SPC培训资料4

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,#,1,S,tatistical,P,rocess,C,ontrol,统计过程控制,2,课程目,的,的：,了解什,么,么是SPC,理解SPC的作用,理解有,关,关SPC的理论,基,基础,能够计,算,算流程,能,能力Cp,Cpk,Pp,Ppk,了解常,用,用控制,图,图的种,类,类,能够使,用,用Minitab建立控,制,制图,能够对,图,图表进,行,行解释,并,并确定,工,工序什,么,么时候,处,处于失,控,控状态,课程目,的,的,3,什么是SPC,统计-,可能性,基,基础上,的,的决策,规,规则。,过程-,任何重,复,复的工,作,作或步,骤,骤。,控制-,监察过程的表现。,这个分,析,析是基,于,于和“t test”假设测,试,试一样,的,的概念,。,。 它,能,能提供,关,关于过程的决策, 在,问,问题影,响,响输出,前,前加以,更,更正。,SPC能发出,信,信号提,示,示一个在稳定状态过程的差异正受到,外,外来肇因的,影,影响。,4,SPC的功效,SPC作为一,个,个持续,改,改善的,工,工具，,它,它可以,：,：,将流程,变,变异减,至,至最少,消除流,程,程的错,败,败,将产品,能,能力尽,量,量提升,加强客,户,户满意,程,程度,对流程,进,进行预,测,测,给出信,息,息何时,需,需要对,流,流程采,取,取改善,措,措施，,何,何时不,用,用,SPC的功效,5,1924年，美,国,国贝尔,实,实验室,休,休哈特,博,博士(WalterShewhart,),)首先提,出,出了控,制,制图的,理,理论。,战后戴,明,明(Deming,),)把SPC在日本,发,发扬光,大,大，使,日,日本产,品,品的质,量,量有了,极,极大的,提,提高，,日,日本由,此,此设立,了,了质量,界,界最高,奖,奖项-,-,-戴,明,明质量,奖,奖。,SPC的历史,SPC的历史,6,数据的,类,类型,数据可,以,以分成,两,两大类,型,型：,离散型,数,数据,(DiscreteData),不能被,合,合理细,分,分,发生,没,没发生,好板,坏,坏板,连续型,数,数据,（Continuous data,),),衡量尺,度,度可以,根,根据精,确,确度的,要,要求细,分,分成更,精,精确，,更,更小的,分,分辨率,。,。,SPC的理论,基,基础,7,过程,数据可,以,以从流,程,程中收,集,集而得,到,到，流,程,程是将,各,各项输,入,入资源,(,(人，,机,机，料,，,，法，,环,环)按,一,一定要,求,求组合,起,起来，,并,并将其,转,转化为,输,输出的,活,活动。,人,机,料,法,环,输出(Y),资源组,合,合,过 程,PCB制作中, 板,面,面电镀,是,是一个,过,过程:,输出：,镀铜的PCB,输入：,药水,铜球,电流,操作方,法,法,环境,输入,X,SPC的理论,基,基础,8,波动,即使从,同,同一个,过,过程出,来,来的产,品,品也是,不,不一样,，,，它们,的,的差异,通,通过其,特,特征值,的,的波动,表,表现出,来,来。,在外型,加,加工工,序,序中,同,同一,台,台机器,生,生产的,同,同型号,的,的板,没,没有任,何,何两块,其,其外型,尺,尺寸是,一,一样的,。,。,20.12mm,20.15mm,SPC的理论,基,基础,9,波动:,普,普通原,因,因和特,殊,殊原因,普通原,因,因,产品设,计,计问题,机器能,力,力,不适用,的,的物料,环境,特殊原,因,因,（可查,明,明原因,）,）,技巧的,欠,欠缺,注意力,不,不集中,不合格,的,的某一,批,批次物,料,料,引起波,动,动的原,因,因很多,，,，有些,是,是流程,固,固有的,，,，我们,称,称之为,普,普通原,因,因；有,些,些是外,来,来的干,扰,扰，我,们,们称之,为,为特殊,原,原因。