精益管理-统计过程控制

新冶钢精益管理转型2014年3月13日机密和专有未经麦肯锡许可,任何对此资料的使用严格禁止统计过程控制（SPC）|McKinsey&Company1讲座提纲过程和顾客期望什么是统计过程控制为什么使用统计过程控制过程控制图种类|McKinsey&Company2过程和过程变差供方绩效协议输入加工过程（人、机、料、法、环）输出顾客过程变差▪存在于任何事物▪变差随时间推移而产生▪变差是有原因的▪对于变差的认识有助于预见工艺过程的表现过程▪就是一系列不断重复的相关活动，以生产出对客户有价值的产品绩效体现资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company3每件产品的尺寸与别的都不同但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布分布可以通过以下因素来加以区分位置分布宽度形状或这些因素的组合过程的统计特性资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company4过程的统计特性不可预测可以预测如果仅存在变差的普通原因，随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可以预测。如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定。资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company5过程和产品质量波动的普通原因和特殊原因是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳定系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。特点：大量存在重复出现多种因素引发的大量数据中共有的在某时段中可预测其波动范围的系统措施：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管理者发起和领导普通原因是指造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只用特殊原因被查出且采取措施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。特点：偶然发生肇端无法预测引发于个别原因引起波动超过原有非偶然因素产生的变化因外部因素作用，可能对现有过程产生、减少一种不稳定的输入局部措施：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%的过程问题特殊原因（也叫可查明原因）资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company6过程控制和过程能力控制上限控制下限中心线规格上限规格下限控制界限反映过程的要求规格界限反映客户的要求业绩的分布为了满足客户要求，所有的数据（见数据分布）应该落在规格界限之内过程控制界限决定将出现何种分布为确保过程满足客户要求，控制界限应该在规格界限之内资料来源：麦肯锡控制限和公差的关系控制限是过程能力的体现。公差是人为确定的对产品的要求。单值的控制限应小于公差限，均值的控制限应更小。过程能力，Cpk或Ppk▪≥1.67，理想，较高要求▪≥1.33，充分，一般要求▪≥1.00，不充分，要求较低时可以接受▪＜1.00，能力不足，不能接受|McKinsey&Company7过程控制和过程能力的分类第1类，过程受控且有足够的过程能力。第2类，过程受控但没有足够的过程能力。第3类，过程不受控但有足够的过程能力。第4类，过程不受控且没有足够的过程能力。资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company8顾客的期望ABC好下公差上公差坏坏ABC目标最差–较差–好–最好–好–较差–最差“紧扣目标”理念“符合规范”理念资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company9紧扣目标的成本成本规范下限规范上限目标成本规范下限规范上限目标紧扣目标；差异性最小时的情况紧扣目标；差异性勉强可接受时的情况资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company10偏离目标的成本规范下限规范上限目标规范下限规范上限目标偏离目标；差异性最小时的情况偏离目标；差异性勉强可接受时的情况资料来源：麦肯锡成本成本|McKinsey&Company11均值+3s-3s目标以顾客的期望为过程的中心减少过程变差-3s+3s均值=目标资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company12讲座提纲过程和顾客期望什么是统计过程控制为什么使用统计过程控制过程控制图种类|McKinsey&Company13以检验为导向的质量控制和以过程控制为导向的质量控制检验为导向的质量控制过程控制为导向的质量控制特点应用产生于工业化大生产检验员和操作工的分工检验是作为质量控制的主要手段反应延迟,一般等批量完成后发现问题难以进行有效的原因分析目的提高产品质量,减低单位成本及时作出预警信息统计工具的应用有效部位设立控制点,而非在最后进行控制大部分公司采用50年代起在日本的一些公司使用现在欧美和日本的一些公司使用越来越多的企业开始采用此方法资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company14统计–基于概率的决策方法。过程–所有重复性的工作或步骤。控制–监控工序运行。基于与“ttest”假设检验相同的概念进行分析，能够使我们在出现的问题影响到输出结果之前，就作出有关工序失控的决定、采取行动、解决问题当处于稳定状态的工序偏差,已经被外界某种原因所影响时，SPC发出信号当过程失控时，SPC将发出信号，你的任务是找出失控的原因，然后进行修正，确保问题不再发生。什么是：统计过程控制(SPC)资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company15控制图是运行图、控制线和中心线的结合体由美国休哈特（W.A.Shewhart)发明。用于分析和判断工序是否处于统计稳定状态所使用的带有控制界限的图。它是判断和预报生产过程中质量状况是否发生异常波动的一种有效方法。