-1510八、SPC常用的术术语名称解释平均值（X）一组测量值的均值极差Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值之差（Sigma）用于代表标准差的希腊字母标准差(Standard Deviation)过程输出的分

7、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。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。单值（Individual）一个单个的单位产品或一个特性的一次测量，通常用符号 X 表示。08-8-1511名称解释中心线（Central Line）控制图上的一条线，代表所给数据平均值。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。链（Run）控制图上一

8、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性的图形。08-8-1512名称解释普通原因（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

9、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。08-8-1513制程控制制系统有反馈的的过程控控制系统统模型过程的呼呼声人设备材料方法产产品品或环境服服务务输入过过程程/系统统输输出顾客的呼呼声我们工作作的方式式/资源源的融合合统计方法法顾客识别不断断变化的的需求量量和期望望08-8-1514变差的普普通原因因和特殊殊原因普通原因因：是指过程程在受控控的状态态下，出出现的具具有稳定定的且可可重复的的分布过过程的变变差的原原因。普普通原因因表现为为一个稳稳系统的的偶然原原因。只只有过程程变差的的普通原原因存在在且不改改

10、变时，过程的的输出才才可以预预测。特殊原因因：（通常也也叫可查查明原因因）是指指造成不不是始终终作用于于过程的的变差的的原因，即当它它们出现现时将造造成（整整个）过过程的分分布改变变。只用用特殊原原因被查查出且采采取措施施，否则则它们将将继续不不可预测测的影响响过程的的输出。08-8-1515每件产品品的尺寸寸与别的的都不同同 范围范范围范范围围范范围但它们形形成一个个模型，若稳定定，可以以描述为为一个分分布范围范范围范范围分布可以以通过以以下因素素来加以以区分位置分分布布宽度形形状或这些因因素的组组合08-8-1516如果仅存存在变差差的普通通原因，目标值线线随着时间间的推移移，过程程的输出

11、形成一一个稳定定的分布布并可预测。预测时间范围目目标值线线如果存在在变差的的特殊原因，随随着时间间的推预测移，过程程的输出出不稳定。时间范围08-8-1517局部措施施和对系系统采取取措施局部措施施通常用来来消除变变差的特特殊原因因通常由与与过程直直接相关关的人员员实施通常可纠纠正大约约15%的过程程问题对系统采采取措施施通常用来来消除变变差的普普通原因因几乎总是是要求管管理措施施，以便便纠正大约可纠纠正85%的过过程问题题08-8-1518过程控制制受控（消除了了特殊原原因）时间范围不受控（存在特特殊原因因）08-8-1519过程能力力受控且有有能力符符合规范范（普通原原因造成成的变差差已减

12、少少）规范下限限规范上限限时间范围受控但没没有能力力符合规规范（普通原原因造成成的变差差太大）08-8-1520控制图上控制限限中心限下控制限限1、收集集收集数据据并画在在图上2、控制制根据过程程数据计计算实验验控制限限识别变差差的特殊殊原因并并采取措措施3、分析析及改进进确定普通通原因变变差的大大小并采采取减小小它的措措施重复这三三个阶段段从而不不断改进进过程08-8-1521过程改进进循环1、分析析过程2、维护护过程本过程应应做什么么？监监控控过程性性能会出现什什么错误误？查查找找变差的的特殊原原因并本过程正正在做什什么？采采取取措施。达到统计计控制状状态？确定能力力计划实实施计计划实实施

13、施措施研研究究措措施施研研究计划实实施3、改进进过程措施研研究改改进过程程从而更更好地理理解普通原因因变差减少普通通原因变变差08-8-1522九、控制制图的类类型计量型数据X-R 均值和极差图计数型数据P chart 不良率管制图 X-均值和标准差图nP chart 不良数管制图X -R 中位值极差图 C chart 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 08-8-1523十、控制制图的选选择确定要制制定控制制图的特特性是计量型型数据吗吗？否关心的是是不合格格品率？否关心的是是不合格格数吗？是样本容量量是否恒恒定？是使用np或p图图否使用p图图样本容量量是

