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统计过程控制1/6/20201主讲：孙俊斌天津捷诚达企业管理咨询有限公司目录：SPC概述SPC的统计理论基础质量管理工具（QC7种工具）过程控制图的应用过程能力和过程性能如何实施过程控制1/6/20202SPC概述定义：SPC(统计过程控制）——使用诸如控制图表等统计技术分析过程及其输出以便采取适当措施达到保持统计控制状态而提高过程能力。•特性：☆SPC关注过程的分析与改进，最终实现预防不良品的产生。☆应用SPC时，应该确保获得数据的测量系统具有足够的能力。1/6/20203SPC概述SPC的作用：1.确保过程稳定，并且可预测；2.提高产品质量、生产效率、降低成本；3.为过程分析提供依据；4.区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施和对系统采取措施的指南。1/6/20204SPC的方法1/6/20205群体样本结论数据抽样P分析C测试D行动A1/6/20206SPC的统计理论基础数据统计及统计技术的应用什么是统计和统计技术：统计：有目的地收集数据，整理数据并使用相应的方法制图、列表和分析数据的过程。统计技术：是以概率论为基础的应用数学的一个分支，是研究随机现象中确定的统计规律的一门数学科学。统计技术的应用：提供表示事物特征的数据比较两个事物之间的差异分析两种特性之间的相互关系分析影响事物变化的原因研究抽样及实验方案研究分布理论：1/6/20207研究分布理论的作用：☞预测未来和推断总体质量水平☞预防差错和缺陷的产生☞对过程实施控制☞提高工作效率和效果1/6/20208统计技术应用的条件：企业的基础管理比较扎实，有正常的管理秩序，产品质量具有可追溯性。生产过程稳定，人、机、料、法、环五大因素已标准化，工作处于稳定受控状态。操作者，特别是质量管理专职人员和技术人员接受过统计方法的系统培训，具有灵活应用各种统计方法的能力。具备必要的技术、物质条件，如：分辨率足够、精准度良好的测量系统；数据采集的人员会熟练操作相应的测量设备，并能精准的读取数值。有适合产品或过程监视、测量的工作环境。1/6/20209统计的工作程序--PDCA的方法应用1.设计（P）：工作规划和安排确定调查对象；明确调查项目及编制调查表2.调查（D）：根据目的有计划地搜集数据信息专门的调查；统计表等3.整理（D）：将收集的数据信息分组、加工、汇总统计表、统计图、统计报告4.分析（C）：对加工后的数据进行比较研究，作出推断结论5.处置（A）：根据推断结论，实施纠正或预防，并确认效果，进行标准化管理1/6/202010SPC的统计理论基础常用概率分布简介连续型分布：正态分布：当质量特性（随机变量）由为数众多的因素影响，又没有一个因素起主导作用的情况下，该质量特性的值的变异分布，一般都服从或近似服从正态分布。离散型分布：二项分布：一个事物只有两种可能的结果，其值的分布一般服从二项分布；泊松分布：稀有事件的概率分布一般服从柏松分布。61/6/2020111/6/202012SPC的统计理论基础质量数据的分布特性▶计量型数据服从正太分布；▶计数型数据服从二项分布；▶计点型数据服从泊松分布。SPC的统计理论基础常用统计量介绍：总体：研究对象的全体称为总体（Population）；样本：从总体中抽取一部分个体进行观察，被抽到的个体组成了总体的一个样本（Sample）。