统计过程管制

SPC—StatisticalProcessControl统计过程管制ExcellentQualityConsultantCo.,Ltd.SPC统计过程管制SPC由来SPC定义SPC发展历程SPC应用现状SPC基本统计观念SPC基本概念SPC展开步骤确定管制项目选择管制图收集数据绘制管制图计算CPK判定长期控制异常处理公式常用数据XBAR-R范例PN范例2SPC的由来生产力发展的世纪新的世纪----品质的世纪品质的趋势----世界级的品质百分比\千分比\PPM\PPB\NEARZEROQS9000要求:

PPK>=1.67CPK>=1.333SPC的由来指数与不良率的关系指数不良率说明0.674.55%2ઠ10.27%3ઠ1.3363.3PPM4ઠ1.670.57PPM5ઠ22PPB6ઠ4SPC的由来我们的不良率是多少?我们的制程能力是多少?我们能做到吗?赶快应用SPC5SPC的定义SPC:StatisticalProcessControlS----Statistical统计

P----Process过程

C----Control控制利用统计的方法,对过程中的各个阶段进行监控与诊断,从而达到改进与保证产品品质的目的.PQC+S=SPC

6SPC的发展历程BellTelephoneLaboratory—ShewhartControlChart(1924)&EconomicControlofQualityofmanufacturedProducts(1931)美军SQC(1941-1942):强制性战时规格Z1-1-1941GuideforQualityControlZ1-2-1941ControlChartMethodforanaalyzingDataZ1-3-1942ControlChartMethodforControlQualityDuringProduction7SPC发展历程1950,Dr.Deming送“经”日本,日本崛起ISO9000:1994统计方法的引入QS9000:1998,SPC的强制应用未来:SPCD:StatisticalProcessControl&DiagnosisSPCDA:StatisticalProcessControl,Diagnosis&Adjustment8SPC的应用现状日本名古屋大学调查,115家企业平均每家使用137张控制图美国柯达公司5000人,使用35000张控制图,平均每人应用7张日本DEMING奖10大项目中,七大项目强调统计,尤其是SPCISO9000统计的需要,QS9000SPC的需要我国80%的ISO认证通过企业,SPC几乎为零9SPC的基本统计观点无论生产过程,还是产品结果,都是具有规律的.正常情况下,具有一定的数据分布:计量值数据,服从正态分布计件值数据,服从二项分布计点值数据,服从泊松分布最为常见的是正态分布----钟形分布10SPC的基基本统统计概概念群体:一组组过程程的输输出结结果的的全体体.样本:从群群体中中按照照一定定的抽抽样方方法选选择出出来的的研究究对象象.群体具具有一一定的的分布布特性性合理的的抽样样(足足够的的样本本容量量\随随机的的抽样样方法法),可以以保证证样本本与群群体具具有共共同的的分布布特性性,也也即是是说可可以由由样本本的状状况推推断群群体的的状况况.群体通通常是是未知知的研研究对对象,从经经济成成本的的角度度,可可以研研究分分析样样本而而知群群体.11SPC的基基本概概念分布的的集中中性----X平均值值,为为所有有数值值的平平均值值,读读做X-BARn=ΣXi/ni=1XX1X212SPC的基基本概概念分布的的分散散性---δ各具体体数值值与平平均值值之间间的偏偏差,通常常以标标准差差δ来表示示.读读做SIGMA(西格码码)nδ=(ΣΣ(Xi-)2/(n-1))½i=1X13SPC的基基本概概念分散性性的图图解δ2δ114SPC的基基本概概念管制界界限:是指指实际际作业业的特特性的的分布布所遵遵从的的上下下界限限.用用于在在实际际工作作中,进行行动态态控制制,以以判断断作业业的有有效性性.规格界界限:是指指根据据设计计(产产品设设计和和过程程设计计)的的要求求,所所确定定的工工程界界限.用于于在进进行工工程分分析中中,对对特性性的分分布状状况是是否满满足预预定要要求的的判断断,从从而确确信满满足设设计要要求的的能力力.在实际控制制过程中,使用的应应该是管制制界限.管管制界限来来自于对作作业过程的的调查.15SPC的的基基本本概概念念过程程能能力力:实实际际作作业业的的结结果果满满足足预预计计工工程程要要求求的的能能力力.过程程的的影影响响因因素素有有两两个个方方面面:一一是是普普通通原原因因,二二是是特特殊殊原原因因.普通通原原因因:在在既既定定的的4M1E下,属属于于过过程程本本身身先先天天存存在在的的变变动动因因素素,一一般般是是不不可可控控制制的的,如如需需改改善善,需需从从管管理理和和设设备备\技技术术的的角角度度予予以以全全面面改改进进.特殊殊原原因因:在在过过程程运运行行中中,随随机机发发生生的的可可控控因因素素.普通通原原因因通通常常影影响响分分布布的的分分散散度度和和均均值值.直直接接决决定定过过程程能能力力.16SPC的的基基本本概概念念特殊殊原原因因导导致致超超出出界界限限或或规规律律变变动动的的现现象象,可可以以直直接接从从管管制制图图中中看看出出.影影响响分分布布的的波波形形.