aca.统计过程控制SC

统计过程控制SPCStatisticalProcessControl上海企航科技咨询有限公司SPC的产生

工业革命以后，

随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。SPC的作用确保过程持续稳定、可预测。提高产品质量、生产能力、降低成本。为过程分析提供依据。区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。SPC常用术语解释名称解释平均值（Xbar）一组测量值的均值极差R（Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值之差移动极差（MovingRange)两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。σ（Sigma）用于代表标准差的希腊字母标准差(StandardDeviation)过程输出的分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σ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。名称解释中位数˜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。中心线（CentralLine）控制图上的一条线，代表所给数据平均值。过程均值（ProcessAverage）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Xbar来表示。链（Run）控制图上一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。SPC常用术语解释名称解释变差（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（SpecialCause）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。普通原因（CommonCause）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(ProcessCapability)是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用Z来表示。SPC常用术语解释正态分布假如对一个要求长度为20.30的零件进行测量，共测量75次，得到的数据范围如下，对次数比例的统计直方图如下页所示：数据范围20.105-20.15520.155-20.20520.205-20.25520.255-20.30520.305-20.35520.355-20.40020.400-20.455测得次数2823201354次数比例2.7%10.7%30.7%26.7%17.3%6.7%5.3%正态分布正态分布

当测量数据趋近无穷多，分组间隔趋近无穷小时，直方图趋近一条光滑曲线：正态分布这条曲线就称为正态分布曲线，正态分布函数：正态分布的的参数正态分布由由2个参数数决定：即总体均值值：μ(常常用样本均均值Xbar来估计计)总体标准差差：σ(常常用样本标标准差S来来估计)，，标准差是是对波动的的度量正态分布的的重要特性性正态分布的的图形特点点是中间高高、两头低低、左右对对称并延伸伸至无限。。根据正态分分布的中心心极限定理理，当样本本大小n4或5时，，无论X是是否服从正正态分布，，Xbar都近似服服从正态分分布；只要X的总总体分布不不是太不对对称，子组组极差R的的分布就没没有太大的的变化。正态分布的的重要特性性若X服从正正态分布，，X落在μμ±3σ之间的的概率为99.74%，在实实践中我们们认为这是是“实际上上的必然事事件”。X≤μ±±3σσ是必然事事件，是在在普通原因因作用下必必然会发生生的事情，，当X超出出了这一范范围，就说说明有特殊殊原因出现现。在实际中我我们就利用用这一原理理来判别生生产是否出出现了异常常。如果仅存在变差的普通原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围普通原因和和特殊原因因控制图将正态分布布曲线顺时时针旋转90度，画画上中线(Xbar线)和±±3σ线线，并略去去曲线。将将点X描在在图上就成成了控制图图。控制图的类类型均值和极差差图：Xbar-R均值和标准准差图：Xbar-S中位数和极极差图：x~-R单值和移动动极差图：：X-MR不合格品率率（不合格格品数/样样本数）图图：p不合格品数数（样本恒恒定）图：：np不合格数（（缺陷数，，抽样量恒恒定）图：：c单位产品不不合格数（（缺陷数/抽样量））图：u控制图的选选择确定要制定控制图的特性是计量型数据吗？否关心的是不合格品率？否关心的是不合格数吗？是样本容量是否恒定？是使用np或p图否使用p图样本容量是否恒定？否使用u图是是使用c或u图是性质上是否是均匀或不能按子组取样—例如：化学槽液、批量油漆等？否子组均值是否能很方便地计算？否使用中位数图是使用单值图X-MR是控制图的选选择注：本图假假设测量系系统已经过过评价并且且是适用的的。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X—R图是否使用X—R图使用X—s图接上页控制图的分分类分析用控制制图制造过程分分析用过程能力研研究用过程控制准准备用控制用控制制图追查不正常常原因迅速消除此此项原因研究并采取取防止此项项原因的纠纠正措施分析用过程稳定控制用控制图选择择练习质量特性样本数控制图长度5重量10乙醇比重1锡炉温度1电灯亮／不亮100工程更改处理时间1每一平方米的脏点1平方米作图前的准准备：建立适合于于实施的环环境，提供供必需的资资源；定义过程；；确定作图特特性；定义测量系系统；使不必要的的变差最小小；记录相关事事件。Xbar-R图Xbar-R图收集数据：：子组大小：：选择连续续生产的4到5件产产品组合；；子组频率：：应充分考考虑人、机机、料、法法、环；计算控制限限：在计算算控制限时时，应满足足下述二个个条件：至少100个数据至少少25个个子子组组。。Xbar-R图图初始始控控制制图图：：将尺尺寸寸公公差差作作为为控控制制限限：：收集集25组组数数据据；；计算算Xbar和和R：：计算算Xbarbar和和Rbar:计算算控控制制限限：：Xbar-R图图Xbar-R图图Xbar-R图图异异常常判判断断超出出控控制制限限的的点点(R图图超超下下限限说说明明分分布布变变好好)；；连续续7点点位位于于中中心心线线一一侧侧，，但但对对于于R图图来来说说，，7点点位位于于中中心心线线下下侧侧是是过过程程变变好好的的表表示示；；连续续7点点上上升升或或下下降降，，但但对对于于R图图来来说说，，连连续续7点点下下降降表表示示过过程程变变好好；；大约约2/3的的点点应应落落在在μμ±±σσ区区域域内内；；连续续的的3点点、、7点点或或10点点中中至至少少有有2点点、、3点点或或4点点落落在在μμ±±2σσ之之外外；；连续续的的11点点、、14点点、、17点点或或20点点中中至至少少有有10点点、、12点点、、14点点或或16点点在在中中心心线线一一侧侧。。局部部措措施施和和系系统统措措施施1局部部措措施施通常常用用来来消消除除变变差差的的特特殊殊原原因因通常常由由与与过过程程直直接接相相关关的的人人员员实实施施通常常可可纠纠正正大大约约15%的的过过程程问问题题2对系系统统采采取取措措施施通常常用用来来消消除除变变差差的的普普通通原原因因几乎乎总总是是要要求求管管理理措措施施，，以以便便纠纠正正大约约可可纠纠正正85%的的过过程程问问题题