,SPC的理论,基,基础,10,SPC的理论,基,基础,过程分,布,布规律,随,随时间,的,的变化,情,情况,11,SPC的理论,基,基础,过程中,存,存在特,殊,殊原因,，,，应采,取,取局部,措,措施识,别,别、消,除,除特殊,原,原因，,使,使过程,受,受控,12,SPC的理论,基,基础,过程受,控,控，即,过,过程中,仅,仅存在,普,普通原,因,因，但,不,不合格,品,品率太,高,高，往,往,往需要,对,对系统,采,采取措,施,施来改,进,进过程,13,识别特,殊,殊原因,的,的有效,方,方法：,合,合理子,组,组(RationalSubgroup),“那些可,查,查明原,因,因的波,动,动可用,有,有效方,法,法加以,发,发现，,并,并可被,剔,剔去，,但,但正常,波,波动是,不,不会消,失,失的，,除,除非改,变,变基本,过,过程”。,正常波动,异常波动,合理子,组,组内的,波,波动为,正,正常波,动,动,合理子,组,组间的,波,波动为,异,异常波,动,动,子组,A,子组,B,Time,Time,SPC的理论,基,基础,14,波动和,分,分布,当我们,从,从流程,收,收集到,足,足够的,产,产品时,，,，产品,的,的质量,特,特征值,将,将呈现,一,一定的,规,规律，,这,这就是,产,产品的,质,质量特,征,征值的,分,分布。,在外型,加,加工工,序,序中,当,当收,集,集到足,够,够的同,型,型号的,板,板时，,我,我们把,这,这些板,的,的长度,汇,汇总在,一,一起，,会,会发现,大,大部分,板,板的长,度,度在某,个,个值附,近,近。,Length,20mm,X,=20.1mm,SPC的理论,基,基础,15,正态分,布,布(NormalDistribution),SPC的理论,基,基础,当流程,只,只存在,共,共同原,因,因时，,大,大部分,的,的流程,输,输出是,呈,呈正态,分,分布。,正态分,布,布有两,个,个重要,参,参数：,描述分,布,布的位,置,置:：均值m,描述分,布,布的离,散,散程度：标准差s和极差R,R=Max(Xi),-,-Min(Xi),S,Xi,N,Mean(,m,) =,Standarddeviation,(,(s) =,S(Xi-m),N,离散程,度,度一样,，,，位置,不,不一样,位置一,样,样，离,散,散程度,不,不一样,16,标准得,分,分：观,察,察值离,平,平均值,有,有多远,正态分,布,布是概,率,率分布,，,，观察,值,值出现,在,在平均,值,值附近,的,的概率,大,大，而,远,远离平,均,均值的,观,观察值,出,出现的,概,概率小,，,，离平,均,均值越,远,远，出,现,现的概,率,率越低,。,。,标准得,分,分定义,为,为数据,离,离平均,值,值有几,个,个标准,差,差距离,。,。,Z =,x,-m,s,m,x1,x2,X1的Z值为2,表,表示x1离平均,值,值为2,个,个标准,差,差距离,2s,-1s,SPC的理论,基,基础,17,正态分,布,布的重,要,要性质,由于正,态,态分布,是,是概率,分,分布，,观,观察值,出,出现在,某,某个区,域,域的可,以,以通过,计,计算得,来,来。,68.3%,95.4%,99.7%,m,m+s,m+2s,m+3s,m-s,m-2s,m-3s,产品外,围,围尺寸,服,服从正,态,态分布,，,，那么,：,：,68.3%的,产,产品尺,寸,寸在(m-s, m,+,+s)区域外,95.4%的,产,产品尺,寸,寸在(m-2s,m+2s)区域外,99.7%的,产,产品尺,寸,寸在(m-3s,m+3s)区域外,只有0,.,.3%,的,的观察,值,值落在m3s区域外,SPC的理论,基,基础,18,68.3%,95.4%,99.7%,m,m+s,m+2s,m+3s,m-s,m-2s,m-3s,控制图,的,的构成,m,1,s,-1,s,-2,s,-3,s,2,s,3,s,UCL,上控制限,CL,中心线,LCL,下控制限,Out of control Point,当流程,只,只受共,同,同原因,作,作用，,那,那么流,程,程输出,超,超出3s限的概,率,率很低,，,，如果,发,发现流,程,程输出,超,超出此,范,范围即,暗,暗示可,能,能存在,特,特殊原,因,因。