计量型数据控制图要点课件.ppt
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1、计量型数据控制图计量型数据控制图1 1计量型数据控制图u正态正态u单值移动极差图 I-MR Chartu均值极差图均值极差图 Xbar-R Chart模块内容模块内容2 2正态分布正态分布计量型数据控制图是建立在数据计量型数据控制图是建立在数据正态分布的理论基础上的。的理论基础上的。正态曲线是描述正态分布的数学表达式的图形表示;正态曲线是描述正态分布的数学表达式的图形表示;流程只有随机波动或变差流程只有随机波动或变差正态曲线正态曲线3 3正态分布正态分布正态分布的概率密度函数为正态分布的概率密度函数为: :正态分布又称正态分布又称高斯(Gauss)分布, ,是由德国数学家是由德国数学家高斯于于
2、18091809年正式提出。年正式提出。德德国国1010马马克克纸纸币币4 4正态分布正态分布“正态正态” ” 分布是具有一定相同特性的数据分布分布是具有一定相同特性的数据分布这些特性对我们理解流程特征十分有用,我们这些特性对我们理解流程特征十分有用,我们将从此流程中获得数据将从此流程中获得数据大多数自然现象和人工过程是正态分布,或者大多数自然现象和人工过程是正态分布,或者可以被描述成正态分布,即可以为一个正态分布可以被描述成正态分布,即可以为一个正态分布所代表。所代表。5 5正态分布特性之正态分布特性之一正态分布密度以均值正态分布密度以均值为对称轴,并且在为对称轴,并且在处达到最大处达到最大
3、值;值;正态分布可以被完全描述,只需知道:正态分布可以被完全描述,只需知道:均值均值标准偏差标准偏差 小的波动小的波动 小的标准偏差小的标准偏差 大的波动大的波动 大的标准偏差大的标准偏差6 6正态分布特性之二正态分布特性之二正态曲线下部的面积可用来估计特定正态曲线下部的面积可用来估计特定“事件事件” ” 发生发生的累计概率的累计概率样本值的概率离开均值的标准偏差数在两个值之间获得累计概率值7 7标准偏差的经验规则标准偏差的经验规则 前面的累计概率的规则即使数据不是完美的正态前面的累计概率的规则即使数据不是完美的正态分布也适用。让我们比较数值的理论分布也适用。让我们比较数值的理论( (完美的完
4、美的) )正态分正态分布和经验布和经验( (现实的现实的) )分布分布标准偏差数标准偏差数理论正态分布理论正态分布经验正态分布经验正态分布1168%68%60%-75%60%-75%2295%95%90%-98%90%-98%3399.7%99.7%99%-100%99%-100%8 8正态分布的判定正态分布的判定方法一方法一: :正态性检验正态性检验文件:文件:Distributions.MTW,Distributions.MTW,第一列数据为例进行正态判定。第一列数据为例进行正态判定。9 9正态分布的判定正态分布的判定P P值值0.05,0.05,数据分布正态数据分布正态1010正态分布的
5、判定正态分布的判定方法二方法二: :图形化汇总图形化汇总文件:文件:Distributions.MTW,Distributions.MTW,第二列数据为例进行正态判定。第二列数据为例进行正态判定。1111正态分布的判定正态分布的判定P P值值0.05,0.05,数据分布不正态数据分布不正态1212正态分布的判定正态分布的判定方法三方法三: :概率图概率图文件:文件:Distributions.MTW,Distributions.MTW,第三列数据为例进行正态判定。第三列数据为例进行正态判定。1313正态分布的判定正态分布的判定P P值值0.05, 基本统计量基本统计量 正态性检验正态性检验统计
6、统计 基本统计量基本统计量 图形化汇总图形化汇总图形图形 概率图概率图2 2、数据是否正态分布的判定规则、数据是否正态分布的判定规则正态分布判定指数正态分布判定指数P0.05,数据分布正态,数据分布正态正态分布判定指数正态分布判定指数P0.05,数据分布非正态,数据分布非正态1515计量型数据控制图u正态正态u单值移动极差图 I-MR Chartu均值极差图均值极差图 Xbar-R Chart模块内容模块内容1616控制图选择路径控制图选择路径1717数据类型?数据类型?开始开始计算具有属性的计算具有属性的项目数或者计算项目数或者计算事件发生的次数事件发生的次数?单值或单值或者子组者子组子组大
