统计过程分析(SPC)

QS9000培訓教材1999年10月18日版權所有禁止翻印1StatisticalProcessingandControlSPC統計過程控制1999年10月18日版權所有禁止翻印2統計過程控制概述統計隨機現象自然界和社會上發生的許多現象﹐具有以下的性質﹕每次觀察或試驗﹐結果不確定。大量重復觀察或試驗﹐結果呈現某種統計規律。兩種隨機變量計數型（離散型）Attributes計量型（連續型）Varibles。抽樣試驗几個常見的朮語﹕母體﹑個體﹑樣本﹑樣本容量﹑抽樣頻率。字母符號代表意義﹕X﹕平均值R﹕全距X﹕中位數X﹕個別值σ﹕標准差（群體）S﹕標准差（樣本）Σ﹕總和P﹕機率Pn:不良數p﹕不良率q﹕良品率α﹕生產者冒險率β﹕消費者冒險率µ﹕中心值UCL﹕管制上限LCL﹕管制下限USL﹕規格上限LSL﹕規格下限AQL﹕允收水准Ca﹕准確度Cp﹕精密度Cpk﹕制程能力指數Ppk﹕制程性能指數Ppm﹕百萬分之一不良Ppb﹕十億分之一不良SPC﹕統計過程控制u﹕單位缺點數C﹕缺點數1999年10月18日版權所有禁止翻印3統計過程控制概述定義﹕將輸入轉化為輸出的一組彼此相關的資源和活動。過程人機料法環工作方式/資源的融合顧客產品服務輸入過程/系統輸出兩種過程變差原因﹕普通原因特殊原因材料输入批次之间的不同同批内的不同随时间而变随环境而变制造/组装机器/工装/工具之间的不同随时间而变,如磨损、漂移等人员的不同(如手工)调试的不同环境的不同1999年10月18日版權所有禁止翻印4統計過程控制概述兩種過程控制模型和控制策略﹕缺陷檢測過程模型﹑具有反饋的過程控制模型控制缺陷檢測過程模型4M1E過程產品/服務檢驗是否合格顧客報廢或返工控制策略﹕控制輸出﹐事后把關1999年10月18日版權所有禁止翻印5統計過程控制概述具有反饋的過程控制模型控制過程呼聲4M1E過程統計方法產品/服務顧客識別變化的需求與期望顧客的呼聲控制策略﹕控制過程﹐預防缺陷1999年10月18日版權所有禁止翻印6統計過程控制概述兩種過程狀態﹕過程是統計受控的﹑過程是不受控的控制僅存在普通原因變差分布穩定的過程是可預測的過程是統計受控的存在特殊原因變差分布不穩定過程是不可預測的過程是不受控的1999年10月18日版權所有禁止翻印7統計過程控制概述兩種控制措施﹕系統措施﹑局部措施控制系統措施通常用來減少變差的普通原因通常要求管理層的措施工業經驗﹐約占過程措施的85%局部措施通常用來消除變差的特殊原因通常與現場有關的人員解決工業經驗﹐約占過程措施的15%過程控制要點屬于系統的問題不要去責難現場人員﹐要由系統采取措施（理解什么是”控制不足”）。考慮經濟因素﹐做出合理的決定。過程控制系統應能提供正確的統計信息。有用的特殊原因變差﹐應該保留。1999年10月18日版權所有禁止翻印8統計過程控制概述持續改進過程循環的各個階段持續改進過程循環2.維護過程監控過程性能查找變差的特殊原因并采取措施3.改進過程改變過程從而更好地理解普通原因變差減少普通原因變差1.分析過程本過程應做些什么﹖會出現什么錯誤﹖本過程正在做什么﹖達到統計控制狀態﹖確定能力計划實施研究計划措施實施計划措施研究實施研究措施1999年10月18日版權所有禁止翻印9統計過程控制概述貝爾試驗室的Walter休哈特博士在二十世紀二十年代研究了控制圖來區分過程變差的普通原因及特殊原因產生的變差。使用控制圖改進過程是一個重復的程序﹐多次重復收集﹑控制及分析几個基本的步驟。首先﹐按計划收集數據﹔然后﹐利用這些數據計算控制限﹐控制限是解釋用于統計控制數據的基礎﹔當過程處于統計控制狀態﹐控制限可用來解釋過程能力。為了使過程在控制和能力上得以改進﹐就必須識別變差的普通及特殊原因并據此改進過程﹔然后該循環又重新開始﹐更多的數據被收集﹑解釋并且作為采取措施的基礎。控制圖―過程控制的工具UCLLCL1.收集收集數據并畫在圖上2.控制根據過程數據計算試驗控制限識別變差的特殊原因并采取措施3.