五大工具之-SPC.

SPC统计制程管制一、spc概念二、数理统计基础三、制程能力四、管制图的绘制X-R管制图P管制图五、管制图分析课程安排什么是统计？“数据”通过“计算”产生出“有意义的情报”数据计算情报什么是有意义的情报？例1:拉力强度很好例2:拉力强度平均为5kg/cm2例3:大多数产品的拉力強度在5kg±0.6kg之內例4:99.73%的产品其拉力强度在5kg±0.6kg之內SPC的产生•工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求。于是、英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。•1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。SPC统计制程管制作用.通过统计评估制程能力;.及时监控预防、防止作业不良产生;.及时消除非偶然原因引起的变异;直方图:用横坐标表示测量值的分组范围,纵坐标表示各范围内出现的测量值个数,各组的数据个数频数）用直方柱的高度表示,这样就作出了直方图。数理统计基础组号分组界限组中值频数（数据个数）频数12345678942.265~42.28542.285~42.30542.305~42.32542.325~42.34542.345~42.36542.365~42.38542.385~42.40542.405~42.42542.425~42.44542.27542.29542.31542.33542.35542.37542.39542.41542.435合计100测量100个零件尺寸，对所得100个数据进行分组，并统计每组中包含数据的个数，如下：2818222714621直方图:42.44542.265长度3020100频数正态分布中间高两过低左右对称曲线与横轴所围的面积为1正态分布的特征制程能力Cpk评估a)判别产品质量是否稳定;b)证明产品质量精度是否足够.生产过程中,主要影响制程能力的有以下一些因素:人、机、料、法、环、测基本统计公式2.S:偏差平方和S=-X)2Σi=1(xin表示集中的趋势，表示整体的水平，表示分布的中心xiX==1.X:平均值x1+x2+…..+xnnΣni=1n度量所有数据变异的累积3.s:样本标准差s=Sn-1表示变异、离散的趋势，度量发生变异的程序相对于平均值的变异規格上限SU:規格下限SL公差Ｔ=SU-SL4.Cp.制程精密度Cp==SU-SL6sT6s反映技术（s）水平好比仪器精度基本统计公式制程精密度Cp它是既定的规格标准与制程能力的比值,记为Cp规格范围TCp=样品数据计算出的6s样品数据计算出的6σ规格范围T6σ-6σ-5σ-4σ-3σ-2σ-1σ1σ2σ3σ4σ5σ1.5σ1.5σ偏移偏移6.Cpk制程能力指数Cpk=Cp*(1-K)既反映技术（s）水平，也反映管理（k）水平5.偏移系数Ｋ（也叫准确度Ｃa）k=x-T0T2表示整体偏移的程序相对于规格中心的变异基本统计公式工程能力的判断基准等級制程能力指数(推定不良率)规格分布狀況判断基准4級Cp0.67(4.55%以上)制程能力很不足3級0.67≦Cp1.0(0.27%~4.55%)制程能力不足2級1.0≦Cp1.33(60ppm~0.27%)制程能力中的最低水準1級1.33≦Cp1.67(0.6ppm~60ppm)有充分的制程能力特級1.67≦Cp(0.6ppm以下)可以考虑简化管理SLSU46810K(Ca）评价等級等級K或Ca值判断基准AK≦12.5%很好B12.5%K≦25%正常状态C25%K≦50%需改进D50%K严重不足变异大偏移大变异小偏移大变异大未偏移变异小偏移小大S小管理水平足够技术水平不足管理水平不足技术水平不足管理水平足够技术水平足够管理水平不足技术水平足够小K大制程能力分析判断图表枪法好坏比喻SPC基本理念1.没有两样东西是完全一样的---变异.2.产品或制程内的变异是能被测量的.变异的来源:人,机,料,法,环,测3.由于异常原因引起的变异将导致正态分布的变形SPC的作用1、贯彻预防原则的统计过程控制重要工具。2、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。3、可以直接控制过程确保制程持续稳定、可预测。1984年日本名古屋工业大学调查了115家日本各行各业的中小型工厂，发现平均每家工厂采用137张管制图。我们不追求管制图数量的多少，但使用管制图的张数在某种意义上反映了管理现代化、科学化的程度。因为管制图越多，受控制的因素就越多，参与科学控制的人就越多，组织的质量意识就越强。变异统计规律:常态分布-3σ-2σ-1σμ+1σ+2σ+3σ0.135%99.73%95.45%68.27%常态分布两个重要参数:平均值μ:描述品质特性值之集中位置标准差σ:描述品质特性值之分散程度偶然原因(偶然性,不易识别,不易消除,大量的)如：刀具的正常磨损,以及操作者细微的不稳定等.其对品质变异起着细微的作用,是正常的，它的存在决定了产品品质数据的稳态分布。(可以容许的偏差)异常原因（系统性,易识别,可以消除）如:设备的不正确调整,刀具的严重磨损,操作者偏离操作指导等.---其对品质变异影响程度大,生产失控,为异常原因(不可以容许的偏差→要排除)两种变异如果仅存在变差的普通原因，目标值线随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测。预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因，随着时间的推预测移，过程的输出不稳定。时间范围过程控制受控（消除了特殊原因）时间范围不受控（存在特殊原因）过程能力受控且有能力符合规范（普通原因造成的变差已减少）规范下限规范上限时间范围受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）局部措施和系统措施•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%的过程问题问题类型与SPC问题类型T型A型X型造成问题的原因明确明确不明最佳控制条件明确不明不明可用之统计工具管制图层别法检定/推定相关回归D.O.ED.O.E责任者操作者现场主管研发人員SQC之分法SPCDOEOn-lineOff-line制程控制系统有反馈的过程控制系统模型过程的呼声人设备材料方法产品或环境服务输入过程/系统输出顾客的呼声我们工作的方式/资源的融合统计方法顾客识别不断变化的需求量和期望1、分析过程2、维护过程本过程应做什么？