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SPC与SPDStatisticalProcessControlStatisticalProcessDiagnosticateSPCSPC概论概论一、什么是SPC二、SPC的主要作用三、SPC的技术流程四、SPC运行成功的条件五、SPC的主要构架一、什么是一、什么是SPCSPC¾SPC（StatisticalProcessControl）即统计过程控制，由美国贝尔实验室的休哈特（W.A.Shewhart）提出。¾SPC技术是基于统计理论的技术和方法，是通过对生产过程中各工艺参数质量数据进行统计分析和描图，实现对工艺过程稳定性的监控和预测。¾SPC的最大特点是对异常波动的及时预警。SPC主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。二、二、SPCSPC的主要作用的主要作用¾保证工艺过程的统计处于受控状态¾用于定量评定生产线、单道工序或单个工艺参数是否处于受控状态，特别适用于生产线的认证¾替代一部分筛选和可靠性试验¾SPC技术已成为表征产品内在质量的重要依据之一三、SPC的技术流程四、SPC运行成功的条件¾SPC与相关人员的权责制造部门一线主管QC或自检小组QA或QE人员质量主管转向产品负责人高层主管¾SPC运行成功的条件高层管理者的大力支持中层干部有分析各种SPC图形的能力有详尽、全面、系统的SPC规划应有专业软件数据收集要真实、及时五、SPC的主要构架¾¾SPCSPC主要内容分为主要内容分为计数值计数值和和计量值计量值两种，所涉及的内容有：两种，所涉及的内容有：抽样抽样检验检验、、数据整理数据整理、、图形分析图形分析、、过程分析过程分析、、改善监控改善监控等，等，SPCSPC架构架构如如图图所示。所示。spc控制图的选用SPDSPD第一节第一节两种质量诊断两种质量诊断第二节第二节两种控制图诊断的理论与方法两种控制图诊断的理论与方法第三节第三节过程能力过程能力第四节第四节两种过程能力指数两种过程能力指数第一节两种质量诊断¾一、什么是两种质量¾二、两种质量之间的关系一、什么是两种质量一、什么是两种质量¾在任何工序都存在两种产品质量：综合产品质量与工序产品质量。¾综合产品质量指包括本工序以及所有上道工序在内的总加工质量，称为总质量（totalquality）或工序综合质量。¾工序产品质量则指该工序本身的加工质量，称为分质量（partialquality）或工序固有质量。二、两种质量之间的关系二、两种质量之间的关系¾一个产品的加工，一般是由上一道工序将半成品送到本工序，本工序在此基础上进行加工，加工完成后形成新的半成品，送到下一道工序，直至成为成品，环环相扣，如同一条链。¾每一道工序加工的好坏，即本工序的质量，与上一道工序的综合质量一起形成本工序的综合质量传送到下一工序，影响着下一道工序的质量，而其自身又受上一道工序的综合质量的影响。¾每道工序均有分质量，而分质量仅仅是总质量的一部分，且沿着工艺技术路线积累形成总质量。总质量是由本工序的分质量与上一道工序的影响（简称上影）构成。1.上下工序在技术上无联系，上影为零，分质量＝总质量2.在第一道工序，原材料、零配件等供应稳定，分质量＝总质量第二节第二节两种控制图诊断的理论与方法两种控制图诊断的理论与方法一、选控评估法的基本思路一、选控评估法的基本思路二、选控图的操作过程与例二、选控图的操作过程与例三、两种控制图诊断三、两种控制图诊断一、选控评估法的基本思路一、选控评估法的基本思路（一）选控控制图的原理（一）选控控制图的原理（二）选控图的控制界限（二）选控图的控制界限¾¾选控控制图是一种控制图，不但可区分异因和偶因，选控控制图是一种控制图，不但可区分异因和偶因，而且可进而且可进一步将异因分解为欲控异因与非控异因。一步将异因分解为欲控异因与非控异因。