8-TS16949 SPC training materials(Rev2)(ok)

统计过程控制SPC第2版1统计制程控制StatisticalProcessControlSPC第2版TrainingMaterial统计过程控制SPC第2版2课程目的了解统计过程控制的概念以及其在质量管理体系中的作用通过控制图技术来开展有效的SPC–控制图是SPC的主要工具–本课程的重点统计过程控制SPC第2版3目录SPC与ISO/TS16949第一章有关的概率知识1.1什么是随机现象?1.2两类随机变量.1.3两种有关的计数型随机变量分布.1.4计量型随机变量的正态分布.1.5抽样试验.第二章持续改进和统计过程控制六点说明2.1什么是过程?2.2两种过程控制模型和控制策略2.3两种变差原因及两种过程状态2.4计数型数据的过程能力和过程性能2.5两种质量观2.6持续改进过程循环2.7四类过程及对策(综合讨论)第三章控制图—过程控制的工具3.1控制图的益处3.2控制图分类及选用3.3控制图的准备工作3.4控制图制作及应用(以X－R图为例)3.5其它计量型控制图3.6计数型控制图举例第四章其它类型的控制图4.1基于概率的控制图—红绿灯信号控制图4.2基于概率的控制图—预控制图附录各种类型控制图系数和公式汇总统计过程控制SPC第2版4SPC与ISO/TS16949ISO/TS16949条款及名称条款内容举例7.5.1生产和服务提供的控制“组织必须策划并在受控条件下…。”7.5.1.1控制计划“…当过程不稳定或不具有统计能力时…”7.5.1.3作业准备的验证“…。适用时,组织必须使用统计方法进行验证。”8.1.1统计工具的确定“在质量先期策划中必须确定每一过程适用的统计工具,…”8.1.2基本统计概念知识整个组织必须了解和使用基本的统计概念,如变差、控制(稳定性)、过程能力和过渡调整。8.2.3.1制造过程的监视和测量“组织必须对所有新的制造过程（包括装配和定序）进行过程研究，以验证过程能力…”“组织必须保持顾客生产件批准程序规定的过程能力或性能。…”“当控制计划中中的特性不稳定或能力不足时，组织必须启动反应计划。适当时，反应计划必须包括遏制产品和100%检验。为确保过程变得稳定和有能力，…”8.4数据分析“C.过程和产品的特性及趋势，包括采取预防措施的机会；…”8.5.1.2制造过程改进“制造过程改进必须持续关注产品特性和制造过程参数变差的控制和减少。”8.5.2.1解决问题的方法“组织必须具有规定的解决问题的过程，以识别和消除根本原因。”PPAPⅢ生产件批准要求“1.2过程能力结果表明符合顾客对主要、重要、安全、关键和符合性有关的特性要求,并提供支持数据,如控制图(参见SPC手册)。”Ⅴ过程要求“D初始过程能力研究”(内容详见PPAP手册)APQP第3章过程设计与开发输出要素之一：“初始过程能力研究计划。”第4章产品和过程确认输出要素之一：“初始过程能力研究。”第6章控制计划方法论6.4过程分析(内容详见APQP手册)统计过程控制SPC第2版5第一章有关的概率知识1.1什么是随机现象1.2两类随机变量1.3两种有关的计数型随机变量分布1.4计量型随机变量的正态分布1.5抽样试验1.1什么是随机现象自然界和社会上发生的许多现象,具有以下的性质：–每次观察或试验,结果不确定。–大量重复观察或试验,结果呈现某种统计规律.小组试验从装有黑、白棋子的口袋中每次取10个棋子,观察记录黑色棋子出现的个数,共做10次。把结果填在下表(在格子中打*)。每次放回混合。100次观察中,黑棋的个数：12345678910讨论:以上现象有什么性质?频率和概率将上述试验结果,列入下表并计算累积黑棋出现的次数.第1组第2组第3组第4组棋子总数100100100100累计总数100200300400黑棋总数累计总数黑棋频率你发现黑棋频率有何趋势?1.2两类随机变量请每位学员举出本公司中的两类随机变量各1种计数型：_______________________________计量型：_______________________________停止区统计过程控制SPC第2版61.3两种有关的计数型随机变量分布①检查一种产品是否合格,合格的用“1”表示，不合格的用“0”表示。称“0－1”分布.随机变量X=10出现的概率合格品率1－p不合格品率p②检查一个油漆零件,发现其缺陷数用C表示。C可以是0、1、2…….随机变量X=C0123…出现的概率P0P1P2P3…P0+P1+P2+P3+…=11.4计量型随机变量的正态分布计量型随机变量的分布–直方图：–分布图：正态分布——过程控制中最常用的分布μ——均值σ2——方差σ——标准差±3σ——常用来表示变差大小尺寸尺寸尺寸尺寸分布宽度不同分布形状不同分布位置不同尺寸尺寸尺寸-3σ-2σ-σμ+σ+2σ+3σ统计过程控制SPC第2版7变量范围正态分布概率产品的合格率μ±σ0.68268968.27%μ±2σ0.95449995.50%μ±3σ0.99730099.73%μ±4σ0.9999365799.994%μ±5σ0.99999974299.99998%μ±6σ0.999999998100%变量范围CPK值正态分布概率产品的合格率μ±σCPK=0.330.68268968.27%μ±2σCPK=0.680.95449995.50%μ±3σCPK=1.000.99730099.73%μ±4σCPK=1.330.9999365799.994%μ±5σCPK=1.670.99999974299.99998%μ±6σCPK=2.00.999999998100%熟悉这些数据,在SPC中很有用处.1.5抽样试验①几个常见的术语母体：指某次统计分析中，所研究的对象全体个体：所研究对象的一个单位样本：从母体中抽取部分个体进行测定，然后根据它来推断母体的性质，称这样的一组个体为一个样本样本容量：样本中所含个体的数目抽样频率：抽取样本的频次②样本统计量a.计量型描述样本中心位置均值X=niinxnnxxx1211.....