SPC培训教材(PPT 66页)

http:/ 2 SPC统计制程管制常用统计分析工具210-1-2210-1-2-3C 2C 1散点图散点图1 2 3 4 5 6 7 8 9051 01 5C 1F re q u e n c y直方图直方图量测所得各种数据量测所得各种数据Data 1 4 6 1 5 1 6 1 7 2 8 8 2 9 6 10 1126 16 11 0112346699 (12)12 114555677789 22 13 2234446799 12 14 1112778 5 15 4469 1 16 1 17 1 18 4茎叶图茎叶图柏拉图柏拉图鱼骨图鱼骨图列联表分析列联表分析箱线图箱线图相关分析相关分析=？控制图控制图回归分析回归分析Y=f(x)+分层图分层图 3 SPC统计制程管制课程大纲课程大纲一、SPC及其起源与背景 1、什么是SPC 2、SPC的起源 3、SPC的发展历程 4、SPC的作用与特点 二、基本的统计概念 1、主要的统计学名词 2、正态颁布的基本知识 3、中心极限定理 4、主要的统计参数三、持续改进及SPC概述 1、制程控制系统 2、变差的普通原因及特殊原因 3、局部措施和对系统采取措施 4、过程控制和过程能力 5、过程改进循环及过程控制 6、控制图四、管制图的种类四、管制图的种类五、管制图的选择方法五、管制图的选择方法六、计数型数据管制图六、计数型数据管制图 1、p 图 2、np图 七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图 1、与过程相关的管制图 2、使用控制图的准备 3、X bar-R 图八、过程能力分析及管制图的判读八、过程能力分析及管制图的判读 4 SPC统计制程管制一、一、SPCSPC的起源与背景的起源与背景1 1、什么是、什么是SPCSPC SPC-Statistical Process Control(SPC-Statistical Process Control(统计过程控制）统计过程控制）含义含义-利用利用统计技术统计技术对过程中的各个阶段对过程中的各个阶段进行进行，从而达到保证产品质量的目的。，从而达到保证产品质量的目的。统计技术统计技术-数理统计方法数理统计方法。5 SPC统计制程管制一、一、SPCSPC的起源与背景的起源与背景2 2、SPCSPC起源起源 工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。6 SPC统计制程管制一、一、SPCSPC的起源与背景的起源与背景3 3、SPCSPC的发展历程的发展历程推动品质的推动品质的活动活动 约每约每1010年就出现一种关键的品质管理方法年就出现一种关键的品质管理方法1950-19601950-1960 SPC1960-19701960-1970QCC、SPC+brainstorming(头脑风暴头脑风暴)1970-19801970-1980TQM、QCC、SPC1980-19901980-1990 ISO9000、TQM、QCC、SPC1990-20001990-2000SIX SIGMA、ISO9000、TQM、QCC、SPC 7 SPC统计制程管制一、一、SPCSPC的起源与背景的起源与背景4 4、SPCSPC的作用与特点的作用与特点 作用作用：-确保制程持续稳定、可预测。确保制程持续稳定、可预测。-提高产品质量、生产能力、降低成本。提高产品质量、生产能力、降低成本。-为制程分析提供依据。为制程分析提供依据。-区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部 措施或对系统措施或对系统 采取措施的指南。采取措施的指南。特点特点：-SPCSPC是全是全系系统统的，全的，全过过程的，要求全程的，要求全员参员参加，人人有責。加，人人有責。这点与这点与 TQMTQM的精神完全一致。的精神完全一致。-SPCSPC強強调调用用科科学学方法方法(主要是主要是统计技术统计技术，尤其是控制，尤其是控制图理论来保图理论来保 预防预防。-SPCSPC不不仅用于生产过程，仅用于生产过程，而且可而且可用于服务过程一一切管理过程用于服务过程一一切管理过程。8 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念1 1、主要的统计学名词、主要的统计学名词-1-1名称名称解释解释平均值平均值 （X barX bar）一组测量值的一组测量值的均值，均值，群体平均值用群体平均值用表示表示极极差差（RangeRange）一个子组、样本或总体中一个子组、样本或总体中最大与最小值之差最大与最小值之差（SigmaSigma）用于代表标准差的希腊字母。用于代表标准差的希腊字母。标准差标准差(Standard Deviation)(Standard Deviation)过程输出的过程输出的分布宽度分布宽度或从过程中统计抽样值（例如：子组均或从过程中统计抽样值（例如：子组均值）的分布宽度的值）的分布宽度的量度量度，用希腊字母，用希腊字母或字母或字母 s s（用于样本标（用于样本标准差）表示。准差）表示。样本标准差也可用样本标准差也可用P P表示表示分布宽度（分布宽度（SpreadSpread）一个分布中从一个分布中从最小值到最大值之间的间距最小值到最大值之间的间距中位数中位数 x将一组测量值从小到大排列后，将一组测量值从小到大排列后，中间的值中间的值即为中位数。如果数即为中位数。如果数据的个数为偶数，一般将中间两个数的平均值作为中位数。