SPC控制图分析

,统计过程控制（,SPC,）简介,目 录,1,统计过程控制概述,2,控制图原理及应用,3,过程能力与过程能力指数,4,示例,统计过程控制概述,定义：,统计过程控制,（,Statistical Process Control,，简称,SPC,）：,利用,统计技术,对过程中的各个阶段进行,评估和,监控,，,建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定的要求,。,解决两个基本问题：,、,过程运行状态是否稳定,利用,控制图,测定，对过程存在的异常因素进行预警；,、,过程能力是否充足,计算,过程能力指数,，分析其满足技术要求的程度，对过程质量进行评价。,预防为主,首先过程管理,其次提高工程能力,特殊,原因,产生偏差的状态,普通原因,产生偏差的状态,时间,范围,规格上限,USL,受控但没有能力符合规范,（普通原因造成的变差太大）,受控且有能力符合规范,（普通原因造成的变差已减少）,规格下限,LSL,附：,3,控制方式与6控制方式的比较：,合格率：,.,1,、,强调,运用统计方法来保证,预防原则,的实现；,2,、,强调,全员参与,，而不是依靠少数质量管理人员；,3,、,强调,整个过程,，并不是简单地解决对特定工序用什么样的控制图的问题。,的特点,：,控制图的原理,控制图的形成,定义：,控制图：,对,过程质量特性值,进行测定、记录、评估，以监察过程是否处于控制状态的一种用统计方法设计的图。（也称,休哈特控制图,）,最优控制间隔,：,平均值，表分布中心,：,标准差，表分散程度,控制图的基本结构,样本号（或时间）,上控制限,UCL,中心线,CL,下控制限,LCL,样本统计量数值,x,或,R,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18,1,、以随时间推移而变动着的样品号为横坐标，以质量特性值或其统计量为纵坐标；,2,、三条具有统计意义的控制线：上控制线,UCL,、,中心线,CL,、下控制线,LCL,；,3,、一条质量特性值或其统计量的波动曲线。,控制图原理的解释,第一种解释：,“,点出界就判异,”,小概率事件原理：小概率事件实际上不发生，若发生即判异常。控制图就是统计假设检验的图上作业法。,第二种解释：,“,抓异因,，,弃偶因,”,控制限,就是区分偶然波动与,异常,波动的科学界限。,休哈特控制图的实质就是区分偶然因素与,异常,因素的。,始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可避免的,如,材料成分的微小变化、,设备的轻微震动、刃具的正常磨损、夹具的弹性变型等,偶然因素,有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以避免的,如,材料成分的显著变化、设备安装不当、零件损坏、人员违反规程操作等,异常因素,常规控制图分类,控制图,缺陷数控制图,控制图,单位缺陷数控制图,泊松分布,计点型,控制图,不合格品数控制图,控制图,不合格品率控制图,二项分布,计件型,计数型,控制图,单值移动极差控制图,控制图,中位数极差控制图,控制图,均值标准差控制图,控制图,均值极差控制图,正态分布,计量型,简记,控制图,分布,数据类型,按用途分类：,1,、分析用控制图,用于质量和过程分析，研究工序或设备状态；或者确定某一“未知的”工序是否处于控制,状态；,2,、控制用控制图,用于实际的生产质量控制，可及时的发现生产异常情况；或者确定某一“已知的”工序是,否处于控制状态。,分,析用,控制图,过程,稳定,控制用,控制图,控制图的应用,Step,：,中心线与控制界限计算,Step1,：,质量特性的选择,Step2,：,控制图类型的选择,Step,：,抽样频率、合理子组、子组大小的确定,Step6,：,判断是否满足技术要求,Step7,：,日常管理,Step,：,判断是否处于稳态,确定控制对象,确定控制图类型,收集数据,计算控制限,绘制分析用控制图,计算过程能力指数,作控制用控制图,控制图的绘制,、确定控制对象（统计量）,一般应选择技术上最重要的、能以数字表示的、容易测定并对过程易采取措施的、大家理解并同意的关键质量特性进行控制。,、选择控制图,对于计量数据而言，,X-R,控制图是最常用最基本的。,X,控制图用于观察均值变化，控制图用于观察分散或变异情况变化，二者合用，用于观察正态分布的变化。,、取预备数据,1,）取,个子组（）；,）国际推荐子组大小,个样本量（）；,）合理子组原则。（短间隔内取、过程不稳时多取）,、计算控制限（见,示例,）,n,2,3,4,5,6,7,8,均值控制限系数,A2,1.880,1.023,0.729,0.577,0.483,0.419,0.373,极差控制限系数,D3,0.076,0. 136,D4,3.267,2.574,2.282,2.114,2.004,1.924,1.864,极差中心线系数,d2,1.128,1.693,2.059,2.326,2.534,2.704,2.847,注：,7,时为负，但因不可能为负，故计算时将下控制限表示为：,。图中略过不画该控制线。,、绘制分析用控制图，并判定,）先绘图，并判稳,稳，绘图；不稳，除去可查明原因后重新计算、；, 在坐标图上画出三条控制线，中心线一般以细实线表示，控制上下线以虚线表示；, 将预备数据点绘在控制图中；, 根据,控制图的判断规则,判断工序状态是否稳定。,）再绘图，并判稳,步骤同上。,、,计算过程能力指数,由分析用控制图得知工序处于稳定状态后，还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定要求，又满足规格要求，则称工序进入正常状态。此时，可将分析用控制图的控制线作为控制用控制图的控制线；若不能满足规格要求，必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的控制图。