1、分析过程2、维护过程本过程应做什么？监控过程性能会出现什么错误？查找变差的特殊原因并本过程正在做什么？采取措施。达到统计控制状态？确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施

3、改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差过程程改改进进循循环环Xbar-R图图：：过过程程改改进进对控控制制图图上上出出现现的的异异常常进进行行原原因因分分析析，，提提出出并并采采取取纠纠正正和和预预防防措措施施，，重重新新计计算算控控制制限限在在重重新新计计算算控控制制限限时时应应去去掉掉措措施施采采取取前前的的数数据据；；不断断发发现现异异常常原原因因并并采采取取措措施施，，对对过过程程持持续续改改进进，，直直至至Cpk≥1.33。。持续续改改进进过程程能能力力指指数数过程程能能力力是是指指过过程程的的加加工工质质量量满满足足技技术术标标准准的的能能力力。。常常用用过过程程能能力力指指数数用用Cp或Cpk表示示，，通通常常要要求求Cp或Cpk≥1.33。。过程程能能力力指指数数注：：T为为公公差差范范围围，，M为为公公差差中中心心双侧公差只有上限要求只有下限要求过程程能能力力指指数数QS9000中中Cpk的计计算算方方式式：：上限限能能力力指指数数：：下限限能能力力指指数数：：过程程能能力力指指数数：：Cpk和Ppk名称σ的估计方法取样方法Cpk稳定过程的能力指数包含所有过程Ppk初始过程能力指数允许集中取样过程程能能力力指指数数CpCpk0.330.671.001.331.672.000.3366.3688484.13484.13484.1344784.134470.6795.4597.72297.72597.7249997.724991.0099.7399.86599.8650199.865011.3399.99499.9968399.996831.6799.9999499.999972.0099.9999998Cp和和Cpk联联合合应应用用时时的的产产品品合合格格率率%：：设备备能能力力指指数数Cmk何时时应应用用Cmk指数数新机机器器验验收收时时机器器大大修修后后新产产品品试试产产时时产品品不不合合格格追追查查原原因因时时在设设备备和和模模具具结结合合在在一一起起考考虑虑时时控制制图图及及Cpk实实际际操操作作控制制图图及及Cpk实实际际操操作作一零零件件的的宽宽度度要要求求为为20±±0.5，，在在生生产产中中对对它它进进行行SPC控控制制，，每每隔隔一一小小时时取取样样5件件，，用用游游标标卡卡尺尺测测得得25组组数数据据如如文文件件所所示示。。用MiniTAB画画Xbar-R图图，，判判断断哪哪些些点点异异常常，，计计算算Cp和Cpk。控制制图图及及Cpk实实际际操操作作控制图及及Cpk实际操操作在福