管制制图图的的重重要要作作用用便便在在于于动动态态过过程程中中,看看出出特特殊殊原原因因的的存存在在,发出出需需要要处处理理的的警警报报.过程程能能力力只只有有在在不不存存在在特特殊殊原原因因的的前前提提下下,才才能能予予以以计计算算,并并以以此此推推断断未未来来的的输输出出结结果果.17SPC展展开开的的步步骤骤确定定管管制制项项目目选择择管管制制图图收集集数数据据绘制制管管制制图图并并计计算算Cpk稳定否否绘制管管制图图收集数数据稳定否否查明原原因,消除除异常常YESYESNONO18确定管管制项项目确定管管制项项目选择管管制图图收集数数据绘制管管制图图并计计算Cpk稳定否否绘制管管制图图收集数数据稳定否否查明原原因,消除除异常常YESYESNONO19确定管管制项项目管制项项目的的对象象为产产品的的特性性和过过程的的特性性产品特特性:尺寸寸\电电性值值\亮亮度\焊接接效果果\功功能等等过程特特性:波峰峰\电电流\电压压\流流水线线速度度\温温度\药液液浓度度等确定的的方法法:产品特特性:QFD过程特特性:因果果图来源:客户要要求的的信息息设计规规格产品特特性形形成的的工序序及关关键工工序(工序序流程程图)历史经经验(曾经经出现现的问问题)APQP的展开开的结结果20选择管管制图图确定管管制项项目选择管管制图图收集数数据绘制管管制图图并计计算Cpk稳定否否绘制管管制图图收集数数据稳定否否查明原原因,消除除异常常YESYESNONO21选择管管制图图管制项目的的特性计量值计数值(计计件值还是是计点值)样本数据的的特点n≤9(样本少)n>9(样本多)n=1(单值)每组数据n是否相等使用的对象象可采用计算算器或计算算机进行分分析的工程程人员现场作业人人员22选择管制图图(计量值值)性质上是是否均匀匀或不能按按组取样样使用X-MR各组均值值计算是否方便便使用-RXX样本容量量是否大于或等等于9各组标准准差S是否容易易计算使用-R使用-SXNONONONOYESYESYESYES当由现场场人员使使用时,尽量用用?图23选择管制制图(计计数值)是否关心心不合格品品率使用np或p样本大小小是否一致致使用u图使用c或u图NONONOYESYESYES样品大小小是否一致致使用p图当由现场场人员使使用时,尽量用c/np图24收集数据据样本组数数最好不不要少于于25p图或np图每组数数据的要要求1/P<n<5/P(P为预估的的总体不不良率,目的为为在n中尽量能能抽到多多于一个个的不合合格品)计量值数数据的要要求组内数据据变异小小,组间间数据变变异大采用中位位数控制制图时,尽量用用奇数样样本现场使用用的XBAR-R图,样本本以不超超过5为为宜25收集数据据计量值数数据合理理的抽样样间隔和和样本大大小抽样的随随机性,以充分分代表群群体每小时生产量抽样间隔样本大小不稳定稳定10以下8小时8小时410~194小时8小时420~492小时8小时450~991小时4小时4100以上1小时2小时426绘制管制制图计算各统统计量计算管制制界限(不能使使用规格格界限)CL\UCL\LCL建立管制制图形纵坐标为为各组相相应数值值中最大大和最小小值差的的两倍(以便超超过管制制界限的的点可以以绘入)极差R或标准差差S图的单格格刻度代代表的数数值是均均值单格格刻度代代表的数数值的两两倍(图图形宽度度基本一一致)标注数据项目目及描绘各数数据点27计算CPK(计量值)过程稳定,即即不存在特殊殊原因时,才才能计算过程程能力.计量值CPK的计算分布中心与规规格中心重叠叠时极差图CPK=MIN((USL-)/(3*/d2),(-LSL)/(3*/d2))标准差图CPK=MIN((USL-)/(3*/c4),(-LSL)/(3*/c4))XXRRXXSS28计算CPK(计量值)分布中心与规规格中心发生生偏离时:计算Ca(过程准确度)Ca=(-SL)/((USL-LSL)/2)以中心重叠时时的Cpk值作为Cp(过程精确度)Cpk=(1-Ca)CpX29计算CPK(计数值)计数值管制的的过程能力为为图形p图Np图C图U图过程能力PCPU30管制图的判断断----稳稳定原则原则一:不可可超出管制界界限!31管制图的判断断----稳稳定原则原则二:不可可呈现规律变变动连续7点上升升或下降呈现规律性波波动,具有显显著的波动周周期32管制图的判断断----稳稳定原则原则二:不可可呈现规律变变动连续7点在管管制界限一侧侧连续11点中中,有10点点在管制界限限一侧(间断断)33管制图的判断断—稳定原则则原则三:不可可过于集中分分布显著多于2/3的点集中中在CL附近:即90%的数据在在1δ线以内显著少于40%的数据落落在1δ线以内数据集中分布布在2δ到管制线之间间(超过2/3)3点中,有两两点接近一侧侧之管制界限限7点中,有3点以上接近近控制界限原则四:符合合过程能力要要求34长期控制符合以下条件件,可将管制图用于长长期控制:过程稳定符合过程能力力的要求再收集15组组数据,无异异常情形利用已经算出出之管制界限限进行管制按要求收集数数据,并进行行管制分析/控制在下列情况下下,重新计算算管制界限:初次过程能力力研究,异常常消除时对4M1E进行重大改进进时产品修正时经过长期运行行后35异常处理可以采取的措措施有效后,不要要忘了标准化化的处理现象可能原因处理分布不稳定计算错误数据未层别查清原因,重新计算存在特殊原因查清原因,予以消除过程能力不足过于分散平均值偏移采用管理性/技术性措施,进行改进36管制图中应用用的公式管制图相关统计量CLUCLLCL-R图n:各组样本数K:组数

