SPC概念与控制图简介(初级)

海鸥卫浴用品有限公司SPC公共培训课程（初级）徐初民2007/3/8SPC公共课程目录§第一章：SPC概念理解与控制图简介（60分钟）§第二章：过程能力分析与理解（40分钟）海鸥卫浴用品有限公司（一）SPC概念理解与控制图使用简介徐初民2007/3/8生产过程是产品质量形成的关键环节，产品质量很大程度上依赖生产过程质量！生产人员的正确观念检测预防生产人员的正确观念——容忍浪费——避免浪费如何才能做到：既不需要频繁调机和大批量检测，又能经济的预防不良的产生？回眸历史1）在一切制造过程中所呈现出的波动有两个分量：第一个分量是过程内部引起的稳定分量；第二个分量是可查明原因的间断波动。2）那些可查明原因可用于有效方法加以发现，并可被剔除；但正常波动是不会消失，除非改变基本过程；3）基于3σ限的控制图可以把正常波动与异常波动区分开来。——WalterShowhart（休哈特）1924由于控制图可用于直接控制和诊断控制，所以它是品管七大手法的核心。•1924年5月，美国品管大师休哈特博士发明了世界上第一张控制图（P控制图），1931年休哈特出版了他的代表作《EconomicalControlofQualityofManufacturedProducts加工产品质量的经济控制》，标志着统计过程控制时代的开始！•1932年，英国邀请体哈特到伦敦讲控制图，英国人比美国人更早把控制图应用到工厂管理中；•1942年“二战”期间，美国强制实施控制图，为美国的二战立下汗马功劳;•1950年，日本邀请品管大师戴明到日本讲控制图，日本人将它发扬光大，运用到基层；1.1.1SPC发展的里程碑1.1.2现代SPC的最新发展经过80多年在全世界范围的实践，SPC理论已经发展得非常完善，其与计算机技术的结合日益紧密，其在企业内应用范围、程度也已经非常广泛与深入。概括来讲，现代SPC具有如下特点：1、分析功能强大，辅助决策作用明显。在众多企业的实践基础上发展出繁多的统计方法和分析工具，应用这些方法和可根据不同的目的，从不同的角度对数据进行深入的研究与分析，在这一过程中SPC的辅助决策功能越来越得到强化。2、SPC在企业产品质量管理上的应用逐渐从生产制造过程质量控制扩展到产品设计、辅助生产过程、售后服务及产品使用等各个环节的质量控制。3、与计算机网络技术紧密结合。现代企业质量管理要求企业内外更多的因素纳入考察、监控范围，企业内部不同的部门管理职能同时呈现出分工越来越细与合作越来越紧密的特点，这都要求可快速处理不同来源的数据并做最大程度的资源共享，适应这种需要，SPC与计算机技术尤其是网络技术的结合越来越紧密。1.1.2现代SPC的最新发展4、系统自动化程度不断加强。传统的SPC系统中，原始数据是手工抄录，然后人工输入电脑，再利用电脑进行分析。随着生产率的提高，在高速度、多品种、重复性制造企业内，SPC系统已更多采取利用数据采集设备自动进行数据采集，定时传输到质量控制中心进行分析的方式。1.经济性：有效的抽样管制，不用全数检验，不良率，得以控制成本。使过程稳定，能掌握品质Q、交期D成本C。（适用于进料、机加、电镀、组装等工序、供应商管理均可使用）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。（特别适用于特殊工序、关键工序，包括实验室、设保部均可使用）3.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（特别适用于实验室、设保部及各生产制造部门使用）4.改善的评估：制程能力可作为改善前后比较之指针。（适用于所有应用SPC的部门，同时也适用于产品设计部与研发部使用，如产品公差的评审与确定、镀前镀后工序能力的验证等）SPC能解决之问题1.2客观的看SPC的优缺点5、SPC适用于各种过程，如设计过程、管理过程、服务过程等；1.2客观的看SPC的优缺点SPC应用之困难1.少量多样之生产型态，不胜管制。2.控制计划不实际，无法落实。