¾¾休图与选图的功能如图休图与选图的功能如图11所示。所示。¾¾工序质量指标工序质量指标yy的均值的均值μμ与方差与方差σσ22随上道工序质量指标随上道工序质量指标xx的变化而的变化而变（见图变（见图22）。）。¾¾为达到选控的目的，必须消除上为达到选控的目的，必须消除上道工序的影响，可采用标准化控道工序的影响，可采用标准化控制图的方法，通过变换使之成为制图的方法，通过变换使之成为标准正态分布。在大样本条件下，标准正态分布。在大样本条件下，工序质量值变换成：工序质量值变换成：近似服从标准正态分布近似服从标准正态分布NN(0,1)(0,1)，称，称变换后的质量值为选控值。变换后的质量值为选控值。（一）选控控制图的原理休图偶因异因预控异因非预控异因选图图1休图与选图的功能图2质量分布变化图-=csyμyσwhy-=csyμyσ（1）同一批人员、同种设备、同种材料加工出来的产品，质量特征值的分散的程度相同（2）工序质量值均值与上道工序质量值x的关系有时可以由回归分析的方法确定。（二）选控图的控制界限（二）选控图的控制界限1.1.正态分布选控图的控制限正态分布选控图的控制限2.2.二项分布及泊松分布的选控图的控制限二项分布及泊松分布的选控图的控制限1.1.正态分布选控图的控制限正态分布选控图的控制限¾⑴（选控单值-选控移动极差）控制图的控制限¾⑵（选控均值-选控极差）控制图的控制限-csscsXR-cscsXR⑴Xcs-Rscs（选控单值-选控移动极差）控制图的控制限=+3+3=+2.66===-3-3-2.66ycsycsycsycscsscsycsycscsycsycsycsycscsscsUCLμσμσyRCLμμyLCLμσμσ=yR≈≈≈¾Xcs图：¾Rscs图：=+3+3=3.26===-3-3scsscsscsscsscsscsscsscsscsscsRRRRscsRRscsRRRRUCLμσμσRCLμμRLCLμσμσ≈≈≈=-(负号表示以零为自然下界）¾其中：是选控值的总体平均值，为的总体标准差，为的样本平均值，而Rscs则是ycs的样本移动极差Rscs=|ysci-ycsi+1|为的样本移动极差均值csyμcsyσcsycsycsy=,,,-1i12nscsRcsy-1=1=-1inscsiscsRRn∑¾图：⑵（选控均值-选控极差）控制图的控制限¾其中：是的总体平均值，为的总体标准差，为的样本平均值，而则是的样本极差，为的样本极差均值，是选控值的总体均值，是的总体标准差。-cscsXRcsX=+3+3=+==-3-3=-ycsycsycsycscs2csycsycscsycsycsycsycscs2csUCLμσμσyARCLμμyLCLμσμσyAR≈≈≈≈¾Rcs图：=+3+3==-3-3=cscscscscscscscscscsRRRR4csRRcsRRRR3csUCLμσμσDRCL=μμ=RLCLμσμσDR≈≈≈KcsyμcsycsyσcsycsycsycsRcsyscsRcsycsRμcsRcsRσcsR2.二项分布及泊松分布的选控图的控制限¾(1)二项分布选控图的控制限¾(2)泊松分布的选控图的控制限=+2.66=-2.66cscsRRUCLyRLCLyR=+2.66==-2.66cscscsAcsAAcsUCLyRCLyLCLyR¾选控图的操作过程，可以分为以下六个步骤：¾1.寻找控制对象（质量指标）与非控系统因素间的函数关系；¾2.将控制对象的实测值变换成选控值，即计算；¾3.计算相应的控制参数统计量；¾4.计算及控制参数统计量；¾5.计算控制限；¾6.作控制图。¾详见[例]二、选控图的操作过程与例ˆ=-icsiiyyycsy三、两种控制图诊断¾要诊断一条生产线，需要将其分成若干基本单元（两个上下相连的工序作为一个基本单元）分别诊断。¾休哈特控制图可以度量总质量（称为全控图all-controlchart），选控图可度量分质量，故用两个休哈特控制图度量上道工序及本工序的总质量，而用选控图度量本工序的分质量，于是形成一个三图诊断系统（图1）。