国际汽车行业质量管理技术应用培训系列四SPC

国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）StatisticalProcessControl统计过程控制（SPC）杨国平国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）课程纲要：持续改进与统计过程控制统计基础计量型控制图计数型控制图gpyang1/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）持续改进与统计过程控制（一）gpyang2/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）形势——汽车制造商，供方及销售商必须致力于不断改进。——必须寻找更有效的方法来提供产品及服务，这些产品和服务必须不断地在价值上得以改进。ISO/TS16949：2009标准的目标:——持续改进——预防缺陷——减少偏差——降低浪费gpyang3/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）预防与探测:探测——容忍浪费；预防——避免浪费。现状——通过生产来制造产品，通过质量控制来检验产品，并剔除不符合规范的产品；对于行政管理的情形，则经常靠检查或再检查来努力找出错误。在这两种情况下都是使用探测的方法，这种方法是浪费的，其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去。目标——采用预防的方法，从开始就避免生产无用的输出，避免浪费。理念gpyang4/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）建立有反馈的过程控制系统:有反馈的过程控系统模型过程的呼声人设备材料方法环境测量输入过程/系统输出顾客的呼声我们工作的方式/资源的融合产品或服务顾客识别不断变化的需求和期望统计方法gpyang5/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）过程变差及产生的原因变差：普通原因和特殊原因①每件产品的尺寸与别的产品都不同（过程存在变差）②但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸尺寸③分布可以通过以下因素来加以区分④如果仅存在变差的普通原因，随着时间的推移，过程的位置分布宽度形状输出形成一个稳定的分布并可预测尺寸尺寸尺寸预测⑤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，不可预测预测尺寸尺寸gpyang6/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）局部措施和对系统采取的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来实施。通常可纠正大约15%的过程问题。对系统采取的措施通常用来消除变差的普通原因。几乎都需要采取管理上的纠正措施。通常可纠正大约85%的过程问题。纠正变差的普通原因的责任在管理人员。理念gpyang7/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）特殊原因与普通原因举例过程要素特殊原因普通原因人不具备技能，误操作，疲劳，身体因素操作技能稳定水平，对操作差异的敏感性机故障，干扰，刀具磨损精度，能力，抗干扰水平，换刀周期料不合格，大的批间差材料批内的一致性，批间的稳定性，合格水平法错误，漏洞，可靠性差参数的稳定性、精密性水平环环境事件环境因素的防护、调节水平测失准，干扰，随机误差精度，分辨力，MSA水平，抗干扰水平，系统误差gpyang8/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）过程控制和过程能力过程控制及过程能力图示过程控制受控（消除了特殊原因）不受控（存在特殊原因）范围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）范围受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）规范下限规范上限理想状态gpyang9/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）过程控制和过程能力可能出现的四种过程图示第一种过程受统计控制且有能力第二种过程受统计控制，但存在受普通原因造成的过大的必须减少的变差第三种过程符合要求，可接受，但不受统计控制，第四种过程即不受统计控制又不可接受，必须减少变差需要消除变差的特殊原因的特殊原因和普通原因理想状态不理想但顾客会接受完全错误通过100%检验措施来控制gpyang10/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）过程控制和过程能力过程在统计控制下运行，指的是仅存在造成变差的普通原因。一个可接受的过程，必须是处于受统计控制状态的且其固有变差（能力）必须小于规定的公差。一个过程被证明处于统计控制状态后才计算过程能力。过程能力指数可分为——长期过程能力和短期过程能力。短期能力的研究是以从一个操作循环（过程要素无变化）中获取的测量为基础的。这些数据用控制图分析后作为判定该过程是否在统计控制状态下的依据。如果没有发现特殊原因，可以计算短期能力指数。短期过程能力研究通常用于验证由顾客提出的过程中生产出来的首批产品。长期过程能力研究包括通过很长一段时间内所进行的测量，应在足够长的时间内收集数据，同时这些数据应能包括所有能预计到的变差的原因。将这些数据画在控制图上，如果没有发现变差的特殊原因，便可计算长期过程能力和性能指数。长期过程能力研究是用来描述一个过程在很长一个时期内包括很多可能变差原因出现后能否满足顾客的要求的能力。gpyang11/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）过程改进循环持续过程改进循环的各个阶段1.分析过程2.维护（控制）过程——本过程应做些什么？——监控过程性能——会出现什么错误？——查找偏差的特殊原因并采取措施——本过程正在做什么？——达到统计控制状态？——确定能力3.改进过程——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123计划计划实施措施研究计划实施措施研究实施措施研究gpyang12/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）控制图：过程控制和改进的工具控制图上控制线中心线下控制线还包括：子组顺序时间线、不受控的点的识别、事件日志等。