统计过程控制（SPC）

第四章统计过程控制（SPC）（中级）

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第1页!节统计过程控制概述

一、过程控制的基本概念为实现产品生产过程质量而进行的有组织、有系统的过程管理活动主要内容（1）对过程进行分析并建立控制标准（2）对过程进行监控和评价（3）对过程进行维护和改进统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第2页!二、统计过程控制应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定的要求的一种质量管理技术。内容（1）利用控制图分析过程的稳定性，对过程存在的异常原因进行预警；（2）计算过程能力指数分析稳定的过程能力满足技术要求的程度，对过程质量进行评价。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第3页!三、统计过程控制的特点

是一种预防性的方法

贯彻预防原则是现代质量管理的核心强调全员参与统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第4页!（四）统计过程诊断SPDSPC——判断过程是否异常，及时告警

SPD——对过程的各个阶段进行监控与 诊断统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第5页!二、重要性1.控制图是贯彻预防原则的SPC的重要工具；可用以直接控制与诊断过程；2.国外先进发达国家的企业广泛应用；3.控制图的数量与产品种类和工艺复杂性有关；4.反映管理现代化的程度。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第6页!

3σ原理：

正态分布中，不论μ与σ取值如何，产品质量特性值落在范围内的概率为99.73%，落在该范围外的概率为0.27％（千分之三）是个小概率事件，而“在一次观测中，小概率事件是不可能发生的，一旦发生就认为过程出现问题。”故“假定工序（过程）处于控制状态，一旦显示出偏离这一状态，极大可能性就是工序（过程）失控，需要及时调整。”据此休哈特发明了控制图。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第7页!（二）控制图原理的种解释

点子出界就判异——小概率事件原理（三）控制图原理的第二种解释

区分偶然因素与异常因素两类因素

四、控制图在贯彻预防原则中的作用

及时告警。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第8页!六、两类错误：类错误：虚发警报

过程实际上没有失控而虚报失控，这类错误发生的概率记为α。

2.第二类错误：漏发警报

过程已经异常，但仍会有部分产品落在控制线内，这类错误发生的概率记为β。

3.如何减少两类错误

上下控制线最优间距——6σ（3σ方式）。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第9页!八、常规控制图分类

常用休图参见表4.2-1（国标GB4091—2001）。

-R-SMe-RX-RsPnPuC统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第10页!（二）控制用控制图当过程达到确定的状态后，将分析用控制图的控制限延长，作为控制用控制图的控制限，用于日常管理保持所确定的状态。

交接手续：判异准则新的异常出现——恢复统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第11页!三、判异准则常见的异常情况与模式有如下八种：

一点落在A区以外；

连续9点落在中心线的同侧；

连续6点递增或递减；

连续14点中相邻点上下交替；

连续3点中有2点落在中心线同侧的B区以外；连续5点中有4点落在中心线同一侧的C区以外；连续15点在C区中心线上下；

连续8点在中心线两侧而无一点在Ｃ区。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第12页!第四节过程能力与过程能力指数

一、过程能力（工序能力）

是指过程加工质量方面的能力，用于衡量过程加工内在一致性。过程能力决定于质量因素：人、机、料、法、环，而与公差无关。通常用6σ表示过程能力。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第13页!（三）有偏移情况的过程能力指数

Cpk=min(Cpu，Cpl)（0<K<1）

其中：ε——μ与公差中心M偏移量

T——公差带宽T=TU—TL则：K:μ对M的偏移度，ε=|M-μ|统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第14页!三、过程改进策略国家标准GB/T4091-2001《常规控制图》

给出过程改进策略图包括：1．判断过程是否处于统计控制状态

2．评价过程能力统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第15页!其中

——

短期波动的标准差估计，在稳态下计算或

——

长期波动的标准差估计，在实际情况下计算

过程稳定指数dσ=—过程相对稳定系数dIσ=(—)/统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第16页!（2）计数值控制图不合格品率控制图（p图）不合格品数控制图（nP图）不合格数控制图（c图）单位不合格数控制图（u图）统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第17页!三、控制图

（一）图的特点：适用范围广灵敏度高（二）图的作法1.预备数据：观测值样本均值样本极差统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第18页!（三）控制图的操作步骤

