统计过程控制SC-培训教材

统计过程控制SPC

1培训师：李果

概述

◎统计方法的定义：资料的收集、整理与解释，并导出

结论或加以推广。

◎资料种类：计数值（间断资料，DiscreteData）

计量值（连续资料，ContinuousData）

◎资料来源：原材料

过程（工序参考）

检验（产品特性）

2群体与样本

Ｎμs3

数字数据处理的步骤

1.原始资料审核：保存资料的真实性。

2.分类的决定：分成几类，避免重复及遗漏。

3.分类后整理：进行归类。

4.列表：根据结果编成适用的表式。

5.绘图：绘成统计图。4

统计技术之应用

1.

市场分析

2.

产品设计

3.

相依性规格、寿命及耐用性预测

4.

过程控制及过程能力研究

5.

过程改善

6.

安全评估／风险分析

7.

验收抽样

8.

数据分析，绩效评估及不良分析

5

SPC使用之统计技术

1.

柏拉图（决定控制重点）

2.

统计检定

3.

控制图

4.

抽样计划

5.

变异数分析／回归分析

6过程控制系统

过程中对策绩效报告成品改善过程中对策人员设备材料方法环境成品7过程控制系统

1.

过程：

过程是指人员、设备、材料、方法及环境的输入，经由一

定的整理程序而得到输出的结果，一般称之成品。成品经

观察、测量或测试可衡量其绩效。SPC所控制的过程必须符

合连续性原则。

2.

绩效报告：

从衡量成品得到有关过程绩效的资料，由此提供过程的控

制对策或改善成品。

3.

过程中对策：

是防患于未然的一种措施，用以预防制造出不合规格的成品。

4.

成品改善：

对已经制造出来的不良品加以选别，进行全数检查并返工/

返修或报废。

8常态分配

μ±Kσ在内之概率在外之概率μ±0.67σ50.00%50.00%μ±1σ68.26%31.74%μ±1.96σ95.00%5.00%μ±2σ95.45%4.55%μ±2.58σ99.00%1.00%μ±3σ99.73%0.27%9常态分配

10控制界界限的的构成成11普通原原因与与特殊殊原因因之变变异¤普通原原因：：过程中中变异异因素素是在在统计计的控控制状状态下下，其其产品品之特特性有有固定定的分分配。¤特殊原原因：：过程中中变异异因素素不在在统计计的控控制状状态下下，其其产品品之特特性没没有固固定的的分配配。12过程中中只有有普通通原因因的变变异13过程中中有特特殊原原因的的变异异14第一种种错误误与第第二种种错误误(αrisk;βrisk)15第一种种错误误与第第二种种错误误(αrisk;βrisk)控制界限α值

平均值移动β值1-β值±1σ31.74%±1σ97.72%2.28%±2σ4.56%±2σ84.13%15.87%±3σ0.27%±3σ50.00%50.00%±4σ%±4σ15.87%84.13%16普通原原因与与特殊殊原因因之对对策1.特特殊殊原因因之对对策（（局部部面））l通通常常会牵牵涉到到消除除产生生变异异的特特殊原原因l可可以以由过过程人人员直直接加加以改改善l大大约约能够够解决决15%之之过程程上的的问题题2.普普通通原因因之对对策（（系统统面））l通通常常必须须改善善造成成变异异的共共同问问题l经经常常需要要管理理阶层层的努努力与与对策策l大大约约85%的的问题题是属属于此此类系系统17SPC导入流流程建立可解决问题之系统确认关键过程及特性导入ＳＰＣ进行关键过程及特性之控制检讨过程能力符合规格程序持续进行过程改进计划提报及执行过程改善计划不足足够18控制图图的应应用决定控制项目决定控制标准决定抽样方法选用控制图的格式记入控制界限绘点、实施持续改进控制图控制图判读处置措施OKOKNG19控制图图的选选择计数值值计量值值n=1控制图图的选选择数据性质？样本大小n=？数据系不良数或缺点数CL性质?n是否相等？单位大小是否相关n=？n≧2n=2~5n=3或5n≧10不是是不是是缺点数数不良数数控制图控制图控制图控制图P控制图PN控制图U控制图C控制图20计量值值／计计数值值控制制图公公式汇汇总控制图CLUCLLCL附注计量值-R

