SPC 统计过程控制

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,DNV - June 1999,*,*,Quality & Satisfy,142,首页,SPC,统 计 过 程 控 制,Statistical Process Control,统计过程控制课程,学员自我介绍包括:,姓名,公司及产品,在公司负责之工作,对本课程之期望,DNV - June 1999,2,课堂要求,欢迎阁下参加本次课程，本课程将为您打下一个良好的基础，,提高您的能力和水平.,请注意以下的几点：,1、手提电话传呼机 上课期间请将您的手提电话,和 传呼机开为振动或关闭.,2、吸烟 在课堂内请不要吸烟.,3、其它 课期间请不要大声喧哗,举手提问,不要随意走动.,DNV - June 1999,3,D-FMEA,问题,制程温度设定由180+-5,C,改为190+-7,C,以得到产品较好表面，请问此项是否为,D-FMEA,所考量范围？,改进现行设计控制，能否降低发生度？,如何才能降低严重度？,D-FMEA,是否需定期评审，更新及验证效果？,D-FMEA,分析中设计上之弱点是否可于制程控制中解决？,DNV - June 1999,4,P-FMEA,问题,设计的可制造性，是否为,P-FMEA,所考量范围？,制程中接着剂涂布的有效期控制，是否为,P-FMEA,所考量范围？,针对不良原因做改进，是否能降低发生度及探测度？,P-FMEA,是否需定期评审，更新及验证效果？,P-FMEA,是否需假定设计及物料是没问题的？,DNV - June 1999,5,FMEA,问题讨论,是否所有制程潜在问题点都必须列入,PFMEA,讨论,（1）是,（2）否,为什么,FMEA,需要的是活的（,Live）,文件？,以下那个对于不良之改进较为殊胜？,（1）预防不良原因之发生,（2）增加检验频率,（3）增加设计验证项目或修改设计,DNV - June 1999,6,FMEA,之角色,FMEA,决定,APQP，,而,FMEA,由日常体系落实来决定,顾客需求,FMEA,控制计划,SOP,载入,原因鉴别,跨功能组,问题鉴别,DNV - June 1999,7,基本统计概念,过程控制系统与过程变差,控制图,过程控制/过程能力与过程改进循环,过程能力计算,内 容 提 要,DNV - June 1999,8,好的產品是設計和制造出來的,而不是檢驗出,来,的,事后的檢驗只是分辨优劣,而對產品本身的品質沒有改善;不能從跟根本上保證品質,只能增加成本。把過去單純以產品檢驗的“事后檢查”的消極“把關”,改為以“預防為主”的防檢結合,采用“事前控制”的積極 “預防”,這樣才能消除缺陷,真正保証產品品質,檢查、分類、評估都只是事后彌補,是一种即昂貴又不可靠的質管方式,-只有 “,对过程进行控制,第一次就把事情做好”才是最經濟的。,DNV - June 1999,9,课程说明,1、收集数据并用统计方法来解释他们并不是最终目标，最终应是对过程不断加深理解并改进过程；,2、研究变差和应用统计知识来改进性能或水平的概念适用于任何领域，可以是车间中或办公室里；,3、,SPC,代表统计过程控制，,SPC,常用于零件而不是过程，用,SPC,控制输出（零件）仅仅是第一步，只有当产生输出的过程成为我们努力的重点，只有当产生输出的过程成为我们努力的重点，这些方法才能对改进质量，提高生产率，降低成本起作用；,4、理解这些知识需要进一步与过程控制相联系；,5、对于我们课程中所讲授的法则，虽然这些法则还在许多方面得到广泛应用，但也不能盲目套用这些法则；,6、测量系统的变差对,SPC,的数据分析很重要；,DNV - June 1999,10,常態分佈 管制圖,Ca/Cp/,Cpk,6,1850 1924 1960 1980,高斯,W.A,Shewhart,Japan,Motorla,1992TI,1994,聯合信號,1995,GE,1998Sony,制程品質衡量方式的發展進程,DNV - June 1999,11,基本统计概念,DNV - June 1999,12,基本统计概念,统计学（,S,tatistics,),收集、整理、展示、分析、解析统计资料,由样本（,sample）,推论母体/群体（,population),能在不确定情况下作决策,是一门科学方法、决策工具,抽样,X,推论,DNV - June 1999,13,基本统计概念,统计量,R,极差（,range）,算术平均数（,arithmetic mean),Md,中位数（,median）,Mo,众数（,mode）,2,方差/变异（,variance）,标准差（,standard deviation,）,样组(样本) 标准差,X,(,),DNV - June 1999,14,基本统计概念,R,极差（,range）,R=,X,max,-,X,min,算术平均数（,arithmetic mean),X,(,),X=-,n,n,i=1,x,i,DNV - June 1999,15,基本统计概念,Md,中位数（,median）,顺序数列中的中心项的数值,Mo,众数（,mode）,资料中出现最多的数值,DNV - June 1999,16,基本统计概念,2,方差/变异（,variance）,n,2,= ,= (x,1,-,x,bar,),2,+ (x,2,-,x,bar,),2,+ (,x,n,-,x,bar,),2,n,n,i=1,(,X,i,-X),1,n,DNV - June 1999,17,基本统计概念,标准差（,standard deviation,）,n,= ,= (x,1,-,x,bar,),2,+ (x,2,-,x,bar,),2,+ (,x,n,-,x,bar,),2,n,n,i=1,(,X,i,-X),1,n,DNV - June 1999,18,基本统计概念,样组(样本) 标准差,s,=,n-1,n,i=1,(,X,i,-X),DNV - June 1999,19,SPC,基本步骤,群体,样本,结论,数据,抽样,分析,测,试,行,动,DNV - June 1999,20,直方图制作步骤,一.