14、否恒恒定？否使用u图图是是使用c或或u图是性质上是是否是均均匀或不不能按子子组取样样例如如：化学学槽液、批量油油漆等？否子组均值值是否能很方方便地计算？否使用中位数图是使用单值值图X-MR是08-8-1524接上页子组容量是否大于或等于9？是否是否能方便地计算每个子组的S值？使用XR图是否使用XR图使用X s图08-8-1525计量型数数据控制制图与过程、产品有有关的控控制图计量单位位：（mm,g/L等）过程 人员 方法 材料 环境 设备123456结果举例控制图举例外形尺寸（mm）孔径（mm）铜厚（um）线宽、线距（mm）药水浓度（g/L） X- R图 X-MR图08-8-1526接上页测量

15、方法法必须保保证始终终产生准准确和精精密的结结果不精密 精密准确不准确08-8-1527使用控制制图的准准备1、建立立适合于于实施的的环境a 排除除阻碍人人员公正正的因素素b 提供供相应的的资源c 管理理者支持持2、定义义过程根据加工工过程和和上下使使用者之之间的关关系，分分析每个个阶段的的影响因素。3、确定定待控制制的特性性应考虑到到：顾客的需需求当前及潜潜在的问问题区域域特性间的的相互关关系4、确定定测量系系统a规规定检测测的人员员、环境境、方法法、数量量、频率率、设备备或量具具。b确确保检测测设备或或量具本本身的准准确性和和精密性性。08-8-1528接上页5、使不不必要的的变差最最小确

16、保过程程按预定定的方式式运行确保输入入的材料料符合要要求恒定的控控制设定定值注：应在过程程记录表表上记录录所有的的相关事事件，如如：刀具具更新，新的材材料批次等，有有利于下下一步的的过程分分析。08-8-1529管控点的的选择原原则顾客的需需求：这这里顾客客是指任任何后续续过程，以及使使用最终终产品的的顾客。关键性的的流程控控制点：这些关关键性的的控制点点往往是是造成缺缺陷或报报废的潜潜在原因因。当前的潜潜在问题题区域：考虑现现在的浪浪费或性性能不好好的证据据（如废废品，返返工，与与目标不不符等）以及存存在风险险的区域域（如：对产品品设计或或服务，或过程程中任意意要素即即将进行行变化。）确定5

17、W1H（何时，何地，谁，如如何,收收集什么么信息，为什么么）。在研究开开始之前前应消除除不必要要的外部部变差原原因。目目的是确确定甚至至不使用用控制图图时就能能且应纠纠正的明明显问题题。在所所有情况况下，应应坚持在在过程登登记表记记录所有有相关事事件例如如：使用用流程改改变，原原材料的的变化，员工的的变化等等）08-8-1530十二、计计量型控控制图计计算公式式08-8-153108-8-153212.1X-MR图单值和移移动极差差图目的：对公司生生产现场场制程的的初始能能力进行行分析和和监控，对有规规格变异异的产品品质量特特性或过过程质量量特性值值进行动动态控制制，以判判定工程程是否处处于稳

18、定定状态，并依据据制定相相应的措措施纠正正变异。控制点出出界！问题在这这！措施施应是！08-8-153312.1X-MR图单值和移移动极差差图1、用途途测量费用用很大时时，（例例如破坏坏性实验验）或是是当任何何时刻点点的输出出 性质质比较一一致时（例如：化学溶溶液浓度度等）。1-1移动图的的三中用用法：a单单值b移移动动组c固固定定子组2、数据据收集2-1在数据图图上，从从左到右右记录单单值的读读数。2-2计算单值值间的移移动极差差（MR），通通常是记记录每对对连续读读数间的的差值。2-3单值图（X）图图的刻度度按下列列最大者者选取：a产品规范范容差加加上允许许的超出出规范的的读数。b单值的最

19、最大值与与最小值值之差的的1.5到2倍倍。2-4移动极差差图（MR）的的刻度间间隔与X图图一致。08-8-153412.1X-MR图单值和移移动极差差图1计算控制制限X=（X1+X2+Xk）/ KR=(MR1+MR2+MRk)/(K-1)UCLMR=D4RLCLMR=D3RUCLX=X+E2RLCLX=X-E2R08-8-153512.1X-MR图单值和移移动极差差图n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*0.080.140.180.22E22.661.771.461.291.181.111.051.010.98样本容量小于7时，