,满足稳定要求,控制状态（过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态）；,满足规格要求,技术稳态（过程能力指数满足给定的,Cp,值要求）。,、作控制用控制图,过程调整到稳态后，延长分析控制图的控制线作为控制用控制图，进入日常管理。若出现新的异常，需查因对策，加以消除，以恢复统计过程控制状态。,控制图的判断准则,控制图,的判稳原则,1,、连续,25,点在控制线内；,2,、连续,35,点最多有一点出界；,3,、连续,100,点最多有两点出界。,满足上面任意一点都可以判定为稳态。,控制图的判异,原则,1、,点出界就判异；,2、,界内点排列不随机判异。其异常的排列和分布主要归纳如下：,中心线某一侧的质控点数明显比另一侧多，这时应考虑均值可能发生偏移；,有多个点接近上、下控制限，提示标准差变大；,中心线一侧连续出现多个控制点（链现象）、或连续上升（或下降）倾向，说明有系统因素干扰；,质控点按一定时间间隔呈周期性起伏变化，一般是由于工艺、环境等因素失控造成的结果。,点子波动集中在中心线附近，有可能是控制图设计中的错误导致控制界限范围过宽而导致的。,通常使用以下,八个判异准则,。（,将控制图等分为,6,个区，每个区宽,1,。,6,个区分别标号,A,、,B,、,C,、,C,、,B,、,A,，两个,A,区、,B,区及,C,区都关于中心线对称。）,八大判异准则,Test 1.,一个点超出,A,区,Test 2.,九点在中心线一侧排列,Test 3.,六点连续上升或下降,Test 4.,十四点交互上下,x,x,x,CL,UCL,LCL,A,A,-,B,C,1,C,-,B,-,x,x,CL,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,x,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,Test 8.,连续,8,点排在,C,区外,Test 5.,每三点有两点在同侧,B,区外,Test 6.,每五点有四点在同侧,C,区外,Test 7.,十五个点排在,C,区,x,x,x,x,x,x,x,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,UCL,LCL,A,A,B,C,C,B,CL,应用控制图的注意点,1、,所控制的过程必须具有,重复性,，即具有统计规律；,2、,选择能代表过程的,主要质量指标,作为控制对象；,3、,及时打,“,点,”,，及时发现工序异常；,4、,如果控制图点子出界或界内点子排列非随机，则应认为生产过程失控。但在判断过程失控前，应首先检查样品的取法是否随机、数据的读取是否正确、计算有无错误、描点有无差错，然后再来调查生产过程方面的原因；,5、,仅打,“,点,”,而不,做分析判断,，失去控制图的报警作用。对于判异后的处理，应执行,“,查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准,”,的,20,字原则，立即追查原因，并采取措施防止再发；,6、,控制图是根据稳定状态下的条件,(,人员、设备、原材料、工艺方法、测量和环境，即,M1E),来制定的。上述条件一旦发生变化，控制图也必须重新加以制定，,及时调整控制线,。另外，控制图在使用一段时间后，应重新抽取数据，进行计算，加以检验。,过程能力,概念：,过程能力（工序能力）：,指过程加工质量方面的能力，用以衡量过程加工内在一致性。,理解如下：,、处于稳定状态下的实际加工能力。,稳定状态指：质量因素（人员、设备、原料、工艺、,测量和环境）处于标准作业条件，无异常波动。,、以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示。,当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有,.,落在,3,的范围内（,-,总体均值；,-,总体标准差），产品合格率接近于1。,因此，以,3,即6,的波动范围来衡量过程能力（ 6,）。,生产能力,（加工数量方面的能力）,过程能力指数,概念：,过程能力指数：,指过程加工质量满足产品技术要求的程度，记为“,”或“,”。,通常以质量标准（）与过程能力（）的比值来表示，即：,公差范围，反映对产品的技术要求；,反映过程加工的一致性。,无偏移,短期过程能力指数,无偏移上单侧短期过程能力指数,无偏移下单侧短期过程能力指数,有偏移,短期过程能力指数,分布中心,（）与公差中心重合,计算：,、单侧公差,、只有上限要求：,(,T,U,),当,T,U,时，,、只有下限要求：,(,T,U,),当,T,时，,、双侧公差,、无偏：,、有偏：（见,示例,）,过程能力分析,过程能力判定：,级别,工程能力指数,C,P,或,C,PK,对应关系,T,与,不合格品率,p,工序能力分析,特级,A,+,C,P,1.67,T10,p0.00006%,过于充分,一级,A,1.67,C,P,1.33,10,8,0.00006%,p0.006%,充分,二级,B,1.33,C,P,1.,8,6,0.006%,p0.27%,尚可,三级,C,1.,C,P,0.67,6,4,0.27%,p4.45%,不足,四级,D,C,P,0.67,4,p4.45%,严重不足,提高过程能力的途径：,、降,调整工序加工的分布中心与技术标准中心的偏移量。,、降,提高工序能力减少分散程度：,）改进工艺方法、优化工艺参数、修订操作规程、增中间工序、推广应用新技术；,）改造更新设备、加强点检维护，确保精度；,）提高工具工艺装备精度、加强维护保养；,）加强人员培训，提高操作者的质量意识和技能水平；,）加强现场管控，设置关键工序管理点，开展小组活动，使工序处于控制状态。,、升,在不影响产品质量和符合顾客要求的前提下，修订标准范围。,示例,THANKS,