制作次数分配表:,1.从数据中找出最大值与最小值,2.,计算全距,R=,最大值,L-,最小值,3.,决定组数,K=1+3 . 32LogN (N,代表收集的数据总数）,4、計算組距:(通常取2.5.10的倍數),組距 = 全距 組數,5、計算組界:,第一組下組界 = 最小值測定值最小位數,第一組上組界 = 第一組下組界 + 組距,第二組下組界 = 第一組上組界,第二組上組界 = 第二組下組界 + 組距,依此類推，計算到最大一組之組界,6、作次數分配表,DNV - June 1999,21,直方图制作步骤,二.,繪制直方圖,1、依次數分配表，延橫軸以各組界為分界，組距為底邊，以各組次數為高度，每組距上划一矩形,即完成直方圖,。,2、在圖上記入數据總數等參數，并划出規格的上、下限,。,DNV - June 1999,22,数据收集,33,33,30,31,31,31,28,29,29,34,27,33,27,30,29,33,31,28,27,34,33,26,32,35,32,26,32,28,34,28,28,29,30,28,29,34,32,30,31,28,30,27,32,29,30,26,30,28,31,30,31,32,29,25,27,29,30,27,30,33,29,29,29,26,31,32,DNV - June 1999,23,数据整理次数分配,数值,次数划记,次数,25,1,26,4,27,6,28,8,29,10,30,10,31,8,32,6,33,6,34,4,35,1,DNV - June 1999,24,直 方 图(,Histogram）,DNV - June 1999,25,分 布 曲 线,DNV - June 1999,26,正态（常态）分布的性质,机会率,0.67,27,50.00%,1,68.26%,1.96,95.00%,2,95.45%,2.58,99.00%,3,99.73%,DNV - June 1999,27,正态（常态）分布的性质,DNV - June 1999,28,过程控制系统,过 程 变 差,与,DNV - June 1999,29,重点问题,什么是过程控制系统？,什么是普通原因？什么是特殊原因？变差是如何影响过程输出的？,统计技术是如何区分一个问题实质是局部的还是涉及到整个系统的？,什么是统计受控过程？什么是有能力的过程？,DNV - June 1999,30,過程控制的需要,檢測-容忍浪費,預防-避免浪費,过程控制系统,目的:,使我们提供的产品或服务满足客户需求,SPC,是很好的預防工具,DNV - June 1999,31,人,設備,物料,方法,環境,過程的呼聲,統計方法,我們工作的方式/資源的融合,產品或服務,顧客,識別,不斷變化,的需求和期望,輸入,過程/系統,輸出,顧客的呼聲,過程控制系統,DNV - June 1999,32,過程控制系統,定义:,通過識別顧客的需求和期望,使用諸如控制圖等統計技術來分析過程或其輸出以便,采取适當的措施來達到并保持統計控制狀態從而提高過程能力的一個系統,也可稱為一個反饋系統。,DNV - June 1999,33,過程控制系統,四个重要的原理,過程,-是共同工作以產生輸出的供方、生產者、人、設備、輸入材料方法和環境以及使用輸出的顧客之集合。,过程的性能取决于供方和顾客之间的沟通，过程设计及实施的方式，以及运作和管理的方式等。过程控制系统的其他部分只有它们在帮助整个系统保持良好的水平或提高整个过程的性能时才有用。,有關性能的信息,-與性能有關的最有用的信息是通過研究過程的本質以及內在的變化性來得到.,過程,特性,(如溫度、循環時間、進給速率、缺勤、周轉時間、延遲以及中止的次數等)是我們關心的重點。,若有必要可采取适当的措施来校正过程或刚产生的输出。若需要采取措施，就必须及时和准确，否则收集信息的努力就白费。,DNV - June 1999,34,過程控制系統,四个重要的原理,對過程采取措施,-,對重要的特性(過程)采取措施從而避免它們偏离目標值太遠,是很经济的,這樣能保証過程的穩定性并保持過程輸出的變异在可接受的界限內.采取的措施包括改變操作(例如:操作員培訓、變換輸入材料等),或者改变过程本身更基本的因素（例如：设备需要修复，或整个过程的设计）。应监测采取措施后的效果，如有必要还应进一步分析并采取措施。,對輸出采取措施,-,如果仅限于对输出检测并纠正不符合规范的产品，而没有分析过程中的根本原因，常常是最不经济的,，,如果目前的輸出不能滿足顧客的要求,可能有必要將所有的產品進行分類報廢不合格品或者返工，,这种状态必然持续到对过程采取必要校正措施并验证，或持续到产品规范更改为止。