SPC基础入门解读课件.ppt
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1、1Statistical Process Control(统计过程控制)2统计过程控制(SPC)1、SPC的发展史2、基本统计概念3、过程变差4、控制图5、过程控制和过程能力什么是什么是SPCnSPC是英文Statistical Process Control的字首简称,即统计过程控制。SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控,从而达到改进与保证质量的目的。SPC强调全过程的预防。 nSPC给企业各类人员都带来好处。对于生产第一线的操作者,可用SPC方法改进他们的工作,对于管理干部,可用SPC方法消除在生产部门与质量管理部门间的传统的矛盾,对于领导干部,可用SPC方法控制产品质量,减少
2、返工与浪费,提高生产率,最终可增加上缴利税。 3SPC的基本原理波动无处不在正常波动和异常波动通过保持过程受控和稳态提高过程能力和品质水平SPC的特点是:n(1)SPC是全系统的,全过程的,要求全员参加,人人有责。这点与全面质量管理的精神完全一致。n(2) SPC强调用科学方法(主要是统计技术,尤其是控制图理论)来保证全过程的预防。n(3)SPC不仅用于生产过程,而且可用于服务过程和一切管理过程。 56SPC的发展n20世纪20年代,美国休哈特提出;n二战后期,美国将休哈特方法在军工部门推行;n19501980,逐渐从美国工业中消失 ;休哈特的同事戴明博士在日本推行SPC;n在日本强有力的竞争
3、下,80年代起,美国又重新大规模推行SPC;n美国三大汽车厂联合制定QS9000标准。7SPC的作用n1、确保制程持续稳定、可预测。n2、提高产品质量、生产能力、降低成本。n3、为制程分析提供依据。n4、区分变差的特殊原因和普通原因,作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。SPC的意义有效监测与预防有效监测与预防管理控制图实际的变化发生在此处将导致在此处耗费时间查找原因USLUCLn“SPC就像房屋中的烟雾探测器:只要这种装置备有电池,并且被正确安置以及旁边有人监听,那么它就可以提前发出警报使你有足够时间阻止房屋起火”n6 Sigma管理法 追求卓越的阶梯SPC能解决之问题 1.经济性:有效的
4、抽样控制,不用全数检验,不良率和成本得以控制。使过程稳定,能掌握质量、成本与交期。2.预警性:过程的异常趋势可实时对策,预防整批不良,以减少浪费。3.分辨特殊原因:作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。4.善用机器设备:估计机器能力,可妥善安排适当机器生产适当零件。5.改善的评估:过程能力可作为改善前后比较之指南。1011基本统计概念12F字母计数练习nImagine for one brief moment that each of the one hundred and forty-one words of this paragraph is a separate component
5、from a first run of fourteen-inch flywheels. You are one of five inspectors performing the final inspection of these finished components which were produced on fairly small dial index machines that are not being controlled by the use of statistical techniques. As can be expected from an operation of
6、 this nature , there are a number of defectives components being made .Each word that contains an f represents a defective component. How many of the defectives are you able to find? Check again and inspect for the present s off s. Write your final count in the bottom left hand corner of this page .
7、This example should give you a fair idea of how reliable 100%inspection can be. 请用1分钟,彻底检查一次,看看字母“F”出现的次数答案?13F字母计数练习n结论:100的检验不能保证100的合格14预防与检测n过去,制造商经常通过生产来制造产品,通过质量控制来检查最终产品并剔除不合格产品。在管理部门则经常靠检查或重新检查工作来找出错误,在这两种情况下都是使用检测的方法,这种方法是浪费的,因为它允许将时间和材料投入到生产不一定有用的产品或服务中。n一种在第一步就可以避免生产无用的输出,从而避免浪费的更有效的方法是预防
8、nSPC强调全过程的预防!15基本统计概念统计学(Statistics)n收集、整理、展示、分析解释统计资料n由样本(sample)推论母体群体(population)n能在不确定情况下作决策n是一门科学方法、决策工具x 抽样 推论16基本统计概念统计量nR 全距(range)n 算术平均数(arithmetic mean)nMd 中位数(median)nMo 众数(mode)n 方差/变异(variance)n 标准差(standard deviation))(x217基本统计概念nR 全距(range) 全距是指一个变量数列中最大标志值与最小标志值之差。因为它是数列中两个极端值之差,故又称
9、为极差。 RXmaxXmin18统计基本概念n 算术平均数(arithmetic mean) )(xnxfxniii119基本统计概念nMd 中位数(median) 将总体单位数量标志的各个数值按照大小顺序排列,居于中间位置的那个数值称为中位数。n当资料项数n为奇数,数列中只有一个居中的标志值,该标志值就是中位数。n当n为偶数时,数列中有两个居中的标志值,中位数便是中间两个标志值的简单算术平均数。20基本统计概念nMo 众数(mode) 众数是总体中出现次数最多或最普遍的标志值,即频次或频率最大的标志值。数列中最常出现的标志值说明该标志值最具有代表性。21基本统计概念n 方差/变异(varia
10、nce)2)()()(111)(22221122xxxxxxnnxxfnniii22基本统计概念n 标准差(standard deviation):)()()(111)(2222112xxxxxxnnxxfnniiin标准差(Standard Deviation) ,也称均方差(mean square error),是各数据偏离平均数的距离的平均数,它是离均差平方和平均后的方根,用表示。标准差是方差的算术平方根。标准差能反映一个数据集的离散程度。平均数相同的,标准差未必相同。2324基本统计概念n例: 1,1,2,3,4,6,11n R=10 n Md=3 Mo=1n n 4X67.12256
11、. 325数据的收集与整理 群体样本结论数据抽 样分析测试行动26 每件产品的尺寸与别的都不同 范围 范围 范围 范围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 范围分布可以通过以下因素来加以区分 位置 分布宽度 形状 或这些因素的组合27数据收集 10.249.9410.009.999.859.9410.4210.3010.3610.0910.219.799.7010.049.989.8110.1310.219.849.5510.0110.369.889.2210.019.859.6110.0310.4110.1210.159.7610.579.7610.1510.1110.
