统计过程控制-新培训教材课件

统计过程控制—新培训教材2024/3/14统计过程控制—新培训教材2

SPC的基本概念与原理

一、SPC的基本概念与原理SPC为制程管制的一种有效方法.是管理者及工程技术人员工作上沟通的共同语言,也就是能让数据说话的事实管理科学方法.主要内容:在制程中如何运用管制图及评价制程的能力.二、制程管制的一般概念1.统计制程管制(statisticalprocesscontrol)简称SPC.2.制程:共同工作以产生输出的人、机、料、方法、环境的总和.SPC所管制的制程必须符合连续性原则.在制程管制系统中提供客观之绩效报告,以达预先防止,避免浪费的管制要求.3.产品特性:代表产品本身的诸多项目.如外观、尺寸、功能等.4.制程特性:影响产品质量特性的因素.如某一制程的温度、压力、时间、循环速度等.5.制程改善:对重要的制程特性采取措施,以保持制程的稳定性并使制程输出(即产品)的变异在可接受的范围内.统计过程控制—新培训教材制程管制系统图标如下:人、机、料方法环境

制造过程

产品或服务(输入) (转换) (输出)二、品质变异:普通原因与特殊原因没有两件产品或特性是完全相同的,即存在变异,只是这种变异是大是小而已(有些变异明显,有些很难察觉).这是因为任何制程都存在许多引起变异的原因.如:机器:损耗、间隙材料:直径、硬度环境:温度、动力是否恒定从检验的角度讲,位于规定的公差范围内的零件是可接受的,反之,则是不可接受的.统计过程控制—新培训教材但从制程管制的立场出发,必须追究造成变异的原因,以决定是否采取措施.综合起来,造成变异的原因有两大类:

普通原因(机遇性原因):如果变异随时间的推移具有稳定的且可重复的分布,产品的变异可预测,图示如下:时间预测大小当出现这种状况时,称之为“制程受控”,表现在管制图上即无异常,这时可计算制程能力,从而了解制程可能产出的不良品的比率大概有多大.一般而言,如制程能力足够大,这种变异可不必追究其原因,只须维护目前的制程管制即可,如制程能力不足,说明该制程虽受控,但因整体制程管制系统上的问题而使产出不良品的比率太大,必须运用系统措施(人、机器、材料、方法及环境的综合分析及改善)提升制程能力,即制程产出合格品的能力,表现在管制图上则是要缩小管制界限的范围.统计过程控制—新培训教材

特殊原因(非机遇性):

通常又叫可查明原因,当这类原因出现时,将造成整个制程的分布改变(但不是始终出现的),除非该特殊原因找到并消除(如某日进了一批生手操作生疏),否则产品的质量状况将不可预测,即不稳定.图示如下:?时间预测大小当出现以上状况时,我们称之为“制程不受控”,表现在管制图上即有异常出现,这时如果计算制程能力将无多大意义,甚至会造成错误的判断,必须是找到异常的原因(某一特定的不是整体的),并采取局部措施消除,直至制程受控,方可计算制程能力.统计过程控制—新培训教材三、总结普通原因——采系统措施系统地解决,以提升制程能力.(约可解决85%)特殊原因——采局部措施针对性地解决,以使制程稳定,品质可预测.(约可解决15%).制程管制的系统就是围绕两类原因不断地分析制程,进而进行维护、管制、改善,以使产品(制程输出)质量稳定、优良.在这样的一个制程管制中,最常用的工具是人们耳熟能详的『管制图』及其后续展开的『制程能力分析』.统计过程控制—新培训教材

管制图的原理及应用管制图源于:1924年由美国品管大师修哈特(W.A.Shewhart)博士所发明.一、管制图的意义管制图即为:分析制程变异之原因是普通原因或特殊原因之主要统计分析工具,其中包括三条线.管制图的基本构成.(如图)2.1管制上限:(UpperControlLimit,UCL)红色虚线表示.2.2中心线(CenterLine,

CL)蓝色之实线表示.2.3管制下限:(LowerControlLimit,LCL)红色虚线表示.2.4点联机条:均以黑色实线连接绘制.管制特性值UCLCLLCL统计过程控制—新培训教材二.管制图的原理:

『借助±3δ上下管制界限,了解制程是否受控,是由于共同原因还是特殊原因引起波动』1.δ(标准偏差)是每一个数值与平均数的差值的平方的平均数的开方,代表一群数值的变异大小.2.为何以±3δ作为管制界限?管制图既以3个标准偏差为基础,换言之,只要群体为常态分配,则自该群体进行取样时,取出之数值加以平均计算来代表群体状况,则每进行10000次之抽样会有27次数值会超出±3σ之外.(即每1000次约会有3次超出,此3次为偶然机会可不予计较).若在平时抽样时如有超出,即判为异常,则误判之机率亦为千分之三.实践证明,界限定为±3δ,为最合符经济效益.三、管制图的种类:1.依数据分类:

计量值管制图&计数值管制图A.计量值:计量值系指管制图之数据均属由量具实际量测而得.如端子DIP.外观最长尺寸、重量等特性均为连续性者.统计过程控制—新培训教材最常用管制图有:(1)平均值与全距管制图(X-RChart)(2)平均值与标准偏差管制图（X-σChart）(3)中位值与全距管制图(X-RChart)(4)个别值与移动全距管制图（X－RmChart）B.计数值:计数值系指管制图之数据均属于以单位计数而得.如电测,导板,目视等不良个数.特性均为间断性者.最常用管制图.(1)不良率管制图(PChart)(2)不良数管制图(pnChart).(3)缺点数管制图(CChart)(4)单位缺点数管制图(uChart)2.依管制图用途分类:2.1管制用管制图(1)追查不正常原因.(2)消除此项原因(3)采取防止再发之措施.2.2解析用管制图(1)决定方针用.(2)制程解析用.(3)制程能力研究用.(4)制程管制准备用.统计过程控制—新培训教材统计过程控制—新培训教材

数字数据处理的步骤

1.原始资料审核：保存资料的真实性。

2.分类的决定：分成几类，避免重复及遗漏。

3.分类后整理：进行归类。

4.列表：根据结果编成适用的表式。

5.绘图：绘成统计图。4统计过程控制—新培训教材

统计技术之应用

1.

市场分析

2.

产品设计

3.

相依性规格、寿命及耐用性预测

4.

过程控制及过程能力研究

5.

过程改善

6.

安全评估／风险分析

7.

验收抽样

8.

数据分析，绩效评估及不良分析

5统计过程控制—新培训教材过程控制系统

过程中对策绩效报告成品改善过程中对策人员设备材料方法环境成品7统计过程控制—新培训教材过程控制系统

1.

过程：

过程是指人员、设备、材料、方法及环境的输入，经由一

定的整理程序而得到输出的结果，一般称之成品。成品经

观察、测量或测试可衡量其绩效。SPC所控制的过程必须符

合连续性原则。

2.

绩效报告：

从衡量成品得到有关过程绩效的资料，由此提供过程的控

制对策或改善成品。

3.

过程中对策：

是防患于未然的一种措施，用以预防制造出不合规格的成品。

4.

成品改善：

对已经制造出来的不良品加以选别，进行全数检查并返工/

返修或报废。

8统计过程控制—新培训教材常态分配

μ±Kσ在内之概率在外之概率μ±0.67σ50.00%50.00%μ±1σ68.26%31.74%μ±1.96σ95.00%5.00%μ±2σ95.45%4.55%μ±2.58σ99.00%1.00%μ±3σ99.73%0.27%9统计过程控制—新培训教材常态分配

10统计过程控制—新培训教材控制界限的构成

11统计过程控制—新培训教材SPC导入流程

建立可解决问题之系统确认关键过程及特性导入ＳＰＣ进行关键过程及特性之控制检讨过程能力符合规格程序持续进行过程改进计划提报及执行过程改善计划不足足够18统计过程控制—新培训教材控制图的应用

决定控制项目决定控制标准决定抽样方法选用控制图的格式记入控制界限绘点、实施持续改进控制图控制图判读处置措施OKOKNG19统计过程控制—新培训教材控制图的选择

计数值计量值n=1控制图的选择数据性质？样本大小n=？数据系不良数或缺点数CL性质?n是否相等？单位大小是否相关n=？n≧2n=2~5n=3或5n≧10不是是不是是缺点数不良数控制图控制图控制图控制图P控制图PN控制图U控制图C控制图20统计过程控制—新培训教材计量值／计数值控制图公式汇总

控制图CLUCLLCL附注计量值-R

μ，σ未知n=2～5最适当n<10以下R

-σμ，σ未知10≦n≦25S-RN=3or5较佳R与之R图相同X-RmXk：组数n：样本大小Rm计数值PP使用小数P使用%Pnn=C样本大小相同时使用，n=20~25

U样本大小不同时使用(为阶梯界限)n=20~25

21统计过程控制—新培训教材

控制图（平均值与全距）

1.公式：

(1)