,DNV - June 1999,35,练习,两套三颗色子,以下列条件,每组各掷120次,然后把点数出现频次记录在直方图上。,A,组： 如常,BC,组： 色子出现2点, 则当5点计算,DE,组：色子出现5点, 则当1点计算,每组: 若总数是单数则加1。,DNV - June 1999,36,过,程 变 差,材料,测量系统,输入,（材料）,输出,（产品）,反馈,（测量/检验）,过程,（生产/装配）,人,机器,方法,DNV - June 1999,37,过,程 变 差,输入材料,不同批次之间的差异,批次内的差异,随时间产生的差异,随环境而产生的差异,DNV - June 1999,38,过,程 变 差,生产/装配,设备及工装夹具的差异,随时间而产生的磨损、漂移等,操作工之间的差异（如手工操作的过程）,设置的差异,环境的差异,DNV - June 1999,39,过,程 变 差,输出产品,输出的产品随时间而产生的变化,输出的产品随环境而产生的变化,DNV - June 1999,40,过,程 变 差,反馈测量,由于测量用于过程中的所有组成部分，测量的变差会对过程的各个阶段产生影响,偏倚,稳定性,重复性,再现性,分辨率,DNV - June 1999,41,测量系统变差,量具精确度（偏差）,量具精确度指测量观察平均值与真实值（基准值）的差异。,真实值由更精确的测量设备所确定。,观察平均值,精确度（偏差）,真实值（基准值）,DNV - June 1999,42,测量系统变差,量具重复性,量具重复性是由一个操作者，采用一种测量仪器，多次,测量同一零件的同一特性时获得的测量值变差。,重复性,DNV - June 1999,43,测量系统变差,量具再现性,量具再现性是由不同的操作者，采用一种测量仪器测,量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。,再现性,操作者,B,操作者,B,操作者,A,操作者,C,DNV - June 1999,44,测量系统变差,量具稳定性,量具稳定性是同一测量系统在不同时间测量同一零件,时至少两组测量值的总变差。,时间2,稳定性,时间1,DNV - June 1999,45,测量系统变差,量具线性,量具线性是在量具预期的工作范围内，偏差值的差值。,真实值（基本值）,精确度较好,（偏差较小）,精确度较差,（偏差较大）,观察平均值,真实值（基本值）,观察平均值,DNV - June 1999,46,过 程 变 差,对于所有的过程输出，都有两个主要的统计：,对中性,指由过程的平均值至最近的规格限的距离,变差（波动）,指过程的分布宽度,变差（波动,对中性,USL,LSL,DNV - June 1999,47,过 程 变 差,过程的变差分两个类型,特殊原因造成的变差,普通原因造成的变差,DNV - June 1999,48,變差的普通原因,普通原因指的是造成隨著時間的推移具有穩定的且可重复的分布過程中的許多變差的原因,我們稱之為:“處于統計控制狀態” 、“受統計控制”,或有時簡稱“受控”。只,要,變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才是可以預測的。,DNV - June 1999,49,變差的特殊原因,特殊原因(通常也叫可查明原因)指的是造成不是始終作用於過程的變差的原因，即當它們出現時將造成(整個)過程的分布改變。除非所有的特殊原因都被查找出來並且采取了措施，否則它們將繼續用不可預測的方式來影響過程的輸出，如果系統內存在變差的特殊原因，隨著時間的推移，過程的輸出將不穩定。,特殊原因造成的過程分布的改變有些有害，有些有利。有害時應識別出來並消除它，有利時可識別出來並使其成為過程恆定的一部分。,DNV - June 1999,50,过 程 变 差,普通原因变差,影响过程中每个单元,在控制图上表现为随机性,但遵循一个分布,是由所有不可分派的小变差源组成,通常需要采取系统措施来减少,DNV - June 1999,51,过 程 变 差,特殊原因变差,间断的、偶然的，通常是不可预测的和不稳定的变差,在控制图上表现为超出控制限的点或链或趋势,非随机的图案,是由可分派的变差源造成，该变差源可以被纠正,DNV - June 1999,52,过 程 变 差,工业经验建议为：,只有过程变差的15%是特殊的可以通过与操作直接有关的人员纠正,大部分（其余的85%）是管理人员通过对系统采取措施可纠正的,DNV - June 1999,53,过 程 变 差,每件产品的尺寸与别的不同,范围,范围,范围,范围,DNV - June 1999,54,过 程 变 差,但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布,范围,范围,DNV - June 1999,55,过 程 变 差,分布可以通过以下因素来加以区分,范围,范围,范围,或这些因素的组合,位置,分布宽度,形状,DNV - June 1999,56,过 程 变 差,如果只存在变差的普通原因，随着时间的推移，过程的输出形成一个稳定的分布并可预测,范围,时间,目标直线,预测,DNV - June 1999,57,过 程 变 差,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,范围,时间,目标直线,？