SPC经典教材

,*,SPC,一、,SPC,统计过程控制,1、什么是SPC?,SPC-Statistical Process Control(统计过程控制,含义-利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而到达保证产品质量的目的。,统计技术-数理统计方法。,2、SPC的作用,预防：判断过程的异常，及时告警。,3、SPC的缺点,不能告知异常是由什么因素引起的和发生于何处，即不能进行诊断。,3、为什么要学习SPC?,时代的需要：21世纪是质量的世纪，提出超严质量要求，是世界开展的大方向。,如电子产品的不合格品率由过去的百分之一、千分之一、降低到百万分之一ppm,parts per million),乃至十亿分之一ppb,parts per billion)。,科学的要求：要保证产品质量、要满足21世纪超严质量要求就必须应用质量科学。,生产控制方式由过去的3控制方式改为6控制方式。,3控制方式下的稳态不合格品率为2.7 X 10-3,6控制方式下的稳态不合格品率为2.0 X 10-9,后者比前者降低了：2.7 X 10-3/2.0 X 10-9=1.35 X106 即一百三十五万倍!,3、为什么要学习SPC二?,3控制方式与6控制方式的比较：,4、开展SPC工程的步骤,培训SPC,正态分布等统计根底知识,品管七工具：调查表、分层法、散布图、排列图、直方图、因果图、控制图,过程控制网图的做法,过程控制标准的做法,确定关键质量因素,对每道工序，用因果图进行分析，造出所有关键质量因素，再用排列图找出最终产品影响最大的因素，即关键质量因素；,列出过程控制网图，即按工艺流程顺序将每道工序的关键质量因素列出,制订过程控制标准,对过程进行监控,对过程进行诊断并采取措施解决问题,二、,控制图原理,1、什么是控制图,对过程质量加以测定、记录并进行控制管理的一种用统计方法设计的图。,控制图的组成,UCL,(Upper Control Limit)上控制限,LCL,(Lower Control Limit)下控制限,CL,(Central Line)中心线,按时间顺序抽取的样品统计量数值的描点序列,2、统计观点,-现代质量管理的根本观点之一,产品质量具有变异性,“人、机、料、法、环+“软件、辅助材料、水、电、汽公用设施,变异具有统计规律性,随机现象统计规律,随机现象：在一定条件下时间可能发生也可能不发生的现象。,3、根底知识,(1)、直方图,分组、统计、作直方图,具体步骤,1、找出最大值和最小值，确定数据分散宽度,数据分散宽度=最大值 最小值,2、确定组数,k n,3、确定组距,h=最大值最小值/组数,4、确定各组的边界,第一组的组下限=最小值 最小测量单位的一半,第一组的组上限=第一组的组下限+组距=第二组的组下限,第二组的组上限=第二组的组下限+组距=第三组的组下限，依此类推。,5、确定各组的频数,6、作直方图,7、对直方图的观察:特点，中间高、两头低、左右对称,3、根底知识,(2)、正态分布(Normal Distribution),当抽取的数据个数趋于无穷大而区间宽度趋向于0时，外形轮廓的折线就趋向于光滑的曲线，即：概率密度曲线。,特点：面积之和等于1。,fN(x;2,)=(1/2)exp(-(x-)2/2 2),两个重要的参数：,(mu)-位置参数和平均值mean value)，表示 分布的中心位置和期望值,(sigma)-尺度参数，表示分布的分散程度和标准偏差 standard deviation),两个参数的意义,(mu)-反映整体的综合能力,(sigma)-反映实际值偏离期望值的程度，其值越大，表示数据越分散。,它们之间是互相独立。,质量管理中的应用,不管 与取值如何，产品质量特性落在 3，+3范围内的概率为99.73%。,落在 3，+3范围外的概率为1 99.73%=0.27%，,落在大于+3一侧的概率为0.27%/2=0.135%1。,4、控制图根底知识,(1)、控制限确实定,上控制限：UCL=+3,中心线：CL=,下控制限：LCL=3,(2)、控制图原理的两种解释,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，假设发生即判异常。控制图就是统计假设检验的图上作业法。,第二种解释：“要抱西瓜，不要抓芝麻,质量波动的原因=必然因素+偶然因素异常因素,必然因素 始终存在，对质量影响微小，难以消除，是不可防止的；,偶然因素有时存在，对质量影响很大，不难消除，是可以防止的。,休哈特控制图的实质就是区分必然因素与偶然因素的。,控制限就是区分必然波动与偶然波动的科学界限。,(3)、预防原那么,26字真经,点出界就判异，查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准。,(4)、使用控制图应考虑的问题,a、控制图用于何处？,b、如何选择控制对象？,c、怎样选择控制图？,d、如何分析控制图？,e、点出界或违反其他准那么的处理。,f、控制图的重新制定。,g、控制图的保管问题。