SPC中级统计制成培训课程

1、Statistical Process Control Advanced Course德昌 電机 中级统计制成控制课程Ph. D. &Professor:JimLiuMotorolaCAMP graduateMotorolaSixSigmaBlackBeltgraduateRich experienceinmanufacturingas:ScessengineerSr.design &productengineerProcess group leaderManufacturing managerEngineeringmanagerProject managerMTTSAchiefed

2、itorand keymemberMotorolaSPCtrainerExpertinProcessCharacterization &OptimizationWith successfulproblemsolving recordsfor5yearswithinMotorolaCPD授课人简简介課程大綱綱SPC介紹控制圖計量型控控制圖計數型控控制圖分析及解解釋控制制圖制程能力制程能力计算算TheProcessSpeaktous!SPC-什么是统统计过程程控制(SPC)下面按字字面意思思来解释释一下什什么是统统计过程程控制(StatisticalProcess Control).统计学(Sta

3、tistics)是数学的的一个分分支:1.从所所有同类类项目(总体)(population)中抽取一一些项目目(样本本)(samples)2.计算集中中趁特征征(central tendency),如算术平平均数(average或mean)中位数(median)和众数(mode),以及离散散特征(dispersion),如级差(range),方差(variance)和标准差差(standarddeviation).3.对于总体体分布,通过对对抽样分分布做假假定,便便可提供供对总体体采取措措施的基基础.例如,根根据经验验/接受受抽样样样本的品品质去推推断应否否接受或或拒收整整批货物物.统计学中中

4、利用变变异(variation)的概念衡衡量产品品或过程程抽样分分布围绕绕着平均均值波动及及在可接接受的范范围以内内或以外外波动的的趋势.变异可可能是随随机(random)(由于偶然然因素造造成)或或非随机机的(assignable)(由于机械械,方法法,物料料与/或或人事引起).统计计学有助助我们分分辨随机机与非随随机因素素.过程(process)是指生产产产品/服务的的一系列列行动或或操作,也指支支持产品品/服务的过程程如管理理,财务务,采购购与工艺艺.控制(control)的意思是是通过过过程控制制成功地地控制产产品服务务.控制制是指通通过经预预先设计计的实验验及采用用统计技技巧成功功地

5、:1)过程程进行控控制;2)维持持或改善善控制.目标是是使品质质维持不不变.把统计,过程及及控制三三个名词词的英文文字头起起来就是是SPC.什么是统统计过程程控制(SPC)-续1SPC就是利用用统计方方法去:1.分析析过程的的输出并并指出其其特性.2.使过过程在统统计控制制情况下下成功地地进行和和维持.3.有系系统地减减少该过过程主要要输出特特性的变变异.SPC几个重要要概念.第一个个,也是是最重要要的是你你能否确确定过程程的输入入和输出出并把它它们定量量化,然然后才开开始控制制该过程程-不不是先先行控制制.SPC是以预防防代替检检验,制制业与其其他行业业一样,预防发发生错误误永远比比事后矫矫

6、正为好好,而且且简单得得多.什么是统统计过程程控制(SPC)-续2簡單來說說，SPC是透過運運用統計學上的技巧巧如控制制圖分析析過程或其輸出出，從而而作出適適當的行行動以達達至及保保持統計控制制狀況及改改善過程能力力。SPC解釋為.運用統計方法於過程控制制上SPCSPC簡介SPC-控制改善善的工具具參加SPC訓練的好好處完成課程程後，學學員能：從整體的的品質改改善程序序中，能解釋SPC的作用認識及懂懂得使用用計量型型極差及及計數型型圖表理解基本本的SPC概念選擇合適適的控制制圖明暸失控控情況解釋品質質的目標標及要求求在過程中中能應用用SPC统计学在在生产中中应用的的目的1.x,s-了解解产品总

7、总体性能能2.Eliminateoutlierduetoassignablecause-取取消人为为特殊因因素造成成的极端端值以稳稳定制程程3.Hittarget()-规规格趋向向目标值值4.Reducevariance(s)-减减小差异异5.Spec Reviewforfeasibility-審核規格格，看看看是否適適用什么是解解决问题题策略的的步骤？用统计方方法去解解决问题题是以我我们从工工作方面面得到的的知识为为基础的的.每一一个问题题都是随随机变异异(因统统计数字字的随意意波动而而引起的的变异)及非随随机变异异(因有有特殊的的成因而而引起的的变异)的结果果.这种种变异可可以被确确认和加