确定控制对象（统计量）收集k组预备数据（一般K=25；每组数据个数n≥2;遵循合理子组原则）计算每一个样本的均值与极差。计算计算R图控制限并作图用各样本点绘在图中，判断状态。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第19页!四、图（掌握）

五、X-Rs图（了解）

六、Me-R图（了解）

七、P控制图（一）P控制图的控制状态

（二）P控制图的统计基础为二项分布，其参数为平均不合格品率。

，统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第20页!3.计算P图的控制限4.样本不合格品率描点

5.判稳/判异

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第21页!GB/T4091-2001推荐的解决办法：

当ni的变化不超过±25%时，采用单一的等于平均子组大小的一组控制限

当ni的变化超过±25%时，采用如下标准化变换，改为Zi值绘图。

则UCL=3CL=0LCL=-3

中心线和控制限与ni无关统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第22页!

为了贯彻预防原则，应用统计技术对过程各阶段评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平从而保证产品与服务符合规定的要求的一种质量管理技术。

SPC的涵义

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第23页!第二节控制图原理

一、控制图的结构

123456时间（h）样本统计量数值LCLCLUCL统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第24页!三、控制图原理

正态分布

图正态概率密度曲线统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第25页!(一)控制图的形成

把正态分布图按顺时针方向转90°，再上下翻转180°，就得到一张控制图。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第26页!五、统计控制状态(1)SPC的基准——统计控制状态，或称稳态。(2)过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态；(3)统计控制状态的好处——质量稳定、生产经济、过程变异小；(4)全过程预防——全稳生产线。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第27页!七、3σ原则

UCL=μ+3σCL=μLCL＝μ－3σ其中：μ为正态总体的均值

σ为正态总体的标准差统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第28页!第三节分析用控制图与控制用控制图

一、含义

（一）分析用控制图所分析的过程是否为统计控制状态——统计稳态该过程的过程能力指数是否满足要求——技术稳态

过程状态的分类——四种情况统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第29页!二、常规控制图的设计思想（1）点出界就判异——3σ方式，确定α0=0.27%（2）界内点排列不随机——第二类判异准则统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第30页!四、局部问题对策与系统改进

（1）局部问题——

处理由异常原因造成的质量波动通常由过程人员负责处理（2）系统改进——

解决由偶然原因造成的质量波动需由高一级管理人员决策统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第31页!二、过程能力指数（工序能力指数）

（一）双侧公差的过程能力指数（二）单侧公差的过程能力指数

上单侧：

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第32页!（四）Cp和Cpk的比较与说明

Cp——反映过程加工的一致性，即“质量能力”

Cpk——

反映过程中心μ与公差中心的偏移情况，是“质量能力”与“管理能力”综合的结果

将Cp与Cpk两数值联合使用，可对产品质量有更全面的了解。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第33页!四、过程性能指数PP与PPKPP——无偏移过程性能指数PPU——无偏移上单侧过程性能指数PPL——无偏移下单侧过程性能指数PPK——有偏移过程性能指数

PPK=min（PPU，PPL）或PPK=（1-K）PP过程能力指数过程性能指数统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第34页!第五节常规控制图的作法及其应用

一、各类常规控制图的使用场合

（1）计量值控制图均值-极差控制图（图）

均值-标准差控制图（图）中位数-极差控制图（图）单值-移动极差控制（图）

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第35页!二、应用控制图需要考虑的问题

控制图用于何处？

如何选择控制对象？

怎样选择控制图？

如何分析控制图？

对于点子出界或违反其他准则的处理。

控制图的重新制定。

未给定标准值和给定标准值两种情形不能混淆

控制图的保管问题。

统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第36页!2.中心线和控制限：

图：

图：

3.-R图中，应先做R图，在R图上判稳定后，再作图。统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第37页!

分析过程若失控或异常，找出原因，进行纠正，防止再发生。计算图控制限并作图，判断状态。

计算过程能力指数验证是否符合要求

延长控制限，作控制用控制图，进行日常管理统计过程控制（SPC）共41页，您现在浏览的是第38页!（三）建立P图的步骤

1.预备数据

选取样本量n应充分大，使得np0≥1，通常

或