,(5)、常用的控制图,a、X bar R控制图 计量值、正态分布,b、不合格品百分率p控制图 计件值、二项分布,c、不合格品数np控制图 (计件值、二项分布),d、缺陷率u控制图 (计点值、泊松分布,e、缺陷数c控制图 (计点值、泊松分布,f、DPMO控制图 (计点值、泊松分布,X bar-R控制图是计量值最常用的、最重要的控制图,X bar-R控制图的控制限,x bar均值 的控制限,UCL=x+A2R,CL=x,LCL=x-A2R,R(极差的控制限,UCL=D4R,CL=R,LCL=D3 R,X bar-R,控制图的操作步骤,a、,确定对象、抽取数据,b、,合理分组,c、,计算,x,i,、R,i,d、,计算,x、R,e、,计算,R,图的控制线、,x,图的控制线,f、,将数据在图中打点并作图。,举例：测螺栓的扭矩，其规格为：150+/-50，,控制扭矩的质量。,X,1,=(x,1,+x,2,+x,3,+x,4,+x,5,)/5,R,图的控制线,UCL=D,4,R=2.114*14.4=30.4416,CL=R=14.4,LCL=D,3,R=0,x,图的控制线,UCL=x+A,2,R=163.1+0.577*14.4=171.4088,CL=163.1,LCL=x-A,2,R=163.1-0.577*14.4=154.7912,P,图的控制线,DPMO,的定义,DPMO,图的控制线,C图的控制线,U图的控制线,计量值控制图与计数值控制图的比较,计量值控制图的最大的优点是灵敏度高,往往在真正造成不合格品之前已经及时发现异常；,所需的样本容量比计数值控制图小很多；,在有多种判据的场合，假设有任何一个判据不满足，就认为不合格时，那么用计数值控制图处理比较简单。,多品种、小批量生产的控制,、加工制造业0%以上属于多品种、小批量生产,b、,多品种、小批量关键在于批量小-,数据少,解决途径,将,相似工序,的数据，即,同类型分布,的数据，经过数学变换成为统一分布的数据，积少成多，在同一张控制图上进行控制。,如：通用图法、相对公差法、固定样本容量法等。,相似工序,a、,同一类型的质量指标,b、,同一台或同型号设备,c、,同一类型的加工件,d、,同一组操作人员,e、,同一类型的操作,f、,在同一车间内，即同一个环境内。,通用图法,应用标准变换使N(i,i),对所有的i N(0,1)在通用图上统一控制。,标准变换,设统计量为y，那么定义y的标准变换为：,yT=为0、1变换,3方式的标准变换,UCLT=3 CLT=0,0,LCLT=-3,y-,UCL-,LCL-,CL-,-,三、,接近零不合格品过程的控制原理,1、接近零不合格品过程,不合格品率极低，大量产品为合格品，偶尔有不合格品出现的生产过程，称为接近零不合格品过程。,2、控制对象,相邻不合格品间的连续合格品数取为控制对象,3、判异准那么,a、假设相邻不合格品之间的连续合格品数不大于n1,那么判断过程异常；,b、假设接连出现的两个合格品数之和不大于n2，那么判断过程异常；,c、假设接连出现的三个连续合格品数之和不大于n3，那么判断过程异常；,4、判稳准那么,a、连续25点，出界点数为0；,b、连续35点，出界点数小于等于1；,c、连续100点，出界点数小于等于2。,四、,质量诊断理论,生产线的分析,a、道道把关型,规那么：不合格品不准送往下道工序 不考虑上道工序的影响工序间互相独立,优点：不考虑上道工序的影响，分析简单,缺点：不适应流程式生产、有时限要求的生产。,b、选控型,规那么：上道工序的影响或多或少的始终存在,优点：符合实际、是更一般的模型。道道把关型仅是上道工序的影响为零的特例,缺点：分析复杂两种质量概念简化分析。,两种质量,a、总质量total quality,原材料 生产线产品 产品质量 总产品质量,其特点是为用户直接感受到。,b、分质量partial quality,该工序本身固有的加工质量，与上道工序无关。,其特点是反映了该工序的工作质量。,分质量只与人、机、法有关。,c、两种质量的关系,总质量 ,-测量值,分质量 -标准值,上工序的影响,诊断-统计诊断,a、应用控制图诊断-实时诊断,总质量 全控图,分质量 选控图 新式控制图,b、应用过程能力指数诊断-阶段诊断,总质量 总过程能力指数 -Cp总,分质量 分过程能力指数 -Cp分,过程能力指数的定义,a、过程能力,过程的加工质量满足技术标准的能力，是衡量加工内在一致性的标准，决定于质量因素人、机、料、环、法，与公差无关。,稳态时，99.73%的产品落在(-3 ，+3 )范围内，因此将过程能力PC定义为：PC=6,b、生产能力,加工数量方面的能力。,c、过程能力指数-Cp,过程能力满足产品技术标准产品规格、公差的程度。,双侧规格情况的过程能力指数,T 技术规格的公差幅度；,TU、TL 规格上、下限；,-总体标准差、s-样本标准差,Cp=T/6=TU TL/6 =TU TL/6 s,当T=6，Cp=1，这时候既满足技术要求又很经济。,过程能力指数的评价标准,有偏移情况的过程能力指数,定义分布中心与公差中心M的偏移为：=|M-|，,与M的偏移度K为：K=/T/2=2 /T，,Cpk=1-KCp=1-K)*T/6 1-K)*T/6s,