SC交流教材瑞明

统计过程控制（SPC)刘建宏交流目的：

SPC作用和功能？SPC使用范围？X-R控制图制作方法？CPK计算方法和原理？内容提纲一：SPC的含义与发展二：SPC的基本知识介绍三：控制图四：控制图的判定规则五：过程能力评价

一、什么是SPCSPC是英文StatisticalProcessControl的简称，即统计过程控制。SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到改进与保证质量的目的。SPC强调全过程的预防。

质量控制预防与检测1、过去，制造商经常通过生产来制造产品，通过质量控制来检查最终产品并剔除不合格产品。2、一种在第一步就可以避免生产无用的输出，从而避免浪费的更有效的方法是－－预防质量控制方法随着SPC技术的运用，由检验阶段向统计过程控制阶段发展。SPC强调全过程的预防！1.过程控制修哈特(W.A.Shewhart)提出20世纪20年代2.日本质量管理SPC

戴明(W.EdwardsDeming)将SPC的概念引入日本1950～1980年

3.SPC全面应用SPC在西方工业国家复兴，并列为高科技制度之一80年代起4.SPC在汽车行业的应用美国从20世纪80年开始推行SPC美国汽车工业大规模推行了SPCSPC的发展历史

二、SPC基本知识数据的作用和分类数据反映出产品特定数据，称为质量特性。质量特性值通常表现为各种数值指标，即质量指标。测量或测定质量指标所得的数值，即质量特性值，一般称为数据。质量特性值可分为计数值和计量值两大类。当质量特性值可以取给定范围内的任何一个可能的数值时，这样的特性值称为计量值。如用各种计量工具测量的数据(长度、重量、时间、温度等)，就是计量值。当质量特性值只能取一组特定的数值，而不能取些数值之间的数值时，这样的特性值称为计数值。计数值可进一步区分为计件值和计点值。

群体：N样本：n群体平均值：μ样本平均值：方差/变异：σ样本标准差：S或σ

全距/极差：R中位数：概率：正态分布众数：Mo

统计学名词：2名称解释平均值（Xbar）一组测量值的均值，总体平均值用μ表示极差（Range）一个子组、样本或总体中最大与最小值之差标准差σ(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。样本标准差也可用σP表示中位数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）一个产品特性的一次测量，通常用符号X表示。标准偏差统计学中用来表示标准偏差，即用来描述任一过程参数的平均值的分布或离散程度。例如有一组数据:2,3,7,5,3请分别计算它们的方差s和标准偏差s大小

2xiXi-xbar(Xi-xbar)X122-4=-24X233-4=-11X377-4=39X455-4=11X533-4=-11合计16S=√16/(5-1)=√4=2