控制图

CL=

UCL=＋A2

LCL=－A2

(2)

R控制图

CL=

UCL=D4

LCL=D3

2.实例：

某工厂制造一批紫铜管，应用-R控制图来控制其内径，尺寸

单位为m/m，利用下页数据表之资料，求得其控制界限并绘图。

（n=5）

22统计过程控制—新培训教材－R控制图用数据表

产品名称：紫铜管 机械号码：XXX质量特性：内径操作者：XXX测定单位：m/m测定者：XXX制造场所：XXX抽样期限：自年月日至年月日

样组测定值R样组测定值RX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51505049525150.4314534847525150.262475353455049.6815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515349.0422555451515052.2510495151464849.2523505452504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.46125012023统计过程控制—新培训教材

R绘图步骤

1.将每样组之与Ｒ算出记入数据表内。

2.求与Ｒ

＝＝＝50.16

＝＝＝4.8

3.查系数A2，D4，D3

A2＝0.58，D4＝2.11，D3＝负值（以0代表）24统计过程控制—新培训教材

R绘图步骤

4.求控制界限(1)控制图CL＝＝50.16UCL＝＋A2＝50.16＋(0.58)(4.8)＝52.93LCL＝－A2＝50.16－(0.58)(4.8)＝47.39(2)R控制图：CL＝＝4.8UCL＝D4＝(0.11)(4.8)＝10.13LCL＝D3＝(0)(4.8)＝025统计过程控制—新培训教材

–R绘图步骤5.将控制界限绘入控制图6.点图7.检讨控制界限

26统计过程控制—新培训教材–R控制图27统计过程控制—新培训教材Workshop

–R范例

某产品制成后，经常发现不良品，今利用–R控制图控制其质量特性，每天取样2次，每次样本大小n=5，下表是10天内所收集之数据（由同一作业员操作同一部机器所得之数据），试计算–R控制图之控制界限，并绘成控制图。组别R组别R1177.62311179.892176.6812176.483178.42213178.474176.61214178.245177.0715180.666179.4816179.667178.61517177.8108179.6618178.499178.8719181.6710178.21220177.61028统计过程控制—新培训教材P控制图(不良率)

1.公式(1)公组样本大小n相等时：CL＝UCL＝＋3LCL＝－3(2)n不等，且相差小于20%时：CL＝UCL＝＋3LCL＝－329统计过程控制—新培训教材P控制图(不良率)

(3)n不等，且相差大于20%时：CL＝UCL＝＋3LCL＝－3

30统计过程控制—新培训教材P控制图(不良率)

2.实例

某工厂制造外销产品，每2小时抽取100件来检查，将检查所得之不良品数据，列于下表，利用此项数据，绘制不良率(p)控制图，控制其质量

组别ndp组别ndp组别nDP110030.031110030.032110050.05210040.041210060.062210080.08310030.031310080.082310040.04410080.081410050.052410050.05510050.051510020.022510040.04610050.051610030.03合计2500125710070.071710060.06平均1000.05810050.051810020.02910050.051910070.071010060.062010050.0531统计过程控制—新培训教材P控制图绘图步骤

1.求控制界限

CL＝＝＝0.05＝5%UCL＝＋3＝11.54%LCL＝－3（为负值，视为0）32统计过程控制—新培训教材P控制图绘图步骤

2.点绘控制图

33统计过程控制—新培训教材Workshop

P范例

某工厂之生产线，每分钟制造产品200个，今为控制其焊锡不良，采用不良率控制图加以控制，每2小时抽查200个，试根据下列资料计算不良率控制图之中心线及控制界限，并绘制其控制图。