8、加以定量量,并可可将可能能的原因因范围缩缩小,以以经验协协助我们们寻找解解决方法法.这种种解决问问题方法法的目标标是找出出问题原原因,以以系统的的方法减减少可能能的原因因数目,从而减减少整个个问题的的类别和和变异原原因.我们每个个人都要要对整个个解决问问题策略略有概括括的认识识,详细细了解策策略中你你个人负负责的那那些部分分.现在在就让我我们逐一一看看解解决问题题的八个个步骤.步骤一:第一步骤骤是确认认(identify),搜集(collect)和展示(display)数据,使使变异显显示出来来.你的目的的是描述述你的过过程,这这是统计计学上的的一个分分支,称称为描述述统计(descripti

9、ve).步骤二:下一步骤骤是筛选选(screening)数据.这这个步骤骤是利用用简单实实验前统统计工具具(statisticalpre-experimental tools)去消除过过程中所所有无效效用的变变化源.这是实实验前阶阶段(pre-experimental stage),在此阶段段可以利利用一些些工具如如柏拉图图(pareto),因果分析析图(causeandeffect),变量控制制图(Multi-varicharts),这样当实实验直接接涉及变变异目标标时你能能更准确确地把目目标.假如你的的过程中中变量很很多,才才有必要要用较复复杂的统统计方方法,如如部分因因子实验验法去处处理

10、.什么是解解决问题题策略的的步骤？(续)步骤三:现在可以以进行实实验,目目标在于于预测某某种变动动对现行行过程的的作用.这样才才能把握握地预测出出输入变变量”X”对输出”Y”的影响,或至少少能使建建议的过过程(B)比现行过过程(C)产生更良良好的结结果.步骤四:继续做实实验.你你的过程程有两个个或四个个变量.你的策策略是按按因素设设计用t检验及f检验去比比较是否否呈正态态分布.步骤五:继续做实实验.你你的策略略是有因因素设计计进行方方差分析析.当你你有五个个或五个个以上变变量时,要利用用部分因因子实验验法.步骤六:你已绘上上X及Y轴,进行行过程控控制.利利用控制制图表去去维持过过程的控控制.步

11、骤七:可以能过过重新确确定所在在和重新新实验发发现新的的解决方方法来改改进你的的控制方方式,这这是一项项不重复复的过程程.步骤八:99%的的过程变变异已受受你的控控制,可可以运用用不同方方法去控控制最后后的1%以完成成任务,这些方方法包括括:响应应曲面法法(ResponseSurface Methodology),正交旋转转应曲面面法(OthogonalRotatableRSM),单纯形法法(Simplex),最速上升升法(SteepeAscent)以及回归归方法(Regression).用以上方方法我们们可以对对一些物物理模式式中的参参数进行行估计.Problem solvingstepby

12、step approach:Continuous Improvement RoadmapProcess CharacterizationFlowchartPrioritize Opportunitiesfor improvementSelectteamProcess MappingDefinethe critical characteristicPerform Gauge R&RCapable?ImprovementmeasurementPerform aprocesscapability studyStable& capableControlOptimizationImplementtota

13、lprocesscontrolInstitutionalizationWhat?Why?Towork on critical business issuesToselectacrossfunctionteamTomapthe process(asis&shouldbeToidentify& definemajorproduct,process andmachine parametersToquantifythemeasurementerrorToassessprocessstability&estimateprocess mean&variationTocompare processperfo

14、rmancetocustomerrequirementsToidentifycause& effectrelationshipsToimplementpreventiveprocedures& steps to assurea stable& highperformanceprocessToimplementbestpractices&standardsToleverageresourcesToexpandknowledge &creativityTogetavisualpictureofthe processTouse80/20principle(80% of theperformancew

15、ill becontrolled by 20%oftheparameters)Toverifythe measurement variationisless than10% oftheprocessvariationorspec.Toverifythe processisstableToestimatetheprocessmean/variationTocompare theprocess performancetospec.Tofind importantinputvariablesToassureproactive &preventivethinkingisimplementedToass

16、ureest processmonitoringTolayout C/AprocedureupfrontToimplementwhatwaslearnedacrossBUEdBedellsCIR统计知识识的层次次(针对一一制程)仅有经验验-没没有数據数據采集-看看看数数據整合数據-图图,表表描述统计计-平平均值, 方差差特征统计计-Cp/Cpk,曲曲/直线线拟合控制统计计-SPC控控制图预示统计计-变变量分析析,实验验设计线性或多多元回归归SPC-ICollect &displaydataSPC-IIAnalyze data&take actionSPC-IIIMake adecisionSP

