SPC实战教程

SHIRONGWEI1SPC实战教程StatisticalProcessControlSHIRONGWEI2首先，让我们怀着诚挚的心情，向现代质量管理的先驱----戴明博士和修哈特博士致敬！因为修哈特首次将统计学原理应用于管理，创建了质量管理的“3σ原则”和控制图。戴明博士极力推广和传播SPC和控制图方法，使SPC在全球得到广泛应用。SHIRONGWEI3了解制造业品质管理的精髓与操作技巧了解SPC基本统计知识；了解过程变异知识原理；掌握常用控制图的使用方法计量值控制图：X-R图、X-R图、X-s图、X-MR图计数值控制图：p图、np图、c图、u图学会解读控制图并正确理解过程的方法；掌握过程能力分析方法，计算CP、CPK和过程PPM等掌握改进过程能力的方法和工具。SPC课程目标~SHIRONGWEI4第1章统计过程控制原理第2章SPC统计基础第3章控制图原理第4章数据的收集第5章常规控制图的应用第6章过程能力研究第7章控制图解析第8章SPC改善策略課程大綱SHIRONGWEI5第一章统计过程控制原理统计过程控制原理SHIRONGWEI6质量（quality）：一组固有特性满足要求的程度。[ISO9000-2000]适合性考量：产品或服务，在满足特定需要的能力。满足顾客要求：产品和服务的质量最终由顾客来决定。（修哈特）检查与品质——「品质」并不是靠检查出来，而是靠生产出来的；——检查只能停止不合格品的流动,但不能停止它的产生;——检查需要格外的成本和时间.如果产品在第一次便做对，便可消除废料、翻工及减少顾客投诉品质获得市场竞争能力的三个必备的条件：1.品质优良；2.价格合理；3.交货准时。§1.1质量的基本概念SHIRONGWEI71.质量检验阶段（QC）--将专职的检验人员从产品制造人员中分离出来，事后把关，代表--泰勒；2.统计质量控制阶段（SQC）--20世纪40年代，美国贝尔实验室的一群科学家将抽样检验、控制图等统计工具应用于质量管理为标志，过于强调统计分析；3.全面质量管理阶段（TQM）--代表人物是美国的费根堡姆和戴明，在日本获得发展；4.全面质量管理发展的新阶段：包括ISO9000、六西格玛管理；§1.2质量管理发展的历程SHIRONGWEI8§1.3统计制程控制的起源与发展20世纪20年代美国贝尔试验室的休哈特(W.A.Shewhart)博士首创统计过程控制理论及其工具－－控制图。SPC最初在美国西方电气公司霍桑工厂得到应用，其后SPC在欧美特别在日本得到广泛运用。欧美专家学者研究指出：是SPC帮助日本实现了经济复兴并取得世人瞩目的巨大成功。SHIRONGWEI9§1.4什么是SPC？统计过程控制SPC:是运用统计学的原理和方法，以控制图为工具对过程及其输出进行分析，来确定过程变差的特殊原因，以便采取适当措施来达到并保持统计控制状态，从而提高过程能力的方法。S—统计：SPC是建立在统计学基础之上的，正态分布是其最基本的统计理论；P—过程：SPC的对象是产品（服务）的流程，通过对流程的监控达到改进质量的目的；C—控制：SPC是建立在±3σ范围内的可预期的控制，目的是获得一个稳定的过程。SHIRONGWEI101.5控制圖─过程控制的工具1.收集：---收集資料並畫在圖上2.控制：--根据过程数据计算试验控制限---识别变异的特殊原因并采取措施3.分析與改善：---确定普通原因变异的大小并采取减少它的措施重复这三个阶段从而不断改进过程。SHIRONGWEI11§1.6过程控制系统原理SIPOC高级流程作業方式/資源混用方式要求人員設備材料方法環境產品或服務顧客辨識變化的需求與期望統計方法製程的聲音輸入製程/系統輸出顧客的聲音供方SIPOCSHIRONGWEI12过程：是指供方、人员、设备、材料、方法、环境和顾客的集合。（见图1）供方：指提供资讯、材料和服务的单位和个人。顾客：指接收资讯和材料的单位和个人，包括外部顾客和内部顾客。