,SPC的理论,基,基础,3s,3s,19,一张控,制,制图主,要,要包含,以,以下要,素,素：,SPC控制图,(,(Control chart)的构成,UCL,上控制限,CL中心线,LCL,下控制限,1.56,1.54,1.52,1.50,1.48,1.46,1.44,控制限,测量值刻度,样本次序,样本,连线,SPC的理论,基,基础,20,连续型,变,变量控,制,制图,连续型,变,变量分,布,布有两,类,类参数,，,，一类,描,描述分,布,布位置,的,的如平,均,均值X，另一,类,类描述,分,分布离,散,散程度,的,的，如,标,标准差s和极差R;所以相,对,对应的,有,有两类,控,控制图,，,，一类,监,监控分,布,布位置,的,的变化,，,，另一,类,类监控,分,分布离,散,散程度,的,的变化,。,。,位置控,制,制图：,平均值,图,图 (X chart),单值图,(,(Individual chart),离散程,度,度控制,图,图：,标准差,控,控制图,(,(s chart),极差图(Rchart),移动极,差,差图,(,(MRchart),常用连,续,续型变,量,量控制,图,图：,平均值,-,-极差,图,图(X-R chart),看图,平均值,-,-标准,差,差图(X-S chart),看图,单值-,移,移动极,差,差图,(,(I-MR chart),看图,控制图,的,的种类,21,Defective缺陷产,品,品,不满足,质,质量要,求,求的整,件,件产品,，,，不考,虑,虑这件,产,产品上,到,到底有,多,多少缺,陷,陷。,Defect缺陷,不满足,某,某一个,质,质量标,准,准的缺,陷,陷。一,件,件缺陷,产,产品有,一,一个或,多,多个缺,陷,陷。,术语：Defective,&,&Defect,练习：,请,请举出PCB制造中,的,的Defective和Defect,控制图,的,的种类,有关离,散,散型控,制,制图基,础,础理论,22,常用离,散,散型控,制,制图的,分,分类和,使,使用,不合格,品,品率控,制,制图,P Chart,记件控,制,制图,Defective,记点控,制,制图,Defect,不合格,品,品数控,制,制图,nPChart,要求恒,定,定样本,量,量,单位产,品,品缺陷,数,数控制,图,图,u Chart,缺陷数,控,控制图,C Chart,要求恒,定,定样本,量,量,控制图,的,的种类,看图,看图,看图,看图,23,为了选,择,择合适,的,的控制图表来监,控,控过程，首,先,先要决,定,定关键过程变量(Xs)是连续,的,的还是,离,离散的.,监控连,续,续Xs的变量,图,图表,监察离,散,散Xs的属性图,表,表,控制图,的,的种类,np图,不合格,品,品数控,制,制图,(子组容,量,量恒定,),),p,图,不合格,品,品率控,制,制图,C,图,缺陷数,控,控制图,(子组容,量,量恒定,),),U,图,单位缺,陷,陷数控,制,制图,Xbar-s,(均值-,标,标准差,),),n2,I-MR,(单值,-,-移动,极,极差),n =1,Xbar-R,(均值-,极,极差),n =29,24,流程能,力,力:Cp和Cpk,流程能,力,力Cp定义为,规,规范范,围,围和3s范围的,比,比值：,流程衡,量,量指标,流程输,出,出的3s范围越,窄,窄就越,能,能满足,规,规范要,求,求.流程输,出,出的3s范围宽,超出规,范,范的机,会,会就越,大,大。,m,USL,LSL,Cp1,当采用Cp时，我,们,们假定,规,规范中,心,心和流,程,程中心,重,重合，,即,即(USL-LSL),/,/2=m,25,流程能,力,力:Cp和Cpk,通常，,流,流程中,心,心m在规范(LSL,USL)之中，,把,把规范,分,分成两,个,个区间(m,USL)和(LSL,m)并分别,与,与3s比较,：,：,实际中,，,，流程,的,的中心,很,很少会,和,和规范,中,中心重,合,合，此,时,时我们,使,使用实,际,际流程,指,指数Cpk,。