SC培训教材基础篇

TrainingMaterialSPCINTRODUCTION内容1.SPC概念2.制程能力3.管制图4.工厂应用什么是SPC?SPC：StatisticalProcessControl统计制程管制：是指一套从制程中去收集资料，而加以统计分析，并从分析中去发现异常原因，立即采取改正行动，使制程恢复正常的方法。

SPC是一个信息反馈系统，帮助我们理解一个过程量度一个过程的表现利用统计数据确定是否对过程采取行动为什么要推行SPC？

客户的要求企业自身的要求社会的要求应用SPC的好处

生产效率提高----机器停顿减少,废品减少成本降低----检验数量减少,原材料节省产品质量改善----品质,均匀性提高生产流程的区别(一)

传统的生产与质量控制流程:产品控制

SPC

理想的生产流程：制程管制合格

返工

报废生产

检验

包装

装运出厂不合格生产

包装

装运出厂生产流程的区别(二)

传统的质量控制方法：检验模式检验时间、检验成本检验时损失已造成不知道过程的状态不易发现过程中的问题可能会过度调节生产流程的区别(三)

SPC的方法：预防模式深入理解过程（位置、稳定性、状态）易于改进过程减少检验减少次品率提高产品质量交流的工具(commonlanguage)变异的概念

过程中存在的变异(Variation)人----操作者的质量意识、技术水平、熟练程度、和身体素质等机器----机器设备、工夹具的精度和维护保养状况等材料----材料的化学成分、物理性能和外观质量等方法----加工工艺、操作规程和作业指导书的正确程度等环境----工作场地的温度、湿度、含尘度、照明、噪声和震动等QuantifyStdDevformainsourceofvariationMeasurementsystemevaluation:变异的概念变异的的描述述趋势图图(Trendchart,Runchart)统计量量(Statistics)x,μμ，s,σσ,Medium,Mean直方图图(Histogram)分布图图(Distribution)高斯，，泊松松，二二项,...虽然单单个数数据完完全不不同,但是收收集成成一组组数据据后,它们会会趋于于形成成可以以描述述成一一个分分布的的模式式.范围范围范围变异的的描述述1.位置2.分布宽宽度3.形状这个分分布可可能有有所不不同,可以通通过以以下因因素来来加以以区分分.或这些些因素素的组组合代表值值或“中心值值”从最小小值到到最大大值之之间的的距离离或宽宽度是否对对称或或偏斜斜变异的的描述述变异的的描述述正态分分布平均值值对应应于峰峰值图形关关于平平均值值对称称在X+/-3S范围内内有99.73%的的数据据变异的的描述述变异的的来源源正常原原因(普通通原因因)----系统或或过程程固有有的变变异因因素(机器器固有有的精精度偏偏差，，正常常的材材料差差异，，气候候波动动）异常原因因(特殊殊原因)----系统或过过程特殊殊、异常常事件造造成的变变异（机机器磨损损导致精精度变差差，操作作不当））变异的来来源重要的统统计推断断正常原因因造成的变异满足正态态分布异常原因因造成的变异偏离正态态分布变异的来来源变异与过过程的稳稳定性若过程只只存在正正常原因因造成的变异，则过程程是稳定定的。若过程存存在异常常原因造成的变异，则过程程不稳定定。变异的策策略SPC对对变异的的策略找出并消消除异常常原因造造成的变异，使过程程稳定。改进整个个系统，，减小正正常原因因造成的变异，使过程程能力提提高。过程能力力过程能力力是指生产产过程在在一定时时间内处处于统计计控制状状态下制制造产品品的质量量特性值值的经济济波动幅幅度。过程能力力指数CP=(TU-TL)/6TU----上偏差（（公差上上限）TL----下偏差（（公差下下限）6----过程能能力CPK----考虑偏离离度的过过程能力力指数CPK=min{(TU-X)/3;(TL-X)/3}TheStandardDeviationis1/6timestheDesignMargininconventionalProcessDesign-4-2024-7-667UpperTechnicalLimitLowerTechnicalLimitTargetProcessPotentialIndexCp=1.0002468101214161842.84343.243.443.643.84444.244.444.644.8lengthofmachesupperlimit(UTL)nominalvaluelowerlimit(LTL)mean(m)StdDev(s)numberofmatcheswithinclassesProcessPotentialIndexCp=(UTL-LTL)6*sCFT过程能力力指数02468101214161842.84343.243.443.643.84444.244.444.644.8lengthofmachesupperlimit(UTL)nominalvaluelowerlimit(LTL)mean(m)StdDev(s)numberofmatcheswithinclassesProcessPerformanceIndexCpk=min(UTL-m,m-LTL)3*sCFT过程能力力指数Cpk-AbettermeasureofVariationCpk=andprocesscapability(1––K)*CpK=XD–S/2D=DesigncenterS=SpecificationWidthX=ProcessaverageCentering!!!Cp=1.53Cpk=1.49Cp=1.11Cpk=0.97过程能力力指数6sQualityistheGoalGoal…Cp=2,Cpk=1.5-6s-5s-4s-3s-2s-1s0+1s+2s+3s+4s+5s+6s6stoLSL6stoUSLCp=2Cpk=1.5Cp=2Cpk=1.5Cp=Cpk=2±1.5sLSL12.5%12.5%75%USL过程能力力Cp,Sigma,andDefectLevelsDefectLevels<=5%<=0.13%<=60ppm<=1ppm<=2ppb(partsperbillion)Cp>=0.67>=1.0>=1.33>=2.0>=1.66Sigma+2s+3s+4s+5s+6s+6s-6s+4s-4s+2s-2sCp=2/3=0.67Cp=4/3=1.33Cp=6/3=2.0Distribution等级判定定等级A+ABCDCPK值1.67≤CPK1.33≤CPK＜1.671.00≤CPK＜1.330.67≤CPK＜1.00CPK＜0.67处置原则则考虑管理理的简单单化或成成本的降降低方法法维持原状状改进进为为A级需全全数数选选别别并并管管理理、、改改善善制制程程采取取紧紧急急对对策策进进行行改改善善，，探探求求原原因因，，并并且且重重新新检检讨讨规规格格统计计稳稳态态和和技技术术稳稳态态TechnicallycontrolledStatististicallyuncontrolledStatisticallycontrolledTechnicallyuncontrolled控制制图图构成成：：趋势势图图+控控制制上上、、下下限限，，中中心心线线中心心线线(CL):X控制制上上限限(UCL):X+3S控制制下下限限(LCL):X-3S控制制图图原理理：：正常常原原因因造造成成的的误误差差满满足足正正态态分分布布；；正正态态分分布布的的数数据据有有99.73%的的概概率率在在X+/-3S范范围围内内；；一一旦旦有有测测量量数数据据超超出出控控制制界界限限，，则则判判定定存存在在异异常常的的误误差差。。数据据的的类类型型计量量型型（（Variable)计计数数型型(Attribute)温度度，，压压力力，，时时间间，，力力矩矩，，亮亮度度...材料料不不良良率率，，焊焊接接不不良良数数布布匹匹疵疵点点数数，，印印刷刷错错误误数数控制制图图的的种种类类计量量值值控控制制图图计计数数值值控控制制图图平均均值值-极极差差控控制制图图(X-R图图)中位位数数-极极差差控控制制图图(X-R图图)单值值移移动动-极极差差控控制制图图(X-MR图图)平均均值值-标标准准差差控控制制图图(X-S图图)不合合格格品品数数控控制制图图(np图图)不合合格格品品率率控控制制图图(p图图)缺陷陷数数控控制制图图(c图图)单位位缺缺陷陷数数控控制制图图(u图图)nA2E2D4D321.882.663.27031.021.772.57040.731.462.28050.581.292.110nB4B3A323.2702.6632.5701.9542.2701.6352.0901.4361.970.031.2971.880.121.1881.820.181.1091.760.241.03101.720.280.98251.440.560.61Countormeasure?Areaorunits?Attribute(Count)Variable(Measure)DefectiveunitsSamplesize?Samplesize?Changinguporp’npInd.&MRChangingConstantSub-groups?Individualn>5n≤5Samplesize?AverageAve.&MRMedianEWMASamplesizeunknownNon-normalSmoothingNoestimatesofvariabilityYesNo控制图的选选择控制图的应应用步骤1.选取取拟控制的的质量特性性2.选用用合适的控控制图种类类3.确定定样本容量量和抽样间间隔4.收集集并记录至至少20-25个样样本的数据据5.计算算各样本的的统计量6.计算算各统计量量的控制界界限7.画控控制图并标标出统计量量8.研究究排列的异异常状态9.决定定下一步行行动控制界限控制界限的的设置人为设置过过宽：控控制图对异异常的误差差不敏感，，失去控制制效果人为设置过过紧：过过度调节，，降低工艺艺能力，增增加成本规范界限代表客户的的要求，用用于控制产产品控制界限对过程的要要求，用于于控制过程程控制界限与与规范界限限控制图形态态正常形态1.大部部分的点接接近中心线线2.有一一些点会散散布在接近近管制界限限的地方3.没有有或非常少少的点超出出管制界限限控制图形态态常见的不自自然形态1.循环环2.倾向向3.过程程水平突变变4.高比比例的点靠靠近或在界界限外5.层叠叠或缺乏变变化控制图判别别常用的判异异准则1.1点落在A区外2.连续续9点落在在中心线同同一侧3.连续续6点递增增或递减4.连续续14点上上下交替变变化5.连续续3点中有有2点落在在同一侧的的B区外6.连续续5点中有有4点落在在同一侧的的C区外7.连续续15点在在上下C区8.连续续8点无一一在C区例1一点超出A区ABCCBA1例2连续九点落在中心线一侧ABCCBA2ABCCBA3例3连续六点成上升或下降趋势ABCCBA4Test4

