S169492009SPC统计过程控制培训教材(第二版)版课件

1 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 TS16949： 2009-SPC统 计 过 程控 制 培 训 教 材 （ 第 二 版 ） 12 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 课 程 内 容SPC定义质 量 管 理 的 发 展 历 程SPC统 计 理 论 基 础常 用 分 布 简 介正态分布中心极限定理过程变差SPC控制图计 量 型 控 制 图计 数 型 控 制 图成功推行SPC过 程 能 力 分 析过 程 能 力 计 算 及 评 价 过 程 能 力 改 进 23 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 定 义SPC既 统 计 过 程 控 制 ， 是 将 一 个 过 程 定 期收 集 的 样 本 数 据 按 顺 序 点 绘 制 而 成 的 一 种 图示技术。注 ：SPC的 核 心 是 控 制 图 ；SPC可 以 展 示 过 程 变 异 并 发 现 异 常 变 异 ， 并 进 而成 为 采 取 预 防 措 施 的 重 要 手 段 。 34 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 质 量 管 理 发 展 历 程19世纪末20世纪30年代质 量 检 验 阶 段美 国 以 泰 勒 为 首 的 科 学 管 理 工 作 者 首 次 将 质 量 检 验 作 为 一 种 管 理职 能 从 生 产 中 分 离 出 来 ， 建 立 了 专 职 检 验 制 度 。20世 纪 4050年 末统 计 质 量 控 制 阶 段 美 国 贝 尔 实 验 室 学 术 负 责 人 休 哈 特 博 士 通 过 对 西 方 电 气 公 司 所 制 造的 产 品 变 异 或 波 动 的 关 注 的 研 究 ， 提 出 统 计 过 程 控 制 理 论 （ SPC）,并在1924年 首 创 过 程 控 制 的 工 具 控制图。45 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC在 现 代 企 业 质 量 管 理 体 系 中 的 应 用SPC是 过 程 控 制 的 重 要 手 段 ；SPC已 经 成 为 汽 车 行 业 质 量 管 理 体 系 的 必 须 要 求 ；SPC也 是 六 西 格 玛 改 善 项 目 中 的 必 备 工 具 。日 本 名 古 屋 大 学 在 1984年调查115家 日 本 企 业 ， 发 现 每 个企 业 平 均 使 用 137张控制图。 56 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础常 用 概 率 分 布 简 介连 续 型 分 布 ：正态分布：当 质 量 特 性 （ 随 机 变 量 ） 由 为 数 众 多 的 因 素 影 响 ， 而 又没 有 一 个 因 素 起 主 导 作 用 的 情 况 下 ， 该 质 量 特 性 的 值 的 变 异 分 布 ， 一 般都 服 从 或 近 似 服 从 正 态 分 布 。离散型分布：二项分布： 一 个 事 物 只 有 两 种 可 能 的 结 果 ， 其 值 的 分 布 一 般 服 从二 项 分 布 ；泊松分布 ： 稀 有 事 件 的 概 率 分 布 一 般 服 从 柏 松 分 布 。 67 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础常 用 统 计 量 介 绍总 体研 究 对 象 的 全 体 称 为 总 体 （ Population） ；样 本从 总 体 中 抽 取 一 部 分 个 体 进 行 观 察 ， 被 抽到 的 个 体 组 成 了 总 体 的 一 个 样 本 （ Sample）。 78 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 i ( ) SPC的 统 计 理 论 基 础样本样 本 来 自 总 体 ， 样 本 中 包 含 了 丰 富 的 总 体 信 息 ， 研 究 样本 的 主 要 方 法 是 构 造 样 本 函 数 ， 不 含 未 知 参 数 的 样 本 函 数称为统计量（Statistic）， 统 计 量 的 分 布 称 为 抽 样 分 布 。(1)描 述 中 心 位 置 的 统 计 量 ： 设 X,X,X是 来 自 总 体 的 一 个样本，则样 本 均 值 （ sample mean） : X= 1n n i=1 X样 本 中 位 数 （ sample mean） : X=X n+12X= 1 X2 ( n2 ) +X ( n2 +1 ) 89 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 n2 iSPC的 统 计 理 论 基 础样本(1)描 述 波 动 的 统 计 量 :样 本 极 差 （ sample range） :R=X (n) X ( 1 )样 本 方 差 （ sample variance） :S = 1n1 (Xi=1 X 2)样 本 标 准 偏 差 （ standard deviation） :S= S 2 910 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 2 SPC的 统 计 理 论 基 础正 态 分 布 的 特 性 和 应 用质 量 管 理 中 最 常 遇 到 的 连 续 分 布 是 正 态 分 布 ， 能 描 述很 多 质 量 特 性 X随 机 取 值 的 统 计 规 律 性 ， 正 态 分 布 的 图形 及 概 率 密 度 函 数 为 ：p(x)= 