方差=s=422练习：：例如有有一组组数据据:1,1,2,3,4,6,11.请分别别计算算它们们的方方差s和标准准偏差差s，全距R，中位位数，，众众数Mo，平均均值2质量数数据的的规律律性虽然数数据有有波动动性，，但并并不是是杂乱乱无章章的，，而是是呈现现出一一定规规律性性的。。在质质量管管理中中最常常见到到分布布规律律是正态分分布。正态分分布曲曲线也也叫高斯斯分分布布曲曲线线(Gauss)正态态分分布布■正正态态分分布布是是以以其其平平均均值值为为中中心心呈呈左左右右对对称称的的中央央高高两两边边低低的的钟钟型型；；■正正态态分分布布的的钟钟形形有有高高矮矮肥肥瘦瘦程程度度的的不不同同，，取取决于于该该数数据据的的平平均均值值（（xbar或μ）和和标准准偏偏差差(S或σ)。每件件产产品品的的尺尺寸寸与与别别的的都都不不同同范围围范范围围范范围围范范围围但它它们们形形成成一一个个模模型型，，若若稳稳定定，，可可以以描描述述为为一一个个分分布布范围围范范围围范范围围分布布可可以以通通过过以以下下因因素素来来加加以以区区分分位置置分分布布宽宽度度形形状状或这这些些因因素素的的组组合合正态态分分布布模模型型基本本的的统统计计概概念念正态分布布中中，，任任一一点出出现现在μ±1σσ內的的概概率率为：：P(μμ-1σσ<X<μμ+1σσ)=68.27%μ±2σσ內的的概概率率为：P(μμ-2σσ<X<μμ+2σσ)=95.45%μ±3σσ內的的概概率率为：：P(μμ-3σσ<X<μμ+3σσ)=99.73%μ±4σ內的的概概率率为：：P(μμ-4σ<X<μμ+4σ)=99.98%1920年年，，美美国贝贝尔尔电电话话实实验验室室休哈特(A˙˙shewhart)博士士的的研研究究发现现———在生生产过过程中中，，如如果仅仅有偶然然原因因的的变异异时时，任任何何产品品的的品品质质特性性99.73%处于正态态分配配图的±3σ的界界限限范范围內，，在在±3σσ范围以外外的点点极少少；；当有非非机机遇遇原原因因的的变异异时时，产品品品品质质变变异异时时往往往超超出出±3σσ之外外。根据据此此原原理理，，他他将正正态态分布布图作90°°转向，，將將±3σσ的地地方方作作为两两条条控制制线。99.73%被看看作作大大概概率率事事件件，，出出现现的的可可能能性性可可能能高高达达100%。0.27%被看看作作小小概概率率事事件件，，出出现现的的可可能能性性可可能能低低至至0。控制制图图的的由由来来正态态分分布布的的基基本本知知识识在管管制制界界限限內內，，为受控区区域超过管制制上上限限，，为不不受受控控区区域控制制图图包包括括三三条条线线：：1、、将平均均值值作作为控控制中中心心线(CentralLine简称称CL)，，以实线线表示示；；2、、將將+3σσ作为控控制上上线(UpperControlLimit简称称UCL)，，通常常以以虛虛线或红线线表示示；；3、、將將－3σσ作为控控制下下线(LowerControlLimit简称称LCL)，，通常常以以虛虛线或红线线表示示。将一一个个过过程程定定期期收收集集的的样样本本数数据据按按顺顺序序点点绘绘成成的的一一种种图图示示技技术术。。控控制制图图可可展展示示过过程程变变异异并并发发现现变变异异，，并并进进而而成成为为采采取取预预防防措措施施的的重重要要手手段段。。控制制图图主主要要应应用用在在哪哪些些方方面面1、、关关键键过过程程、、特特殊殊工工序序2、、经经常常被被客客户户投投诉诉或或制制程程不不稳稳定定的的产产品品工工序序3、、历历史史遗遗留留下下来来的的“老问问题题”等过程程变变差差的的类类型型■普普通通原原因因造造成成的的变变差差■特特殊殊原原因因造造成成的的变变差差普通通原因因(又称为为不可可避避免免的原因因、、非非人人为原因因)在正正确的操操作作，，制制程程中中或或检验验时时仍有有很很多多原原因因使使产品品品质发发生少少许且规律律的的变变异异，这些些变变异异表表现现为为：：经常存存在在且且变异异非非常常微小小,对产产品品品质并并无无明明显显的的不不良良影影响响下面面列列举举几几个个有有代代表表性性的的普普通通原原因因：：1.