,预测,DNV - June 1999,58,过 程 变 差,范围,时间,受控,（消除了特殊原因）,过程控制,不受控,（存在特殊原因）,DNV - June 1999,59,范圍,范圍,范圍,分布可以通過以下因素來加以區分,位置,分布寬度,形狀,如果僅存在變差的普通原因,隨著時間的推移,過程的輸出形成一個穩定的分布并可預測,目標值線,時間,預測,范圍,目標值線,時間,預測,范圍,如果存在變差的特殊原因,隨著時間的推移,過程的輸出不穩定,變差的普通及特殊原因,DNV - June 1999,60,局部措施和對系統采取措施,局部措施,通常用來消除變差的特殊原因,通常由與過程直接相關的人員實施,大約可糾正15%的過程問題,對系統采取措施,通常用來消除變差的變通原因,幾乎總是要求管理措施，以便糾正,大約可糾正85%的過程問題上,DNV - June 1999,61,问题讨论,1.什么是过程控制系统?变差是如何影响过程输出的?,2.统计技术是如何区分问题的实质是局部的还是,涉及整个系统的?,3.什么是统计受控过程?什么是有能力的过程?,4.,SPC,的应用步骤如何?(假定为未导入,SPC,的企业),DNV - June 1999,62,SPC,应用步骤（企业新导入步骤）,1、确定制造流程；（品质管制/,QC,工程图）,2、确定管制项目/特性；（各部门讨论决定）,3、实施标准化；（减少不必要的变差）,4、制程能力调查；,5、管制图运用；,6、问题分析解决；,7、制程的继续管制；,DNV - June 1999,63,控,制 图,DNV - June 1999,64,控制圖,控制图基本概念与益处,控制图使用策划,控制图的种类,如何選用控制圖,實例,练习,哦！原來是,这样,!,DNV - June 1999,65,基 本 概 念,1920年由,W,.A.,Shewhart,提出,一般称为,Shewhart,控制图或3,控制图,广泛在工业界应用,为判断制程变差的变通原因或特殊原因的主要统计分析工具,DNV - June 1999,66,基 本 概 念,控制图中包括三条线,控制上限（,Upper Control Limit;UCL),中心线(,Center Line;CL),控制下限（,Lower Control Limit;LCL),UCL,LCL,CL,DNV - June 1999,67,控,制 图,控制图的应用,独立,处理,是,正,常,否,调整,控制图,过程的声音（测量）,交付,客,户,DNV - June 1999,68,控制圖過程控制的工具,使用控制圖改進過程是一個重復的程序了，多次重復收集、控制及分析幾個基本的步驟。,收集,-被研究的特性(過程或產品)的數據收集後將之轉換成可以畫到控制圖上的形式。這些數據可能是一個機加工零件的尺寸的實測值、一匹維尼龍布上的缺陷數、軌道車的通過時間、記帳的錯誤數目等。,控制,-利用數據計算控制限，將它們畫在圖上作為分析的指南。然後，將數據與控制限相比來確定變差是否穩定而且是否僅是由普通原因引起的，如果明顯存在變差的特殊原因，應對過程進行研究從而進一步確定影響它的是什麼。在采取措施(一般是局部措施)後，再進一步收集數據，如有必要可重新計算控制限，若還出現任何另外的特殊原因，則繼續采取措施。,DNV - June 1999,69,控制圖過程控制的工具,分析及改進,-當所有的特殊原因被消除之後，過程在統計控制狀態下運行，可繼續使用控制圖作為監控工具，也可計算過程能力。如果由於普通原因造成的誤差過大，則過程不能生產出始終如一的符合顧客要求的產品。,對於,“,受控,”,的過程，改進工作的重點放在減少過程中的普通原因變差上，減小這種變差就要,“,縮小,”,控制圖上的控制限即經重新計算的控制限要相互靠近。許多不熟悉控制圖的人覺得這樣做對過程的改進是一種,“,懲罰,”,。他們沒有意識到如果一個過程處於穩態且控制限計算正確，過程產生超出控制限的機會是相同的，與控制限間的距離無關。,DNV - June 1999,70,控制圖的益處,合理使用控制圖能：,a.,供正在進行過程控制的操作者使用。,b.,有助於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。,c.,為討論過程的性能提供共同的語言。,d.,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。,DNV - June 1999,71,控制图的使用准备与策划,要点, 建立适于采取措施的环境, 定义过程, 确定待管理的特性,考虑：,客户的要求,当前及潜在的问题区,特性间的相互关系, 确定测量系统,使不必要的变差最小化,DNV - June 1999,72,控制图的种类,数据：是能够客观地反映事实的资料和数字,数据的质量特性值分为：,计量值,可以用量具，仪表等进行测量而得出的连续性数值，可以出现小数,计数值,不能用量具，仪表来度量的非连续性的正整数值。,DNV - June 1999,73,控制图的种类,计量型数据的控制图,X,bar-R,图,X,bar-S,图,X,-M,图,计数型数据的控制图,p,图,np,图,c,图,u,图,DNV - June 1999,74,广泛应用计量型数据控制图原因,1、大多过程和其输出具有可测量的特性，所以其潜在应用很广；,2、量化的值比简单的是否陈述包含的信息更多；,3、虽然获得一个测得的数据比获得一个通过或不通过的数据成本高，但是为了获得更多的有关过程的信息而需要检查的件数却较少，因此，在某些情况下测量的费用更低；,4、由于在作出可靠的决定之前，只需检查少量产品，因此可以缩短零件生产和采取措施之间的时间间隔；,5、用计量型数据，可以分析一个过程的性能，可以量化所作的改进，即使每个单值都在规范界限之内。