12 e (x)2/ 2 ,x (,+) 1011 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础正 态 分 布 的 特 性 和 应 用过 程 关 键 质 量 特 性 X常 常 呈 正 态 分 布 N(,2),其中为均值，为 标 准 偏 差 ， 在 与已 知 时 ， 正 态 分 布 的 概 率 特 征 如 下 ：正 态 分 布 的 概 率 特 征界 限 +-k +-0.67+-1+-1.96+-2+-2.58+-3+-4 界 限 内 的 概 率 （ %）50.0068.2695.0095.4599.0099.7399.99 界 限 外 的 概 率 （ %）50.0031.745.004.551.000.270.0063 1112 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 eSPC的 统 计 理 论 基 础标 准 正 态 分 布为 了 便 于 使 用 ， 我 们 把 =0，=1的 分 布 称 为 标 准 正 态 分 布（Standard normal distribution），记为N(0,1),所 以 ， 标 准 正 态 分 布的 密 度 函 数 为 ：(x)= 12 x2/ 2 ,x (,+)13 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 i iSPC的 统 计 理 论 基 础中心极限定理设X1,X2,.,Xn是n个 独 立 分 布 的 随 机 量 ， 分 布 的 均值为，方差为2，则在n较大时，有(1 )X 1 +X 2 +.+X n = ni=1 X近 似 服 从 均 值 为 n，方差为n2的 正 态 分 布 。( 2 )X = X 1 +X 2 +.+Xn n = 1n ni=1 X近 似 服 从 均 值 为 ，方差为2/n的 正 态 分 布 。 1314 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础问题1： 标 准 正 态 分 布 有 什 么 好处 ？问题2： 假 设 总 体 的 方 差 为 ，我们从中 抽 取 五 个 产 品 为 一 组 的 样 本 25个 ， 请 问 样 本 均 值 的 方 差 是 什 么 ？ 1415 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础过 程 ： 通 过 使 用 资 源 和 管 理 ， 将 输 入 转 化 为输 出 的 活 动 （ ISO9001:2000定义）包括么?(物,机器)(三)包括谁?(能/技能/培训)(四) 输入()需优质产品过程(一)运作过程输出(七)优质产品怎样?(方法/步骤/技巧)(二) 包 括么 关 键 准 则 ?(/评估)(五) 1516 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础人 们 对 于 过 程 变 差 有 以 下 认 识 ：一 个 过 程 内 有 许 多 波 动 源 存 在 ；每 个 波 动 源 发 生 是 随 机 的 ， 时 隐 时 现 ， 时 大 时 小 ， 以不 可 预 测 之 势 影 响 着 过 程 输 出 ；消 灭 波 动 是 不 可 能 的 ， 但 减 少 是 可 能 的 ；管 理 和 操 作 任 一 过 程 就 是 要 把 波 动 限 制 在 允 许 范 围内 ， 超 出 范 围 就 要 设 法 减 少 和 及 时 报 告 ；为 了 进 一 步 认 识 波 动 源 和 减 少 变 差 ， 人 们 把 引 起过 程 波 动 的 原 因 分 为 两 类 ： 第 一 种 为 随 机 变 异 ， 由“偶然原因”引起 ，又称“一般原因”；第 二 种 为 过 程 中 的 实 际 改 变 ， 由“特殊原因”引 起 ， 又 称 为“异常原因”。1617 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC的 统 计 理 论 基 础问题1： 请 举 例 说 明 在 实 际 工 作 中出 现 的 随 机 原 因 和 特 殊 原 因 ？ 1718 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图SPC控 制 图 由 休 哈 特 于 1924年 提 出 ， 他 认 为 ，在 一 切 制 造 过 程 中 所 呈 现 的 波 动 有 两 个 分 量 ：第 一 个 分 量 是 过 程 内 部 引 起 的 稳 定 分 量 （ 即偶 然 波 动 ） ；第 二 个 分 量 是 可 查 明 原 因 的 间 断 波 动 （ 异 常波 动 ） ；休 哈 特 建 议 用 界 限 作 为 控 制 限 来 管 理 过 程 ， 基 于限 的 控 制 图 可 以 把 偶 然 波 动 和 异 常 波 动 区 分 开 来 。 1819 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控制图为 了 便 于 纪 录 质 量 随 时 闲 波 动 状 况 ， 休 哈 特 建 议 将正 态 分 布 图 逆 时 针 旋 转 90度 ， 于 是 就 形 成 了 控 制 图 。控 制 上 限 A B中 心 线 控 制 下 限 A B CC 1920 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图SPC控 制 图 的 要 素数 据 点 （ 按 时 闲 顺 序 排 列 ） ： 是 连 续 或 离 散 型 数 据 ， 每 个 数 据 点 可以 代 表 样 本 的 单 个 测 量 值 ， 也 可 以 是 样 本 的 某 个 统 计 量 ；中心线：样 本 的 平 均 值 ；控 制 界 限 ： 上 控 制 限 （ Upper Control Limit） 和 下 控 制 限 （ LowerControl Limit） 标 示 出 了 分 布 的 正 负 3个 的 范 围 ；规格界限：质 量 特 性 的 上 限 规 范 限 ， 有 上 规 格 界 限 （ UpperSpecification Limit） 和 下 规 格 限 （ Lower Specification Limit） 。