郭水香-SPC 应用 [1]

SPC應用講師:Tony.Wu/GQSDPreparedby:QM/Water.GuoMay.08/2002SPCSPC是統計過程管制（StatisticalProcessControl）的縮寫。2SPCSPC是用以研究變異的一種基本工具。它使用統計信號監測生產過程是否處於控制狀態,可以區分變異是由共同原因引起的還是特殊原因引起的,以便於改善過程績效。重點放在過程特徵管制。3管制圖表管制圖表是以統計的方式，隨著時間跟蹤過程和産品參數的方法。管制圖表中包括反映過程質量特性上下管制界限。其界限不應與顧客規格界限相比較。質量特性UCLLCLCL樣本組號4管制圖表現管制圖表現:管制界限之外,管制界限之內(隨機型和非隨機型)。非統計控制狀態:如果點子落在兩管制界線之外,或在兩管制界線之內其排列是非隨機型,則表明生產過程中有特殊原因引起的變異改變了過程,處於非統計控制狀態。我們應及時採取措施來矯正Process,使其恢復正常處於統計控制狀態,這是成功使用SPC的關鍵。5管制圖3σ原理以量測的產品質量特性值Y或X爲基礎來建立±3σ管制界限(一般來說)。在(u-3σ,u+3σ)之外概率0.27%。質量特性樣本組號u+3σuu-3σ62010090858075SampleNumberSampleMeanX-barChartforYieldMean=82.00UCL=89.45LCL=74.55管制圖的組成管制下限管制界限與顧客規格界限不同管制上限中心線UCL=X+kS中心線=XLCL=X–kS其中X=樣本平均數s=樣本標準差k=管制界限距中線的距離(通常爲3)7管制圖類型管制圖有許多類型，但是它們的基本原理是相同的利用SPC和過程方面的知識選擇正確的類型根據以下幾方面選擇管制圖類型：數據類型:計數還是計量?抽樣容易，樣本同質性。數據分配:常態或非常態?分組大小:不變的或變的?其他考慮這裡只討論主要類型的管制圖。由AIAG印製的Grant&Levenworth和戴姆勒-克萊斯勒公司、福特汽車公司及通用汽車公司SPC參考手冊中提供了各主要類型更詳細的說明。8中位數全距平均標準差缺點數管制圖分類cupnpRSCUSUMMAEWMA不良件數計數計量組間變異組內變異名義值(Xbar)對名義值加權均組標準差平均數9一個觀察值的管制圖分類MRCUSUMMAEWMA每個分組只有一個觀察值時計量位置變異對名義值加權I(個別值)移動全距中位數移動全距名義值10管制圖與過程改善過程量測輸入輸出偵測到有特殊原因驗證並監測實施矯正措施鑑別出根本原因管制圖11管制圖的分析(1)“管制狀態制程僅受偶然因素的影響,其產品質量特性分布以平均值和標準偏差表示)基本上不隨時間而變化的狀態。I.管制圖上的點子不超過控制界限即在控制範圍內。A.連續25點以上處於控制界限B.連續35點中僅有1點超出控制界限C.連續100點中不多於2點超出控制界限II.管制圖上的點子排列分步無缺陷。12管制圖的分析(2)“非管制狀態I.控制圖上的點子超過管制界限即在控制範圍外(OutofControl)。II.控制圖上的點子排列分布有缺陷即出現異常狀態,主要指“鏈狀”“偏離”“傾向”“周期”“接近”等情況。13管制圖的分析2.1鏈狀:點子連續出現在中心線一側。a.當連續出現5點在中心線一側應注意其發展狀況,出現6點時應開始調查原因。b.當連續出現7點在中心線一側,判定為異常狀態。應採取矯正措施。質量特性樣本組號UCLCL5點6點7點14管制圖的分析2.2偏離:較多的點間斷地出現在中心線一側。a.連續11點至少有10點出現在在中心線一側時。b.連續14點至少有12點出現在在中心線一側時。c.連續17點至少有14點出現在在中心線一側時。d.連續20點至少有16點出現在在中心線一側時。UCLCLLCL15管制圖的分析2.3傾向:指點子的連續上升或連續下降的狀態。當出現7點連續上升或連續下降時,可判定為異常。UCLCLLCL7點16管制圖的分析2.4接近:指點子在上下控制界限附近出現,點子接近上下控制界限。即點子在±2σ~±3σ範圍出現a.當連續3點中至少有2點出現在控制界限附近。b.當連續7點中至少有3點出現在控制界限附近。c.當連續10點中至少有4點出現在控制界限附近。UCLCLLCLu+2σU-2σ17管制圖的分析2.5周期:指點子的上升或下降出現明顯的一定間隔,呈周期性變化。UCLCLLCLUCLCLLCLUCLCLLCLUCLCLLCL階梯行周期波狀周期大小波動合成波動18管制圖製作的步驟1.選擇合適的變數進行管制2.選擇數據收集點3.選擇管制圖類型4.決定合理分組的基本準則5.決定相應的樣本大小和抽樣頻率6.決定量測方法7.決定量測能力(GageR&R)8.實施首次能力研究以便決定初期管制界限9.建立數據收集和繪製圖表的表格10.建立資訊收集、管制圖繪製、分析、及因應措施的程序11.人員訓練12.把SPC的程序制度化19I-MR管制圖X-R管制圖X-S管制圖計量管制圖介紹20合理分組繪製Xbar-R管制圖的一個重要概念是合理分組。合理分組就是我們相信(因合理的或者是合乎邏輯的原因)儘可能不受可指定(特殊)原因(這些變異的影響能夠被偵測並管制)干擾的一種分組。在製造過程中，合理分組通常包括量測同時連續製造的零件；在服務的例子中合理分組可能是同一個人進行的類似的銷售。選擇合理分組的差異是基於希望將“固有(共同原因)變異”和“特殊原因變異”分開。選擇的採樣計劃應當鑑別出真實的短期變異(固有的或即時的變異)。如果排除了所有可指出的原因，那麽在一個合理分組內觀察值的變異應當代表過程固有的變異。21計量數據管制圖I-MR管制圖:又稱爲個別-移動全距(Individual-MovingRange)管制圖，類似於Xbar和R管制圖。該圖不是對在時間上的分組平均數和全距進行繪圖，而是對單個讀數（分組大小=1）和移動全距進行繪圖。一種特別簡單的工具。