分析及改進確定普通原因變差的大小并采取減少它的措施1999年10月18日版權所有禁止翻印10統計過程控制概述合理使用控制圖能﹕控制圖的益處供正在進行過程控制的操作者使用。有助于過程在質量上和成本上能持續地﹐可預測地保持下去。使過程達到﹕更高的質量﹑更低的單件成本﹑更高的有效能力。為討論過程的性能提供共同的語言。區分變差的特殊原因和普通原因﹐作為采取局部措施或對系統采取措施的指南。1999年10月18日版權所有禁止翻印11統計過程控制―控制圖兩大類控制圖﹕計量型數據控制圖﹑計數型數據控制圖計量型數據控制圖分類類型優點不合格品率P圖廣泛不合格品數nP圖不合格品數比不合格品率更有意義﹔各個時期子組的容量不變﹔缺點數C圖連續的產品流上（如布匹）﹔單個檢驗中發現不同原因造成的不合格（如車輛維修)單位缺點數u圖適用于與C圖相同的數據﹐但不同時期的樣本容量不同時﹐須用C圖計數型數據控制圖分類中位數圖X―R用于測量費用很高的場合用單值代替均值﹐用MR代替極差單值―移動極差圖X―MR車間工人更易掌握用X代替X﹐直接描點﹐不用計算計算機適時記錄﹐樣本容量大S較R更准確有效﹐尤其在大樣本容量時均值―標准差圖X―S廣泛較簡便﹐對子組內特殊原因較敏感均值―極差圖X―R應用優點類型1999年10月18日版權所有禁止翻印12統計過程控制―控制圖收集數據畫圖計算試驗控制限將試驗控制限及中心線畫在圖上分析極差圖和均值圖分析特殊原因﹐采取措施消除修正數據或重新采集數據重新畫圖和計算控制限計算過程能力性能和指數分析過程能力保持過程﹑改進過程控制圖制做及應用程序圖控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）1999年10月18日版權所有禁止翻印13統計過程控制―控制圖A收集數據A1選擇子組大小﹑頻率和數據子組大小―在過程的初期研究中﹐子組一般由4到5件連續生產的產品的組合﹐僅代表單一刀具﹑沖頭﹑模槽等生產出的零件（即一個單一的過程流）。對于所有的子組樣本的容量應保持恆定。子組頻率―檢查經過一段時間后過程中的變化。應在適當的時間收集足夠的子組﹐這樣子組才能反映潛在的變化。在過程的初期研究中﹐通常是連續進行分組或很短的時間間隔進行分組﹐以便檢查過程在很短的時間間隔內是否有其它不穩定的因素存在。子組數的大小―一般情況下﹐包含100或更多單值讀數的25或更多個子組可以很好地用來檢驗穩定性﹐如果過程已穩定﹐則可以得到過程位置和分布寬度的有效的估計值。控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）A2建立控制圖及記錄原始數據X―R通常是將X圖畫在R圖之上方﹐下面再接一個數據欄。X和R的值為縱坐標﹐按時間先后的子組為橫坐標。數據欄包括每個讀數﹑和﹑均值﹑極差﹑時間。1999年10月18日版權所有禁止翻印14統計過程控制―控制圖A5將均值和極差畫在控制圖上將各點用直線連接起來從而得到可見的圖形和趨勢。注﹕還沒有計算控制限的初期操作控制圖上應清楚注明”初始研究”字樣。控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）A3計算每個子組的均值(X)和極差（R）畫在控制圖上的是每個子組的樣本均值和樣本極差﹐合在一起反映整個過程的均值及其變差。X=X1+X2+…Xn+――――――――nR=X最大值-X最小值A4選擇控制圖的刻度對于X圖﹐坐標上的刻度值的最大值與最小值之差應至少為子組均值的最大值與最小值差的2倍。對于R圖﹐刻度值應從最低值為0開始到最大值之間的差值為初始階段所遇到的最大極差（R）的2倍。注﹕一個有用的建議是將R圖的刻度值設置為均值圖的刻度值的2倍。