n=ΣXi/ni=1K=Σj/Kj=1Rj=Max-MinK=ΣRj/Kj=1+A2-A2

D4

D3XXRXXXRRRRRXX37管制图中应用用的公式管制图相关统计量CLUCLLCL-R图n:各组样本数K:组数

k=Σ

j/nj=1

Rj=Max-MinK=ΣRj/Kj=1+A2-A2

D4

D3XXXRRRRRRXXX38管制图中应用用的公式管制图相关统计量CLUCLLCL-S图n:各组样本数K:组数

n=ΣXi/ni=1K=Σj/Kj=1

Sj=(Σ(Xi-)2/(n-1))½K=ΣSj/Kj=1+A3-A3

B4

B3XXSXXXSSSSSXXX39管制图中应用用的公式管制图相关统计量CLUCLLCLX-MR图n:样本数

n=ΣXi/ni=1

Ri=Xi-Xi+1n-1=ΣRi/(n-1)i=1+2.66-2.663.270XRRRRRXXX40管制图中应用用的公式图形统计量CLUCLiLCLip

=Σdi/Σn+3(((100-)/n)½-3(((100-)/n)1/2np=Σdi/k+3((1-/n)½-3((1-/n)1/2ppppppppdddddddd41管制图中应应用的公式式图形统计量CLUCLLCLc