原原料料的微微小小变变异异2.机机器器的微微小小振振动动3.电压压的的波波动动；；4.环境境温温度度和和湿湿度度的的波波动动，，5,电磁磁波波强强度度的的波波动动6.测量量仪仪器器的的不不确确定定度度特殊殊原原因因(又称称为为可避避免免的原因因、、人人为原因因、、异常原原因因)在操操作作中、制制程程中中或或检验验时时因作业业异异常而而产生变异异的原原因因,即当当他他们们出出现现时时将将造造成成(整整个个)过过程程的的分分布布改改变变的的原原因因；；它它们们表表现现为为：：不经常常出出现现，但一旦发生即对产产品品质造成严重影影响应追究且且需设法消除除此项原因几个具有有代表性性的特殊殊原因因如下下：1.原原料整批出出现不良2.机机器调整错错误3.未未按作业业标准准操作作控制图即为为区別这两种种原因的优良良工具控制图图的种种类分析用用控制制图用于分分析生生产过过程是是否处处于统统计控控制状状态。。分以下下几点考虑虑：1.若经分分析后后，生生产过过程处处于统统计控控制状状态且且满足足质量量要求，，则把把分析析用控控制图图转为为控制制用控控制图图；2.若经分分析后后，生生产过过程处处于非非统计计控制制状态态，则则应查查找过程失失控的的异常常原因因，并并加以以消除除，去去掉异异常数数据点点，重新计计算中中心线线和控控制界界限线线；3.若异常常数据据点比比例过过大，，则应应改进进生产产过程程，再再次收收集数据，，计算算中心心线和和控制制界限限线；；控制图图的种种类控制用用控制制图由分析析控制制图转转化而而成，，它用用于对对生产产过程程进行行连续续监控控。按照确确定的的抽样样间隔隔和样样本大大小抽抽取样样本，，计算算统计计量数数值并并在控控制图图上描描点，，判断断生产产过程程是否否异常常。控制用用控制制图在在使用用一般般时间间以后后，应应根据据实际际情况况对中中心线线和控控制界界限线线进行行修改改。控制图图的分分类（1)计量值值控制制图所谓计量量值控制图是指指管制图所依据据的数据属于由量具具实际测测量而得，如长度、重重量、、成份等特性性均为连续续性。a.平均值值与全全距控制图（－Rchart））b.平均值值与标准差控制图（－Schart））c.中位值值与全全距控制图（－Rchart））d.单值与与移动动极差差图(X-RSchart)−R图（均值值-极极差控控制图图）−R图是图图（均均值控控制图图）和和R图（极极差控控制图图）联合使用用的一一种控控制图图。图主要要用于于判断断生产产过程程的均均值是是否处处于或或保持持在所所要求的受受控状状态。。R图用于于判断断生产产过程程的标标准差差是否否处于于或保保持在在所要要求的受控控状态态；控制图图的分分类(2)计数值控制图所谓计数数值控制图是指指管制图所依据据的数据均属于以单位计数者，如如不良良数、缺点数等不连续续性的的数据。a.不良率控制图（Pchart））b.不良数控制图（Pnchart））c.缺点数控控制图（Cchart））d.单位缺点数控控制图（Uchart））－Ｒ控制图绘制针对某某产品品质量量特性性规格格:50±5,搜集100个个以上数据，把把2—6个(一般般是4—5个)数据分为一组，依测定时间顺顺序或群群体顺序排列列。(2)把把数据记入数据表。(3)计算各组平均值值。(4)计算各组的全距Ｒ。n2345678A21.881.020.730.5770.480.420.37D43.272.572.282.122.001.921.86D3*****0.0760.136D21.131.692.062.332.532.702.85(5)计算平均值的平均值。(6)计算全距R平均值。(7)计算管制界限：Ｘ管制图：中心线ＣＬ＝上限ＵＣＬ＝＋Ａ2下限ＬＣＬ＝－Ａ2Ｒ管制图：中心线ＣＬ＝上限ＵＣＬ＝Ｄ4