17、C-VEvaluationSPC四个阶段段收集及展展示数據分析数據,采取对对策作出决定定评估FundamentalAdvancedDOEOtherToolsConcept trainingSPC-ISPC-IISPC-IIIBasictermControl chartProbabilityTPM6SigmaCentral tendencyX bar-RBinomialandPoissonprobabilityFMEAMPCpSDispersionX bar-SigmaCentral limit theorem8DTCMHistogramMedian-RRegression andcorrela

18、tionBenchmarkingCOQStem &leafplotXandMoving rangeComparativeExperimentDFMNormaldistributionpHypothesis &confidenceintervalQFDZ scorenpT-testComponentsearchOutlierboxplotcF-testD-optional DOEQuantileboxplotuchi-squareSamplingplanNormalQuantileplotPre-controlchartANOVATaguchi DOENormalitytestMSAIntrod

19、uctiontoDOEChart/graph/formCapability study(Full factorialDOE)BarChartMutivariableanalysisScreeningDOERadarchartRSMDOETrend/RunchartParetoScatter diagramGanttchartChecksheetChecklistCrossreferencematrixCause& effectdiagramTree diagramOtherstoolsBrainstormingMind mappingSWOTProcess mapping不断进步SPC内容介绍

20、绍Introductiontocontrolchart解决问题题阶段课课程程SPC等级(应用次次序)(学习习次序)把变异显显现数据确认认CORE I数据收集集数据展示示筛选:消除80-90%柏柏拉图图无贡献变变异原因因因因果果分析图图变量控制制图过程分析析/控制制:维持或改改良统统计计基础COREII过程控制制直直方方图测量系统统分析什么是解解决问题题策略的的步骤？(续)变量控制制图制程能力力研究计数值控控制表预先控制制统计IICOREIII比较实验验变量分析析因子实验验部分因子子实验器件查询询实验解决问题题阶段课课程程SPC等级(应用次次序)(学习习次序)什么是解解决问题题策略的的步骤？(续

21、)组织改进进过程小小组,小小组成员员定期计计论以确确定问题题的优先先次序,确定主主要过程程,编制制过程控控制流程程表(列列出输入入输出与与控制问问题关系系)确定定完整的的量度系系统的制制程能力力,小组组应遵循循上述或或类似上上述的解解决问题题策略,除上述述步骤外外还需要要有效沟沟通才能能采取矫矫正措施施.什么是解解决问题题策略的的步骤？(续)团队工作精神力量基本SPC的統計工工具(7工具)1.檢檢查表：是邏輯性性的技巧巧，以收收集過程程全面及及準確的的資料。.2.流流程圖：顯示過程程內所涉涉及的活活動或間間題解決決方法的的圖表。3.柏柏拉圖：柏拉圖是是一種條條形圖，透過由由左至右右順序排排列有

22、助助找出問題、成成因、情情況、位位置及錢錢的重要要性或影影響性。4.因因果分析析圖：以圖表作作為工具具，以人人、機器器、物料料、方法法、測量量及環境列出出潛在問問題的成成因。基本統計計及統計計概念基本SPC的統計工工具(7工具)5.直直方圖圖：直方圖以以圖表形形式表達達對某數數值或量量度範圍圍中出現現的測量次數。6.分分散圖圖：明白特性性的相互互關係，以增強強對過程程控制及及解決困困難的能力。7.控控制圖圖+OCAP：控制圖是是以表達達與時間間有關或或與批量量表現有有關的過程，並找出出過程是是否在統統計控制制範圍內內操作。在眾多的控制制圖類別別中，以以下列為為最常用用的：Shewharts C

23、ontrolCharts (变量控制制图)Attributes ControlCharts(计数量控控制图)Pre-ControlChart(预控制图图)基本統計計及統計計概念趋势图检查表0%10%20%30%40%50%Broken atConnerBroken atmiddleHandlingBroken排列图-层层层分列标准图NormalQuantileQuantilesmaximum100.0%27.31499.5%26.19797.5%18.22390.0%12.969quartile75.0%9.175median50.0%5.062quartile25.0%0.92110.0%-