三图诊断系统以本道工序为中心进行诊断。¾若在一条生产线的基本单元均建立三图诊断系统，并将其按顺序连接，则构成生产线的质量诊断系统。图2是在四道工序的生产线建立三图诊断系统示意图。上道工序本道工序总质量上休图上总质量下休图下分质量下选图下⇒⇒⇒图1三图诊断系统工序1工序2工序3工序4休图1休图2选图2休图3选图3休图4选图4图2生产线三图诊断系统示意图第三节过程能力¾¾一、过程能力的概念一、过程能力的概念¾¾二、过程能力二、过程能力CCpp¾¾三、三、CCpp、、CCpKpK和不合格率和不合格率pp的关系的关系一、过程能力的概念¾¾（一）短期过程能力（一）短期过程能力¾¾（二）长期过程能力（二）长期过程能力（一）短期过程能力¾¾短期过程能力短期过程能力((shortshort--termprocesscapabilitytermprocesscapability))或称或称固有固有过程能力过程能力（（inherentprocesscapabilityinherentprocesscapability）是仅由偶因引起）是仅由偶因引起的变异所形成的过程能力，反映的变异所形成的过程能力，反映““短期短期””差异（差异（shortshort--termvariationtermvariation）。）。¾¾““短期短期””差异由控制图的有关参数估计：差异由控制图的有关参数估计：ˆ=/st2σRd或ˆ=/st4σsc必须在稳态下求得。ˆstσ（二）长期过程能力¾长期过程能力(long-termprocesscapability)，是指由异因与偶因之和引起的总变异，反映了“长期”差异（long-termvariation）。¾可用标准差s估计“长期”差异，即¾从方差分析的角度而言，短期过程能力反映组内差异（variationwithingroup）,而长期过程能力则反映组内和组间（variationbetweengroup）的差异。2=11ˆ=(-)=-1niltisxxσn∑二、过程能力Cp¾过程能力指数（processcapabilityindex，PCI）以往称为工序能力指数，是用于度量过程加工质量符合技术规范，即企业满足顾客要求的程度的指标。¾（一）无偏移情况的过程能力指数¾（二）有偏移情况的过程能力指数Cpk三、三、CCpp、、CCpKpK和不合格率和不合格率pp的关系的关系¾¾（一）（一）CCPP和不合格率和不合格率pp的关系的关系¾¾（二）（二）CCPKPK和不合格率和不合格率pp的关系的关系¾¾（三）（三）CpCp--KK--PP数值表法数值表法（一）（一）CCPP和不合格率和不合格率pp的关系的关系¾¾当当MM与与μμ重合，即无偏移时，重合，即无偏移时，CCPP和不合格率和不合格率pp的关系。的关系。¾¾由图，不合格率为：由图，不合格率为：=+=22Φ()=2Φ(-3)LLULpT-μpPPP=CσμTTUTLPUPL图不合格率分布（二）CPK和不合格率p的关系¾当M与μ不重合，即有偏移时(图)，不合格品率为：=+=()()--=Φ()+[1-Φ()]----=Φ()+[1-Φ()]----=Φ(-)+[1-Φ(-)]=1-Φ(-)+Φ(--)22LULUULULULpppPxT+PxTTμTμσσTMεTMεσσTμTμμMμMσσσσTεTεσσσσ≤≥MμεTUTLp图有偏移时的不合格率¾又，及，则有=6pTCσ=(1-)=(1-)6PKPTCKCKσ2==2εεKTT=1-Φ(3-3)+Φ(-3-3)=1-Φ(3)+Φ(-3(1+))ppppPKPpCKCCKCCCK（三）Cp-K-P数值表法图CP、K与不合格率p的关系kp0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000.000.200.400.600.780.94