μ，σ未知n=2～5最适当n<10以下R

-σμ，σ未知10≦n≦25S-RN=3or5较佳R与之R图相同X-RmXk：组数n：样本大小Rm计数值PP使用小数P使用%Pnn=C样本大小相同时使用，n=20~25

U样本大小不同时使用(为阶梯界限)n=20~25

21控制图图（平平均值值与全全距））1.公公式：：(1)控控制制图CL=UCL=＋＋A2LCL=－－A2(2)R控控制制图CL=UCL=D4LCL=D32.实实例：：某工厂厂制造造一批批紫铜铜管，，应用用-R控控制图图来控控制其其内径径，尺尺寸单单位位为m/m，利利用下下页数数据表表之资资料，，求得得其控控制界界限并并绘图图。（（n=5））22－R控制图图用数数据表表产品名名称：：紫铜铜管机机械号号码：：XXX质质量量特性性：内内径操操作作者者：：XXX测定单单位：：m/m测测定定者者：：XXX制制造造场所所：XXX抽样期期限：：自自年年月月日日至年年月月日日样组测定值R样组测定值RX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51505049525150.4314534847525150.262475353455049.6815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515349.0422555451515052.2510495151464849.2523505452504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.46125012023R绘绘图步步骤1.将将每样样组之之与与Ｒ算算出记记入数数据表表内。。2.求求与与Ｒ＝＝＝＝＝＝50.16＝＝＝＝＝＝4.83.查查系数数A2，D4，D3A2＝0.58，D4＝2.11，D3＝负值值（以以0代代表））24R绘图步步骤4.求求控制制界限限(1)控控制制图CL＝＝＝＝50.16UCL＝＋＋A2＝50.16＋(0.58)(4.8)＝＝52.93LCL＝－－A2＝50.16－(0.58)(4.8)＝＝47.39(2)R控控制图图：CL＝＝＝＝4.8UCL＝D4＝(0.11)(4.8)＝10.13LCL＝D3＝(0)(4.8)＝＝025–R绘图步步骤5.将将控制制界限限绘入入控制制图6.点点图7.检检讨控控制界界限26–R控制图图27Workshop–R范例例某产产品品制制成成后后，，经经常常发发现现不不良良品品，，今今利利用用––R控控制制图图控控制制其其质质量量特特性性，，每每天天取取样样2次次，，每每次次样样本本大大小小n=5，，下下表表是是10天天内内所所收收集集之之数数据据（（由由同同一一作作业业员员操操作作同同一一部部机机器器所所得得之之数数据据）），，试试计计算算––R控控制制图图之之控控制制界界限限，，并并绘绘成成控控制制图图。。组别R组别R1177.62311179.892176.6812176.483178.42213178.474176.61214178.245177.0715180.666179.4816179.667178.61517177.8108179.6618178.499178.8719181.6710178.21220177.61028P控制制图图(不不良良率率)1.公公式式(1)公公组组样样本本大大小小n相相等等时时：：CL＝＝UCL＝＝＋＋3LCL＝＝－－3(2)n不不等等，，且且相相差差小小于于20%时时：：CL＝＝UCL＝＝＋＋3LCL＝＝－－329P控制制图图(不不良良率率)(3)n不不等等，，且且相相差差大大于于20%时时：：CL＝＝UCL＝＝＋＋3LCL＝＝－－330P控制制图图(不不良良率率)2.实实例例某工工厂厂制制造造外外销销产产品品，，每每2小小时时抽抽取取100件件来来检检查查，，将将检检查查所所得得之之不不良良品品数数据，，列列于于下下表表，，利利用用此此项项数数据据，，绘绘制制不不良良率率(p)控控制制图图，，控控制制其其质质量量组别ndp组别ndp组别nDP110030.031110030.032110050.05210040.041210060.062210080.08310030.031310080.082310040.04410080.081410050.052410050.05510050.051510020.022510040.04610050.051610030.03合计2500125710070.071710060.06平均1000.05810050.051810020.02910050.051910070.071010060.062010050.0531P控制制图图绘绘图图步步骤骤1.求求控控制制界界限限CL＝＝＝＝＝＝0.05＝＝5%UCL＝＝＋＋3＝11.54%LCL＝＝－－3（为为负负值值，，视视为为0））32P控制制图图绘绘图图步步骤骤2.点点绘绘控控制制图图33WorkshopP范例例某工工厂厂之之生生产产线线，，每每分分钟钟制制造造产产品品200个个，，今今为为控控制制其其焊焊锡锡不不良良，，采采用用不不良良率率控控制制图图加加以以控控制制，，每每2小小时时抽抽查查200个个，，试试根根据据下下列列资资料料计计算算不不良良率率控控制制图图之之中中心心线线及及控控制制界界限限，，并并绘绘制制其其控控制制图图。。