中位数X~：一个子组数值的中间位置的数描述样本分布宽度极差R=最大值—最小值=mixXXmax样本标准差s=2S样本方差niixxnS122)(11用极差(R)估计标准差时ˆR=R/d2统计过程控制SPC第2版8n23456d21.131.692.062.332.53n78910d22.702.852.973.08注：d2为样本容量变化的常数b.计数型0－1分布用不合格率P描述.P=nrr—不合格个体数n—样本容量不合格数分布用每单元不合格数C描述。第二章持续改进和统计过程控制六点说明2.1什么是过程2.2两种过程控制模型和控制策略2.3两种变差原因及过程状态2.4计数型数据的过程能力和过程性能2.5两种质量观2.6持续改进过程循环2.7四类过程及对策(综合讨论)六点说明1)收集数据并用统计方法来解释它们并不是最终目标，应该是在阅读的过程中不断加深理解。2)测量系统对适当的数据分析是很关键的,在收集过程数据之前就应对测量系统加以理解。3)研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念适用于任何领域可以在车间或办公室。4)SPC代表统计过程控制,但以前统计方法常用于零件而不是过程。5)尽管手册中的每一点是透过已完成的例子来说明的，但要认真理解这些知识需要进一步与过程控制实际相联系。6)本手册可看成应用统计方法的第一步，它提供了被普遍接受的方法，并在许多场合得以应用。2.1什么是过程所谓过程指的是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、输入材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合。.统计过程控制SPC第2版9举一个过程的例子,并说明：–过程的名称.–什么是它的输入–什么是它的输出–目前的控制措施2.2两种过程控制模型和控制策略①缺陷检测过程模型是控制策略：控制输出,事后探测，容忍浪费。4M1E过程产品或服务检验是否合格?顾客报废或返工否工作方式/资源的融合人机料法环顾客产品或服务输出过程/系统输入统计过程控制SPC第2版10②具有反馈的过程控制模型控制策略：控制过程,预防缺陷，避免浪费。③两种模型的比较检测模型反馈模型控制点输出过程方法事后检验（探测）过程统计经济性浪费经济产品质量水平差好2.3两种变差原因及两种过程状态①两种性质的变差原因目标值线预测尺寸时间如果仅存在变差的普通原因，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如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定目标值线预测尺寸时间统计方法工作方法/各种资源的融合4M1E顾客识别不断变化的需求与期望顾客的呼声过程呼声产品或服务输入过程/系统输出统计过程控制SPC第2版11两种性质的变差原因-普通原因和特殊原因由于机器、工具、材料、人员、维修及环境（4M1E）等原因，造成每一产品特性的不同的变差。造成变差的原因分为普通原因和特殊原因。普通原因：指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因。-它影响过程输出的所有单位值-在控制图中,它表现为随机的过程变差的一部分普通原因——也称“随机”或“系统”原因普通原因变差可能与自然的变化有关：-原材料质量-环境稳定性（如振动、电力波动、天气）-工人的不同工作速度-技艺标准（缘于未规定的标准/指导书/培训）这些原因占的比重太多就变成特殊原因特殊原因：指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程分布的改变。-它是一种间断的,不可预测的,不稳定的变差根源-在控制图中存在超控制线的点或控制线内的链或其它非随机图形特殊原因影响因素—未经培训的新操作者—过程参数的设定误差—数据输入误差—电源中断（影响计算机系统，机械稳定性）—未校准的量具统计过程控制SPC第2版12—磨损的机械零件—一批污染了的原材料②两种过程状态··③两种控制措施--系统措施和局部措施系统措施—通常用来减少变差的普通原因—通常要求管理层的措施—工业经验，约占过程措施的85%局部措施—通常用来消除变差的特殊原因—通常由与现场有关的人员解决—工业经验，约占过程措施的15%④过程控制要点属于系统的问题不要去责难现场人员，要由系统采取措施（理解什么是“控制不足”）。属于局部的问题也不要轻易采取系统措施（理解什么是“过度控制”）。过程控制系统应能提供正确的统计信息。有用的特殊原因变差，应该保留。2.4计量型数据的过程能力和过程性能①过程术语的定义过程固有变差：仅由于普通原因产生的那部分过程变差。该变差可以从控制图上通过2ˆdRR来估计，也可以用其它量（例4ˆcss）。过程总变差：由于普通和特殊两种原因所造成的过程变差。该变差可通过样本标准差S来估计。仅存在普通原因变差分布稳定的过程是可预测的过程是统计受控的存在特殊原因变差分布不稳定的过程是不可预测的过程是不受控的统计过程控制SPC第2版13可以用控制图或过程研究中得到的所有单值读数计算出来的。即：sniinXXSˆ1)(12，式中：X为单值读数，X为单值读数的均值，n为所有单值读数的个数。过程能力-仅适用于正态分布的情况下统计稳定的受控的过程，是过程固有变差的±3σ范围，其中σ通常由2ˆdRR计算得来,d2是随样本容量变化的常数，见SPC手册附录E，摘录如下：n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08-过程能力是由造成变差的普通原因确定的。-过程能力通常代表过程本身的最佳性能。-过程能力与技术规范无关。过程性能：正态分布的情况下，过程总变差的±3σ范围，其中σ通常通过样本的标准差4ˆcss计算得来,c4是随样本容量变化的常数，见SPC手册附录E，摘录如下：n2345678910c40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.973②指数pC：这是一个过程能力指数，定义为规范容差宽度除以过程能力，不考虑过程有无偏移，一般表达为：RpLSL