控 制 界 限 和 规 格 界 线 有 什 么 区 别 ？ 2021 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控制图SPC控 制 图 对 发 现 异 常 的 两 种 风 险控 制 图 是 利 用 从 总 体 中 抽 取 的 样 本 数 值 进 行 判 断 的 ， 既然 是 抽 样 ， 就 会 产 生 风 险 ；错 判 是 虚 发 警 报 的 错 误：也称为第I类 错 误 ， 即 在 过 程正 常 的 情 况 下 ， 仍 然 存 在 由 于 偶 然 原 因 造 成 数 据 点 超 出控 制 限 的 情 况 ， 从 而 造 成 将 一 个 正 常 的 总 体 错 判 为 不 正常,这 种 错 误 通 常 用 表示；漏 判 是 漏 发 警 报 的 错 误：也称为第II类 错 误 ， 在 过 程 存在 异 常 变 异 时 ， 如 被 监 控 的 总 体 的 均 值 或 标 准 偏 差 发 生 改 变 ， 仍 会 有 一 部 分 数 据 在 上 下 控 制 限 之 内 ， 从 而 发 生 漏报的错误,这种错误用表示。2122 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图错报 SPC控 制 图 对 两 种 风 险 预 防 漏 报 解 决方 案错报：3控制限漏 报 ： 判 断 准 则 2223 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图SPC控 制 图 对 两 种 错 误 的 预 防错判是虚发警报的 错 误 ： 由 于 偶 然 原 因 造 成 数 据 点 超 出控 制 限 的 情 况 ， 从 而 造 成 将 一 个 正 常 的 总 体 错 判 为 不 正常 ， 在 控 制 限 为 正 负 3情 况 下 ， 这 样 的 概 率 小 于 3；漏判是漏发警报的 错 误 ， 也 就 是 判 断 当 数 据 点 在 控 制 限内 的 异 常 ， 所 以 ， SPC增 加 了 对 界 内 数 据 点 趋 势 的 判 断准则。 2324 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图过 程 异 常 判 断 准 则过 程 典 型 的 判 断 准 则 有 以 下 几 种 ：连续3点至少有2点 接 近 控 制 限 ；连续7点 在 中 心 线 的 一 侧 ；连续8点 落 在 中 心 线 两 侧 且 无 一 在 C区内；至少有7点 连 续 上 升 或 下 降 ； 2425 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 2 3SPC控制图过 程 异 常 中 各 种 模 式 出 现 的 概 率连续3点至少有2点 接 近 控 制 限 ；P=C3(0 .0433)( 0 .954 )+C3(0 .0433) 0 .005连续7点 在 中 心 线 的 一 侧 ；P=2 ( 0 . 4985 )7=0 . 0153连续8点 落 在 中 心 线 两 侧 且 无 一 在 C区内；P=( 0 . 587 2 )8=0 . 000103至少有7点 连 续 上 升 或 下 降 ；P= 27 ! ( 0 . 997 ) 7=0 . 00039 2526 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 控 制 图 的 分 析练习题上控制界限(UCL)区域A区域B区域C区域C 区域B区域A 中 位 线 (CL)下 控 制 界 限 (LCL) 2627 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 控 制 图 的 分 析答案超出控制界限区域A区域B区域C区域C 区域B区域A 五 个续 点 中 有四 个 在 此 区 域 内八 个续 点 此 区 域 内上控制界限(UCL)七 个 点续 向 上中位线(CL)下控制界限(LCL)三 个续 点 中 有二 个 在 此 区 域 内 2728 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控制图生 产 现 场 中 常 用 到 的 两 种 不 同 的 数 据 类 型计量型数据:长 度 ， 重 量 ， 时 间 ， 强 度 ， 成 份 计数型数据计件型数据:计点型数据:不合格品数,不合格品率疵点数,灰尘微粒数 2829 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图 的 种和 选 择据缺 点 计值品 计值c-控 制 图 u-控 制 图 p-控 制 图 np-控 制 图 X-R控 制 图 X-s控 制 图 X-R控 制 图 固定的样本可变的样本可变的样本固定的样本样 本2 n 7 个 别 值 2930 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 p cu 控 制 图 的 用 途控 制 图x-R及 x-sx-Rnp用途用 作 样 本平 均 值 转 变 的 制 图全 距 和 标 准 偏 差 控 制 图 是 控 制据 的散布程用 作 个 别 样 据 转 变 的 制 图全距控制图是控制据的散布程用 作 每 一 样 本 组品 比的 制 图样 本可 以 改 变用 作 每 一 样 本 