据的个数为偶数，一般将中间两个数的平均值作为中位数。单值（单值（IndividualIndividual）一个单个的单位产品或一个特性的一个单个的单位产品或一个特性的一次测量一次测量，通常用符，通常用符号号 X X 表示。表示。9 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念1 1、主要的统计学名词、主要的统计学名词-2-2名称名称解释解释中心线中心线（Central Line）控制图上的一条线，代表所给数据平均值数据平均值。过程均值（过程均值（Process Average）一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程均值，通常用 X 来表示。链（链（Run）控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上或之下的点点。它是分析是否存在造成变差的特殊原因的依据。变差（变差（Variation）过程的单个输出之间不可避免的差别不可避免的差别；变差的原因可分为两类：普通原因和特殊原因。特殊原因特殊原因（Special Cause）一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，它存在的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机性的图形。10 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念1 1、主要的统计学名词、主要的统计学名词-3-3名称名称解释解释普通原因普通原因（Common Cause）造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差有单值；在控制图分析中，它表现为随机过程变差的一部分。的一部分。过程能力过程能力(Process Capability)是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限的距离，用离，用Z来表示。来表示。移动极差（移动极差（Moving Range)两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。11 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-1-1在中心在中心线线或平均值或平均值两侧两侧呈呈现对称现对称之分之分布布常常态态曲曲线线左右左右两两尾尾与横轴渐渐与横轴渐渐靠近但不相交靠近但不相交曲曲线线下的面下的面积积和和为为 1 1 12 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-2-2例：例：100100个螺丝直径直方图个螺丝直径直方图。图图中的直方高度中的直方高度与该组的出现频数与该组的出现频数成正比成正比 资料越多资料越多，分组越分组越蜜蜜,越越趋近趋近一条光滑一条光滑曲线曲线螺丝直径直方图螺丝直径直方图 直方直方图趋近光滑曲线图趋近光滑曲线 13 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-3-3 将将各各组组的頻的頻数数用用资料总和资料总和N=100N=100相相除，就得到各除，就得到各组的频率组的频率，它表示，它表示螺丝螺丝直径属于各组直径属于各组的可能性大小。的可能性大小。显然显然，各，各组频率之和为组频率之和为1 1。若以直方面。若以直方面积来积来表表示示该组的频率该组的频率，则则所有直方面所有直方面积总和积总和也也为为1 1。在在极极限情限情况况下得到的光滑曲下得到的光滑曲线线即即为为分分布曲线布曲线，它反映了，它反映了产品质量的统产品质量的统计规律计规律，如，如分布曲线图分布曲线图所示所示.14 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-4-4正正态态分布中，任一分布中，任一点出现点出现在在11內的概率內的概率为：为：P(-1X+1)=68.27%P(-1X+1)=68.27%22內的概率內的概率为为 ：P(-2X+2)=95.45%P(-2X+2)=95.45%33內的概率內的概率为：为：P(-3X+3)=99.73%P(-3X+3)=99.73%15 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-5-5在管制界限內，在管制界限內，为为可接受可接受区区域域超超过过管制上限，管制上限，为为不可不可接受接受区区域域 16 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-6-6正正态分布态分布有一有一个结论对质量管理个结论对质量管理很有用，即很有用，即无论无论无论无论均均值值和和标准标准差差取何值，取何值，产品质量产品质量特性值落在特性值落在33之之间间的概率的概率为为99.7399.73。于于是落在是落在33之外的概率之外的概率为为100%100%一一99.73%=99.73%=0.27%0.27%。而超而超过过一一侧侧，即大，即大于于-3-3或小或小于于+3+3的概率的概率为为0.27%/2=0.27%/2=0.135%1 0.135%1 。如正如正态分布曲线图态分布曲线图。这个结这个结论论十分重要。控制十分重要。控制图图即基即基于这一理论而产生于这一理论而产生。