1999年10月18日版權所有禁止翻印15統計過程控制―控制圖B1計算平均極差（R）及過程平均值（X）B3在控制圖上作出平均值和極差控制圖的控制線B2計算控制限C過程控制解釋C1分析極差圖上的數據點a超出控制限的點―出現一個或多個點超出任何一個控制限循環（出錯或過程改變或測量系統變化）控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）B1計算平均極差（R）及過程平均值（X）B計算控制限R=R1+R2+…+Rk―――――――――KX=―――――――――KX1+X2+…+XkUCLR=D4RUCLXLCLR=D3R=X+A2RLCLX=X-A2RXX1999年10月18日版權所有禁止翻印16統計過程控制―控制圖UCLLCLb鏈―有下列現象之一表明過程已改變或出現這種趨勢（過程或測量系統改變）連續7點位于平均值的一側連續7點上升（后點等于或大于前點）或下降UCLLCL跑偏UCLLCL趋势UCLLCL循環控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）1999年10月18日版權所有禁止翻印17統計過程控制―控制圖c明顯的非隨機圖形☆各點與中心線的距離﹕一般﹐大約2/3的點應落在控制限的中間三分之一的區域內﹐大約1/3的點落在其外的三分之一。（超過90%或有40%及少于40%的點落在三分之一的區域﹐應調查是出錯或過程﹑抽樣方法造成分組中包含兩個或多個具有明顯不同的變化性的過程流的測量值。應分別識別和追蹤几個過程流。控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）☆:連續三點之中有兩點落在A區或甚至於A區以外者(在中心線之同側三個連續點中有兩點出現在兩個標準差之外者).+1+2+3UCLCLA區B區C區......1999年10月18日版權所有禁止翻印18統計過程控制―控制圖☆.:連續五點之中有四點落在B區或甚至於B區以外者(在中心線之同側五個連續點中有四點出現在一個標準差之外者).+1+2+3UCLCLA區B區C區..........☆.連續有八點落在C區或甚至於C區以外者(八個連續點子出現在中心線之同一側者).+1+2+3UCLCLA區B區C區........控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）1999年10月18日版權所有禁止翻印19統計過程控制―控制圖(3)連續10點中有4點以上.(2)連續7點中有3點以上.(1)連續3點中有2點以上.☆點出現在管制界限之近旁時,一般是以超出2區域之點為調查基準,如:控制圖的制作及應用（以X―R圖為例）C2識別并標注特殊原因C3重新計算控制極限☆.點出現在中心線單側較多時,如:(1)連續11點中有10點以上.(4)連續20點中有16點以上.(3)連續17點中有14點以上.(2)連續14點中有12點以上.1999年10月18日版權所有禁止翻印20統計過程控制―控制圖ProductName:MeasureUnit:M/CNo.MeasurerQualityCharacteristic:Workstation:Specification:SamplingPeriod:Date1234567891011121314151617181920212223242526938669976666117106126106758106869695877776106121279516679410686776988681198496107958449957698751176129910982786979878828851261168881296886693965979Max99991291188121112111212812810999910109Min23655576666664826513644465X6.46.47.677.27.49.276.68.289.28.87.69.45.88.86.475.87.46.26.87.887.2R76347442265658466396355644X-Chart10.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.510.57.737.737.737.737.737.737.737.737.737.737.73