,。,m-LSL,3,s,CpL,=,=,单侧下,限,限流程,能,能力指,数,数：,USL,-,-m,3,s,CpU,=,=,单侧上,限,限流程,能,能力指,数,数：,Cpk,=,=Min(CpL,CpU,),),流程衡,量,量指标,USL,LSL,目标,m,流程平,均,均值和,目,目标值,偏,偏离,26,关于Cp和Cpk的一些,考,考虑,Cp和Cpk都是用,短,短期的,数,数据计,算,算出来,的,的，其,前,前提是,流,流程稳,定,定：,Cp和Cpk通常应,用,用于：,验证流,程,程能否,满,满足客,户,户规范,要,要求,根据规,格,格评估,流,流程表,现,现.,决定流,程,程是否,能,能满足,新,新规格,要,要求.,根据Cpk及Cp值的距,离,离制订,改,改善目,标,标.,评估供,应,应商.,流程衡,量,量指标,客户关,注,注的重,点,点：,由于Cpk考虑了,流,流程中,心,心值偏,移,移和流,程,程波动,，,，所以,成,成为客,户,户考察,的,的重点,，,，通常,客,客户要,求,求Cpk在1.33或1.5以上。,27,流程性,能,能指数:Pp和Ppk,当流程,不,不稳定,或,或长期,中,中流程,受,受各种,因,因数影,响,响输出,不,不是正,态,态时，,我,我们使,用,用流程,性,性能指,数,数Pp和Ppk,。,。,Pp,流程中,心,心m与规范,中,中心重,合,合,Ppk,中心值,存,存在偏,移,移,USL,-,-LSL,s,LT,Pp=,m-LSL,3s,LT,PpL,=,=,单侧下,限,限流程,性,性能指,数,数：,USL,-,-m,3s,LT,PpU,=,=,单侧上,限,限流程,性,性能指,数,数：,Ppk,=,=Min(PpL,PpU,),),流程衡,量,量指标,28,流程指,标,标Z值(s水平)的介绍,Sigma质量水,平,平代表,每,每百万,次,次操作,中,中出错,的,的概率,流程衡,量,量指标,29,Cpk,Z值和PPM的对应,关,关系,当考虑,中,中心值,偏,偏移1,.,.5s时，Z值，Cpk,，,，PPM有以下,关,关系,Z (Sigma level),Cpk,PPM,2.0,0.17,308000,2.5,0.33,158000,3.0,0.50,66800,3.5,0.67,22700,4.0,0.83,6200,4.5,1.00,1350,5.0,1.17,233,5.17,1.22,123,5.33,1.28,63,5.50,1.33,32,5.83,1.44,7.3,6.00,1.50,3.4,流程衡,量,量指标,30,使用控,制,制图的,流,流程,此章节,里,里我们,将,将通过,一,一个例,子,子说明,如,如何对,一,一个流,程,程建立,和,和使用,控,控制图,。,。,选择流,程,程和参,数,数,确定控,制,制图,确定：,样本量,采样频,率,率,样本组,数,数,收集数,据,据,作图,对图表,进,进行解,释,释,流程失,控,控吗？,查找原,因,因,改善,流程能,力,力Cpk研究,Cpk,1.33或,Cpk,客户指,定,定值？,保持受,控,控状态,利用得,到,到的控,制,制限对,流,流程进,行,行控制,不断改,善,善,样本组,数,数20?,31,如何确,定,定流程,和,和控制,参,参数,通常有,几,几个方,法,法可以,用,用来确,定,定哪些,流,流程和,参,参数需,要,要作SPC,。,。,在先期,产,产品质,量,量策划,(,(APQP)确定,产品流,程,程图,Flow chart,失效模,式,式分析,FMEA,控制计,划,划,Control Plan,根据厂,内,内质量,表,表现情,况,况对流,程,程排出,优,优先顺,序,序进行,控,控制,通过对,流,流程进,行,行分析,，,，找出,其,其中关,键,键的输,入,入因数,进,进行控,制,制,例如：,板面电,镀,镀工序,中,中，药,水,水浓度,是,是影响,电,电镀质,量,量的关,键,键因素,。,。