17 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-7-7不同的不同的正态正态分配分配(1)(1)1 12 2X(a)a)112 2，1 1=2 2 18 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-8-8不同的不同的正态正态分配分配(2 2)1=2X(b)b)1 1=2，112 2 12 19 SPC统计制程管制二、基本的统计概念二、基本的统计概念2 2、正态分布的基本知识、正态分布的基本知识-9-9不同的不同的正态正态分配分配(3 3)X(b)1 2，1 1收集数据，选择子组容量、频率收集数据，选择子组容量、频率 和数量：和数量：-子组容量：需足够大子组容量：需足够大(最好能恒定最好能恒定)，并有包含几个不合格品。，并有包含几个不合格品。-分组频率：根据实际情况，兼容量大和信息反馈快的要求。分组频率：根据实际情况，兼容量大和信息反馈快的要求。-子组数量：收集的时间需足够长，使得可以找到所有可能影响到过程子组数量：收集的时间需足够长，使得可以找到所有可能影响到过程 变差源，一般为变差源，一般为2525组组 22计算每个子组的不良率计算每个子组的不良率(P)(P)：P=np/nP=np/n 33选择控制图的座标刻度并将不良率绘到图上。选择控制图的座标刻度并将不良率绘到图上。44计算管制界限：计算管制界限：-计算过程不良率计算过程不良率(P bar):(P bar):P bar=（n1p1+n2p2+nkpk）/(n1+n2+nk)45 SPC统计制程管制六、计数型数据管制图六、计数型数据管制图1 1、P P图图/不良率管制图不良率管制图 -2-2 -计算控制上、下限计算控制上、下限(P bar):(P bar):nPPPLCLnPPPUCLPP)1(3)1(3注：注：11从上述公式看出，凡是各组容量不一样，控制限随之变化。从上述公式看出，凡是各组容量不一样，控制限随之变化。22在实际运用中，当各组容量不超过其平均容量在实际运用中，当各组容量不超过其平均容量25%25%时，可用平均样本时，可用平均样本 容量容量 n n 代替代替n n来计算控制限来计算控制限USLUSL；LSLLSL。方法如下。方法如下：A A、确定可能超出其平均值 25%的样本容量范围。B B、分别找出样本容量超出该范围的所有子组和没有超出该范围的子组。C C、按上式分别计算样本容量为 n n 和 n n 时的点的控制限.UCL,LCL=PUCL,LCL=P3 P(1P)/n=P 3 P(1P)/n=P 3 p(1 p)/n 3 p(1 p)/n 46 SPC统计制程管制六、计数型数据管制图六、计数型数据管制图1 1、P P图图/不良率管制图不良率管制图 -3-3 55划线并标注划线并标注:过程平均（过程平均（P）为水平实线，控制限（）为水平实线，控制限（USL；LSL）为虚线。）为虚线。(初始研究时，这些被认为是试验控制限。）初始研究时，这些被认为是试验控制限。）47 SPC统计制程管制六、计数型数据管制图六、计数型数据管制图1 1、P P图图/不良率管制图不良率管制图 -4-4 练习：根据以下资料绘制一练习：根据以下资料绘制一P P控制图控制图 p p讲义例讲义例.xls.xls 48 SPC统计制程管制六、计数型数据管制图六、计数型数据管制图2 2、nPnP图图/不合格品数管制图不合格品数管制图采用时机：采用时机：-不合格品的实际数量比不合格品率更有意义或更容易报告。不合格品的实际数量比不合格品率更有意义或更容易报告。-各阶段子组的样本容量相同。各阶段子组的样本容量相同。49 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图1 1、与过程相关的管制图、与过程相关的管制图-1-1过程过程 人员 方法 材料 环境 设备 1 2 3 4 5 6计量单位：计量单位：(mm,kg etc)(mm,kg etc)结果举例结果举例控制图举例控制图举例螺丝的外径（螺丝的外径（mm）从基准面到孔的距离（从基准面到孔的距离（mm）电阻（电阻（）锡炉温度（锡炉温度（C）工程更改处理时间（工程更改处理时间（h）X图图 R图图 50 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图1 1、与过程相关的管制图、与过程相关的管制图-2-2不准确不准确不精密不精密测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果准确准确精密精密 51 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图2 2、控制图的准备、控制图的准备建立适合于实施的环境建立适合于实施的环境 -排除阻碍人员公正的因素排除阻碍人员公正的因素 -提供相应的资源提供相应的资源 -管理者支持管理者支持定义过程定义过程 根据加工过程和上下使用者之间根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响因的关系，分析每个阶段的影响因素。素。确定待控制的特性。应考虑到：确定待控制的特性。应考虑到：-顾客的需求顾客的需求 -当前及潜在的问题区域当前及潜在的问题区域 -特性间的相互关系特性间的相互关系确定测量系统确定测量系统 -规定检测的人员、环境、方法、规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。