I:UCLX=X+E2MRMR:UCLR=D4MRLCLX=X-E2MRLCLR=D3MR22I-MR管制圖實例問題:要求你單位的團隊減少工廠現有庫存水準。•團隊的黑帶決定使用SPC分析現有庫存，以掌握基本庫存需要.•決定合理分組和樣本大小。由於我們是利用現有數據進行分析，我們每月採一個樣本的分組大小.•選擇相應的管制圖。由於沒有缺點數與非缺點數的比較量測，我們就無法使用P、NP、C或U圖。此外，不存在自然的分組，因此我們只能用個別圖(I-MR)•運行數據收集系統，有36個數據•使用Minitab來產生管制圖並評估(Inventory.mtw)23X-R控制圖應用範圍:計量值控制圖.X-R控制圖是x控制圖與R控制圖並用的形式運用.X控制圖主要用於觀察分析平均值x的變化,R控制圖主要用於觀察分析各組的離散波動變化.常用於控制尺寸.重量.時間.溫度.強度等計量值.使用:1.先建立製程用之管制圖.2.將製程變得穩定3.然後再評估製程的能力.24作法步驟:X-R管制圖A.收集足夠資料.最好能得到製程全部變化數據.一般需30組讀值以上.至少需20組讀值.B.依數據與公式計算出自然管制界限與相關參數.25X-R管制圖自然管制上限(UCL)=CL+A2xR自然管制下限(LCL)=CL-A2xRX管制圖公式:註:CL:所有數據之平均值(又稱為doublebarX)A2:參數值須查表.值之大小依樣品數目決定.R:全部全距(R)的平均值.R:一組數據中最大值減最小值所得之值.又稱為全距.26R管制圖公式:自然管制上限(UCL)=D4xR自然管制下限(LCL)=D3xR註:D3,D4:參數值須查表.值之大小依樣品數目決定.R的值是R管制圖的中心值.X-R管制圖27Xbar,R,及s的管制因子Xbar-R圖Xbar-S圖Xbar圖全距圖(R)Xbar圖標準差圖（S）分組大小管制界限的因子標準差估計的因子管制界限的因子管制界限的因子標準差估計的因子管制界限的因子nA2d2D3D4A3c4B3B421.8801.128-3.2672.6590.7979-3.267031.0231.693-2.5741.9540.8862-2.568040.7292.059-2.2821.6280.9213-2.266050.5772.326-2.1141.4270.9400-2.089060.4832.534-2.0041.2870.95150.3001.970070.4192.7040.0761.9241.1820.95940.1181.882080.3732.8740.1361.8641.0990.96500.1851.815090.3372.9700.1841.8161.0320.96930.2391.7610100.3083.0780.2231.7770.9750.97270.2841.7160110.2853.1730.2561.7440.9270.97540.3211.6790120.2663.2580.2831.7170.8860.97760.3541.6460130.2493.3360.3071.6930.8500.97940.3821.6180140.2353.4070.3281.6720.8170.98100.4061.5940150.2233.4720.3471.6530.7890.98230.4281.5720160.2123.5320.3631.6370.7630.98350.4481.5520170.2033.5880.3781.6220.7390.98450.4661.5340180.1943.6400.3911.6080.7180.98540.4822.5180190.1873.6980.4031.5970.6980.98620.4971.5030200.1803.7350.4151.5850.6800.98690.5101.4900210.1733.7780.4251.5750.6630.98760.5231.4770220.1673.8190.4341.5660.6470.98820.5341.4660230.1623.8580.4431.5570.6330.98870.5451.4550240.1573.8950.4511.5480.6190.98920.5551.4450250.1533.9310.4591.5410.6060.98960.5651.435028其中X=樣本平均數S=樣本標準差A3,B3,B4參數值須查表.值之大小依樣品數目決定.適用於樣本大小n較大,如n10或12.X管制圖公式:X–S管制圖UCL=X+A3SCL=XLCL=X–A3SUCL=B4SCL=SLCL=B3SS管制圖公式:29Xbar,R,及s的管制因子Xbar-R圖Xbar-S圖Xbar圖全距圖(R)Xbar圖標準差圖（S）分組大小管制界限的因子標準差估計的因子管制界限的因子管制界限的因子標準差估計的因子管制界限的因子nA2d2D3D4A3c4B3B421.8801.128-3.2672.6590.7979-3.267031.0231.693-2.5741.9540.8862-2.568040.7292.059-2.2821.6280.9213-2.266050.5772.326-2.1141.4270.9400-2.089060.4832.534-2.0041.2870.95150.3001.970070.4192.7040.0761.9241.1820.95940.1181.882080.3732.8740.1361.8641.0990.96500.1851.815090.3372.9700.1841.8161.0320.96930.2391.7610100.3083.0780.2231.7770.9750.97270.2841.7160110.2853.1730.2561.7440.9270.97540.3211.6790120.2663.2580.2831.7170