监控过程性能会出现什么错误？查找变差的特殊原因并本过程正在做什么？采取措施。达到统计控制状态？确定能力计划实施计划实施措施研究措施研究计划实施3、改进过程措施研究改进过程从而更好地理解普通原因变差减少普通原因变差管制图类型计量型数据X-R均值和极差图计数型数据Pchart不良率管制图X-δ均值和标准差图nPchart不良数管制图中位值极差图Cchart缺点数管制图X-MR单值移动极差图Uchart单位缺点数管制图RX~计量型与计数型管制图的比较计量值计数值优点1）数据灵敏，容易调查真因。2）可及时反应不良，使品质稳定。1）所需数据可用简单方法获得。2）对整体品质状况之了解较方便。缺点1）抽样频度较高，费时麻烦。2)数据须测定，且再计算，须有训练之人方可胜任。1）无法寻得不良真因。2）及时性不足、易延误时机。管制图选定资料性質?資料是不良数还是缺点数?单位大小是否一定?N是否一定?样本数N≧2?中心线CL之性質?N是否较大?X-σ图X-R图X-R图X-Rm图pn图p图C图u图计量值计量值缺点数不一定一定不一定一定N=1N≧2XN=2~5N≧10不良数管制图选定原則上控制限中心限下控制限管制图应用1、收集收集数据并画在图上3、分析及改进确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施2、控制根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施4、重复这三个阶段从而不断改进过程规范界限与控制界限的区别规范界限：区分合格品与不合格品控制界限：区分偶波与异波计量型管制图平均值与全距管制图(Xbar-RChart)在计量值管制图中,X-R管制图系最常用的一种,所谓平均值与全距管制图,系平均值管制图(Xbar-Chart)与全距管制图(RChart)二者合并使用.平均值管制系管制平均值的变化,即数据的集中趋势变化全距管制图则管制变异的程度,即数据的离散趋势的状况均值和极差图（X-R）1、收集数据应制定一个收集数据的计划，将其作为收集、记录及描图的依据以样本大小一致的方式抽样，每次抽样通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。1-1选择子组大小，频率和数据a）子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程流等。注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等生产出来的零件，即一个单一的生产流。b）子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。c）子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用管制图选用35组数据，以便调整。1-2建立控制图及记录原始数据（见下图）1234567……时间1/78:00-9:001/79:00-10:001/710:00-11:001/711:00-12:001/713:00-14:001/714:00-15:001/715:00-16:00……X12.6592.9542.6282.4272.2872.1822.699……X22.3032.4012.7032.3652.4382.2182.385……X32.2672.5682.2662.4892.7702.6822.815……X42.4762.6702.2852.6762.3762.5762.536……X52.2672.5742.2822.2142.5042.6242.864……X2.3942.6332.4332.4342.4732.4562.660……R0.3920.5330.4370.4620.4830.5000.479……1-3、计算每个子组的均值（X）和极差R对每个子组计算：X=（X1+X2+…+Xn）/nR=Xmax-Xmin式中：X1，X2••••为子组内的每个测量值。n表示子组的样本容量1-4、选择控制图的刻度4-1两个控制图的纵坐标分别用于X和R的测量值。4-2刻度选择：对于X图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。注：一个有用的建议是将R图的刻度值设置为X图刻度值的2倍例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表0.02英寸1-5、将均值和极差画到控制图上a）X图和R图上的点描好后及时用直线联接，浏览各点是否合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确b）确保所画的X和R点在纵向是对应的。注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始研究”字样。2计算控制限首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限。2-1计算平均极差（R）及过程均值（X）R=（R1+R2+…+Rk）/k（K表示子组数量）X=（X1+X2+…+Xk）/k2-2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的。计算公式：UCLx=X+A2RUCLR=D4RLCLx=X-A2RLCLR=D3RA2、D3、D4为常系数，决定于子组样本容量n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3٭٭٭٭٭0.080.140.180.22A21.881.020.730.580.