过程性能的好坏取决于：--供方和顾客之间的沟通--过程设计和实施的方式；--运作和管理的方式……原理1：过程SHIRONGWEI13获得过程性能的信息有两种途径：监视、测量和分析过程的输出；与性能最有用的信息是过程本质内在的过程特性，包括温度、循环时间、进给速率、缺勤、延迟以及中断的次数等。我们需要：确定这些特性的目标值和范围；监视、测量和分析过程特性的实际运行结果，判断过程是否正常；决定是否需要采取必要的措施。原理2：有关过程的信息SHIRONGWEI14根据获得重要特性（包括：过程和输出两个方面）的反馈信息，对过程采取适当措施，从而不免它们偏离目标太远是很经济的。原理3：对过程采取措施SHIRONGWEI15这种策略是指等候一批产品全部制造出来之后进行的检验。如果发现产品不能满足顾客要求（产品不合格并且超出接受界限），采取的措施只能是分类（即100%检验）、返工或者是报废。这种方式现任是不经济和不可取的。原理4：对输出采取措施SHIRONGWEI16检验—着眼与输出（结果）--容忍浪费『允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中』预防—专注于过程（5M1E）--避免浪费『第一次就把工作做对』过程控制的两种策略：检验和预防SHIRONGWEI17§1.7SPC的核心—预防主要体现在：为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程以防止废品的发生；减少对常规检验的依赖性，可替代部分检测和验证工作；对过程作出可靠的评估，以便采取有效的行动策略。SHIRONGWEI18直接目标--区分过程变异的特殊原因和普通原因。终极目标—持续改进过程，获得良好品质，达到顾客满意。§1.8SPC的目标SHIRONGWEI19SPC能给公司带来的收益：提过产品质量，降低不良率，降低成本，减少返工和减少浪费提高劳动生产率增强核心竞争力赢得客户信赖，增强客户满意度SHIRONGWEI20§1.9影响质量的因素---5M1E人员（Man）机器(Machines)材料（Materials）方法（Methods测量(Measure)环境（Environment）SHIRONGWEI21定义变异是指过程的单个输出（产品或服务）之间不可避免的差别。任何过程都不可能生产出两种完全相同的产品，例如：加工轴的直径：由于受到机器、刀具、材料、操作人员及环境等原因造成潜在变差的影响而不同。处理一张发票的时间：随着人们完成项目的阶段、所用的设备、票据本身的准确性以及所遵守的规程不同而不同.等等。变异亦称—变差、波动§1.10什么是变异？SHIRONGWEI22普通原因--亦称随机原因、随机波动定义普通原因是指过程性能所固有的、始终作用于过程的变异的原因。当过程仅仅存在普通原因时，这是一个稳定的统计控制过程。（见图1.8）特征不易辨明、对过程影响微小，但不易消除。表现举例机器的正常间隙，刀具的正常磨损，材料成份的细微变化……§1.11特殊原因和普通原因SHIRONGWEI23特殊原因--亦称异常原因、异常波动定义特殊原因是一种间断性的、不可预计的、不稳定的变异根源。当它们出现时将造成系统的分布改变。（见图1.8）特征：时有时无，输出不稳定、不可预测，容易消除。表现举例--机器故障，--刀具严重磨损，--供应商的几批材料质量差异太大……§1.11特殊原因和普通原因SHIRONGWEI24图1.2（a）变差：普通原因和特殊原因SHIRONGWEI25统计控制状态：当过程只存在变异的普通原因时，称过程处于统计控制状态，简称受控；非统计控制状态：当过程还存在变异的特殊原因时，称过程处于非统计控制状态，简称非受控。§1.12统计控制状态SHIRONGWEI26识别特殊原因和普通原因唯一方法==控制图==SHIRONGWEI27变异普遍存在与所有的过程之中。