,湿菲林,工,工序中,，,，油墨,粘,粘度是,关,关键的,因,因素。,32,确定样,本,本量，,采,采样频,率,率和样,本,本组数,样本量,的,的确定,：,：,考虑时,间,间和工,作,作量的,影,影响,出于统,计,计学的,考,考虑(,中,中心极,限,限定理,),)，样本量n4，一般取n=5,对于类,似,似于液,体,体浓度,的,的参数,，,，n=1,采样频,率,率的确,定,定：,同一组,内,内的各,点,点之间,的,的时间,间,间隔应,足,足够小,以,以降低,特,特殊原,因,因对组,内,内的影,响,响,组间的,时,时间间,隔,隔安排,能,能使控,制,制图最,大,大机会,捕,捕捉到,特,特殊原,因,因。,样本组,数,数的确,定,定：,要建立,新,新控制,图,图和计,算,算Cpk,样本组,数,数20,33,确定样,本,本量，,采,采样频,率,率和样,本,本组数,样本量,采样频,率,率,34,作图计算控,制,制限,我们要,对,对外型,加,加工工,序,序中R1#机器加,工,工产品,的,的外围,公,公差进,行,行SPC控制：,流程：,外,外型加,工,工,参数：,宽,宽度,控制图,：,：X-R,样本量,：,：5,采样频,率,率：每,班,班一次,样本组,数,数：20,收集数,据,据,作,图,图,1.计,算,算每个,子,子组的,均,均值x和R,x,i,=(x,i1,+x,i1,+x,in,)/n,Ri=max,(,(X,i,)-min(X,i,),2.在,控,控制图,上,上描出x和R,3.计算k个子组,均,均值的,均,均值x (Xbar图的中,心,心线）,x=(x,1,+x,2,+x,k,)/k,4.计算k个子组,极,极差的,平,平均值R (R图的中,心,心线）,R=(R1+R2+,+Rk)/k,35,对控制,图,图进行,解,解释,流程的,状,状况如,何,何?,在流程,能,能力分,析,析之前,对,对图形,进,进行分,析,析：,先对离,差,差控制,图,图(R chart,S Chart)进行分,析,析.,在构建,图,图形时,，,，如果,发,发现了,超,超出控,制,制限的,点,点，找,出,出其中,原,原因并,把,把其剔,除,除，重,新,新构建,控,控制图,。,。,36,一般过,程,程变差,“乏,味,味”,这个图,表,表代表,一,一个可,预,预测的,过,过程，,在,在该过,程,程中变差仅,受,受随机,变,变差的,支,支配。,图中各,点,点的上下跳,动,动是不,可,可预测,的,的，但是,它,它们都,趋,趋向于,围,围绕着中心线（然而,，,，不是,非,非常接,近,近）并,且,且保持,在,在控制,极,极限范,围,围之内,。,。,这种型态是任何,控,控制图,的,的目标,，,，它不,一,一定表,明,明过程,的,的最佳,能,能力，,也,也不一,定,定表明,工,工序能,满,满足规,格,格要求,，,，,但是，,它,它显示,该,该工序,是,是稳定的。,37,特定原,因,因改变,-,-“,发,发生,了,了什么,？,？”,一些典,型,型原因：,引入了,一,一批不,合,合规格,的,的,材料,测量系,统,统的暂,时,时间的,偏,偏移,不同的,检,检验员,不同类,型,型的工,具,具,在偶然,情,情况下,，,，某个,因,因素进,入,入过程,并,并引起,一,一个,突发性,的,的短暂,改,改变。,这个原,因,因可在XBar图中表,现,现为失,控,控的一,束,束点集,，,，而R图通常,并,并不会,因,因为这,些,些移动,点,点而受,到,到影响,。,。,38,图形输,出,出,Minitab产生以,下,下图形,趋势图，检查观察值是否有异常,直方图，观察值与规范比较,控制图，检查流程是否失控,检查数据的正态性,流程能力和规范比较,39,利用控,制,制图对,流,流程进,行,行控制,当流程,受,受控且,流,流程能,力,力达到,要,要求时,，,，就可,以,以利用,构,构建起,来,来的控,制,制限对,流,流程进,行,行控制,。,。