SPC过程能力分析

SPC--过程能力分析2021/6/2711、SPC（统计过程控制）概述1.1变差的普通原因及特殊原因1.2过程控制和过程能力1.3过程能力及过程能力指数概念2、控制图应用准备及前提3、过程稳定性及过程能力分析步骤3.1流程稳定性及过程能力分析单步分析法3.2六合一分析法目录22021/6/272SPC的宗旨：预防控制，防患于未然SPC的主要作用：对生产过程实时监控和预警，实现对异常波动及时采取措施，实时改进；判断过程波动是随机波动还是异常波动；实现过程稳定受控。一、SPC概述32021/6/2731、变差的普通原因及特殊原因变差：一个数据组对于目标值有不同的差异。变差的普通原因：指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布作用在过程的许多变差的原因，即常规的、连续的、不可避免的影响产品特性不一致的原因。如操作技能、设备精度、工艺方法、环境条件。变差的特殊原因：指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，当原因出现时，将造成过程的分布的改变，即特殊的，偶然的，断续的，可以避免的影响产品特性不一致的原因。如：刀具不一致、模具不一致，材料不一致，设备故障，人员情绪等。特点：不是始终作用在每一个零件上，随着时间的推移分布改变。42021/6/27452021/6/2756如果只存在变差的普通原因，随著时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测如果存在变差的特殊原因，随著时间的推移，过程的输出不稳定2021/6/276局部措施和对系统采取措施局部措施通常用来消除变差的特殊原因通常由与过程直接相关的人员实施通常可纠正大约15%的过程问题

对系统采取措施通常用来消除变差的普通原因几乎总是要求管理措施，以便纠正大约可纠正85%的过程问题72021/6/27782、过程控制和过程能力过程控制受控(消除了特殊原因)时间范围不受控(存在特殊原因)2021/6/2789过程能力2021/6/27910每个过程可以分类如下：受控或不受控是否有满足客户要求满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类普通原因变差特殊原因变差普通原因和特殊原因变差2021/6/27103、过程能力及过程能力指数概念

过程能力：指过程要素(人、机、料、法、环)已充分标准化，也就是在受控状态下，实现过程目标的能力。过程能力指数：是过程能力与过程目标相比较，定量描绘的数值。过程能力指数表示的方法：Cp：过程均值与规范中值一致时的过程能力指数。Cpk：过程均值与规范中值不一致时的过程能力指数。

•过程能力指数表述仅存在普通原因变差时的过程能力。Pp：过程均值与规范中值一致时的过程性能指数。Ppk：过程均值与规范中值不一致时的过程性能指数。

•过程性能指数表述，存在普通原因变差和特殊原因变差。112021/6/2711过程能力指数计算122021/6/2712Cp不受过程位置的影响，这个指数只是针对双边公差而计算的。Cpk和Cp应该总是一起进行评价和分析。如果Cp值远大于对应的Cpk值，表明有机会通过使过程趋中来改进。132021/6/2713Pp不受过程位置的影响。Ppk和Pp应该总是一起进行评价和分析。如果Pp值远大于对应的Ppk值，表明有机会通过使过程趋中来改进。142021/6/2714二、控制图应用准备及前提1、确定过程输出特性。2、对过程输出特性的要求。（内外部；目标值/规格限）上限：USL,下限LSL3、抽样方案。4、过程是否稳定/统计受控和服从正态分布。（非正态转换）152021/6/27151、对数据进行正态性检验：

如果P＞0.05，说明原假设成立，数据为正态分布2、进行过程统计稳定性检验（流程稳定性分析）

控制图上无报警点，说明过程稳定受控3、单一过程能力分析/六合一过程能力分析直方图图形分析；能力指数分析：三、过程稳定性及过程能力分析步骤162021/6/27161、流程稳定性及过程能力分析方法一：单步分析1.1、正态性检验172021/6/2717181.2、稳定性分析2021/6/27181.3、能力分析192021/6/27192、分析方法二—六合一能力分析202021/6/27202.1、正态性检验问题：P值≤0.05，数据非正态分布原因：数据检测精度不够；有偏离正常区域的点；概率曲线弯曲等212021/6/27212.2、受控性检验222021/6/2722232021/6/27232.3直方图的观察分析与调整2.3.1、形状分析与判断

（1）正常型：（2）偏向性：（3）双峰型：（4）孤岛型：（5）平顶型：（6）锯齿形；

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双峰型：

出现两个顶峰，这是由于数据来自不同的总体（数据混淆），例如两个工人、或两批原料、或两台设备生产的产品混在一起造成的。孤岛型：

这是由于测量误差、原料变化、短时间内有不熟练工人替岗、操作疏忽、混入规范不同的产品（数据）造成的。

平顶型：

生产过程中某种缓慢的倾向起作用所致，如风机的老化导致S82B强度的变化；有可能是指标在某个区间均匀变化造成的；或多个总体数据混淆。

正常型：形状：中间高、两边低，左右基本对称。可以参差不齐，看整体形状判断：可判定工序运行正常，处于稳定状态。252021/6/2725

偏向型：正或向右偏斜分布“尾部”指向右侧，所有叫做“右偏斜”，且因为其偏度值将大于0（即为正）。例如钢水回磷，不锈钢中包增碳，M6中As元素的含量等。负或向左偏斜分布“尾部”指向左侧，产生负偏差。例如钢包的包龄，连浇炉数，铸坯合格率等。偏态原因很多，有时是剔除了不合格品后作的图形，有时是习惯“宁小勿大”或“宁大勿小”造成。

锯齿型：

数据过于分散或者数据不准（测量方法不当、量具精度较差）造成的；也可能是分组太细引起的。应重新收集、整理数据。262021/6/27262.3.2、与规范界限的比较分析当直方图的形状呈正常性时，即工序在此时刻处于稳定状态时，还需要进一步将直方图同规范界限（即公差）进行比较，以分析判断工序满足公差的程度。272021/6/2727

2.4、过程能力/性能指数分析：目的：过程能力满足规范的程度评价，判断能力是否充足，寻找改进方向。判断原则：一般对于关键产品性能，要求Cpk≥1.67；一般产品性能，要求Cpk≥1.33；关键过程特性Cpk≥1.33；一般过程特性，要求Cpk≥1.0。分析过程：数据正态且过程受控，同时分析Cp、Cpk；数据不正态或不受控，同时分析Pp和Ppk；Cp与Cpk，或Pp与Ppk两者相差大，说明过程趋中性不好。对趋中性不良的过程建议优先改进参数均值位置，然后从减少波动采取措施。282021/6/27282.5.1、数据正态概率图分析：目的：分析数据是否正态分布及影响因素；判断原则：P＞0.05，则数据为正态分布。本例分析结论：P=0.183＞0.05，数据为正态分布，具备进行过程能力分析条件。292021/6/27292.5.2、控制图分析：302021/6/27302.5.3、直方图分析：312021