数量、频率、设备或量具。-确保检测设备或量具本身的准确确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。性和精密性。使不必要的变差最小使不必要的变差最小 -确保过程按预定的方式运行。确保过程按预定的方式运行。-确保输入的材料符合要求。确保输入的材料符合要求。-恒定的控制设定值。恒定的控制设定值。注：应在过程记录表上记录所有的注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的相关事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过材料批次等，有利于下一步的过程分析。程分析。52 SPC统计制程管制建立X-R圖的步驟A階段收集數據A1選擇子組大小、頻率和數據子組大小子組頻率子組數大小A2建立控制圖及記錄原始記錄A3計算每個子組的均值X和極差RA4選擇控制圖的刻度A5將均值和極差畫到控制圖上組數的要求組數的要求(最少最少2525組組)53 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图3 3、X bar-RX bar-R图图-1-1计算各样组的平均数计算各样组的平均数 计算这些组平均数的平均数计算这些组平均数的平均数 54 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图3 3、X bar-RX bar-R图图-2-2n2345678910D43.272.572.282.112.01.921.861.821.78D3*0.080.140.180.22A21.881.190.800.690.550.510.430.410.36 *对于样本容量小于对于样本容量小于7 7时，没有全距的控制下限。时，没有全距的控制下限。各常数值如下各常数值如下:55 SPC统计制程管制七、计量型数据管制图七、计量型数据管制图3 3、X bar-RX bar-R图图-3-3练习练习:根据以下资料绘制根据以下资料绘制一一X bar-RX bar-R图图spc spc 讲义例讲义例.xls.xls 56 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读1 1、过程能力分析、过程能力分析-1-1 过程能力的定义过程能力的定义l製造程序潛在精度的測定，以衡量加工的一致性製造程序潛在精度的測定，以衡量加工的一致性l製程加工品質在一定因素與正常管制狀態下滿足技術標準製程加工品質在一定因素與正常管制狀態下滿足技術標準的程度的程度 基本精神基本精神l將製程能力計量化將製程能力計量化l將測得的製程能力與品質要求作比較將測得的製程能力與品質要求作比較 57 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读1 1、过程能力分析、过程能力分析-2-2 过程能力分析的用途过程能力分析的用途 -設計部門可參考目前之製程能力，以設計出可製設計部門可參考目前之製程能力，以設計出可製 造的產品造的產品 -評估人員、設備、材料與工作方法的適當性評估人員、設備、材料與工作方法的適當性 -根據規格公差設定設備的管制界限根據規格公差設定設備的管制界限 -決定最經濟的作業方式決定最經濟的作業方式 58 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读1 1、过程能力分析、过程能力分析-3-3 59 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读1 1、过程能力分析、过程能力分析-5-5 60 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-1-1 判斷失控的規則判斷失控的規則l樣本點落在管制界限之外樣本點落在管制界限之外l連續連續9點在點在同側的同側的C區或區或C區之外區之外ABCCBAUCLLCLCL 61 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-2-2l連續連續6點點以上以上持續地上升或下降持續地上升或下降ABCCBAUCLLCLCL 62 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-3-3l連續連續11點交互一升一降點交互一升一降ABCCBAUCLLCLCL 63 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-4-4l相連相連3點中有點中有2點在同側的點在同側的A區或區或A區之外區之外ABCCBAUCLLCLCL 64 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-5-5l相連相連5點中有點中有4點在同側的點在同側的B區或區或B區之外區之外ABCCBAUCLLCLCL 65 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-6-6l連續連續15點在中心線上下兩側的點在中心線上下兩側的C區區ABCCBAUCLLCLCL 66 SPC统计制程管制八、过程能力分析管制图判读八、过程能力分析管制图判读2 2、管制图判读、管制图判读-6-6l有有8點在中心線之兩側，但點在中心線之兩側，但C區並無點子區並無點子ABCCBAUCLLCLCL