7、子组大小一致小一致?子组大子组大小一致小一致?具有具有属性属性的项的项目数目数事件事件发生发生的次的次数数是是否否P图图nP图或图或P图图C图或图或U图图U图图需要快速需要快速检测小的检测小的变化变化?离散型离散型连续型连续型子组大子组大小小8?单值单值-移动移动极差图极差图均值均值-极差图极差图单单值值均值均值-标准差图标准差图子子组组是是否否EWMA图图是是是是否否否否 单值移动极差图可单值移动极差图可用于按时间顺序排列的任何数据用于按时间顺序排列的任何数据,而,而且有多种用途,是最常用的控制图类型。且有多种用途,是最常用的控制图类型。 使用场合为在使用场合为在一个固定的时刻只有一个数据点
8、一个固定的时刻只有一个数据点,即没有,即没有分组的情形:分组的情形: 1)不知如何分组)不知如何分组 2)抽样难度大,抽样成本高,抽样时间长)抽样难度大,抽样成本高,抽样时间长 3)没有必要分组)没有必要分组单值单值-移动极差移动极差(I-MR)图图1818单值移动极差图的生成单值移动极差图的生成移动极差控制限移动极差控制限单值控制限单值控制限19190RLCL3.267RUCLmR2.66XUCLXmR2.66XLCLXmR文件文件: Individ.mtw单值移动极差图单值移动极差图Minitab指令指令2020单值图可显现出单值图可显现出流程中心的稳定流程中心的稳定性性(中心位置中心位置
9、)单值移动极差图单值移动极差图Minitab输出输出移动极差MR是相邻两个单值的差的绝对值;看图顺序:先看极差图,再看均值图。移动极差图可显移动极差图可显现出短期变差的现出短期变差的稳定性稳定性2121用用I-MR图做改善前后的对比图做改善前后的对比文件文件: Before-after.mtw2222以上是图示化比较,最后还应通过统计检验进行比较。以上是图示化比较,最后还应通过统计检验进行比较。改善后均改善后均值下降值下降改善后变改善后变差减小差减小2323用用I-MR图做改善前后的对比图做改善前后的对比控制图的判异规则控制图的判异规则 为了帮助鉴别出现在我们流程中的特殊原因事件,制定了为了帮
10、助鉴别出现在我们流程中的特殊原因事件,制定了一套标准规则:一套标准规则: 1、1点落在控制限之外 2、连续8点落在中心线同一侧 3、连续6点递增或递减 4、连续14点中相邻点升降交错 5、连续3点中有2点落在中心线同一侧的2-sigma限之外 6、连续5点中有4点落在中心线同一侧的1-sigma限之外 7、连续15点落在1-sigma限之内 8、连续8点落在中心线两侧,但无1点在1-sigma限之内 后后4项判异规则只对单值和子组均值项判异规则只对单值和子组均值Xbar的控制图使用,的控制图使用,其他各控制图皆只使用前其他各控制图皆只使用前4项规则。项规则。2424控制图的判异规则控制图的判异
11、规则Minitab 中的中的“检验检验”可帮助判异,选择你想要执行的测试。可帮助判异,选择你想要执行的测试。Minitab预设选项预设选项2525案例#1培训成本人力资源部经理复查了过去两年来的培训费用。根据过去人力资源部经理复查了过去两年来的培训费用。根据过去12 个月的费用个月的费用数据,她列出每个月的平均预算成本为数据,她列出每个月的平均预算成本为$97,700,但上一个月的费用却为,但上一个月的费用却为$105,000。她想知道上一个月有什么不同,因此要求下属查明原因,以便。她想知道上一个月有什么不同,因此要求下属查明原因,以便将来可避免该问题。将来可避免该问题。解释单值图练习解释单值
12、图练习a.上一个月的数据是特殊原因还是普通原因的结果?为什么?b.人力资源经理是否采取了适当的措施?c.它应该预期的月培训成本是多少?普通原因。根据判异规则无异常点。否$87154$1082462626解释单值图练习解释单值图练习案例#2停工时间一条包装线在一条包装线在3 月月8 日到日到8 月月23 日之间平均每周停工日之间平均每周停工4.1 小时。由于很多问小时。由于很多问题与电路开关有关,技术人员怀疑电涌保护装置发生故障。他们在题与电路开关有关,技术人员怀疑电涌保护装置发生故障。他们在8 月月23 日这一周更换了它,并连续再收集了日这一周更换了它,并连续再收集了8 周的数据。周的数据。a
13、.新的电涌装置有用吗?b.如果有用,技术人员从哪一周获得了第一个信号?是否有过程偏移的任何其它信号?更换电涌装置2727解释单值图练习解释单值图练习a.新的电涌装置有用吗?b.如果有用,技术人员从哪一周获得了第一个信号?是否有过程偏移的任何其它信号?有用最早的信号是位于界限外的点(测试1),从9月6日这一周获得第一个信号。其次的信号来自测试5和6。另一个信号在测试2中表现出来(8个点位于中线同一侧)。28281)计算控制界限至少需要)计算控制界限至少需要20个数据点个数据点2)如果有)如果有12个异常点,通过分析原因可以考虑去除个异常点,通过分析原因可以考虑去除,重新计算控制界限,重新计算控制