这一点对寻求持续改进来说是很重要的。,计量型控制图可以通过分布宽度（零件间的变异性,R,图）和其位置（过程的平均值,X,图）来解释数据。,DNV - June 1999,75,X,bar-R,图,平均数,-极差控制图, 数据可以合理分组时分析或控制,制程平均使用,X,bar,图,制程变差使用,R,图, 工业界最常使用的计量,值控制图,DNV - June 1999,76,X,bar-R,图,Xdbar,=(X1bar+X2bar+,Xkbar,)/k,Rbar,=(R1+R2+,Rk,)/K,UCL,R,=D,4,Rbar,LCL,R,=D,3,Rbar,UCL,Xbar,=,Xdbar,+A,2,Rbar,LCL,Xbar,=,Xdbar,-A,2,Rbar,n,2,3,4,5,A,2,1.88 1.02 0.73 0.58,D,4,3.27 2.57 2.28 2.11,D,3,* * * *,DNV - June 1999,77,建立,X,bar-R,控制图的步骤,1. 收集数据, 选择子组大小、频率和子组数量, 建立控制图及记录原始数据, 计算每个子组的,X,平均值和极差,R, 选择控制图的刻度, 将平均值和极差画到控制图上,DNV - June 1999,78,建立,X,bar-R,控制图的步骤,2. 计算控制限, 计算极差的平均值和过程平均值, 计算控制限, 在控制图上画出中心线及控制线,DNV - June 1999,79,建立,X,bar-R,控制图的步骤,3. 过程控制解释, 分析极差图（,R,图）上的数据点, 识别并标注特殊原因（,R,图）, 重新计算控制极限（,R,图）, 分析平均值图（,X,bar,图）上的数据点, 识别和标注特殊原因（,X,bar,图）, 重新计算控制限（,X,bar,图）, 为继续控制延长控制限, 控制的最终概念（用控制图于持续的过程控制）,DNV - June 1999,80,控制图过程的声音,控制图可以区分出普通原因变差和特殊原因变差, 特殊原因变差要求立即采取措施,减少普通原因变差需要改变产品或过程的设计,DNV - June 1999,81,控制图过程的声音,错误的措施, 试图通过持续调整过程参数来固定住普通因变差，称为过度调整，结果会导致更大的过程变差造成客户满意度下降, 试图通过改变设计来减小特殊原因变差可能解决不了问题，会造成时间和金钱的浪费,DNV - June 1999,82,控制图过程的声音,控制图可以给我们提供出出现了哪种类型的变的,线索，供我们采取相应的措施,DNV - June 1999,83,控制图上的信号解释,有很多信号规则适用于所有的控制图（,Xbar,图和,R,图），主要最常见的规则有以下3种：,规则1：,超出控制限的点,UCL,LCL,DNV - June 1999,84,控制图上的信号解释,规则2：,链,:连续7点在中心线一侧,UCL,LCL,DNV - June 1999,85,控制图上的信号解释,规则2：,链:,连续7点上升或下降,UCL,LCL,DNV - June 1999,86,控制图上的信号解释,规则3：,明显的非随机图形:,多于2/3的点落在图中1/3以外,0.00135/0.02135/0.136/0.3413,UCL,LCL,DNV - June 1999,87,控制图上的信号解释,规则3：,明显的非随机图形:,呈现有规律的变化,UCL,LCL,DNV - June 1999,88,(例) 某公司為管制其產品的包裝重量,每小時自制程里隨機抽取5個樣本來測定重量,共得到25組數據,試根據 這些數據繪制,X -R,管理圖.,管制圖案例分析,DNV - June 1999,89,DNV - June 1999,90,X,bar-S,图,平均数,-标准差控制图, 与,X,bar-R,图相同,S,图检出能力较,R,图大，但计算太麻烦, 一般样本大小,n,小于9时使用,R,图，,n,大于9,使用,S,图, 配合电脑使用,DNV - June 1999,91,X,bar-S,图,Xdbar,=(X1bar+X2bar+,Xkbar,)/k,S=（,X,i,-,Xbar,)/(n-1),1/2,UCL,S,=B,4,Sbar,LCL,S,=B,3,Sbar,UCL,Xbar,=,Xdbar,+A,3,Sbar,LCL,Xbar,=,Xdbar,-A,3,Sbar,n,2,3,4,5,A,3,0.98 0.93 0.89 0.85,B,4,1,.72 1.68 1.65 1.62,B,3,* * * *,DNV - June 1999,92,X,-MR,图,单值移动极差控制图,数据不能合理分组时使用,在下列情况可使用, 一次只能收集到一个数据，生产效率及损耗率, 制称品质极为均匀，不需多取样本，如液体浓度, 取得测定值既费时成本又高，如复杂的化学分析及,破坏性试验,DNV - June 1999,93,X,-MR,图,UCL,MR,= D,4,Rbar,LCL,MR,= D,3,Rbar,UCL,X,=,Xbar,+E,2,Rbar,LCL,X,=,Xbar,-E,2,Rbar,n,2,3,4,5,E,2,2,.66 1.77 1.46 1.29,D,4,3,.27 2.57 2.28 2.11,D,3,* * * *,DNV - June 1999,94,应用计数型数据控制,图原因,1、计数型数据的情况存在于任何技术或行政管理过程中，所以可以在很多场合下应用计数型数据分析技术，最大的困难是对什么是不合格下一个精确的可操作的定义；,2、在很多情况下已有计数型数据-检验、要求修理的书面记录、拒收材料的筛选等。