20、没有极差的控制下限。n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.0808-8-153612.2X-R图均值和极极差图定义：用用于长度度、重量量、时间间、强度度、力值值、成份份等以计计量值来来管理工工程的控控制图，利用统统计手法法，设定定控制均均值X和极差R的界限，同时利利用统计计手法判判定导致致工程质质量变异异是随机机原因，还是异异常原因因的图表表。光强度1000Cd，此应为为计量值值！今天我打打了12只野鸟鸟！我计计数了！08-8-15371计计算平平均极差差（R）及过程程均值（X）R=（R1+R2+Rk）/k（K表示子子组数量量）X =（X

21、1+X2+Xk）/ k2计计算控制制限计算控制制限是为为了显示示仅存在在变差的的普通原原因时子子组的均均值和极差差的变化化和范围围。控制制限是由由子组的的样本容容量以及及反映在极差差上的子子组内的的变差的的量来决决定的。计算公式式：UCLx=X+ A2RUCLR=D4RLCLx=X-A2RLCLR=D3R 08-8-153812.3均均值和标标准差图图（X-s图）一般来讲讲，当出出现下列列一种或或多种情情况时用用S图代代替R图图：a数据由计计算机按按设定时时序记录录和/或或描图的的，因s的计算算程序容易集成成化。b使用的子子组样本本容量较较大，更更有效的的变差量量度是合合适的c由于容量量大，计

22、计算比较较方便时时。1如果原始始数据量量大，常常将他们们记录于于单独的的数据表表，计算算出 X和和s2计算每一一子组的的标准差差s =(XiX )n108-8-1539式中：Xi，X；N分分别代代表单值值、均值值和样本本容量。注：s图图的刻刻度尺寸寸应与相相应的X图的相相同。3计计算控制制限均值的上上下限USLX= X+ A3SLSLX=X-A3S计算标准准差的控控制限LSLS=B4SLSLS=B3S08-8-154012.4中中位数数极差图图（X-R）可用来对对几个过过程的输输出或一一个过程程的不同同阶段的的输出进进行比较较1一般情况况，中位位数图用用于子组组的样本本容量小小于或等等于10的

23、情况况，当子子组样本本容量为为偶数时时，中位位数是中中间两个个数的均均值。2只要描一一张图，刻度设设置为下下列的较较大者：a产品规范范容差加加上允许许的超出出规范的的读数b测量值的的最大值值与最小小值之差差的1.5到2倍。c刻度应与与量具一一致。3将每个子子组的单单值描在在图中一一条垂直直线上，圈上子子组的中中位数，并连接起起来。4将每个子子组的中中位数X和极差差R填入入数据表表.5控制限的的计算 08-8-15415-1计算子组组中位数数的均值值，并在在图上画画上这条条线作为为中位线线，将其记为为X ；5-2计算极差差的平均均值，记记为R；5-3计算极差差和中位位数的上上下控制制限：USLR

24、=D4RUSLX=X +A2RLSLR=D3RLSLX=X-A2R式中：D3、D4和和 A2 是随随样本容容量变化化的常数数，见下下表： n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*0.080.140.180.22 A2 1.881.190.800.690.550.510.430.410.3608-8-154212.5P管制制图P图是用用来测量量在一批批检验项项目中不不合格品品（缺陷陷）项目目的百分分数。1收收集数据据2选选择子组组的容量量、频率率和数量量子组容量量：子组容容量足够够大（最最好能恒恒定），并包括括几个不不合格品。分组频

25、率率：根据实际际情况，兼大容容量和信信息反馈馈快的要要求。子组数量量：收集的时时间足够够长，使使得可以以找到所所有可能能影响过程的变变差源。一般为为25组组。3计计算每每个子组组内的不不合格品品率（P）P=np /n08-8-1543n为每组组检验的的产品的的数量；np为为每组发发现的不不良品的的数量。选择控制制图的坐坐标刻度度4选选择控制制图的坐坐标刻度度一般不良良品率为为纵坐标标，子组组别（小小时/天天）作为为横坐标标,纵坐坐标的刻刻度应从从0到初初步研究究数据读读读数中中最大的的不合格格率值的的1.5到2倍倍。5将将不合格格品率描描绘在控控制图上上a描点，连连成线来来发现异异常图形形和趋