下限ＬＣＬ＝Ｄ3

（Ａ2Ｄ4Ｄ3可查表）(8)绘管制界限，并将点点入图中。(9)记入数据履历及特殊原因，以备查考、分析、判断。X--R-X--X--X--R-R-R-R-R-A2,D4,D3系数表单值与移移动极差差图（X-R’chart)有时，每每个数组组只有一一个测量量值，即即每次取取样时只只一个样样品。我我们只拥拥有过程程单个测测量值的的数据时时，便无无法计算算数组的的极差R或标准差差s。有为了与Xbar-R控制图和和Xbar-s控制图相相一致，，我们引引入一个个人为地地可动极极差R’来表示过过程的变变化性，，它是两两个连续续样品测测量值之之差的绝绝对值，，它可用用来估算算单个测测量值的的控制限限整个数据据有K个测量值值X，那么我我们有（（K-1）各可动动极差值值R’：R’j=∣Xj+1-Xj∣(j=1,2,…,K-1)ABCCBAUCLLCL控制图定定义受控控的信号号大约2/3的点落在在平均值值+/-标准内（（68.3%），即C区大约1/4的点落在在B区(27.2%)，大约1/20的点落在在A区(4.56%)无任何点点落在控控制限以以外判定规则则1：(1界界外)有一点或一一点以上上点在A區以外者者。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号对参数均均值u和标准差差s的变化给给出信号号对单个失失控做出出反应可能导致致的原因因举例对于-R图或P图：1、计算算或描点点错误2、零件件差异出出现增大大或恶化化的趋势势3、测量量系统已已经变化化4、设备备故障判定规则则2：(2/3A)3点中有2点在A区或A区以外者。。ABCCBALCL管制图定定义不受受控的信信号对过程均均值变化化给出信信号,对变异的的增加也也较灵敏敏三点中的的二点可可以是任任何两点点,第三点可可以在任任何处或或不存在在.判定规则则3：(4/5B)5点中有4点在B区或B区以外者。。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号对过程均均值变化化较灵敏敏五点中的的四点可可以是任任何两四四点,第五点可可以在任任何处或或不存在在.判定规则则2&3可能导致致的原因因举例对于平均均值-极极差管制制图：1、每个个子组系系统来自自不同均均值2、数据据已经过过编排,均值产生生变化判定规则则4：(6连串)连续6点或6点以上持持续地上升或或下降者者。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号可能原因因:工具逐渐渐磨损,维修逐渐渐变坏,从而参数数随时间间变化规则4可能导致致的原因因举例对于平均均极差上上方的链链或上升升的链：：1、设备备故障或或工装松松动2、一批批新的、、不一致致的原料料引起3、测量量系统的的变化引引起判定规则则5：(8缺缺C)有8点在中心线之两侧，但C区并无点点子者。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号可能原因因:数据分层层不够判定规则则6：(9单侧)连续9点中心线线同一侧侧。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号可能原因因:过程平均均值减小小或增大大.判定规则则7：(14升降)连续14点交互一升升一降者者。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号可能原因因:轮流使用用两台设设备或由由两位人人员轮流流进行操操作而引引起系统统效应,实际上这这是分层层不够的的问题判定规则则8：(15C)连续15点在中心线上下两侧之C区者。ABCCBAUCLLCL控制图定定义不受受控的信信号可能原因因:数据虚假假或数据据分层不不够;现场标准准差减小小,好现象;可能过程程均值已已变化或或测量系系统变化化（如偏偏倚、漂漂移、灵灵敏度等等）,可能掩盖盖过程真真实性能能变化1：技术性错错误：使用不合合理的控控制图。。数据不按按时间序序列。用公差线线代替控控制线，，或用压压缩的公公差线代代替控制制线；2：管理性错错误：过程变更更没有在在图上注注明。控制限和和平均值值永远不不变，未未更新。。超出控制制限的点点没有跟跟进措施施,仅打“点点”而不不做分析析判断，，失去控制制图的报报警作用用。忽略略规规律律性性变变化化的的信信号号。。在研研究究分分析析控控制制图图时时，，对对已已弄弄清清有有异异常常原原因因的的异异常常点点，，在在原因因消消除除后后，，未未剔剔除除异异常常点点数数据据。。