在这些情况下，不涉及到额外的收集数据的费用，只是将数据转化成控制图的工作；,3、在收集新数据的地方，获得计数型数据通常是很快且不需很多费用，并且由于使用简单的量具（例如通过量规），所以通常不需要专业化的收集技术；,DNV - June 1999,95,应用计数型数据控制,图原因,4、许多用于管理总结报告的数据是计数型的并且可以从控制图分析中获得益处。例如：部门一次成功性能，废品率、质量审核和材料拒收，由于能够区分特殊原因和普通原因变差，控制图分析在解释这些管理报告时很有价值；,5、当在一个组织机构内引进控制图时，优先解决某些问题及在最需要的地方应用控制图是很重要的，问题的信号会来自成本控制系统，使用者的抱怨、内部的难关（瓶颈）等的地方，对于关键的总体质量量度应用计数型控制图通常能对需要更详细检查特定过程的地方指出一条路子-包括应用计量型数据控制图的可能。,DNV - June 1999,96,计数型数据控制,图,p,图,np,图,c,图,u,图,DNV - June 1999,97,P,图,不合格品率（不良率）控制图,分析或控制制程不合格品率（不良率）,样本大小,n,可以不同,DNV - June 1999,98,建立,P,控制图的步骤,A、,收集数据,A.1.,选择子组的容量,频率及数量,A.2.,计算每个子组内的不合格率(,P),A.3.,选择控制图的坐标刻度(不合格品率作为纵坐标,子组识别如小时、天等）作为横坐标。纵坐标的刻度应从0到初步研究数据读数中最大的不合格率值的1.5到2倍的值。,A.4.,将不合格品率描绘在控制图上,DNV - June 1999,99,建立,P,控制图的步骤,B.,计算控制限,B.1.,计算过程平均不合格率,B.2.,计算上、下控制限（,UCL，LCL）,B.3.,画线并标注,过程均值(,Pbar,)-,水平实线,控制限(,UCL,LCL)-,水平虚线,DNV - June 1999,100,P,图,Pbar,=(n,1,P,1,+ n,2,P,2,+ +,n,k,P,k,)/(n,1,+n,2,+,n,k,),UCLp,=,Pbar,+3,Pbar,(1-,Pbar,),1/2,/n,1/2,LCLp,=,Pbar,-3,Pbar,(1-,Pbar,),1/2,/n,1/2,DNV - June 1999,101,建立,P,控制图的步骤,C.,过程控制用控制图解释,C.1.,分析数据点,找出不稳定的证据,a.,超出控制限的点,b.,链,c.,明显的非随机图形,C.2.,寻找并纠正特殊原因,C.3.,重新计算控制限,D.,过程能力解释,D.1.,计算过程能力,D.2.,评价过程能力,D.3.,改进过程能力,D.4.,绘制并分析修改后的过程控制图,DNV - June 1999,102,(例) 某打火機制造工廠,為要徹底管制品質,特別針對電鍍不良加以抽檢,每批抽檢,100個樣品,其不良情形如表,請繪制管圖.,管制圖案例分析,DNV - June 1999,103,DNV - June 1999,104,nP,图,不合格品数,（,不良数）控制图,分析或控制制程不合格品数（不良数）,样本大小,n,要相同,DNV - June 1999,105,nP,图,nPbar,=(nP,1,+ nP,2,+ +,nP,k,)/k,UCLnp,=,nPbar,+3,nPbar,(1-,Pbar,),1/2,LCLnp,=,nPbar,-3,nPbar,(1-,Pbar,),1/2,DNV - June 1999,106,C,图,缺点数控制图,分析或控制制程缺点数,样本大小,n,要相同,DNV - June 1999,107,C,图,Cbar,=(C,1,+ C,2,+ +C,k,)/k,UCLc,=,Cbar,+3(,Cbar,),1/2,LCLc,=,Cbar,-3(,Cbar,),1/2,在样本大小一致的子组内的,不合格数,DNV - June 1999,108,U,图,单位缺点数控制图,分析或控制制程单位缺点数,样本大小,n,可以不同,DNV - June 1999,109,U,图,U = C/N,Ubar,= (C,1,+C,2,+C,k,)/(N,1,+ N,2,+,N,k,),UCLu,=,Ubar,+3(,Ubar,/,Nbar,),1/2,UCLu,=,Ubar,-3(,Ubar,/,Nbar,),1/2,DNV - June 1999,110,问题讨论,1.什么是控制图?如何使用?(使用步骤),2.使用控制图有什么好处?,3.控制图有哪两个基本用途?,4.什么是一类错误与二类错误?,5.计量型控制图广泛应用的原因有那些?,6.计数型控制图广泛应用的原因有那些?,DNV - June 1999,111,控制图应用的选择程序,确定要制定控制图的,特性,关心,的是不合格品率,-即坏零件的百分,比吗？,是计量型数据,的吗？,关心,的是不合格数,-即单位零件不合格数,吗？,样本容量,是否恒定？,子组均值是否,能方便的计算？