26、势势。b在控制图图的“备备注”部部分记录录过程的的变化和和可能影影响过程程的异常常情况。6计计算控控制限计算过程程平均不不合格品品率（P）P=（n1p1+n2p2+nkpk）/(n1+n2+nk)08-8-1544式中：n1p1；nkpk分别为每每个子组组内的不不合格的的数目n1；nk为每个子子组的检检验总数数计算上下下控制限限（USL；LSL） USLp=P +3P( 1 P)/nLSLp=P3P( 1 P)/nP 为平平均不良良率；n为为恒定的样本容量量08-8-15457过过程程能力解解释计数型数数据控制制图上的的每一点点直接表表明不符符合顾客客要求的的不合格格品的百百分数和和比值，这就

27、是是对能力力的定义义08-8-154612.6不不合格格品数的的np图图1不合格品品的实际际数量比比不合格格品率更更有意义义或更容容易报告告。2各阶段子子组的样样本容量量相同。3受受检验的的样本的的容量必必须相同同，样本本容量足足够大使使每个子子组内都都有几个个不良品品并在。4记录表上上记录样样本的容容量。5计计算控制制限计算过程程不合格格数的均均值（np） np= (np1+np2+npk) /k08-8-1547式中的np1,np2, 为K个子组组中每个个子组的的不合格格数。计算上下下控制限限UCLnp=np+ 3np(1-p)LCLnp=np- 3np(1-p)p 为过过程不良良品率,n

28、为为子组组的样本本容量。过程控制制解释和和过程能能力解释释 同p管制图图08-8-154812.7不不合格（缺陷）数的c图图1C图用来来测量一一个检验验批内的的不合格格（的缺缺陷）的的数量，C图要要求样本本的容量量恒定或或受检验验材料的的数量恒恒定，主主要用于于以下两两类检验验：2不不合格分分布在连连续的产产品流上上（如：每条尼尼龙上的的瑕疵，玻璃上上的气泡泡或电线线上绝缘缘层薄的的点），以及可可以用不不合格的的平均比比率表示示的地方方（如100平平方米上上的缺陷陷）3在在单个个的产品品检验中中可能发发现不同同原因造造成的不不合格。4检检验样本本的容量量（零件件的数量量，织物物的面积积，电线线

29、的长度度等）要要求相同同，这样样描绘的的C值将将反映质质量性能能的变化化而不是是外观的的变化，在数据据表上记记录样本本容量。08-8-15495记录并描描绘每个个子组内内的不合合格数（C）。6计计算算控制限限计算过程程不合格格数均值值（C）：C =(C1+C2+Ck) /K式中：C1, C2, Ck为每个子子组内的的缺陷数数计算控制制限U/LCLc=C3C7过过程控制制解释（同P管管制图）8过过程能力力解释固定样本本容量为为 n的的过过程能力力为其不不合格数数的平均均值c.08-8-155012.8单单位位不合格格（缺陷陷）数的的u图1u图用来来测量具具有不同同的样本本（受检检材料的的量不同同

30、）的子子组内每检验验单位产产品之内内的不合合格数量量（可以以用不良率表示）.2数数据的收收集各子组样样本容量量彼此不不必都相相同，尽尽量使它它的容量量在其平平均值的的正负担担过重25%以以内，可可以简化化控制限限的计算算.3记录并描描绘每个个子组内内的单位位产品不不合格数数（u）u=c/n式中:C为发发现的不不合格数数量，n为子组组中样本本的容量量。C和和n都应应记录在在数据表表中。4计计算控控制限08-8-1551计算每单单位产品品过程不不合格数数的平均均值u=(C1+C2+Ck) /(n1+n2+nk)式中:C1，C2及n1,n2等为K个个子组内内每个子子组的不不合格数数及样本本容量.计算控制制限U/LCLu= u3u/n 式中：n 为平平均