使用用控控制制图图常常犯犯的的错错误误现场场检检验验员员做做的的控控制制图图，，存存在在以以下下问问题题：：无中中心心线线。。现场场检检验验员员做做的的控控制制图图，，存存在在以以下下问问题题：：数值值在在中中心心线线一一侧侧，，均均值值发发生生偏偏移移，，SPC系统统界界面面质量量预预警警系系统统质量量监监控控项项目目过程程控控制制趋趋势势现使使用用的的SPC软件件介介绍绍公司司现现使使用用的的SPC软件件介介绍绍现在在使使用用的的SPC软件件主主要要是是质质量量工工程程师师，，调调试试主主管管在在使使用用，，用用于于分分析析，，查查看看数数据据，，但但在在使使用用过过程程中中存存在在的的问问题题：：1:测量量后后的的报报警警无无法法第第一一时时间间传传递递，，只只是是靠靠人人工工查查阅阅后后及及时时调调整整，，分分析析原原因因。。2：三三坐坐标标测测量量后后SPC需每每台台接接入入端端口口数数据据上上传传，，分分析析。。3：切切换换产产品品时时需需重重新新编编辑辑，，设设计计，，我我司司现现有有人人员员技技能能无无法法满满足足。。4：关关键键特特性性尺尺寸寸，，理理论论上上需需横横温温2小时时以以上上方方可可检检测测，，但但实实际际无无法法满满足足，，常常温温下下执执行行检检测测，，导导致致数数据据混混合合一一起起分分析析，，存存在在虚虚判判。。(一)理想想状状态态（维维持持））过程程处处于于理理想想状状态态的的特特征征是是：：----过程程处处于于稳稳定定的的控控制制状状态态；；----过程程能能力力指指数数Cp或Cpk接近近1.67；(二)接近近理理想想状状态态（提提高高能能力力））过程程处处于于接接近近理理想想状状态态的的特特征征是是：：----过程程处处于于稳稳定定的的状状态态；；----过程程质质量量能能力力指指数数Cp和/或Cp略大大于于1.33，存存在在一一定定的的不不合合格格产产品品，，不不合合格格率率稳稳定定不不变变。。(三)接近近混混乱乱状状态态（使使过过程程恢恢复复至至稳稳定定状状态态））过程程接接近近混混乱乱状状态态的的特特征征是是：：----过程程生生产产的的产产品品全全部部合合格格；；----过程程处处于于不不稳稳定定的的失失控控状状态态。。(四)混乱乱状状态态（使使过过程程恢恢复复至至稳稳定定状状态态，，然然后后提提高高能能力力指指数数））过程程处处于于混混乱乱状状态态的的特特征征是是：：----过程程处处于于不不稳稳定定的的失失控控状状态态；；----过程程生生产产出出不不合合格格产产品品。。生产产过过程程与与产产品品质质量量甲选选手手乙选选手手疑问问：：1.谁的的成成绩绩好好呢呢？？谁谁比比较较有有潜潜力力呢呢？？你你会会选选谁谁当当选选手手？？2.你的的工工厂厂/服务务品品质质/供应应商商若若有有问问题题，，你你希希望望的的是是甲甲状态态还还是是乙乙状状态态呢呢？？或或者者说说两两者者都都不不是是所所希希望望的的?A.过程程能能力力指指数数的的含含义义过程程能能力力指指数数的的前前提提条条件件是是过程程处处于于稳稳态态，即只只有有偶偶然然原原因因没没有有异异常常原原因因的的状状态态。只只有有当当过过程程处处于于稳稳态态时时，，才才可可以以计计算算过过程程能能力力指指数数。。过过程程能能力力指指数数反反映映了了过过程程的的固固有有能能力力满满足足标标准准与与规规范范的的程程度度，，是是描描述述过过程程固固有有能能力力的的指指标标。。制程程能能力力评评价价指指标标：：制程程准准确确度度指指数数：制制程程平平均均值值与与规规格格中中心心值值之之间间偏差差程程度度！注：：T=Tu-Tl=规格格上上限限-规格格下下限限，，Tc=规格格中中心心值值TuTlTc制程程能能力力指指数数Cpk是工工程程准准确确度度指指数数k和工工程程能能力力指指数数Cp的综综合合评评价价！！Cpk等级级评评价价等级Cpkσ水准不良率工序能力评价特级Cpk≥1.675σ↑233PPM↓工序能力很充分1级1.67＞Cpk≥1.334~5σ6120PPM~工序能力充分2级1.33＞Cpk≥1.003~4σ66807PPM~工序能力基本上良好3级1.00＞Cpk≥0.672~3σ308537PPM~工序能力不足4级Cpk＜0.672σ↓308537PPM↑工序能力非常不足注：：在在6σ中把把Cp=2.00作为为目目标标。。Cp值*3=西格格马马级级情形形一一:Cpk的计计算算公公式式：：TTU-TlCpk=Cp==6σσ6σσ双边边