3.管理阶层不支持。1.4.1正常波动（commonvariation)过程处于统计控制状态，也称为受控状态。特点:过程中存在许多波动源，每个波动源的出现是随机的，每个波动源对质量特性X的影响都是很微小的，通常X服从正态分布，且其分布不随时间的变化而改变。波动X轴Y轴1.3普通原因与特殊原因变差1.3.1正常波动（commonvariation）理论和实践证明：在正常波动出现时，个别测量值总是不同，但是一组测量值总是呈现正态分布。这个分布不随时间而变，因而可以预测。1.3.2异常波动（specialvariation）过程不处于统计控制状态，也称为失控状态。特点：过程中存在许多波动源，每个波动源的出现是随机的，但有一个或几个对质量特性的影响较大，而其它的影响均很小，由于这些强的波动源的出现，就使X的分布会随时间的变化而发生改变，有时是改变了分布的位置，有时是改变了分布的标准差，有时又会使分布的形状发生变化。1.3.2异常波动（specialvariation）理论和实践证明：在异常波动出现时，较强的波动源（一个或几个）时隐时现，随时在改变过程输出的分布。过程输出的分布是随时间而变化的，不稳定的，从而是不可预测的。☆生产中有波动是正常的，无波动则是虚假现象；☆消除波动是不可能的，但是减小波动是可能的；☆管理和操作就是要把波动限制在允许范围内，如果存在异常波动：这时要设法找出它，用技术的手段去排除，从而使过程恢复到正常的受控状态。1.3.3总结1.3.3制程控制系统制程中对策绩效报告制程改善制程中对策人员设备材料方法环境成品输入输出测量例：管理过程控制系统：计划/预测——执行/控制——报告/检讨顾客带有反馈系统的过程称为过程控制系统过程+反馈系统（收集信息、统计加工、采取行动）=过程控制系统1.4、控制图概述控制图是一个简单的过程控制系统。控制图适用于何处？—分析过程—监视过程—保持过程、质量水平1.4.1控制图的构造请大家画如下图特点：中间高两边低左右对称延伸无穷控制界限的构成1.4.1控制图的构造控制中心线（记为CL:Centralline）为μT控制上限（记为UCL：UpperControlLimit）为μT+3σT控制下限（记为LCL:LowerControlLimit）为μT-3σT1.4.1控制图的构造图3.5控制图的示意图x1.4.1控制图的构造事件：的认识1.4.2、抽样风险为什么选取3σ为控制界限？在控制技术上，3σ的控制方式，当过程均值在无偏移情况下，不合格率仅为0.27%,即：合格率达到99.73%;在对各制造部目前使用的数控设备能力评估中，我们发现，设备能力是足够的。关键在于我们的过程均值与规格中心值是否存在无偏移；假设存在较大的偏移，设备能力再先进，还是会有不符合规格要求的产品出现；1.4.2、抽样风险第一类错误与第二类错误(αrisk;βrisk)3σ时，α=0.27%1.4.3常规控制图的种类（1）计量值控制图均值-标准差控制图(-s图)均值-极差控制图(-R图)中位数-极差控制图(-R图，也有用Me-R图表示)单值-移动极差控制图(x-Rs图，X-MR，X-Rm)xxx~计量值控制图的背景是正态分布),(N~T2TT计数值（间断数据，DiscreteData）计量值（连续数据，ContinuousData）要含有两个独立参数，所以要用两张图1.1均值-极差控制图（-R图）均值控制图主要用于判断生产过程的均值是否处于或保持在所要求的统计控制状态。极差控制图主要用于判断生产过程的标准差是否处于或保持在所要求的统计控制状态。两张图一起用，称为均值-极差控制图。x0Subgroup510152025345678910111213SampleMeanX=7.7043.0SL=11.93-3.0SL=3.482051015SampleRangeR=7.3203.0SL=15.48-3.0SL=0.000Xbar/RChartforC1-C5RXChart均值-极差控制图1.4.4.1.1均值控制图主要用于判断过程的均值是否处于或保持在所要求的统计控制状态。