71/6/2020132SPC的统计理论基础p(x)=σ12πe−(x−μ)2/2σ,x(,)10正态分布的特性和应用：质量管理中最常遇到的连续分布是正态分布，能描述很多质量特性X随机取值的统计规律性，正态分布的图形及概率密度函数为：1/6/202014正态分布的特性和应用：过程关键质量特性X常常呈正态分布N(μ,σ2),其中μ为均值，σ为标准偏差，在μ与σ已知时，正态分布的概率特征如下：11SPC的统计理论基础正态分布的概率特征界限μ±kσ界限内的概率（%）界限外的概率（%）μ±0.67σ50.0050.00μ±1σ68.2631.74μ±1.96σ95.005.00μ±2σ95.454.55μ±2.58σ99.001.00μ±3σ99.730.27μ±4σ99.990.00631/6/202015质量管理工具（QC7种工具）分类•在品质活动中所采用的统计、分析方法，即是我们常讲的“品管老七大工具”和“品管新七大工具”。1/6/202016老QC七种工具层别法查检表柏拉图直方图因果分析图散布图控制图新QC七种工具关联图系统图亲和图矩阵图PDPC法箭条图矩阵数据解析法分层法（层别法）——从不同角度层面发现问题①时间別时间、日期、上午・下午、早・晚、作业开始后・完毕前星期、周、月等②作业员別个人、年龄、经历年数、男・女、组、班、新人・老手③机械・设备別机种、机号、形式、性能、工厂、生产线、模具等④作业方法・作业条件別生产线速度、作业方法、作业场所、批号、温度、压力、速度、运转数等⑤原材料別厂商、供应商、产地、品牌、购买时期、收货批号、制造批号、成分、尺寸、贮存期间等⑥测定別测定器、测定人员、测定方法等⑦检查別检查人员、检查场所、检查方法等⑧环境・天气別气温、湿度、晴・阴・雨・雪・风、灯光等⑨其他新产品・既往品、首件、良品・不良品、搬运方法等1/6/202017品管老七大工具：关于层别法使用的注意事项1、清楚了解数据的性质及履历弄清楚数据的5Ｗ１Ｈ。作区分，以防止不同的产品混在一起。2、试着使用各种不同的项目作层别先绘制特性要因图。对特性造成较大影响的要因，若还没能找出层间的差异，用别的要因再做一次层别。3、将层别所得到的情报衍展至行动1/6/202018检查表（调查表）——收集、整理资料；1/6/202019检核表的使用方法使用简单明了的格式。不可有遗漏的项目。任何人看了都懂。为了方便今后作汇总・计算，最好是设有合计栏或记入占有率，平均值等。1/6/202020柏拉图（排列图、巴雷特图）—确定主导因素；（分析现象、分析原因）1/6/202021排列图的使用方法适用于以下场合①设定改善的目标时。②想确认改善的结果时。注意点①为了方便作对策行动，应分别对「问题」和「要因」进行分析。②从各个角度观看问题的严重度。③排列图是以选出影响力大的项目为目的。1/6/202022散布图——展示变量之间的线性关系；1/6/202023因果图(要因图、鱼骨图)—寻找引发结果的原因1/6/202024直方图——展示过程的分布情况；直方图的形状与工序状态的关系1/6/202025直方图的使用方法①观察分布形状，把握工序异常②调查是否有不符合规格的地方③调查偏差或偏移的原因④比较改善前及改善后的效果1/6/202026控制图——识别波动的来源；1/6/202027SPC控制图SPC控制图由休哈特于1924年提出，他认为，在一切制造过程中所呈现的波动有两个分量：第一个分量是过程内部引起的稳定分量（即偶然波动）；第二个分量是可查明原因的间断波动（异常波动）；休哈特建议用界限作为控制限来管理过程，基于界限的控制图可以把偶然波动和异常波动区分开来。181/6/202028偶然波动是不可避免的，但对质量影响较小；异常波动对质量影响较大，采取措施不难消除，所以在生产过程中应对异常波动和造成异常波动的原因进行监控，一旦发生，应尽快找出，采取措施加以消除，并纳入标准化管理，避免再发。为了便于纪录质量随时闲波动状况，休哈特建议将正态分布图逆时针旋转90度，于是就形成了控制图。控制上限UCLAB中心线CL控制下限LCLABCC19SPC控制图1/6/202029什么是控制图——控制图就是用来监视和评价过程/工序是否处于稳定状态的工具。1/6/2020301、计量型♦所确定的控制对象，即质量指标应能够定量。♦所控制的过程必须具有重复性，即表现出统计规律性。♦所确定的控制对象的数据应为连续值。2、计数型♥控制对象只能定性而不能定量。♥只有2各取值。