月日不良罐数月日不良罐数10月6日210月9日50742247日311日226212612日48日333442213日234计量值控控制图常常用之系系数表35n234567891011121314151617181920A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.3080.2850.2660.2490.2350.2230.2120.2030.1940.1870.180A32.6591.9541.6281.4271.2871.1821.0991.0320.9750.9270.8860.8500.8170.7890.7630.7390.7180.6980.680B3--------------------0.3030.1180.1850.2390.2840.3210.3540.3820.4060.4280.4480.4660.4820.4970.510B43.2672.5682.2662.0891.9701.8821.8151.7611.7161.6791.6461.6181.5941.5721.5521.5341.5181.5031.490D3-------------------------0.0760.1360.1840.2230.2560.2830.3070.3280.3470.3630.3780.3910.4030.415D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.8641.8161.7771.7441.7171.6931.6721.6531.6371.6221.6081.5971.585E22.6601.7721.4571.2901.1841.1091.0541.0100.9750.9450.9210.8990.8800.8640.8490.9360.8240.8130.803常态分配配统计量量抽样分分配常数数表36n234567891011121314151617181920m31.0001.1601.0901.1981.1351.2141.1601.2231.1761.2281.1881.2321.1961.2351.2031.2371.2081.2391.212d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.0783.1733.2583.3363.4073.4723.5233.5883.6403.6893.735d30.8530.8880.8800.8640.8480.8330.8200.8080.7970.7870.7780.7700.7630.7560.7500.7440.7390.7330.729c20.5640.7240.7980.8410.8680.8880.9030.9140.9230.9300.9360.9410.9450.9490.9520.9550.9580.9600.962c30.4260.3780.3370.3050.2810.2610.2450.2320.2200.2100.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1650.1610.157c40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.9730.9750.9780.9790.9810.9820.9840.9850.9850.9860.987c50.6030.4630.3890.3410.3080.2820.2620.2460.2320.2210.2110.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1660.161控制图的的判定方方法l正常点子子之动态态之控制制图，如如图一。。1.多数的点点子，集集中在中中心线附附近，且且两边对对称。2.少数的点点子，落落在控制制界限附附近。3.点子之分分布呈随随机状态态，无任任何规则则可寻。。4.没有点子子超出控控制界限限外(就就是有也也很少)。37控制图的的判定方方法l不正常点点子之动动态之控控制图1.在中心线线附近无无点子。。此种型态态通常称称之为““混合型型”，因因样本中中可能包包括两种种群体，其其中一种种偏大，，另一种种偏小，，如图二二。2.在控制界界限附近近无点子子。此种型态态通常称称之为””层别型型”，因因为原群群体可能能已经加加以检剔过过，如图图三。3.有点子逸逸出控制制界限之之现象。。此种型型态通通常称称之为为”不不稳定定型””，如如图四四。3839A、控制图图的判判读法法控制图图之不不正常常型态态之鉴鉴别是是根据据概率率之理理论而而加以以判定定的，，当出出现下下述之之一项项者，，即为为不正正常之之型态态，应应调查查其可可能出出现的的原因因。40检定规规则1：3点中中有2点在在A区区或A区以外外者(口诀诀:3分之之2A)检定规规则2：5点中中有4点在在B区区或B区以外外者(口诀诀:5分之之4B)41检定规规则3：有8点点在中中心线线之两两侧，，但C区并并无点点子者者。（口诀诀：8缺C）42检定规规则4：(1)连续续五点点继续续上升升(或或下降降)－－注意意以后后动态态。（（如图图a））(2)连续续六点点继续续上升升(或或下降降)－－开始始调查查原因因。(如图图b)(3)连连续七七点继继续上上升(或下下降)－必必有原原因，，应立立即采采取措措施。。(如如图图c)43检定规规则5：点点子出出现在在中心心线的的单侧侧较多多时，，有下下列状状况者者a.连续11点点中至至少有有10点b.连续14点点中至至少有有12点c.连续17点点中至至少有有14点d.连续20点点中至至少有有16点检定规规则6：点点出现现在控控制图图界限限的近近旁时时一般以以超出出2σσ控制制界限限的点点为调调整基基准，，出现现下列列情形形时，，可判判定过过程发发生异异常a.连续3点点中有有2点点以上上时b.连续7点点中有有3点点以上上时c.连续10点点中有有4点点以上上时44SPC应用所所遇到到的困困难1.少少量量多样样之生生产型型态，，不胜胜控制制。2.