极差控制图主要用于判断生产过程的极差是否处于或保持在所要求的统计控制状态。两张图一起用，称为均值-极差控制图。精度尚可，使用方便，子组n=29，通常n=45（2）计数值控制图不合格品率控制图(p图)不合格品数控制图(pn图)缺陷数控制图(c图)单位缺陷数控制图(u图)1.4.4常规控制图的种类A、计件采用计数控制图的优点：数据的获得比较容易，一般不需要专门的收集技术。B、计点A、计件控制图：只考虑是否具有某种特性譬如：产品是否合格；记录不合格的产品数；它基于二项分布b(n,p)，仅有一个参数。B、计点控制图：记录所考察的个体或一定量、一定面积上某种特性出现的次数，譬如：一个铸件上的气孔数一匹布上的疵点数它基于泊松分布p(λ)，仅有一个参数。计数值控制图计数值计量值n=1控制图的选择数据性质？样本大小n=？数据是不良数或缺点数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不是是不是缺点数：记点不良数：记件RX~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~XXRXXRmX是1.4.5常规控制图的选择1.4.7控制图判读方法（GB/T4091-2001的8种判异准则）常见的异常情况与模式有如下八种：（1）一点超出控制界限（2）九点在中心线的同侧（3）六点呈上升或下降趋势（4）14点交替上升下降（5）三点中有两点处于A上或A下区（6）五点中有四点在C区之外（7）15点在中心线附近的C区内（8）连续8点在中心线两侧而无一点在C区（判异准则二、SPC手册）8种判异准则口诀一出界，九同侧；（一失足千古恨）六连串，是不顺；（六六大顺）8缺C，要彻查；2/3在A区，4/5在B区；14交替15C，属异常。（1）（2）准则一：“一出界”，甚至是惟一的判异准则。变化越大，则给出信号越快。还可以对过程中的单个失控作出反应，如计算错误、测量误差、原材料不合格、设备故障等。一出界，九同侧；准则二：“九同侧”，9点落在中心线的同一侧，此准则是为补充准则一而设计的，以便改进控制图的灵敏度。（3）（4）六连串，是不顺；上下14交替走，准则三：连续6点持续上升与下降。此准则是针对过程平均值的趋势进行设计的。用来判定过程平均值的较小趋势要比准则二更为灵敏。产生趋势的原因可能是工具逐渐磨损、维修逐渐变坏、操作人员技能的逐渐提高等。准则四：连续14个相邻点上下交替。出现本准则的现象是由于轮流使用两台设备或由两位操作人员轮流进行操作而引起的系统效应。（实际上这是一个数据分层不够的问题）(1)连续五点继续上升(或下降)－注意以后动态。(2)连续六点继续上升(或下降)－开始调查原因。(3)连续七点继续上升(或下降)－必有原因，应立即采取措施。（6）（5）2/3在A区，4/5在B区；准则五：3点中有2点在A区或A区以外。由于分布μ参数发生了变化，过程平均值的变化通常可由本准则判定，它对于变异的增加较灵敏。准则六：5点中有4点落在B区或B区以外。与准则五类似。由于分布μ参数发生了变化，本准则对于过程平均值的偏移也是较为灵敏的。（8）（7）准则七：连续15点在C区中心线上下。出现本准则的现象是由于参数σ变小。本准则不要被良好的“外貌”所迷惑，而应该注意到它的非随机性，造成本准则现象的原因可能是：数据虚假或数据分层不够等。15C，8缺C准则八：有8点在中心线两侧，但无一在C区。造成本准则现象的主要原因是数据分层不够。或者样品可能来自两个不同批。Prediction海鸥卫浴用品有限公司（二）过程能力CPK使用简介徐初民2007/3/92.0过程能力分析——过程满足规格要求的能力可以用过程能力指数表示。过程能力以往也称为工序能力，区别于生产能力；两者不可混淆：生产能力是指加工数量方面的能力；过程能力是指加工质量方面的能力；2.3制程能力的正确观念有人认为产品只要控制在规格之内就可以了，至于这些数据是处于规格的上限还是下限，就没有必