+=时间表现下限上限控制图控制线和中心线下限上限中心线时间运行图表现资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company16讲座提纲过程和顾客期望什么是统计过程控制为什么使用统计过程控制过程控制图种类|McKinsey&Company为什么要应用SPC▪给顾客提供一致性良好的产品▪获得改进的机会▪领先于竞争对手▪提高顾客满意度▪供正在进行过程控制的操作者使用▪有助于过程在质量上和成本上能持续地，可预测地保持下去▪使过程达到：–更高的质量–更低的单件成本–更高的有效能力▪为讨论过程的性能提供共同的语言▪区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company18控制图的两种用途诊断▪目标是了解当前过程▪通常由改进小组的成员收集和分析数据▪是评估和分析阶段的关键元素监控▪目标是保持过程的稳定性▪通常由操作员或计算机收集数据▪在尝试用控制图监控过程前，应进行详尽准确的过程诊断▪是控制阶段的关键要素资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company19为了缩小业绩差异，美国公司从1980年代开始接受统计过程控制1981福特汽车公司第一个使用统计质量控制的美国公司很多日本公司在1980年代做得比美国竞争者好美国公司急于通过成本降低和质量改进获得竞争优势摩托罗拉，通用电气和福特等在运用统计质量控制方面获得了成功1931Dr.WShewhart发展了统计质量控制理论1945Dr.WDeming(戴明)在他两个月的访问中介绍了统计质量控制1950s-60sDrKaoruIshikawa更新了全面质量管理并发展了7种统计工具在美国在日本在美国和其他国家1970-1988，美国消费电子产品市场份额从100%降到5%资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company20讲座提纲过程和顾客期望什么是统计过程控制为什么使用统计过程控制过程控制图种类|McKinsey&Company21如何选择正确的控制图表类型存在两种控制图表类型:计量型图表－用于监控连续变量值X，如:一个直径或消费者满意度评分。计数型图表－用于监控离散变量值X，如:合格产品/次品数量。为了选择合适的控制图监控你的过程，首先要决定重要的过程变量(X)是连续的还是离散的计数型数据计量型数据控制图表类型均值极差图1Xbar-R均值标准差图Xbar-δ中位值极差图X-R单值移动极差图X-MR不合格品率控制图p控制图不合格品数控制图nP控制图单位不合格数控制图u控制图不合格数控制图c控制图1下面内容主要讲解均值极差图资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company22控制图的选择方法资料来源：麦肯锡使用np或p图确定要制定控制图的特性是计量型数据吗？性质上是否是均匀或不能按子组取样一例如：化学槽液批量油漆等？使用单值图X–MR是是关心的是不合格品率一即“坏”零件的百分比吗？关心的是不合格品数即单位零件不合格数吗？样本容量是否恒定？样本容量是否恒定？子组均值是否能很方便地计算？是否能方便地计算每个子组的S值？子组容量是否大于或等于9？使用c或u图使用u图使用p图–使用X–s图否是是否是否否是是否是是否否使用中位数值–使用X–R图–使用X–R图|McKinsey&Company23分六步实施控制图寻找根本原因的对策数据收集更新控制界限选择图表轨迹测试和规格界限设定数据收集和制图了解数据类型确定子数据群的规模设计适用的图表收集数据计算控制界限将数据填入图中收集数据并绘制根据规则决定是否采用统计控制根本原因分析消除可归属原因通过PDCA周期减少共同原因的变化收集数据并绘制于图表中新图形建立后应立即计算新的控制界限将新的控制界限加入图表资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company24均值–极差图的作法1.确定控制对象，或称统计量2.取预备数据3.计算子组的均值和极差4.计算全部样本的均值和极差5.计算极差图控制线并作图6.将预备数据在极差图上打点并判稳7.计算均值图控制线并作图；将预备数据在均值图上打点并判稳8.计算过程能力指数并检验其是否满足技术要求上述步骤为分析用控制图将分析用控制图转为控制用控制图，用于日常管理二十字方针：查出异因，采取措施，加以消除，不再出现，纳入标准资料来源：麦肯锡|McKinsey&Company25均值–极差控制图302010子群00.450.350.25样本均值1均值=0.3631上控制限=0.4487=0.27750.20.10.0样本极差R===0上控制限下控制限下控制限符号说明KRRRRk...213434DDRDLCLRDUCLRRRminmaxXXR资料来源：麦肯锡0.21540.0836USL：上公差限LSL：下公差限UCL：上控制限LCL：下控制限n：每组样本数k:样本组数X：每组样本的均值R：每组样本的极差X:X的均值R:R的均值KXXXXk...21222ARAXLCLRAXUCLXXXnXXXXn...21图图|McKinsey&Company26均值–极差控制图是计量型数据最常用的控制图特点▪适用范围广–适用于正态分布，也适用于非正态分布▪灵敏度高–均值图的控制范围小，有异常原因时，通过描点容易发现–极差图无此优点合理子组原则“组内差异只由偶因造成，组间差异主要由异因造成。”▪确定适当的子组样本数，推荐取4-5个，一般也可取2-10个。▪组内样本应在短时间内取样，而组间样本应间隔适当的时间。▪过程稳定时可少取些子组，不稳定时应多取。但每个子组内的样本数应保持不变。资料来源：麦肯锡作均值–极差图的注意点选择最重要和影响最大的控制对象做控制图足够的样本数▪分析和确定控制限时应至少抽取包含100个个别数据的20至25组样本及时分析和处置▪控制图应在作业进行时，在较短的时间内尽快抽样，测量，绘图，判断，处置。作业完成后做的控制图是没有意义的▪均值图和极差图的关系▪均值图和极差图都要作，不要只作均值图▪应先作极差图并判稳，然后再作均值图并判断▪量具的要求，▪理想的量具的精度应小于公差的1/10，理想的GR&R≤10%|McKinsey&Company27判断准则判稳准则（三条）▪连续25点，界外点数＝0▪连续35点，界外点数≤1▪连续100点，界外点数≤2两类判异准则▪点出界判异▪界内点排列不随机判异常用的八条判异准则有1点在A区外连续9点在中心线同侧连续6点递增或递减连续14点上