统计过程控制106课件.ppt

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3SPC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。4SPC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

2、，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。5基本统计概念6F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 from a first run of fourteen-inch flywheels.You are one of five inspectors performing the final inspection of these finished components which w

3、ere 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 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

4、 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.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？7F字母计数练习n结论：100的检验不能保证100的合格8预防与检测n过去，制造商经常通过

5、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nSPC强调全过程的预防！9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10基本统计概念统计量nR 全距（range）n 算术平均数（arithmeti

6、c mean）nMd 中位数（median）nMo 众数（mode）n 方差/变异（variance）n 标准差（standard deviation）)(x211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，故又称为极差。RXmaxXmin12统计基本概念n 算术平均数（arithmetic mean）)(xnxfxniii113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

7、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。14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。15基本统计概念n 方差/变异（variance）2)()()(111)(22221122xxxxxxnnxxfnniii16基本统计概念n 标准差（standard deviation）)()()(111)(2222112xxxxxxnnxxfnniii17基本统计概念n例：1,1,2,3,4,6,11n R=10 n Md=3 Mo=1n n 4X67.12

8、256.318练习数列：12，11，12，13，18，30，24，9请计算下列统计量：qRqMd Mo q q X219数据的收集与整理 群体样本结论数据抽 样分析测试行动20 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21数据收集 10.249.9410.009.999.859.9410.4210.3010.3610.0910.219.799.7010.049.989.8110.1310.219.849.5510.0110.369.889.2210.0

9、19.859.6110.0310.4110.1210.159.7610.579.7610.1510.1110.0310.1510.2110.059.739.829.8210.0610.4210.2410.609.5810.069.9810.129.9710.3010.1210.1410.1710.0010.0910.119.709.499.9710.189.999.899.839.559.8710.1910.3910.2710.1810.019.779.5810.3310.159.919.6710.1010.0910.3310.069.539.9510.3910.169.7310.159.75

10、9.799.9410.099.979.919.649.8810.029.919.5422为找出这些数据的统计规律将它们分组、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 Statistics23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10024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25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26过程变差n生产/装配 设备及

11、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 环境的差异27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28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。29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。30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。31测量系统变差n 量具线性 量具

12、线性是在量具预期的工作范围内，偏差的差值。32过程变差n 对于所有的过程输出，都有两个主要统计：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33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34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35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

13、造成，该变差源可以纠正36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37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。38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39过程控制和过程能力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

14、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。40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。41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 性能指数Ppkn 判断一个过程是否受控：控制图42控 制 图43控制图n 什么是

15、控制图？控制图是对过程质量加以测定、记录从而进行控制管理的一种用科学方法设计的图。UCLCLLCL44控制图n控制图的应用正常独立处理过 程过程的声音（测量）否调整是交付客户45基本概念n 控制图中包括三条线q控制上限(UCL)q中心线(CL)q控制下限(LCL)UCLCLLCL46控制图的种类n 数据：是能够客观地反映事实的资料和数字n 数据的质量特性值分为：q计量值 可以用量具、仪表等进行测量而得出的连续性数值，可以出现小数。q计数值 不能用量具、仪表来度量的非连续性的正整数值。47控制图的种类n 计量型数据的控制图qXbar-R图（均值极差图）qXbar-S图（均值标准差图）qX-MR图

16、（单值移动极差图）q （中位数图）n 计数型数据的控制图qP图（不合格品率图）qnp图（不合格品数图）qc图（不合格数图）qu图（单位产品不合格数图）图Rx 48控制图的使用策划n 作控制图需要按以下步骤：q计划q资源q评估和改进49控制图的使用策划n 要点q建立适于采取措施的环境q确定过程q确定待管理的特性 考虑：考虑客户的要求 当前及潜在的问题区 特性间的相互关系q确定测量系统q使不必要的变差最小化50计量型控制图：Xbar-R图n 平均数-全距控制图q数据可以合理分组时分析或控制 制程平均使用Xbar图 制程变差使用R图q工业界最常用的计量值控制图51分组技术n分组技术是控制图中最重要的

17、组成部分n休哈特的分组原则相似的数据放在一组。例如，按操作工分组，验证操作工之间的不同。按设备分组，验证设备之间的不同。n分组的目的是让组内仅包含普通原因引起的变差，让所有的特殊原因引起的变差放在组间。52计量型控制图：Xbar-R图 RAxLCLRAxUCLRDLCLRDUCLKRRRRKxxxxxxRRkk22342121n2345A21.881.020.730.58D43.272.572.282.11D3000053建立Xbar-R图的步骤1、收集数据q选择子组大小，频率和子组数量q建立控制图及记录原始数据q计算每个子组的X平均值和极差Rq选择控制图的刻度q将平均值和极差画到控制图上。5

18、4建立Xbar-R图的步骤2、计算控制限q计算极差的平均值和过程平均值q计算控制限q在控制图上画出中心线及控制线55建立Xbar-R图的步骤3、过程控制解释q分析极差图（R图上的数据点）q识别并标注特殊原因（R图）q重新计算控制极限（R图）q分析平均值图（Xbar图）上的数据点q识别和标注特殊原因（Xbar图）q重新计算控制极限（Xbar图）q为继续控制延长控制限q控制的最终概念（用控制图于持续的过程控制）56Xbar-图练习方法：每小时USL=120UCL=80时间8:009:0010:0011:0012:0013:0014:0015:0016:0017:00编号12345678910X11

19、051021071079710510910197105X298106991011059711995100101X31041061041061129811510910897X410510310299100101102100101102X51059810411110010811010296101SUM X518517519528520516563516512517X-bar104103104106104103113103102103R7881215111714128时间18:00 19:0020:0021:0022:0023:000:001:002:003:00编号1112131415161718

20、1920X195103108991191059810098103X21001021011061021099894109106X398103981001151009710594101X41061019910210910110110410499X510610010396112102103101106104SUM X517522523518573534515523531534X-bar103104105104115107103105106107R1131010179611157LSL=80USL=12057Xbar-图练习2010Subgroup011311110910710510310199979

21、5Sample Mean11Mean=102.9UCL=109.0LCL=96.8120100Sample RangeR=10.55UCL=22.31LCL=0Xbar/R Chart for FoX-bar图中，组间的变差大于组内的变差，过程存在特殊原因，应首先消除特殊原因，使过程受控。58能力分析1201101009080USLLSLProcess Capability Analysis for FoPPM TotalPPM USLPPM USLPPM USLPPM USLPPM USLPPM USLPPM LSLPpkPPLPPUPpCpmCpkCPLCPUCpStDev(Overall

22、)StDev(Within)Sample NMeanLSLTargetUSL310.97308.71 2.27 51.41 51.32 0.10 0.00 0.00 0.001.141.531.141.33 *1.291.731.291.514.994384.40236100102.9 80.0 *120.0Exp.Overall PerformanceExp.Within PerformanceObserved PerformanceOverall CapabilityPotential(Within)CapabilityProcess DataWithinOverall105Cpk计算公式 3XUSLCPU3LSLXCPL3,3minLSLXXUSLCpk6LSLUSLCp2dRn2345d21.1281.6932.0592.326106THE END感谢大家！