月日不良罐数月日不良罐数10月6日210月9日50742247日311日226212612日48日333442213日234统计过程控制—新培训教材计量值控制图常用之系数表35n234567891011121314151617181920A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.3080.2850.2660.2490.2350.2230.2120.2030.1940.1870.180A32.6591.9541.6281.4271.2871.1821.0991.0320.9750.9270.8860.8500.8170.7890.7630.7390.7180.6980.680B3--------------------0.3030.1180.1850.2390.2840.3210.3540.3820.4060.4280.4480.4660.4820.4970.510B43.2672.5682.2662.0891.9701.8821.8151.7611.7161.6791.6461.6181.5941.5721.5521.5341.5181.5031.490D3-------------------------0.0760.1360.1840.2230.2560.2830.3070.3280.3470.3630.3780.3910.4030.415D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.8641.8161.7771.7441.7171.6931.6721.6531.6371.6221.6081.5971.585E22.6601.7721.4571.2901.1841.1091.0541.0100.9750.9450.9210.8990.8800.8640.8490.9360.8240.8130.803统计过程控制—新培训教材常态分配统计量抽样分配常数表36n234567891011121314151617181920m31.0001.1601.0901.1981.1351.2141.1601.2231.1761.2281.1881.2321.1961.2351.2031.2371.2081.2391.212d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.0783.1733.2583.3363.4073.4723.5233.5883.6403.6893.735d30.8530.8880.8800.8640.8480.8330.8200.8080.7970.7870.7780.7700.7630.7560.7500.7440.7390.7330.729c20.5640.7240.7980.8410.8680.8880.9030.9140.9230.9300.9360.9410.9450.9490.9520.9550.9580.9600.962c30.4260.3780.3370.3050.2810.2610.2450.2320.2200.2100.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1650.1610.157c40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.9730.9750.9780.9790.9810.9820.9840.9850.9850.9860.987c50.6030.4630.3890.3410.3080.2820.2620.2460.2320.2210.2110.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1660.161统计过程控制—新培训教材控制图的判定方法

l

正常点子之动态之控制图，如图一。1.

多数的点子，集中在中心线附近，且两边对称。2.

少数的点子，落在控制界限附近。3.

点子之分布呈随机状态，无任何规则可寻。4.

没有点子超出控制界限外(就是有也很少)。37统计过程控制—新培训教材控制图的判定方法l

不正常点子之动态之控制图1.

在中心线附近无点子。此种型态通常称之为“混合型”，因样本中可能包括两种群体，其中一种偏大，另一种偏小，如图二。2.

在控制界限附近无点子。此种型态通常称之为”层别型”，因为原群体可能已经加以检剔过，如图三。3.

有点子逸出控制界限之现象。此种型态通常称之为”不稳定型”，如图四。38统计过程控制—新培训教材39统计过程控制—新培训教材A、控制图的判读法

控制图之不正常型态之鉴别是根据概率之理论而加以判定的，当出现下述之一项者，即为不正常之型态，应调查其可能出现的原因。40统计过程控制—新培训教材检定规则1：3点中有2点在A区或A区以外者(口诀:3分之2A)

检定规则2：5点中有4点在B区或B

区以外者(口诀:5分之4B)41统计过程控制—新培训教材检定规则3：

有8点在中心线之两侧，但C区并无点子者。

（口诀：8缺C）

42统计过程控制—新培训教材检定规则4：

(1)连续五点继续上升(或下降)－注意以后动态。（如图a）

(2)连续六点继续上升(或下降)－开始调查原因。(如图b)

(3)连续七点继续上升(或下降)－必有原因，应立即采取措施。(如

图c)

43统计过程控制—新培训教材检定规则5：点子出现在中心线的单侧较多时，有下列状况者a.

连续11点中至少有10点b.

连续14点中至少有12点c.

连续17点中至少有14点d.

连续20点中至少有16点检定规则6：点出现在控制图界限的近旁时一般以超出2σ控制界限的点为调整基准，出现下列情形时，可判定过程发生异常a.

连续3点中有2点以上时b.

连续7点中有3点以上时c.连续10点中有4点以上时44统计过程控制—新培训教材SPC应用所遇到的困难

1.

少量多样之生产型态，不胜控制。2.

控制计划不实际，无法落实。3.

使用SPC前未作充分准备。例如：过程及控制特性之确定，决定测量方法，数据如何收集等。4.

欠缺统计技术。5.

统计计算太过繁琐费时。6.

测量数据之有效数字位数未标准化。7.

管理阶层不支持。53统计过程控制—新培训教材SPC能解决之问题

1.经济性：有效的抽样控制，不用全数检验，不良率和成本得以控制。使过程稳定，能掌握质量、成本与交期。2.预警性：过程的异常趋势可实时对策，预防整批不良,以减少浪费。3.分辨特殊原因：作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。4.善用机器设备：估计机器能力，可妥善安排适当机器生产适当零件。5.改善的评估：过程能力可作为改善前后比较之指南。