组品目 的 制 图样本是固定的用 作 缺 点目 的 制 图 ， 而 每 次 查 验的 面 积 是 相 同 的样本是固定的用 作 单 位 缺 点目 的 制 图 ， 而 每 次查 验 的 面 积 都 可 以 改 变 的代表样本的平均值单个数据品的比或百分比品目疵点目每 单 位 疵 点目样 本是 可 变 的 3031 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控 制 图 案 例假 设 某 生 产 线 的 产 品 为 PCB， 请 用 控 制 图 对产 品 的 各 个 质 量 特 性 分 别 进 行 控 制 ：PCB（Print Circle Board） 印 刷 线 ， 按 照 线 路层 多 少 来 分 又 可 分 为 单 层 板 、 二 层 板 、 四 层 板 、六 层 板 等 不 同 的 板 。 对 不 同 层 数 的 PCB板，其生产 流 程 都 要 经 过 以 下 工 序 : 3132 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 蚀 刻电 镀 SPC控 制 图 案 例PCB工序流程图开 料 （ 切 板 ）（ 内 层 ） 干 菲 林排版、压板钻孔绿 油 （ 黄 油 ） 工 序 作 用 及 监 控 参 数对进初 步 加 工 ， 按 需 求成同 规 格 的 板 ， 并 打 上 批 号 。干 菲主 要 是 把 线图 像 印 在 板 上 ， 在 此 需 要 控 制 H2SO4浓、 酸 洗 压、 磨 痕 宽、 烘 干 温、 膜 宽 、 曝 光 能等 。此 工 序 完 成 后 采 用 自 动 光 学 检 查 （ AOI） 或 人 工 目 检 （ 100%），看 是 否 有 短、 开、 线 缺 口 、 蚀 刻清 、 崩 孔 等 缺 陷 。此 工 序 是 将 多 个 已 经 印 上 线的 双 层 板 进排 序 以 及 热 压 。钻 孔 主 要 是 为导 通 多 层 板 的 线主 要 是 对 上 工 序 钻 的 孔 镀 铜 。 在 此 对 于 孔 内 、 板 面 的 镀 层 厚、化 学 反 应 缸 的 PH值 、 化 学 药 品 浓等 都 要 进控 制 。对 最 终 的 板 面 进涂 覆 ， 起 到 保 护 线板 、 提 高 以 后 的 焊 接 性能 的 作 用 。 本 工 序 需 要 控 制 的 有 酸 洗 时 H2SO4浓、 热 风温、 显 影 机 药 水 压和 温、 烘 干 温等 。白字3233 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SPC控制图案例PCB生 产 线 质 量 特 性 统 计质 量 特 性 数 据 类 型 控 制 图 类 型开硫酸磨烘曝料酸洗痕干光尺浓压宽温能寸度力度度量计量计量计量计量计量计量均值极差单值移动差单值移动差均值极差均值极差均值极差短开 路路 计计点，计点，计件件 C图或P图C图或P图 线蚀崩 缺刻孔 口不 清 计计计点，计点，计点，计件件件 C图或P图C图或P图C图或P图孔版化化酸热显显内面学学洗风影影镀镀反药的炉机机层层应品硫温药药厚厚冈浓酸度水水度度PH值度浓度压力温度计量计量计量计量计量计量计量计量单值移动差单值移动差单值移动差单值移动差单值移动差均值极差单值移动差单值移动差3334 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 控 制 图 做 成 步 骤选 择 质特 性选 择 可的 ， 具 有 代 表 制 程 控 制 的 特 性 ， 可 以考 以下 的 指 引 ：优 先 选 取 经 常 出 现 次 品 的 质特 性 ； 可 以用柏图 分 析 法 去 决 定 优 先 次 序别 工 序 的 变因 素 和 对 成 质 量的 影 响 ， 继而 决 定 应 用 控 制 图 的 生 产 工 序 。 3435 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 质 量 特 性 选 择我们选择PCB如 下 质 量 特 性 或 工 序 为 例 作 控 制 图开料尺寸硫酸浓度短路成 品 检 查 3536 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 xi 均 値Ri计 量 控 制 图 控 制 限 计 算 公 式均 值 极 差 控 制 图均 值 控 制 图 控 制 限上 控 制 限 (UCLx)=x+A2R下 控 制 限 (LSLx)=xA2R极 差 控 制 图 控 制 限上 控 制 限 (UCLR)=D4 R下 控 制 限 (LSLR)=D3 R注:x= kx所 有 抽 样 组 平 均 値 的 平xi第i个 抽 样 组 的 平 均 値k样本个数(组数)注：R= kR i第i个 控 制 分 组 的 全 距R所 有 样 本 的 平 均 全 距k样本个数(组数) 3637 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 计 量 控 制 图 控 制 限 计 算 公 式 附 表休 哈 特 系 数 表样本目23456 78910 A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.308样本目2345678910 D3000000.0760.1360.1840.223 D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.8641.8161.777 3738 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 x= xsi i计 量 控 制 图 控 制 限 计 算 公 式均 值 标 准 偏 差 控 制 图均 值 控 制 图 控 制 限上 控 制 限 (UCLx)=x+A3S下 控 制 限 (LSLx)=xA3S标 准 偏 差 控 制 图 控 制 限上 控 制 限 (UCLs)=B4S注: 适 用 于 全 检 零 件 时 的 统 计 控 制 。 