♥与不良项目有关。控制图的分类控制图的分类见附件11/6/202031X-R控制图X-R控制图式样相应参数计算及解释：X：测量值；X：测量值的平均值；R：测量值中最大值—最小值的差；R=XmaxXminX：X的平均值（平均值的平均值）R：极差(R)的平均值S：试验(样本)标准偏差；S=R/d2UCL：上控制限；UCLx=X+A2R；UCLR=D4RLCL：下控制限；LCLx=X－A2R；LCLR=D3RCPk:工序能力指数(考虑偏移)；单边公差只计算CPCPk=Tu-X/3S【偏向上公差时】；CPk=X-TL/3S【偏向下公差时】1/6/202032X-R控制图—例1/6/202033见附件2X-R控制图判定控制图是否处于稳态的原则：1.控制图的异常判定不能统一的规定，最好是考虑工序的特点，通过以往的数据进行分析，对每一个管理特性进行规定。2.一般判定异常的原则（是每日管理中应注意的事项）：3.积累控制图的适用经验，养成能找出[异常]的眼光是发现问题的关键。1/6/202034警告！在现场，不能报规格界限作为控制限来你是用。规格限是来判定产品是否合格的，而控制限是用来区分偶然波动和异常波动的，是判定该过程是否处于“稳态”，使用与过程的预防控制。1/6/202035一般判定异常的原则1/6/202036P(nP)控制图P(nP)控制图式样解释：P：不合格率；n：被检查的零部件（项）数量；nP：发现的不合格品（项）的数量。•参数计算：1/6/202037“P图”用CLP=不合格率平均值(P)UCLP=P+3√LCLP=P-3√使用：1.在特定分类中的项目的比率2.在临界值以上(或以下)项目的比率3.正常运行时间的比率（设备）P(1-P)/nP(1-P)/n“nP图”用CLnP=不合格数平均值(nP)UCLnP=nP+3√LCLnP=nP-3√使用：1.在特定分类中的项目数量2.在临界值以上(或以下)项目的数量3.事件发生的次数nP(1-P)nP(1-P)1/6/202038P控制图—例见附件31/6/202039nP控制图—例见附件4控制图的作用——预防不合格的发生控制图通过对生产过程不间断的监控，可以在造成不合格之前就被发现，并采取措施加以消除。在现场，要贯彻“查找异因、采取措施、确保消除、纳入标准管理”的原则，且不断的实施，最终达到在过程中只有偶因存在，无异因存在。这种状态称为“统计受控状态”或“稳定状态”简称“稳态”。“稳态”是生产过程追求的目标，在稳态下生产，不合格最少，生产也是最经济的。SPC就是通过使每个工序/生产线达到稳态，来实现全过程的预防控制。1/6/202040控制图是使质量变异最小化的有效手段！控制图的选择控制图用的选择：凡是对质量特性进行管理的场合都可以使用控制图。所管理的特性为连续的、可重复的、可读值的，使用计量型控制图（如：X-R图,X-S图等）。所管理的特性为只能是定性的，不可读取数值的，使用计数型控制图（如：P图，nP图，C图，U图等）。控制对象的选择：选择代表过程主要特性的指标作为控制对象。即：☞产品特殊特性☞过程特殊特性1/6/202041使用控制图的历程刚开始使用控制图表时：刚学了些基本知识，很不熟练，看到一张具体的控制图表时，无从下手判断和分析异常报警。感觉：搞不清楚对实际工作是否有用。使用过一段时间后：已掌握了基本知识，认真按书本上所写的进行判断和分析，对明显异常情况基本上可以得到正确的结论感觉：认为是一种非常好用的统计分析工具。1/6/202042再经过一段时间的使用后：发现了现实的复杂性，很多的实际情况与控制图反应的情况有出入，所以否定常规控制图表的有效性。感觉：常规控制图表不好用，应使用一些复杂的新的控制工具。长时间的深入使用以后：经过分析并借用其他知识，并根据实际过程的变异特点，合理的选用常规控制图表或者其组合，很多情况下也非常好的反映出实际情况。1/6/202043使用控制图的历程过程能力和过程性能过程能力指数（CP、CPK）—过程的长