变异的性质、程度大小及其变化，决定着：一个特定的过程是否稳定？即处于统计控制状态？过程是否有能力（是否可以满足顾客规范要求）？从上述引出一组相对的概念：过程控制和过程能力。过程控制：是指识别并消除过程中的特殊原因变差，保证过程受控。过程能力：是指一个稳定的过程满足顾客要求或者质量规范要求的程度。过程能力是由造成变差随机原因确定的。§1.13变异、稳定性和能力SHIRONGWEI28§1.13变异、稳定性和能力SHIRONGWEI29统计控制状态受控不受控过程能力满足Ⅰ理想过程不行动Ⅲ满足要求，可接受。要求消除特殊原因。不满足Ⅱ受控，但无能力应当减少普通原因引起的变差。Ⅳ最糟糕的过程。必须同时减少特殊原因和普通原因。§1.14过程分类SHIRONGWEI30§1.15SPC持续改进循环的三个阶段SHIRONGWEI311.分析过程：本制程應該做什麼？會出現什麼問題？─本制程會有哪些變化？─我們已經知道本制程的什麼变差？─哪些特性受变差的影響最大？本过程正在做些什麼？─本制程是否在生產廢品及需要返工的產品？─本制程生產的產品是否處於受控狀態？─本制程是否有能力CPK？─本制程是否可靠？目的：调查了解过程手段：简单统计技术，小组会议、审阅过程历史、FMEASHIRONGWEI322.維護(控制)制程：●监察过程的变化，将结果记入控制图●監控制程能力（CPK）●查找『特殊原因』變異，並採取有效的措施●目的：保持过程稳定，使过程维持在一定能力水平上●工具：简单统计技术、控制图3.改善制程：--获得竞争优势●改变过程，测其效果，从而更好理解『普通原因』變異●目的：減少普通原因變異（使控制界限变窄，CPK值增大）●手段：采取系统措施，需要高级统计工具，譬如DOESHIRONGWEI33如果没有SPC，质量改进的决策极基础是直觉，是事后的产品检验，是片面的“数据分析”。SPC为过程改进的决策提供了科学依据。80年的质量管理实践，证明了SPC的生命力！SHIRONGWEI34第二章SPC统计基础SPC统计基础SHIRONGWEI35计量型数据和计数型数据均值、方差、标准差正态分布中心极限定理本节主要内容：SHIRONGWEI36§2.1现代质量管理学的统计观点产品质量的统计观点是现代质量管理的基本观点之一，若推行这样的观点就是现代质量管理观点，否则既传统的质量管理。产品质量的统计观点包含下列两方面的内容：产品的质量具有变异性；--变异无处不在，50万件产品中只有2件与原型相近似产品质量的变异具有统计规律性。--变异的幅度有多大？--出现这么大幅度的可能性（概率）有多大？SHIRONGWEI37§2.2概率与分布所有的现象可以分为两种：确定性现象和不确定现象。确定性现象：如在一个大气压下将水加热到100℃时水就会沸腾……不确定现象：如抛硬币。我们做一个实验，抛一枚质地均匀的硬币，有两种可能的结果：正面或反面。因为每次硬币落地是正面还是反面是随机的，每一种结果都有一定的概率，故称这样的现象为随机现象，统计和质量工程学称作随机变量。2.2.1随机现象和随机变量SHIRONGWEI38随机变量性质：预先无法知道实验结果；但每一个不同的实验结果都有确定的概率。随机变量分类：离散随机变量—对应—计量型数据连续随机变量—形式—计件型数据SHIRONGWEI39一个事件A在n次试验中出现的次数为m，事件A出现的频率等于m/n。概率用p表示：p=m/n。概率的实例：【例1.1】如果一批100个零件中有4个次品，我们可以说随机抽到一个次品的概率是0.04或4％。【例1.2】掷骰子，每个面出现的概率P(X=1)=P(X=2)=…＝P(X=6)=1/6。六个面出现的概率之和等于1。2.2.2概率SHIRONGWEI402.2.3分布统计过程控制的核心概念是：任何可度量的现象都服从统计分布。SHIRONGWEI41一组数据用图形来表示，就叫做----分布。我们往往用分布来描述一个过程。从分布可以看出过程（数据）的3个