质 量 特 性 的 良 与 不 良 通 常 服 从 二 项 分 布 ， 也 可 以 近 似 于 正 态 分 布 处 理 ; 5253 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 选 定 使 用 何 种计型控制图决定样本(n)否样本(n)是否一个常是否 是品 而 是 否 是品 而 是是 缺 点是 缺 点使 用 u-管 制 图使用p-管制图 使用c-管制图使 用 np-管 制 图 5354 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 U-控 制 图 作 成 步 骤选 择 质特 性选 取 样 本 组收 集据设 定之 控 制 界 限 在统计控制之内以 控 制 界 限 持 续 监 控 5455 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 ncuu 55 u-控 制 图 作 成 步 骤u-控 制 图 控 制 界 限中 心 线 CL=u= 上 控 制 界 限下 控 制 界 限 UCLLCL =u+3=u3 uniun i注 :u= cinici第i个 控 制 分 组 的 缺 点 数 数 目ni第i个 控 制 分 组 的 样 本 数 目u所 有 样 本 的 平 均 单 位 缺 点 数56 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 ccic-控 制 图 作 成 步 骤c-控 制 图 作 成 步 骤中心线:CL=C上控制界限下控制界限注: :UCL:LCL =C+3C=C3CC= kCi=1kC i第i个 样 本 的 缺 点 数 数 目k样本个数C所 有 样 本 的 平 均 缺 点 数 5657 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 u-控 制 图 的 应 用为 了 控 制 波 峰 焊 对 电 路 板 的 焊 接 质 量 ,用U-图对电路板的 不 良 焊 点 数 目 进 行 控 制 ,每 次 抽 取 的 样 本 随 批 量 的 不 同而不同,具 体 数 据 如 下 ,请做出U控制图.S a m p l e N o . S a m p l e Q t y D e f e c t Q t y1234567891 01 11 21 31 4 1 51 61 71 81 92 02 12 22 32 42 5 1 21 11 21 31 41 2781 21 31 42 53 21 27571 21 11 01 21 11 31 41 3 57637828891 262 01 23466791 01 21 21 21 0 5758 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 u-控 制 图 作 成 步 骤125 510以 第 一 组 为 例 计 算 出 样 本 的 中 心 线 和 上 下 控 制 限中 心 线 CL=u= cn =204=0 .654312上 控 制 界 限 UCL u=u+3 u=ni 0 .654+3 0 .656=12 1 .354下 控 制 界 限 LCLu=u3 u=ni 0 .6543 0 .656= 12 0 .046=0 5859 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 PCB板 板 面 短 路 统 计 表Sample No. Sample Qty Defect Qty CL UCL LCL Date point12345678 12111213141278 57637828 00000000 . 66666666 55555555 44444444 1.354121.385261.354121.326651.302171.354121.570721.5115 -0.046-0.078-0.046-0.0190.0055-0.046-0.263-0.204 0.4160.636 00.230 00.6660.285 666363.5769.56667141 667636231667286 91011121314151617181920 121314253212757121110 891262012346679 000000000000 . 666666666666 555555555555 444444444444 1.354121.326651.302171.139011.082681.354121.570721.738711.570721.354121.385261.42096 -0.046-0.0190.00550.16870.225-0.046-0.263-0.431-0.263-0.046-0.078-0.113 0.60.60.80.40.80.6 6666692307571420.240.6251285710.8571420.5363630.9 667692857429857636212223 2425 1211131413 1012121210 00000 . 66666 55555 44444 1.354121.385261.326651.302171.32665 -0.046-0.078-0.0190.0055-0.019 01000 . 