控制制计划不实实际，无法法落实。3.

使用用SPC前前未作充分分准备。例如：过程程及控制特特性之确定定，决定测测量方法，，数据如何何收集等。。4.

欠缺缺统计技术术。5.

统计计计算太过过繁琐费时时。6.

测量量数据之有有效数字位位数未标准准化。7.

管理理阶层不支支持。53SPC能解决之问问题1.经济性性：有效的的抽样控制制，不用全全数检验，，不良率和和成本得以控制。使使过程稳定定，能掌握握质量、成成本与交期期。2.预警性性：过程的的异常趋势势可实时对对策，预防防整批不良良,以减少浪费。3.分辨特特殊原因：：作为局部部问题对策策或管理阶阶层系统改改进之参考。4.善用机机器设备：：估计机器器能力，可可妥善安排排适当机器器生产适当零件。5.改善的评估估：过程能能力可作为为改善前后后比较之指指南。54过程能力分分析1.CP（（精密度，，Precision）CP＝T/6σσ（双边规规格）CP＝（（Su－－））/3σ或（（－－SL）/3σ（单边边规格）2.Cpk（过程能能力，ProcessCapabilityIndex）Cpk＝＝（1－││Ca│））Cp；（（Su－））/3σor（－－SL）/3σ(取最最小的数值值)55过程能力分分析4.不良率率P↓（综综合评价））(1)ZU＝3Cp（（1＋Ca）超出下下限PU%ZL＝3Cp（（1－Ca）超出上上限PL%P%＝PU％＋＋PL%总不不良率(2)ZU＝（（SU－））/σ，ZL＝（（SL－））/σ5.定义(1)：：过程平平均值(3)T：公差差(2)σσ：：过程标准准差 (4)Sc：规格中中心56例：某产品品的电性规规格是560±10m/m，经检验验一批后,得出±±3σ为561±9m/m。求：(1)Cp(2)Cpk(3)P%57过程能力等等级判断及及处置建议议－Cp等级Cp过程精密度Capabilityofprecision处置建议A1.33≦Cp(T=8σ)此一过程甚为稳定，可以将规格许容差缩小或胜任更精密之工作。B1.00≦Cp＜1.33 (T=6σ)有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查原因。C0.83≦Cp＜1.00 (T=5σ)检讨规格及作业标准，可能本过程不能胜任如此精密之工作。DCp＜0.83应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时应停止生产。59过程程能能力力等等级级判判断断及及处处置置建建议议－－Cpk等级Cpk过程能力指数ProcessCapabilityIndex处置建议A1.33≦Cpk过程能力足够B1.0≦Cpk＜1.33过程能力尚可，应再努力。C