,子组容量是否大,于或等于9？,是否,能方便的计算,每个子组的,S,值？,样本容量,是否恒定？,性质上是否均,匀或不能按子组取,样，例如：化学槽液；,批量油漆,使用单值图,X-MR,使用,np,或,p,图,使用,p,图,使用,c,或,u,图,使用中位数图,使用,Xbar,-R,图,使用,Xbar,-R,图,使用,Xbar,-S,图,使用,u,图,是,是,否,否,否,否,否,否,否,是,是,是,是,是,是,是,注：本图假设测量系统已经过,评价并且是适用的,DNV - June 1999,112,过 程 控 制,过 程 能 力,过程改进循环,DNV - June 1999,113,過程控制和過程能力,过程控制系统的目标是对影响过程的措施作出经济合理的决定。也就是说，平衡不需控制时采取了措施（过度控制或擅自改变）和需要控制时未采取措施（控制不足）的后果。必须在前面提到的变差的两种原因特殊原因和普通原因的关系下处理好这些风险。,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。这样，过程控制系统的一个作用是当出现变差的特殊原因时提供统计信号，并且当不存在特殊原因时避免提供错误信息。从而对这些特殊原因采取适当的措施（或是消除它们，或是有用，永久地保留它们）。,DNV - June 1999,114,過程控制和過程能力,讨论过程能力时，需要考虑两个在一定程度上的相对概念：,過程能力由造成變差的普通原因來確定，通常代表過程本身的最佳性能(例如分布寬度最小)，在處於統計控制狀態下的運行過程，數據收集到後就能證明過程能力，而不考慮規范對過程的分布位置或分布寬度如何規定。,內外部的顧客更關心過程的輸出以及他們的要求(定義為規范)的關係如何，而不考慮過程的變差如何。,首先應通過檢查並消除變差的特殊原因使過程處於受統計控制狀態，那麼其性能是可預測的，就可評定其滿足顧客期望的能力。這是持續改進的基礎。,DNV - June 1999,115,過程控制和過程能力,能力指數據可分為兩類：長期的和短期的,短期能力的研究是以從一個操作循環中獲取的測量為基礎的。這些數據用控制圖分析後作為判定該過程是否在統計控制狀態下運行的依據。如果沒有發現特殊原因，可以計算短期能力指數。如果過程不是處於愛控狀態，就要求采取解決變差的特殊原因的措施。這種研究通常用於驗證由顧客提出的過程中生產出來的首批產品。,如果一個過程是穩定的並且能符合短期的要求，應進行長期能力的研究。應在足夠長的時間內收集數據，同時這些數據應能包括所有能預計到的變差的原因，很多變差原因可能在短期研究時還沒有觀察到。當得到足夠的數據後，將這些數據畫在控制圖上，如果沒有發現變差的特殊原因，便可以計算長期的能力和性能指數。這種研究的一個用途是用來描述一個過程在很長一個時期內包括很多可能變差原因出現後能否滿足顧客的要求的能力。,DNV - June 1999,116,过程控制和过程能力,时间,受控且有能力符合规范,（普通原因造成变差小）,过程能力,受控但没有能力符合规范,（普通原因造成变差太大）,规范下限,规范上限,DNV - June 1999,117,过程控制和过程能力,每个过程可以分类如下：,受控或不受控,是否有满足客户要求,满足要求,受控,不受控,符合（合格） 1类 3类,不符合（不合格） 2类 4类,DNV - June 1999,118,过程控制和过程能力,1类（符合要求，受控）,是理想状况，为持续改进可能需要进一步减小变差,2类（不符合要求，受控）,存在过大的普通原因变差,短期内，进行100%检测以保护客户不受影响,必须进行持续改进找出并消除普通原因的影响,DNV - June 1999,119,过程控制和过程能力,3类（符合要求，不受控）,有相对较小特殊原因变差,如果存在的特殊原因已经明确但消除其影响可能不太经济，客户有可能接受这种过程状况,4类（不符合要求，不受控）,存在过大的普通原因及特殊原因的变差,需要进行100%检测以保护客户利益,必须采取紧急措施使过程稳定，并减小变差,DNV - June 1999,120,过程控制和过程能力,顾客允许制造商运行一个三类过程：,1、顾客对规范要求之内的变差不敏感；,2、对特殊原因采取措施所发生的成本比任何所有顾客得到利益大，因成本原因可允许存在的特殊原因包括刀具磨损、刀具重磨，周期的（季节的）变化等。,3、特殊原因已被识别，其记录表明具有一致性和可预见性；,在这些情况下，顾客可能会有以下要求：,1、该过程是成熟的，例如，该过程已经过几个循环的持续改进；,2、允许存在的特殊原因在已知一段时间内表现出产生稳定的后果；,3、过程控制计划有效运行，可确保所有的过程输出符合规范并能防止出现别的特殊原因或与允许的特殊原因不稳定的其他原因。,DNV - June 1999,121,过程控制和过程能力,判断一个过程是否满足规格要求,能力指数,C,pk,性能指数,P,pk,判断一个过程是受控还是不受控用：,控制图,DNV - June 1999,122,過程控制,受控,(消除了特殊原因),時間,不受控,(存在特殊原因),范圍,規格上限,受控且有能力符合規范,(普通原因造成的變差已減少),過程能力,規格下限,受控但沒有能力符合規范,(普通原因造成的變差太大),時間,范圍,過程控制,DNV - June 1999,123,過程改進循環,分析過程,1.本過程應做什麼 ？,2.會出現什麼問題 ?,a.,本過程會有哪些變化？