=Σci/k+3½

-31/2u=Σc/Σn+3(/n)½-3(/n)1/2CCccccuuuuuu42管制图中常常用的数据据nd2A2A2A3B3B4D3D4C421.1281.8801.8802.6593.2673.2670.79831.6931.0231.191.9542.5682.5740.88642.0590.7290.8001.6282.2662.2820.92152.3260.5770.6901.4272.0892.1140.94062.5340.4830.5501.2870.3031.9702.0040.95272.7040.4190.5101.1820.1181.8820.0761.9240.95982.8470.3730.4301.0990.1851.8150.1361.8640.96592.9700.3370.4101.0320.2391.7610.1841.8160.969103.0780.3080.3600.9750.2841.7160.2231.7770.973113.1730.2850.3500.9270.3211.6790.2561.7440.97543-R图范例例X所测量的活活塞直径数数据:n=5,k=25,规格为74.000±0.02样本序号X1X2X3X4X5174.03074.00274.01973.99274.008273.99573.99274.00174.00174.011373.99874.02474.02174.00574.002474.00273.99673.99374.01574.009573.99274.00774.01573.98974.014674.00973.99473.99773.98573.993773.99574.00673.99474.00074.005873.98574.00373.99374.01573.998974.00873.99574.00974.00574.0041073.99874.00073.99074.00773.9951173.99473.99873.99473.99573.9901274.00474.00074.00774.00073.9961373.98374.00273.99873.99774.01244-R图范例例X样本序号X1X2X3X4X51474.00673.96773.99474.00073.9841574.01274.01473.99873.99974.0071674.00073.98474.00573.99873.9961773.99474.01273.98674.00574.0071874.00674.01074.01874.00374.0001973.98474.00274.00374.00573.9972074.00074.01074.01374.02074.0032173.99874.00174.00974.00573.9962274.00473.99973.99074.00674.0092374.01073.98973.99074.00974.0142474.01574.00873.99374.00074.0102573.98273.98473.99574.01774.01345-R图范例例---计计算统计量量(一)管制图相关统计量-R图n:各组样本数K:组数

n=ΣXi/ni=1K=Σj/Kj=1Rj=Max-MinK=ΣRj/Kj=1XXRXXX46-R图范例例—计算统统计量(一一)样本序号X1X2X3X4X5XBARR174.03074.00274.01973.99274.00874.0100.038273.99573.99274.00174.00174.01174.0010.019373.99874.02474.02174.00574.00274.0080.036474.00273.99673.99374.01574.00974.0030.022573.99274.00774.01573.98974.01474.0030.026674.00973.99473.99773.98573.99373.9960.024773.99574.00673.99474.00074.00574.0000.012873.98574.00373.99374.01573.99873.9970.030974.00873.99574.00974.00574.00474.0040.0141073.99874.00073.99074.00773.99573.9980.0171173.99473.99873.99473.99573.99073.9940.0081274.00474.00074.00774.00073.99674.0010.0111373.98374.00273.99873.99774.01273.9980.029X47-R图范例例---计计算统计量量(一)样本序号X1X2X3X4X5XBARR1474.00673.96773.99474.00073.98473.9900.0391574.01274.01473.99873.99974.00774.0060.0161674.00073.98474.00573.99873.99673.9970.0211773.99474.01273.98674.00574.00774.0010.0261874.00674.01074.01874.00374.00074.0070.0181973.98474.00274.00374.00573.99773.9980.0212074.00074.01074.01374.02074.00374.0090.0202173.99874.00174.00974.00573.99673.9960.0332274.00473.99973.99074.00674.00974.0020.0192374.01073.98973.99074.00974.01474.0020.0252474.01574.00873.99374.00074.01074.0050.022