12、0310.1510.2110.059.739.829.8210.0610.4210.2410.609.5810.069.9810.129.9710.3010.1210.1410.1710.0010.0910.119.709.499.9710.189.999.899.839.559.8710.1910.3910.2710.1810.019.779.5810.3310.159.919.6710.1010.0910.3310.069.539.9510.3910.169.7310.159.759.799.9410.099.979.919.649.8810.029.919.5428为找出这些数据的统计规
13、律将它们分组、统计、作直方图,如机螺丝直径直方图所示。图中的直方高度与该组的频数成正比。10.510.29.99.69.3Descriptive Statistics29如果数据的离散程度遵从正态分布X平均值:112312368.2695.4499.73曲线下的总面积100 一、变差3031过程变差输入(材料)过程(生产/装配)输出(产品)反馈(测量/检验)材料人机法测量系统32过程变差n 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 随环境产生的差异33过程变差n生产/装配 设备及工装夹具的差异 随时间而产生的摩损,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
14、境的差异34测量系统的变差n量具精确度(偏差) 量具精确度是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35测量系统变差n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。36测量系统变差n量具再现性 量具再现性是由不同的操作者,采用相同的测量仪器,测量同一零件的同一特性时测量平均值的变差。37测量系统变差n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。38测量系统变差n 量具线性 量具线性是在量具预期的工作范围内, 偏差的差值。39过程变差n 对于所有的过程输出,都有两个主
15、要统计:q 对中性 指由过程的平均值至最近的规格限的距离q 变差(波动) 指过程的分布宽度USLLSL变差(波动)对中性40过程变差n 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41过程变差n 普通原因变差 影响过程中每一个单位 在控制图上表现为随机性 没有明确的图案 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42过程变差n 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,该变差源可以纠正43如果仅存在变差的普通原因, 目标值线随着时间的推移,过程的输
16、出形成一个稳定的分布并可预测。 预测 时间 范围 目标值线如果存在变差的特殊原因,随着时间的推 预测移,过程的输出不稳定。 时间 范围44过程变差n 工业经验建议为:n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。n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。 二、过度调整45n过度调整:把每一个偏离目标的值当做过程中特殊原因处理的做法。n如果根据每一次所作的测量结果来调整一个稳定的过程,则调整本身就是一个变差源4647过程控制和过程能力n 每个过程可以分类如下:q受控或不受控q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48过
17、程控制和过程能力1类(符合要求,受控)q是理想状况。为持续改进可能需要进一步减少变差。2类(不符合要求,受控)q存在过大的普通原因变差。q短期内,进行100检测以保障客户不受影响。q必须进行持续改进找出并消除普通原因的影响。49过程控制和过程能力3类(符合要求,不受控)q有相对较小的普通原因及特殊原因变差。q如果存在特殊原因已经明确但消除具影响可能不太经济,客户可能接受这种过程状况。4类(不符合要求,不受控)q存在过大的普通原因及特殊原因的变差。q需要进行100检测以保障客户利益。q必须采取紧急措施使过程稳定,并减小变差。50过程控制和过程能力n 判断一个过程是否满足规格要求: 能力指数Cpk
18、 性能指数Ppkn 判断一个过程是否受控: 控制图51三、控 制 图(稳定性)质量特性分类n计量型计量型:用各种计量仪器测出、以数值形式表现的测量结果,包括用量仪和检测装置测的零件直径、长度、形位误差等,也包括在制造过程状态监控测得的切削力、压力、温度、浓度等。v计数型计数型:通常是指不用仪器即可测出的数据。计件计件如不合格件数;计点计点如PCB上的漏焊数、溢胶数等计量型计量型计数型计数型计件型计件型计点型计点型 II. 控制图的构成+31234567891018171615141312111098765 -3 Average点落在该区间的概率为点落在该区间的概率为99.7%Component
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