连续十四点发现上升或下降交替发生常用的判异异准则例8八点成串超出C区(分布在中心线两侧)ABCCBA8例7连续15点出现在中心线的C区两侧ABCCBA7例6相邻的五点中有四点落在B区ABCCBA66例5相邻的三点中二点落在A区ABCCBA55常用的判异异准则控制图分析析不自然形态态(X-R图)原因因举例(一)A.循环B.倾向向X图R图1.温度度或自然环环境1.计计划预防性性的其他循环环变化保保养2.工人人疲乏2.工工人疲乏3.机器器或操作员员的定期轮换4.来料料的季节性性效应X图R图1.设备备或工具的的逐1.操操作员技技巧的渐变质改改进或变变差2.环境境条件的逐逐渐2.工工人疲乏乏变更3.工人疲疲乏3.来来料质量量一致性的逐渐变变更4.工夹夹具上碎屑屑的堆积控制图分析析不自然形态态(X-R图)原因因举例(一)C.过程水水平突变D.高比比例的点靠靠近或在界界限外X图R图1.材料料变更1.材材料变更2.生产产方式/过过程2.方法法变更变更3.新工工人或机器器3.工人人变更4.检查查装置或方方法的改变X图R图1.材料料质量的大大1.混混用明显不不同的差异质质量的材料料2.测试试方法或设设2.不不同的工人人使用备的大差异异同同一张图图3.在同同一张图上上3.来来自不同条条件下控制两个或或以的的过程程数据标示示上的过程在在同一图上上X,R平均值－极极差控制图图一些基本原原理平均值－极极差控制图图是依据来来自同一批批抽样数据据的两个分分离的控制制图。它们们是用于跟跟踪和识别别产品或工工艺波动原原因的最敏敏感的统计计控制图。。平均值图记记录抽样的的平均值，，而极差图图是记录每每批抽样中中相应的极极差值。平均值－极极差图是研研究工艺过过程能力Cpk的一个非常常有效的工工具。3的极限范围围是最通常常的随机波波动的控制制范围。控制图的构构造数据的收集集决定抽样大大小决定抽样频频率记录原始数数据计算每次抽抽样的平均均值及极差差选择控制图图的刻度把平均值和和极差值画画在控制图图上计算控制极极限UCLR=D4*RbarLCLR=D3*RbarUCLXbar=X*Dbar+A2*RbarLCLXbar=X*Dbar-A2*RbarX,R平均值－极极差控制图图X,R平均值，极极差控制图图控制图的常常数建立中心线线，控制极极限并绘制制数据在控制图上上绘制控制制线和平均均值线并绘绘制数据把在初始阶阶段的研究究结果作为为初始控制制极限课堂练习日期1234567891011121314151649669106810995882681057106571010108511353551091076985596477785105107910685125697581285810105911总和Xbar平均R极差LCLX=UCLX=Xdbar=LCLR=UCLR=Rbar=X,R平均值移动动极差图9X,Rm控制图(个别值，，移动极差差图)一些基本原原理当一抽样内内的数据无无任何一点点波动变化化，那么个个别值－移移动极差图图是相当有有效的。它它典型地发发生在相当当均匀的工工艺过程（（化学工艺艺，模具成成型等〕个别值－移移动极差图图虽然没有有像平均值值－极差图图那么敏感感。但它能能非常直观观地判别趋趋势，周期期及其它模模式的反应应。