,40,Xbar-RChart,Back,41,Xbar-SChart,Back,42,Individual-MR Chart,Back,43,P Chart,Back,44,nPChart,Back,45,u Chart,Back,46,C Chart,Back,47,X-SChart控制线,的,的设置,规,规则,-制作(标准值,未,未给定,情,情形),取预备数,据,据(15天时间),样本容,量,量(即样本,大,大小)通常取4-5。,子组频,率,率可能,决,决定于,取,取样和,分,分析样,本,本的成,本,本,而子组,大,大小则,可,可能决,定,定于一,些,些实际,的,的考虑,。,。例如,，,，低频,率,率长间,隔,隔抽取,的,的大子,组,组，可,以,以更准,确,确地检,测,测出过,程,程平均,中,中的小,偏,偏移，,而,而高频,率,率短间,隔,隔地抽,取,取的小,子,子组，,则,则能更,迅,迅速地,检,检测出,大,大偏移,。,。,根据对,判,判稳准,则,则的分,析,析,一般应,取,取35组样本(为什么,取,取35组呢？,因,因为数,据,据中可,能,能有异,常,常点要,去,去掉，,此,此时可,以,以用25组。组,数,数有25，35，100组，过100组后意,义,义就不,大,大了),合理分,组,组原则,：,：组内,差,差异只,由,由偶因,造,造成，,组,组间差,异,异主要,由,由异因,造,造成。,Minitab,48,X-SChart控制线,的,的设置,规,规则,-制作(标准值,未,未给定,情,情形),第一步,：,： 检,查,查工序5M1E基本稳,定,定后，,在,在15个工作,日,日收集2535组数据,，,，填入,“,“Value,”,”栏；,第二步,：,： 计,算,算第一,组,组Xbar-S值；,人工运,算,算：Xbar=EXi/n=3,.,.1724；S=子组标,准,准差=0.003709,Excel中运算,：,：,第一个,子,子组Xbar=SUM(用光标,罩,罩住第,一,一组所,有,有数据)/counta(用光标,罩,罩住第,一,一组所,有,有数据)=3.1724以后用,光,光标罩,住,住第一,个,个数值,后,后往下,拖,拖至最,后,后一个,数,数,第一个,子,子组S=子组标,准,准差(STDEV,),)=0.003709,以后用,光,光标罩,住,住第一,个,个数值,后,后往下,拖,拖至最,后,后一个,数,数,第三步,：,：计算Xbb,/,/Sbar,Xbb,=,=SUM(所有Xbar值)/counta(所有Xbar值)=3,.,.177734,Sbar=SUM(所有S值)/counta(所有S值)=0,.,.003881,Minitab,49,第四步,：,： 查,找,找相关,公,公式及,相,相关系,数,数(查表),查系数,表,表，当n=5时，A3=1.427，B3=0，B4=2.089,X-SChart控制线,的,的设置,规,规则,-制作(标准值,未,未给定,情,情形),Minitab,50,第四步,：,： 相,关,关公式,及,及相关,系,系数(没有系,数,数表格,的,的情况,下,下),X-SChart控制线,的,的设置,规,规则,-制作(标准值,未,未给定,情,情形),Minitab,相关公,式,式推导:,51,先做S-chart，判稳,后,后，再,做,做Xbar-chart判稳，,现,现Xbar-chart有一点,出,出界，,即,即有异,常,常，应,走,走二十,字,字方针:查出异,因,因、采,取,取措施,、,、保证,消,消除、不再出,现,现、纳入,标,标准,消除异,常,常后，,补,补充至35点，也,可,可用现,有,有的25点重新,计,计算控,制,制线。,X-SChart控制线,的,的设置,规,规则,-制作(标准值,未,未给定,情,情形),Minitab,52,课程总,结,结什么是SPC,53,控制限,计,计算公,式,式,Back,54,控制限,计,计算系,数,数,Minitab,Excel,55,标准值,未,未给定,相,相关公,式,式推导:(不知道,工,工序固,有,有的mean和sigma),S Chart,Chart,由统计,理,理论可,知,知：,Back,