Cpk＜1.0过程应加以改善。60过程程能能力力等等级级判判断断及及处处置置建建议议－－P%等级P%（综合评价）处置建议AP≦0.44%稳定B0.44%＜P≦1.22%同Ca及CpC1.22%＜P≦6.68%同Ca及CpD6.68%＜P同Ca及Cp61过程程能能力力分分析析之之用用途途1.提提供供资资料料给给设设计计部部门门，，使使其其能能尽尽量量利利用用目目前前之之过过程程能能力力，，以以设设计计新产产品品。。2.决决定定一一项项新新设设备备或或翻翻修修之之设设备备能能否否满满足足要要求求。。3.利利用用机机械械之之能能力力安安排排适适当当工工作作，，使使其其得得到到最最佳佳之之应应用用。。4.选选择择适适当当之之作作业业员员、、材材料料与与工工作作方方法法。。5.过过程程能能力力较较公公差差为为窄窄时时，，用用于于建建立立经经济济控控制制界界限限。。6.过过程程能能力力较较公公差差为为宽宽时时，，可可设设定定一一适适当当的的中中心心值值，，以以获获得得最最经经济济之生生产产。。7.用用于于建建立立机机器器之之调调整整界界限限。。8.是是一一项项最最具具价价值值之之技技术术情情报报资资料料。。62过程程能能力力分分析析之之应应用用1.对对设设计计单单位位提提供供基基本本资资料料。。2.分分派派工工作作到到机机器器上上。。3.用用来来验验收收全全新新或或翻翻新新调调整整过过的的设设备备。。4.选选用用合合格格的的作作业业员员。。5.设设定定生生产产线线的的机机器器。。6.根根据据规规格格公公差差设设定定设设备备的的控控制制界界限限。。7.当当过过程程能能力力超超越越公公差差时时，，决决定定最最经经济济的的作作业业水水准准。。8.找找出出最最好好的的作作业业方方法法。。63利用用控控制制图图控控制制过过程程之之程程序序1.绘制制「「过过程程流流程程图图」」，，并并用用特特性性要要因因图图找找出出每每一一工工作作顺顺序序的的制制造因素（条件件）及质量特特性质。2.制订操作作标准。3.实施标准准的教育与训训练。4.进行过程程能力解析，，确定控制界界限。5.制订「质质量控制方案案」，包括抽抽样间隔、样样本大小及控控制界限。6.制订控制制图的研判、、界限的确定定与修订等程程序。7.绘制过程程控制用控制制图。64利用控制图控控制过程之程程序8.判定过程程是否在控制制状态（正常常）。9.如有异常常现象则找出出不正常原因因并加以消除除。10.必要时时修改操作标标准（甚至于于规格或公差差）。65过程能力评价价之时期分定期与不定定期两种：1.定期评价价：每周、每每月、每季。。2.不定期评评价：由技术单位规规定，当有下下列变动时，，须实施之：：(1)买入新新设备时。(2)机器设设备修理完成成时。(3)工作方方法变更时。。(4)其它过过程条件（因因素）变更时时。66过程能力评价价之时期(5)某种过程程发生不良时时，对上一道道过程作系列列之评价。(6)顾客订订单有特别要要求时。(7)企业开开发某一特殊殊新产品时。。67掌握过程控制制之主要因素素1.人员方面面(1)人人人有足够之质质量意识。了解质量之重重要性。了解自己工作作之质量重要要性。有责任意识，，愿意将质量量做好，进行行自我检查等等工作。（对质量负责责之意识；我我做之工作，，由我保证））。(2)人人人有品管之能能力（指作业业者）。给予完整之检检验说明。68掌握过程控制制之主要因素素给予适当之测测量仪器、设设备、工具。。施予检验训练练和培训：测测定值读取方方法、测定器器正确使用法...。。给予清楚之质质量判断基准准和准则。新进人员培训训应重视。(3)提高高「检查精度度」检查治具化、、物理化（感感官检查）、、（限度样本本）。自动检查之采采用。防错措施/方方法（foolproof）之采采用。69掌握过程控制制之主要因素素多能工种训练练和培训（人人员请假时，，不良增加之之防止）。品管人员要有有充分的训练练和培训。(4)提高高人员能力或或技能教育培训、训训练、再教育育培训。激发问题意识识，改善意识识。不断地改善使使工作更好做做，而不会错错，检查精度度愈高。70掌握过程控制制之主要因素素2.材料方面面：(1)要有优优良之协力厂厂商选择质量意识识高，有信用用，有完整品品控制度之厂厂商承制。有适当之厂商商奖励办法（（激励、考核核制度）。适价政策。整合协力厂商商，使其依存存度提高。71掌握过程控制制之主要因素素(2)交货货质量之确保保制订新材料、、部品/部件件之认定办法法。要有清楚、明明确之质量要要求。有采购合同时时，要有「质质量要求」条条款。如产品品结构、尺寸寸、试验项目、方方法、规格、、不合格处理理、质量保证证期间处理方方式、包装方法、运运输方法...。厂商应自我质质量保证，交交货时应附送送「产品出厂厂检验报告」」。进料时作检查查或审核。定时、不定时时进行信赖性性监查。合适的厂商辅辅导办法（培培育）。72掌握过程控制制之主要因素素(3)交货后后产品质量之之确保良好之储运管管理。‧先进先先出‧整整理整顿顿‧ABC分类类管理。作业者者自