控制图的构构造数据的收集集抽样数为一一决定抽样频频率决定个别值值和移动极极差的刻度度范围X,Rm控制图(个别值，，移动极差差图)控制极限的的计算计算观察值值的平均值值计算移动极极差的平均均值计算个别值值和移动极极差的控制制上限，下下限UCLmf=D4*RLCLmf=D3*RUCLX=X+E2*RLCLX=X-E2*R控制图的构构造控制图常数数建立中心线线，控制极极限并绘制制数据X,Rm控制图(个别值，，移动极差差图)课堂练习X,mR个别值，移移动极差图图日期1234567891011121314151649669106810995882345移动极差LCLX=UCLX=Xbar=LCLR=UCLR=Rbar=p图一些基本的的原理P图是用于测测量不合格格品的比例例P图一般需要要较大的抽抽样数（50－200以上〕〕以便于发发现工艺过过程的缓慢慢变化p图控制图的构构造数据的收集集决定抽样数数大小，一一般情况50－200个以上上.决定抽样频频率安排控制图图的刻度大大小。垂垂直方向向的刻度一一般从零到到1.5倍倍的最大的的不合格产产品的比例例数把每次抽样样的不合格格比例数用用点在控制制图上表示示出来，然然后把点联联成线以便便于显示它它的趋势记录工艺过过程中的任任何变化和和不正常的的事件p图控制图的构构造(续上上页)计算控制极极限UCLp=p+3*p(1-p)/nLCLp=p-3*p(1-p)/nn=抽样数数建立中中心线线，控控制极极限并并绘制制数据据P图不合格格比例例数日期123456789101112131415抽样数数(n)100100100100100100100100100100100100100100100数目(np,c)172828293716413130254416393422比例(p,u)LCLp=UCLp=pbar=课堂练练习np图一些基基本原原理np图是被被用于于测量量一些些不合合格品品的实实际数数目并并且批批与批批之间间的抽抽样数数保持持不变变np图控制图图的构构造数据的的收集集检查的的抽样样数必必须保保持恒恒定决定抽抽样频频率安排控控制图图及收收集原原始数数据记录每每次抽抽样的的不合合格数数并把把它绘绘制在在控制制图上上计算控控制极极限计算不不合格格品的的平均均值计算控控制上上下限限(UCL,LCL)UCLp=np+3np*(1-np/n)=np+3np*(1-p)LCLp=np-3np*(1-np/n)=np-3np*(1-p)OCAPOCAP=Out-of-ControlActionPlan=失控控行动动计划划=处理理失控控情况况的操操作指指南流流程图图OCAPOCAP的的好好处处处理理问问题题标标准准化化操作作工工快快速速，，实实时时(real-time)作出出反反应应便于于分分析析、、改改进进过过程程，，消消除除异异常常原原因因造造成成的的误误差差OCAP42024-7667TechnicalLimitUpperLowerTechnicalLimitTargetP-CLineP-CLine33RedZoneCp>2.0,TheStandardDeviationis1/12timestheDesignMarginforaSixSigmaProcessRedZoneYellowZoneGreenZoneGreenZoneYellowZoneTargetArea预控控图图Pre-controlchartPre-controlchart规则则:1.分别别在在上上下下规规格格限限的的1/2处处画画上上预预控控线线（（P-Cline).2.为确确认认制制程程能力力，，量量测测5台台必必须须全全部部落落在在P-C线内内，，预预控控图图方方能能使