初级统计过程控制

初级质量工程统计过程控制葛虎泉2008.3.10第七章统计过程控制统计过程控制两方面内容用控制图分析过程稳定性，过程异常因素预警过程能力指数，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第一节统计过程控制的基本知识一、统计过程控制的概念统计过程控制SPC应用统计方法对过程各阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接收并稳定的水平，保证产品与服务符合规定要求SPC主要工具：控制图二、统计过程控制的特点预防性全员参与性强调整个过程第一节统计过程控制的基本知识三、统计过程诊断SPC判断过程的异常及时告警SPD统计过程诊断（statisticalprocessdiagnosis）第二节常规控制图一、常规控制图构造控制图：对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于统计控制状态的一种用统计方法设计的图。组成：中心线（CL，CentralLine）---实线上控制限（UCL,UpperControllimited）---虚线下控制限（LCL,LowerControllimited）---虚线按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列第二节常规控制图控制图要素纵坐标：数据（质量特性值或其统计量）横坐标：按时间顺序抽样的样本统计量数值上虚线：上控制界限UCL下虚线：下控制界限LCL中实线：中心线CL原理：描点落在UCL和LCL之外，或在UCL和LCL之间不随机，则为过程异常第二节常规控制图二、控制图重要性是贯彻预防原则的SPC的重要工具，是质量管理七个工具的核心。1984年名古屋工业大学调查115家日本各行各业的中小型工厂，平均每家采用137张控制图；柯达5000职工一共用了35000张控制图。优质企业平均有73%(用SPC方法的)的过程Cpk超过1.33，低质企业只有45%过程达到Cpk=1.33。Cpk>1.67的企业，平均销售收入增长率为11%以上，而其它企业的数据为4.4%。一家企业用了三年的时间使废品率降低58%，其使用的方法：将使用SPC的过程比例由52%增加到68%。第二节常规控制图三、控制图的形成及控制图原理解释1控制图的形成将通常的正态分布图，转个方向，将自变量增加方向垂直向上，并将μ，μ+3σ，μ-3σ分别标为CL，UCL和LCL。第二节常规控制图2控制图原理的第一种解释小概率事件原理：小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，若发生即判异常如为了控制螺丝质量，设每隔一个小时随机抽取一个车好的螺丝，测其直径，将结果描在7.2.2的图中，前三个点子都在控制限内，第四个点子超出了UCL。超出UCL意味着加工粗了，摆我们面前有两种可能：1若过程正常，分布不变，出现点子超过UCL的概率？2若过程异常，分布曲线上移，发生这种情况的可能性很大，其概率可能为情况1的几十倍乃至几百倍。由于情形2发生的可能性要比情形1大几十乃至于几百倍，合乎逻辑的认为由情形2造成的所以：点出界判异常第二节常规控制图3控制图原理的第二种解释控制图实质：区分偶然因素或异常因素第二二节节常常规规控控制制图图四、、控控制制图图作作用用对生生产产过过程程的的监监控控：：发发现现趋趋势势性性变变化化，，及及时时采采取取措措施施点子子突突然然出出界界，，显显示示异异常常查查，，找找异异因因及及时时消消除除控制制图图的的作作用用：：及及时时告告警警，，（（课课本本上上讲讲不不可可能能起起到到预预防防作作用用））五、、统统计计控控制制状状态态过程程只只有有偶偶因因而而无无异异因因产产生生的的变变异异的的状状态态统计计状状态态的的好好处处质量量有有把把握握（（教教材材p199的的描描述述有有问问题题））生产产最最经经济济过程程变变异异最最小小SPC以以统统计计控控制制状状态态（（稳稳态态））为为基基准准SPC能能保保证证全全过过程程的的预预防防稳定定工工序序：：一一道道工工序序达达到到统统计计控控制制状状态态全稳稳定定生生产产线线：：道道道道工工序序达达到到统统计计控控制制状状态态第二二节节常常规规控控制制图图六、、3σσ原原则则休哈哈特特提提出出：：距距离离中中心心3σσ是是较较好好的的UCL=μμ+3σσLCL=μμ-3σσ，，CL=μμ注意意：：