14、界限3)如果超过)如果超过2个异常点,不能轻易去除,应先解决特个异常点,不能轻易去除,应先解决特殊原因使流程稳定后,再重新收集数据计算控制界限殊原因使流程稳定后,再重新收集数据计算控制界限4) 看图的顺序:先看移动极差看图的顺序:先看移动极差(MR)图,后是单值图,后是单值(I)图图单值移动极差图小结单值移动极差图小结2929模块内容模块内容3030计量型数据控制图u正态正态u单值移动极差图 I-MR Chartu均值极差图均值极差图 Xbar-R Chart控制图选择路径控制图选择路径3131数据类型?数据类型?开始开始计算具有属性的计算具有属性的项目数或者计算项目数或者计算事件发生的次数事
15、件发生的次数?单值或单值或者子组者子组子组大子组大小一致小一致?子组大子组大小一致小一致?具有具有属性属性的项的项目数目数事件事件发生发生的次的次数数是是否否P图图nP图或图或P图图C图或图或U图图U图图需要快速需要快速检测小的检测小的变化变化?离散型离散型连续型连续型子组大子组大小小8?单值单值-移动移动极差图极差图均值均值-极差图极差图单单值值均值均值-标准差图标准差图子子组组是是否否EWMA图图是是是是否否否否均值极差控制图的优点在于:均值极差控制图的优点在于:可将过程可变性的改变与过程平均值的改变区别开来。可将过程可变性的改变与过程平均值的改变区别开来。可检测到过程平均值的小偏移。可检
16、测到过程平均值的小偏移。使用场合,数据有分组的情况:使用场合,数据有分组的情况:1) 知道如何分组知道如何分组2) 抽样容易,抽样成本低,抽样时间短抽样容易,抽样成本低,抽样时间短3) 适用于大批量生产线生产适用于大批量生产线生产备注:当子组样本容量备注:当子组样本容量8时,应使用均值标准差时,应使用均值标准差(Xbar-S)图图均值均值- -极差控制极差控制(Xbar-R)图图3232均值极差控制图的生成均值极差控制图的生成极差控制限极差控制限均值控制限均值控制限说明:说明:d2、A2、D3、D4为常数,与样本量为常数,与样本量n有关(见有关(见下页表)下页表)33334RUCLD R3RL
17、CLD R223XRUCLXXA Rdn223XRL C LXXA Rdn均值极差控制图参数选取表均值极差控制图参数选取表3434均值极差控制图均值极差控制图Minitab指令指令文件文件: XBAR.mtw3535均值图可显现出流均值图可显现出流程中心的稳定性程中心的稳定性(中心位置中心位置)备注:备注:1)显现的是)显现的是子组的均值、极差的均值、极差 2)极差是)极差是组内最大与最小值的差值最大与最小值的差值极差图可显现出短极差图可显现出短期变差的稳定性期变差的稳定性均值极差控制图均值极差控制图Minitab输出输出3636均值极差控制图练习均值极差控制图练习 某台机器连续生产钢珠,直径
18、是它的一个重要质量特性某台机器连续生产钢珠,直径是它的一个重要质量特性。为对钢珠直径进行控制,每隔。为对钢珠直径进行控制,每隔15分钟抽样分钟抽样1次,每次抽取次,每次抽取产品产品5个,共抽样个,共抽样25次,测量并记录数据。经检验钢珠直径次,测量并记录数据。经检验钢珠直径服从正态分布,试绘制均值极差服从正态分布,试绘制均值极差(Xbar-R)控制图(数据见下控制图(数据见下表,文件:表,文件:SPC_钢珠直径钢珠直径.MTW)。3737C1C2C3C4C5C6批次批次直径直径1直径直径2直径直径3直径直径4直径直径5110.9510.910.9510.9610.98210.9110.9710
19、.9510.9810.94310.9710.9110.9410.9510.93410.9210.9410.9510.9510.93241110.9910.910.9410.982510.9410.9210.9610.9310.96均值极差控制图练习均值极差控制图练习1)从)从“统计统计控制图控制图子组的变量控制图子组的变量控制图 Xbar-R”进入。进入。2)指定)指定“图表的所有观测值均在一列中图表的所有观测值均在一列中”为为“直径直径”,指定子组大小,指定子组大小为为“5”。如果每小时的。如果每小时的5个数据分别记录在个数据分别记录在5列中时,指定列中时,指定“子组的子组的观测值位于多列的
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