54统计过程控制—新培训教材过程能力分析

1.CP（精密度，Precision）CP＝T/6σ（双边规格）CP＝（Su－）/3σ或（－SL）/3σ（单边规格）2.Cpk（过程能力，ProcessCapabilityIndex）Cpk＝（1－│Ca│）Cp；（Su－）/3σor（－SL）/3σ(取最小的数值)55统计过程控制—新培训教材过程能力分析4.不良率P↓（综合评价）(1)ZU＝3Cp（1＋Ca）超出下限PU%ZL＝3Cp（1－Ca）超出上限PL%P%＝PU％＋PL%总不良率(2)ZU＝（SU－）/σ，ZL＝（SL－）/σ5.定义(1)：过程平均值 (3)T：公差(2)σ：过程标准差 (4)Sc：规格中心

56统计过程控制—新培训教材例：某产品的电性规格是560±10m/m，经检验一批后,得出±3σ为561±9m/m。

求：(1)Cp(2)Cpk(3)P%57统计过程控制—新培训教材过程能力等级判断及处置建议－Cp

等级Cp过程精密度Capabilityofprecision处置建议A1.33≦Cp(T=8σ)此一过程甚为稳定，可以将规格许容差缩小或胜任更精密之工作。B1.00≦Cp＜1.33 (T=6σ)有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查原因。C0.83≦Cp＜1.00 (T=5σ)检讨规格及作业标准，可能本过程不能胜任如此精密之工作。DCp＜0.83应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响之因素，必要时应停止生产。59统计过程控制—新培训教材过程能力等级判断及处置建议－Cpk等级Cpk过程能力指数ProcessCapabilityIndex处置建议A1.33≦Cpk过程能力足够B1.0≦Cpk＜1.33过程能力尚可，应再努力。C

Cpk＜1.0过程应加以改善。60统计过程控制—新培训教材过程能力等级判断及处置建议－P%等级P%（综合评价）处置建议AP≦0.44%稳定B0.44%＜P≦1.22%同Ca及CpC1.22%＜P≦6.68%同Ca及CpD6.68%＜P同Ca及Cp61统计过程控制—新培训教材过程能力分析之用途1.提供资料给设计部门，使其能尽量利用目前之过程能力，以设计新产品。2.决定一项新设备或翻修之设备能否满足要求。3.利用机械之能力安排适当工作，使其得到最佳之应用。4.选择适当之作业员、材料与工作方法。5.过程能力较公差为窄时，用于建立经济控制界限。6.过程能力较公差为宽时，可设定一适当的中心值，以获得最经济之生产。7.用于建立机器之调整界限。8.是一项最具价值之技术情报资料。62统计过程控制—新培训教材过程能力分析之应用1.对设计单位提供基本资料。2.分派工作到机器上。3.用来验收全新或翻新调整过的设备。4.选用合格的作业员。5.设定生产线的机器。6.根据规格公差设定设备的控制界限。7.当过程能力超越公差时，决定最经济的作业水准。8.找出最好的作业方法。63统计过程控制—新培训教材利用控制图控制过程之程序

1.绘制「过程流程图」，并用特性要因图找出每一工作顺序的制造因素（条件）及质量特性质。2.制订操作标准。3.实施标准的教育与训练。4.进行过程能力解析，确定控制界限。5.制订「质量控制方案」，包括抽样间隔、样本大小及控制界限。6.制订控制图的研判、界限的确定与修订等程序。7.绘制过程控制用控制图。64统计过程控制—新培训教材利用控制图控制过程之程序

8.判定过程是否在控制状态（正常）。9.如有异常现象则找出不正常原因并加以消除。10.必要时修改操作标准（甚至于规格或公差）。65统计过程控制—新培训教材过程能力评价之时期

分定期与不定期两种：1.定期评价：每周、每月、每季。2.不定期评价：由技术单位规定，当有下列变动时，须实施之：(1)买入新设备时。 (2)机器设备修理完成时。(3)工作方法变更时。(4)其它过程条件（因素）变更时。66统计过程控制—新培训教材过程能力评价之时期

(5)某种过程发生不良时，对上一道过程作系列之评价。(6)顾客订单有特别要求时。(7)企业开发某一特殊新产品时。67统计过程控制—新培训教材掌握过程控制之主要因素

1.人员方面(1)人人有足够之质量意识。了解质量之重要性。了解自己工作之质量重要性。有责任意识，愿意将质量做好，进行自我检查等工作。（对质量负责之意识；我做之工作，由我保证）。(2)人人有品管之能力（指作业者）。给予完整之检验说明。68统计过程控制—新培训教材掌握过程控制之主要因素

给予适当之测量仪器、设备、工具。施予检验训练和培训：测定值读取方法、测定器正确使用法...。给予清楚之质量判断基准和准则。新进人员培训应重视。(3)提高「检查精度」检查治具化、物