80987 3333390909230765714269230 30987 39256 31379 5960 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 SampleCountPerUnit 样 本 PCB板 短 路 质 量 特 性 单 位 缺 陷 控 制 图U Chart of C21.81.61.41.2 1.00.80.60.40.20.0 UCL=1.327_U=0.654LCL=01 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25SampleTests performed with unequal sample sizes 6061 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 p-控 制 图 作 成 步 骤选 择 质特 性选 取 样 本 组收 集据设 定之 控 制 界 限 在统计控制之内以 控 制 界 限 持 续 监 控 6162 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 PP 62 p-控 制 图 作 成 步 骤p-控 制 图 的 控 制 限中 心 线 CL =p上 控 制 界 限下 控 制 界 限 (UCL(LSL )=p+3)=p3 p(1p)nip(1p)n i注 :p= dinidi第i个 控 制 分 组 的 不 良 品 数 目ni第i个 控 制 分 组 的 样 本 数 目p所 有 样 本 的 平 均 不 良 率63 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 i np-控 制 图 作 成 步 骤np-控 制 图 控 制 限中 心 线 CL=n p上 控 制 界 限 (UCLnp)=n p+3n p(1p)下 控 制 界 限 (LSLnp)=n p3n p(1p) 注 :n p= dkdi第i个 控 制 分 组 的 不 良 品 数 目n样本数目k样本个数n p所 有 样 本 的 平 均 不 良 数p样 本 的 平 均 不 良 率 6364 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 PCB成 品 合 格 率 控 制 图 示 例数 据 收 集 ： 按 照 数 据 收 集 的 法 则 ， 共 抽 取 了 共 25组样本。PCB 成 品 检 查 不 合 格 率 数 据样 本 序 号检 查 数 量Xi1 不 良 数 量 不 良 率12 3456789101112131415 161718192021222324 320280260370300310315300290290290300300 310315300290290300310315300290290 3.005.004.007.003.006.007.006.003.006.002.005.0010.00 10.0013.0015.0015.0015.006.0010.009.0015.0010.0015.00 0111112212013 34555232535 . . 9859092001773 21022029042 % %25 300 10.00 3 . 3 % 6465 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 Proportion P-控制图示例P C B成 品 检 查 控 制 图0.06 UCL=0.056380.050.04 0.030.020.010.00 _P=0.02787LCL=01 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25样 本Tests performed with unequal sample sizes 6566 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 管 制 界 限 的新初 期 用 作 计 算 的 工 序 质特 性 ， 可 能 会 随 着 环 境 而 转 变 。 故想 做 法 为 对 控 制 界 限 作 定 期 检 讨 。定 期 检 讨 和 是 否 重 新 计 算 的 需 要 会 视 符 工 序 和 操 作 情 况 的 转 变而 定 。 在 下的 情 况 重 新 计 算 控 制 界 限使用新的工序使用新的机器使用新的物现 时 的 工 序 情 况 有 改 变机 器 操 作 的 情 况 有 改 变 6667 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 否统 计 制 程 控 制 的 推步 骤订 定 制 程 评 估 制 程 能改 善 能决定主要制程评核有关测试能能可接受能可接受是制订控制图制订OCAP 否 改 善 能是 正 式 推OCAP - OUT OF CONTROL ACTION PLAN(受 控 应 对 计 划 ) 6768 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 成功推行SPC应 注 意 的 问 题缺 乏 中 层 管人 员 的 支 持过 于 着 重 计 算 机 的 帮 助对 质 量 控 制 图 的 讯 息 ， 没 有 适 当 的 反 应“制程能与“制程控制混淆在一起-“据都在规格内 ， 为 何 控 制 图 竟明受 控 用受控制程所得的据，设定控制界限没 有 订 定 OUT-OF-CONTROL-ACTION-PLAN受 控 应 对 计划 ， 对受 控 制 程 的 出 现 没 有 系 统 性 的 应 付 方 法 没 有 实 时 记及 处所 得据 6869 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析过 程 能 力 应 用过 程 能 力 和 过 程 绩 效 分 析 是 评 价 过 程 满 足预 期 要 求 能 力 及 其 表 现 的 方 法 ；过 程 能 力 的 测 定 也 是 六 西 格 玛 改 善 项 目 中测 量 阶 段 的 重 要 工 作 之 一 ；过 程 能 力 也 是 客 户 评 价 组 织 过 程 的 重 要 参数 。 世 界 五 百 强 几 乎 所 有 的 制 造 企 业 中 对 其供 货 商 都 有 过 程 能 力 方 面 的 要 求 。 6970 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析确 定 过 程 能 力 的 要 素要素1：过 程 的 输 出 特 性 ： 确 定 要 研 究 的 质 量 特 性 。 过 程 能 力就 是 过 程 特 性 满 足 规 定 要 求 的 能 力 ；要素2：过程规范： 顾 客 （ 内 部 或 外 部 ） 对 过 程 输 出 特 性 的 要 求 ；即 要 明 确 目 标 值 和 规 范 限 。 对 制 造 企 业 来 说 ， 这 点 比 较容 易 做 到 ； 但 对 于 非 制 造 业 企 业 ， 项 目 团 队 要 设 法 明 确过 程 规 范 和 要 求 ；要素3：抽样方案： 确 定 抽 样 方 案 可 以 反 映 过 程 的 特 定 状 态 ；要素4：过 程 是 否 属 于 稳 定 的 正 态 分 布 ： 属 于 正 态 分 布 的 过 程 一 般是 稳 定 并 统 计 受 控 ； 对 非 正 态 分 布 ， 要 进 行 坐 标 变 换 。 过 程 能 力 分 析 就 是 在 识 别 上 述 要 素的 基 础 上 ， 运 用 统 计 工 具 展 开 的 。 7071 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 调 查 及 改 进 的 步 骤明 确 目 的 分 析 数 据确 定 成 员 否 过 程 是 否 是稳 定选 择 特 性 查 找 异 常 确 定 过 程 能 力制定计划工序标准化改 进 措 施 过 程 能 力 不 足 确 认 主 要 原 因 过 程 能 力 过 剩降低成本过 程 能 力 充 足维持标准实 施 标 准 化 作 业确认效果起 草 调 查 报 告 7172 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析过 程 能 力 概 念过 程 固 有 波 动 （ inherent process variation） :是 由 普 通 原 因引 起 的 过 程 波 动 。 这 部 分 波 动 可 以 通 过 控 制 图 R/d2来 估 计 ；过 程 总 波 动 （ total process variation） :是 由 普 通 和 特 殊 原 因引 起 的 总 波 动 ， 由 过 程 的 标 准 偏 差 来 估 计 ；过程能力PC:是 过 程 固 有 波 动 的 6范围，此时,= R/d 2;过程绩效PP:是 过 程 总 波 动 的 6范围，此时=s;过 程 能 力 指 数 Cp和Cpk:过 程 能 力 指 数过 程 绩 效 指 数 Pp和Ppk:过 程 绩 效 指 数Cp和Cpk在 评 价 过 程 能 力 时 最 为 常 用 7273 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 R 过 程 能 力 计 算计 量 型 质 量 特 性 过 程 能 力 指 数 Cp的计算Cp= 容 差 过 程 能 力 = USL LSL6R = USLLSL6 d2 7374 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 制程能与Cp的关系工序表现Cp 2.00制程况能足够勉强可生产足够能超卓的能坏品ppm2700或以上2700至63.363.3至0.0020.002或以下 7475 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 = 过 程 能 力 计 算计 量 型 质 量 特 性 过 程 能 力 指 数 Cpk的计算 Cpk =(1k)Cp或 Cpk min(USL , LSL)3 7576 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 K= = 过 程 能 力 分 析Cpk的 两 个 公 式 其 实 是 一 样 意 义 ， 不 同 表 达 形 式2 M T因 为 Cpk=Cp M3 其 中T6 T USL LSLM （ USL LSL） /2USL+LSL26USLLSLUSL+LSL26当USL+LSL 2时当USL+LSL 2时Cpk=Cpk= LSL3USL3 7677 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 = ns i过 程 能 力 分 析过 程 绩 效 指 数 的 计 算 公 式过 程 绩 效 指 数 的 计 算 公 式 和 过 程 能 力 指 数 的 计 算 公 式 的区 别 在 于 两 者 对 标 准 偏 差 的 估 计 方 式 不 同 ：Pp= 容 差过 程 绩 效 USLLSL6s其 中 ： = 1n1 (Xi=1 X 2)Ppk=(1k)Pp 7778 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析单 边 质 量 特 性 的 过 程 能 力 指 数 的 计 算 公 式单 边 质 量 特 性 就 是 只 有 上 限 或 只 有 下 限 的 质 量 特 性单边上公差单边下公差Cpu=Cpl= USL3LSL3 7879 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析过 程 能 力 指 数 和 产 品 不 良 率 的 关 系当 容 差 的 中 心 M和 数 据 散 布 中 心 重合是，即在 