μ，，σσ是是总总体体参参数数，，通通过过数数据据加加以以估估计计，，样样本本统统计计量量已已知知规范范限限：：区区分分合合格格与与不不合合格格，，不不能能作作为为控控制制限限控制制限限：：区区分分偶偶波波与与异异波波第二节节常规规控制制图七、常常规控控制图图的分分类及及使用用场合合分类：：第二节节常规规控制制图七、常常规控控制图图的分分类及及使用用场合合使用场场合：：1X-R控制制图：：计量值值数据据最常常用最最基本本的控控制图图控制对对象：：长度度、重重量、、强度度、纯纯度、、时间间、收收率、、生产产量X控制制图：：用于于观察察正态态分布布均值值的变变化R控制制图：：观察察正态态分布布的波波动控控制情情况或或变异异度的的变化化X-R控制制图：：两者者联合合运用用，观观察正正态分分布变变化2X-S控制制图：：与X-R图图相似似，s图代代替R图n>10时时，R估计计总体体标准准差效效率低低，用用s代代替R图第二节节常规规控制制图七、常常规控控制图图的分分类及及使用用场合合使用场场合：：3Me-R控控制图图：用Me图代代替均均值X图中位数数计算算比均均值简简单用于现现场把把测定定数据据直接接记入入控制制图进进行控控制的的场合合常规定定n为为奇数数受异常常数据据的影影响较较少4X-Rs控控制图图：每件都都检，，采用用自动动化检检查和和测量量的场场合取样费费时、、昂贵贵的场场合；；化工气气体、、液体体与流流体程程式过过程，，样品品均匀匀的场场合获得信信息较较少，，检出出过程程变化化的灵灵敏度度也要要差一一些第二节节常规规控制制图七、常常规控控制图图的分分类及及使用用场合合使用场场合：：5p控制制图：：对象：：不合合格品品率或或合格格品率率等计计数值值质量量指标标的场场合选择重重要检检查项项目作作为判判断不不合格格的依依据常用于于：不不合格格率、、交货货延迟迟率、、缺勤勤率、、差错错率等等6np控控制图图：用于控控制对对象为为不合合格品品数的的场合合相同样样本量量7c控制制图：：用于控控制一一部机机器，，一个个部件件，一一定长长度，，一定定面积积或任任何一一定单单位中中出现现的缺缺陷数数目如：布布匹上上的疵疵点数数，铸铸件上上的砂砂眼数数、机机器设设备的的缺陷陷数、、故障障次数数、电电子设设备的的焊接接不良良数、、每页页印刷刷错误误，办办公差差错数数每次抽抽验必必须单单位相相等第二节节常规规控制制图七、常常规控控制图图的分分类及及使用用场合合使用场场合：：8u控制制图样品大大小不不变，，可用用c控控制图图样品变变化时时，换换算为为单位位的缺缺陷数数后用用u控控制图图如：制制造厚厚度为为2mm的的钢板板，生生产过过程中中，一一批样样品为为2平平方米米，下下一批批样品品面积积为3平方方米。。常规控控制图图分析析评论论1分为为计量量控制制图与与计数数控制制图，，分属属三种种分布布2计量量与计计数控控制图图可分分为：：给定定标准准值和和为给给定标标准值值（给给定标标准值值：即即总体体分布布已知知的控控制图图）3四种种正态态分布布常规规控制制图，，都是是由两两种图图联合合使用用，分分别控控制μμσ4二项项分布布和泊泊松分分布均均值与与方差差不独独立，，每种种只有有一种种控制制图5X-R图图可用用于判判断过过程是是否处处于统统计控控制状状态自动化化检查查和测测量场场合，，取样样费时时、昂昂贵的的场合合，均均匀物物质，，需要要采用用X-Rs图，，单样样本。。（X-MR））第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图一、分分析用用控制制图与与控制制用控控制图图的含含义控制图图根据据使用用目的的不同同分为为：分析用用控制制图控制用用控制制图含义：：分析用用控制制图阶阶段直接使使用非非稳态态工序序的参参数，，所建建立的的控制制图，，控制制界限限之间间间隔隔较宽宽，使使用时时会导导致错错误结结论需要将将非稳稳态的的过程程调整整到稳稳态，，确立立过程程基准准控制用用控制制图根据分分析用用控制制制图图分析析结果果，将将过程程调整整为稳稳态延长控控制线线，作作控制制用图图第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图一、分分析用用控制制图与与控制制用控控制图图的含含义1分析析用控控制图图主要分分析两两个方方面过程是是否处处于统统计控控制状状态过程能能力指指数是是否满满足要要求，，满足足要求求称作作技术术控制制状态态非稳态态过程程调整整顺序序a先将将过程程