——控制图由美国贝尔试验室的休哈特博士在二十世纪二十年代发明的。——当过程处于统计控制状态，控制限可用来解释过程能力。——控制限并不是规范限值或目标，而是基于过程的自然变化性和抽样计划。控制图应用步骤：1.收集——收集数据并描点在图上2.控制——从过程数据计算试运行（初始）控制限——识别变差的特殊原因并采取措施3.分析和改进——量化普通原因变差，采取措施将其减少注：重复此三个阶段以持续改进过程gpyang13/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）控制图的益处合理使用控制图能：供操作者使用以对过程进行持续的控制有助于过程表现一致，并可预测使过程达到：——更高的质量——更低的单位成本——更高的有效能力为讨论过程的性能提供共同的语言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注：控制图是了解过程变差并帮助达到统计控制状态的有效工具。统计过程控制目标控制图实质gpyang14/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）控制图应用过程准备步骤•建立适合行动的环境•定义过程•根据如下因素以确定用来作控制图的特性：——顾客的需求——当前的和潜在的问题区域——特性之间的相关性（需要借助于DOE）•定义特性——定性的（计数型）——定量的（计量型）•定义测量系统（精度等级及MSA）•使不必要的变差最小（更换工装、材料、测量系统等）•确保抽样方案对于探测期望的特殊原因是适合的（子组内连续抽样，子组间相同的间隔周期）gpyang15/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）统计基础（二）gpyang16/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）统计研究对象——数据（变量）计量值数据（连续型随机变量）——可以连续取值，在有限的区间内可以无限取值的数据。（如：π=3.1415926……）——大都服从正态分布。——准确性取决于生产控制设备和检测设备的精度。（如：0.1，0.01，0.001……）gpyang17/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）统计研究对象——数据（变量）计数值数据（离散型随机变量）——只能间断取值，在有限的区间内只能取有限数值的数据。——感官检验中大部分项目属于计数值数据。——以正整数（自然数）的方式表现。——分为计件值数据和计点值数据。如：合格、不合格，通过、不通过，洛氏硬度、布氏硬度；疵点数、沙眼数、气泡数等。gpyang18/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）数据分布特征的描述集中趋势指标——算术平均数（arithmeticmean）——几何平均数（geometricmean）——众数（mode）——中位数（median）离散趋势指标——极差（range）——方差（variance）——标准差（standarddeviation）gpyang19/91BusinessObjectivesScrapJan.Apr.Jul.Dec.UptimeGoalOnTimeDeliveryGoalGoalEmployeeInformationCenterJan.Apr.Jul.Dec.Jan.Apr.Jul.Dec.Ourimprovementteam抯effortshavehelpedusmeetourgoals.国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）数据分布特征的描述算术平均数（arithmeticmean）——也称为均值，它是将一组数据的总和除以这组数据的项数所得的结果。算术平均数的主要数学性质—算术平均数与变量值个数的乘积等于各个变量值的总和，即—各变量值与算述平均数的离差之总和等于零，即—各变量值与算术平均数的离差平方之总和为最小，即这一性质说明，若以离差平方来衡量各个变量值与数据分布中心的差异，算术平均数作为数据一般水平（期望）和中心位置的代表值是最理想的，因为从全部数据来看，算术平均数最接近所有的变量值。nxxnxxxxniin121...或niixxn10)-(1xxnii2110221)-()-(min)-(niniiiniixxxxxx亦即gpyang20/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）数据分布特征的描述几何平均数（geometricmean）——是n个变量值连乘积的n次方根。众数（mode）——是一组数据中出现频数最多、频率最高的变量值。中位数（median）——是将数据由小到大排列后位置居中的数值。nniinnGxxxxx1...21gpyang21/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）数据分布特征的描述极差（range）——是一组数据的最大值（xmax）与最小值（xmin）之差。——是最简单的变异指标，计算简便、含义直观、容易理解。——它只利用了最大和最小两个尾端的信息，未考虑数据的中间分布情况，不能充分说明全部数据的差异程度。minmaxxxRgpyang2291国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）数据分布特征的描述方差（variance）和标准差（standarddeviation）——方差是各个数据与其均值的离差平方的算术平均数，总体方差通常以σ2表示——方差的算术平方根即为标准差。——方差与标准差用于测度数据的离散程度，其作用实质上是一致的，但标准差的计量单位与所测度数据的计量单位相同，计算结果的实际意义要比方差更容易理解。因此，标准差比方差应用更为普遍，经常被用作测度数据与均值差距的标准尺度。——方差和标准差数值越大，说明变量的变异程度越大，数据越离散。——方差和标准差数值越小，说明变量的变异程度越小，数据越集中。——方差的主要数学性质—常数的方差等于零。—变量的线性函数的方差等于变量系数的平方乘以变量的方差。—分组条件下，总体方差σ2等于组间方差σB2与各组内方差的平均数σ2之和。NXXNii122)(NXXNii12)(gpyang23/9102abxaybxy222222B国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）随机变量的数据关系Ｎ(xi)nXS总体、样本、个体gpyang24/91国际汽车行业质量管理技术应用培训系列讲作（四）总体数据的分布特征总体=N平均值=μ标准差=σ计算