无 偏 的 情 况 下：不 良 率 P=22(3Cp)当 容 差 的 中 心 M和 数 据 散 布 中 心 不重合是，即偏移为k的情况下：不 良 率 P=23Cp(1+k)+3Cp(1k) 7980 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 3过 程 能 力 分 析计 件 和 计 点 质 量 特 性 过 程 能 力 指 数 的 计 算计 件 质 量 特 性 过 程 能 力 指 数 的 计 算 （ p控制图）Cpu= Pupp(1p)n计 点 质 量 特 性 过 程 能 力 指 数 的 计 算Cpu= CuC3C 8081 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析长 期 过 程 能 力 和 短 期 过 程 能 力过程的短期能力是 指 过 程 仅 受 随 机 因 素 影 响时 其 输 出 特 性 波 动 的 大 小 ， 是 过 程 的 固 有 能 力 ；过程的长期能力是 指 过 程 在 较 长 时 间 内 表 现 的过 程 输 出 波 动 的 大 小 ， 此 时 过 程 不 仅 受 到 随 机因 素 的 影 响 ， 还 受 到 其 他 因 素 的 影 响 ； 8182 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 分 析长 期 过 程 能 力 和 短 期 过 程 能 力根 据 长 短 期 过 程 能 力 的 定 义 ， 可 以 看 出 长 期 过 程能 力 的 标 准 差 LT要比短期能力的标准偏差ST大；国 外 的 一 些 企 业 根 据 他 们 的 实 践 经 验 认 为 ： 过 程的 长 期 能 力 和 短 期 能 力 之 闲 平 均 约 有 1.5的漂移：ZLT=ZST-1.5 我们一般用= R/d2来 估 计 短 期 能 力 ， 用 =s来 估 计 长 期 能 力 。 8283 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 影 响 因 素 分 析分 析 步 骤确 定 并 解 剖 工 序 质特 性 值 的 波 动 情 况 ；找 出 引 起 质特 性 值 波 动 的 主 导 因 素 ；对 主 导 因 素 进确 认 ；制 定 控 制 主 导 因 素 的 措 施 计 划 ；实 施 控 制 并 对 其 效 果 进确 认 ； 将 确 认 结 果 纳 入 文 件 ， 实 施 标 准 化 管。 8384 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 改 进提 高 过 程 能指的 途 径1:调 整 工 序 加 工 的 分 布 中 心 ， 减 少 中 心 偏 移。通 过 收 集据 ， 进统 计 分 析 ， 找 出 大续 生 产 过 程 中 由 于 工 具 磨 损 、加 工 条 件 随 时 间 逐 渐 变 化 而 产 生 偏 移 的 规， 及 时 进中 心 调 整 ， 或 采 取 设备 自 动 补 偿 偏 移 或 刀 具 自 动 调 整 和 补 偿 等 。根 据 中 心 偏 移， 通 过 首 件 检 验 ， 可 调 整 设 备 、 刀 具 等 的 加 工 定 位 装 置 。改 变 操 作 者 的 孔 加 工 偏 向 下 差 及 轴 加 工 偏 向 上 差 等 的 倾 向 性 习 惯 ， 以 规 格中 心 值 为 加 工 依 据 。 配 置为 精 确 的规 ， 由规 检 验 改 为值 检 验 ， 或 采 用 高 一 等 级 的具检 测 。 8485 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 改 进2:提 高 工 序 能 力 ， 减 少 分 散 程 度 （ 即 减 少 工 序 加 工 的 标 准 偏 差 s）修 订 工 序 ， 改 进 工 艺 方 法 ， 修 订 操 作 规 程 ， 优 化 工 艺 参 数 ， 补 充 增 添 中 间 工序 ，推 广 用 新 材 料 、 新 工 艺 、 新 技 术 ；检 修 、 改 造 或 更 新 设 备 ， 改 造 、 增 添 与 公 差 要 求 相 适 应 的 精 度 较 高 的 设 备 ；增 添 工 具 工 装 ， 提 高 工 具 工 装 的 精 度 ；改 变 材 料 的 进 货 周 期 ， 尽 可 能 减 少 由 于 材 料 进 货 批 次 的 不 同 而 造 成 的 质 量 波动 ； 改 造 现 有 的 现 场 环 境 条 件 ， 以 满 足 产 品 对 现 场 环 境 的 特 殊 要 求 ；对 关 键 工 序 、 特 种 工 艺 的 操 作 者 进 行 技 术 培 训 ；加 强 现 场 的 质 量 控 制 ， 设 置 工 序 质 量 控 制 点 或 推 行 控 制 图 管 理 ,加 强 质 检 工 作 。 8586 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版 过 程 能 力 改 进3:修 订 公 差 范 围修 订 公 差 范 围 ， 其 前 提 条 件 是 放 宽 公 差 范 围 不 会 影 响产 品 质 量 ;在 放 宽 公 差 范 围 不 会 影 响 产 品 质 量 这 个 前 提 下 ， 可 对不 切 实 际 的 过 高 的 公 差 要 求 进 行 修 订 ， 以 提 高 工 序 能 力 ;应 把 减 少 中 心 偏 移 量 作 为 提 高 工 序 能 力 指 数 的 首 要 措施 。 只 有 当 中 心 偏 移 量 =0，而CP值仍然小于1时，才考 虑 减 少 工 序 加 工 的 分 散 程 度 或 考 虑 是 否 有 可 能 放 宽 公差范围. 8687 S169492009SPC统 计 过 程 控 制 培 训 教 材 (第 二 版 )版