,b.,我們已經知道本過程的什麼變差？,c.,哪些參數受變差的影響大？,3.本過程正在做些什麼？,a.,本過程是否在生產廢品或需要返工的產品？,b.,本過程的生產的產品是否處於統計控制狀態下？,c.,本過程是否有能力？,d.,本過程是否可靠？,DNV - June 1999,124,過程改進循環,維護(控制)過程,一旦對過程有了較好的理解,就必須使過程維持在一定的功能水平上.過程是動態的并且會變化.必須監控過程的性能,因此要采取有效的措施來防止過程發生不希望的變化.同時必須了解所希望的變化并使之保持穩定.制作及使用控制圖或其他的工具,可以對過程進行有效的監控.當所使用的工具表明過程已改變,就應立即采取有效的措施隔离變差原因并對它們采取措施.,DNV - June 1999,125,過程改進循環,改進過程,通過減小變差來改進過程主要包括有目的向過程中引入變化並測量其效果要。目的是更好地理解過程，使變差的普通原因可進一小減小。該減小的目的是以更低的成本改進質量。,DNV - June 1999,126,持續改進過程循環的各個階段,2.維護過程,*監控過程能力,*查找偏差的特殊原因 并采取措施.,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?,*确定能力,計划,實施,措施,研究,計划,實施,措施,研究,計划,實施,措施,研究,3.改進過程,*改進過程從而更好地理解普通原因亦差.,*減少普通原因變差,持續改進循環,DNV - June 1999,127,问题讨论,1.什么是持续改进循环？过程控制对那部分起作用？,2.改进过程的重点是什么?,DNV - June 1999,128,过程能力计算,DNV - June 1999,129,过程控制和过程能力, 判断一个过程是受控还是不受控用：,控制图, 判断一个过程是否满足规格要求：,能力指数-,Cpk,性能指数-,Ppk,DNV - June 1999,130,指数分类,能力指数,性能指数,不考虑过程的,对中性,Cp,Pp,考虑过程的,对中性,CPU,CPL,Cpk,Ppk,DNV - June 1999,131,过程能力指数, 能力指数的计算基于以下假设条件：,过程处于统计稳定状态,每个测量单值遵循正态分布,规格的上下限是基于客户的要求,测量系统能力充分, 如果满足了这些假设后，能力指数的数值越大，,潜在的客户满意度越高,DNV - June 1999,132,能力指数,C,p,Cp =,规格范围与过程能力的比率,USL-LSL,6,=,Rbar,/d,2, 不考虑过程的对中性,n,2,3,4,5,d,2,1.128,1.693,2.059,2.326,固有变差,规格范围,LSL,U,SL,DNV - June 1999,133,上限能力指数,C,PU,CPU =,上限公差范围与1/2个固有过程能力的比率,USL-,Xbar,3,=,Rbar,/d,2, 考虑过程的对中性,n,2,3,4,5,d,2,1.128,1.693,2.059,2.326,1/2固有能力,上限公差范围,LSL,U,SL,DNV - June 1999,134,下限能力指数,C,PL,CPL =,下限公差范围与1/2个固有过程能力的比率,Xdbar,- LSL,3,=,Rbar,/d,2, 考虑过程的对中性,n,2,3,4,5,d,2,1.128,1.693,2.059,2.326,1/2固有能力,下限公差范围,LSL,U,SL,DNV - June 1999,135,对中能力指数,Cpk,是,CPU,或,CPL,中较小的一个：,min,USL-X, X-LSL,3,3,=,Rbar,/d,2,DNV - June 1999,136,性能指数,P,p,Pp =,规格范围与过程性能的比率,USL-LSL, 不考虑过程的对中性,固有变差,规格范围,LSL,U,SL,6,s,s,=,(,x,i,-x),2,i=1,n,n-1,DNV - June 1999,137,对中性能指数,P,pk, 与,Cpk,相同，,Ppk,等于：,min,USL-X, X-LSL,3,s,3,s,s,=,(,x,i,-,x,bar,),2,i=1,n,n-1,DNV - June 1999,138,所有能力量度指数必须满足的最低条件,1、产生数据的过程处于统计稳定状态；,2、过程数据的单个测量值基本上处于正态分布；,3、规范是以顾客要求为基础的；,4、存在一种将计算的指数（或比值）看成真实的，即：不考虑抽样变差对计算值的影响。,DNV - June 1999,139,C,pk,与,PPM,的关系,Cpk,(PPM),T,0.67 45600 4,1.00 2700 6,1.33 67 8,1.67 0.67 10,2.00 0.002, 假设是一个对中的正态分布过程,4,6,8,10,DNV - June 1999,140,问题讨论,1.,Ca,与,Cp/Pp,及,Cpk,/,Ppk,的区别?,2.,Cp/,Cpk,与,Pp,/,Ppk,的区别?,3.,s/,Rbar,/d,2,的区别?,4.,Cp,与,Cpk,区别?,Pp,与,Ppk,的区别?,5.假定控制图反映制程处于受控状态,但能力指数却很低,是什么原因造成?,6.,假定特性要求为单边规范,如何计算能力指数?,DNV - June 1999,141,THE END,谢谢！,DNV - June 1999,142,