调整整到统统计控控制状状态b再调调整到到技术术控制制状态态过程状状态分分类第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图一、分分析用用控制制图与与控制制用控控制图图的含含义1分析析用控控制图图过程状状态解解释第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图一、分分析用用控制制图与与控制制用控控制图图的含含义2控制制用控控制图图控制用用图相相当于于生产产中的的立法法分析用用控制制图转转为控控制用用控制制图应应有正正式移移交手手续使用过过程出出现异异常，，应查查异因因，采采取措措施，，恢复复统计计控制制状态态二、判判异准准则的的思路路思路点出界界判异异界内点点排列列不随随机判判异说明：：控制图图分6：区区A、、B、、C与与C、、B、、A关关于CL对对称判异准准则主主要适适用于于X图图和单单值X图，，且鉴鉴定质质量特特性服服从正正态分分布第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图二、判判异准准则的的思路路8中判判异准准则第三节节分析析用控控制图图和控控制用用控制制图二、判判异准准则的的思路路8中判判异准准则第四节节过过程能能力分分析一、过过程能能力过程能能力与与生产产能力力的区区别过程能能力：：过程程加工工质量量方面面的能能力，，衡量量过程程加工工内在在一致致性生产能能力：：加工工数量量方面面的能能力过程能能力的的说明明过程能能力决决定与与质量量因素素而与与公差差无关关过程能能力是是稳态态下所所能达达到的的最小小变差差反映了了稳态态下该该过程程本身身表现现的最最佳性性能（（分布布宽度度最小小）稳态下下，过过程性性能可可预测测，过过程能能力可可评价价过程能能力取取决于于偶因因造成成的总总变差差过程能能力评评估前前，先先判稳稳和调调稳通常用用6倍倍标准准差（（6σσ）表表达过过程能能力。。第四节节过过程能能力分分析二、过过程能能力指指数（（ProcessCapabilityIndex）简称：：CPI或或Cp，又又称工工序能能力指指数（（）双侧规规范的的过程程能力力指数数：Cp=规定定的公公差/过过程程变异异度=T/6σσ=T/6（分分布中中心无无偏移移时））公式T=Tu-TL，Tu为公公差上上限，，TL为公差差下限限，σ为总总体标标准差差，为为其估估计值值，=s/c4=R/d2T反映映产品品技术术要求求（可可理解解为顾顾客要要求）），σ放映映了过过程加加工质质量（（即本本企业业的控控制范范围）），T与σσ之比比，放放映了了过程程满足足技术术要求求的程程度Cp越越大：：加工工质量量越高高，对对设备备和操操作人人员要要求高高，成成本高高Cp值值的选选择应应根据据技术术和经经济综综合分分析决决定Cp是是在中中心无无偏移移的前前提下下计算算的，，实际际质量量特性性是有有偏移移的，，所以以Cp又称称为潜潜在过过程能能力指指数第四节节过过程能能力分分析二、过过程能能力指指数（（ProcessCapabilityIndex）过程能能力指指数Cp值值的评评价与与参考考第四节节过过程能能力分分析三、有有偏移移的过过程能能力指指数μ与规规范中中心M不重重合（（有偏偏移））时，，显然然不合合格率率将增增大，，Cp将降降低Cp不不能反反映有有偏移移的实实际情情况，，需要要加以以修正正定义分分布中中心μμ与规规范中中心M的偏偏移εε=M-μμ，，以以及μμ与M的偏偏移度度K=εε/（（T/2））=2ε/T过程能能力指指数可可修正正为Cpk=（（1-K））CpCpk=0时，，合格格率50%Cpk的其其他表表达式式Min（USL-μμ,μμ-LSL））/3σ四Cp与Cpk的比比较Cpk≤CpCpk越大大，与与Cp的差差距越越小是过程程质量量能力力与管管理能能力综合的的结果果第四节节过过程能能力分分析五、过过程改改进策策略第五节节常常规控控制图图的计计算一、常规规控制制图控控制线线的公公式1第五节节常常规控控制图图的计计算一、常常规控控制图图控制制线的的公式式2第五节节常常规控控制图图的计计算一、常常规控控制图图控制制线的的公式式3第五节节常常规控控制图图的计计算二、X-R图第五节节常常规控控制图图的计计算二、X-R图1说明明先做R图，，判稳稳如先做做X图图，用用到X和R两个个参数数，因因R未未判稳稳，所所以R数据据不可可用，，故不不可行行2操作作步骤骤1确定定所控控制的的质量量指标标技术上上重要要