24、3.1692.5%-10.0160.5%-26.302minimum0.0%-26.MomentsMean4.9105StdDev7.0409StdErrorMean0.4333Upper95%Mean5.7637Lower95%Mean4.0572N264.0000SumWeights264.0000Sum1296.3611Variance49.5745Skewness-0.5658Kurtosis2.6744CV143.3862548Capability AnalysisSpecificationValuePercentActualNormalLowerSpec Limit-30%Belo

25、wLSL0.0000.000UpperSpec Limit30%AboveUSL0.0000.018Spec Target0Sigma7.040919CapabilityIndexCPL1.653CPU1.188CPK1.188CP1.420CPM1.165直方图QUANTILE/OUTLIER-30-20-100102030.01.05.99-3-2-10123 Normal Quantile1.正态单对数坐坐标曲线线若所有點點均在图纸上上幾乎繪繪成一條條直線，數據的的分佈是是屬於正正態的。MachineManpowerDrop to the ground

26、Transportation ShockMaterialChipped BlankWrong HandlingHardness of Base Tabs Poor Slot roughness of baseLead Cutter ShockUltrasonic Levelof Blank WasherHandling brokenLarge Welding PressureStamping ShockMethodUnsafe PackageCement VolumeMount RotationLow viscosity of AdhesiveDead/Broken 鱼骨图Dead/Broke

27、nProduct mixPattern alignmentinsufficient epoxy amountAdhesivecontaminationBubble in epoxySlut knife of lead cutter/formerB/P plate deadLarge spot sizefor some modelUM5 shieldwith poor edgeNot optimized BP maskdesign for MS modelStation1Step1Sation3Step1Station4Step2Step3FinalMeasuremetFinalResponse

28、Step2Step3Step4Step5Model1Model2Model31#2#3#etc.1#2#3#etc.1#2#3#etc.Machine1#2#3#etc.MaterialLot1Lot2Lot3etc.输入/输输出变量量分析MethodABCStation2(鱼骨图图+流程程图)Combine Cross ReferenceTable& 5Whys:數據種類類計量型數數據-數數據是可可量度的的*獨獨立(1,2,3,4,5,6,. 馬達達，電阻阻，.)*連連續的(8.61, 8.88, 8.0volts,amp,.)計數型數數據-性性質數數據並不不能以量量化去演演譯，即即他們只只

29、可以類類別分類類。Go/NoGoPass/FailYes/NoEffective/NoEffective基本統計計及統計計概念DescriptiveStatistics描述统计计概率分布未知母体抽样样本样本统计计值推定,鉴鉴定母体体xs (Stdev)以小(样本)看大(母体)Nn数據分布統計的基基本術語語總體-一組組數據包包含某現現象所有有構想的的觀察(或假設設可能發發生的)。簡單單而言，這是一一組我們們有興趣趣知道的的數據。樣本-一組組只包含含部份總總體的數數據。簡簡單而言言，這是是總體中中選出的的數據。基本統計計及統計計概念正态分布布的函数数表达基本統計計概念參數-以數數字來描描述所測測量

30、的總總體(根據總總體值的的true value)統計-從從樣本數數據中運運算出來來的數字字(數值是是根據樣樣本數據據)-若若數據是是從另一一個樣本本出來，數值會會隨之而而改變樣本容量平均數變異數樣本總體描述统计目的1.決決定定數據的的趋中程度2.以以數數理表達達分散的的程度3.決決定定樣本頻頻率分佈佈的形狀狀基本統計計及統計計概念中心趋向分佈形狀 分散趋中的量度平均-所所有值總總和除以以樣本容容量中位數-順順序(由由小至大大或由大大至小)數列中中心項的的數值眾數-在在樣本中中出現次次數最多多的值基本統計計及統計計概念平均數=中位數=123344445555556668889眾數=分散的量量度標

31、準差(SD)-過程輸出出的分佈佈寬度，距離或或每平均均值的偏偏差基本統計計及統計計概念S (Xi - m )2 S (Xi-X )2 N n -1s =分散的量量度極差 -一一個子組組、樣本本或總體體中最大大值與最最小值之之差基本統計計及統計計概念R =(最高值) -(最低值)機會分配配形狀基本統計計及統計計概念偏斜 0向右偏斜偏斜 3峰態 3偏斜-0.5to0.5峰態2.5to3.5正態分佈佈分布的描述偏斜 -集集中於某某邊分佈佈的尾部部峰態 -量量度分佈佈的峰或或闊度基本統計計及統計計概念S (Xj-x bar)3s3偏斜 =(1/n)S (Xj-x bar)4s4 (1/n)峰態 =(-0.5to+0.5)(2.5to3.5