1、2020/1/2,质量领导一切,1,五大工具 统计过程控制培训 （SPC） May 16, 2011,内容安排,过程的定义 普通因素和特殊因素 如何评价过程的好坏 SPC CP和CPK PP和PPK,一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。,过程的定义,过程三要素：输入 活动 输出,过程的定义,1、在一个组织内，过程通常是经过策划，并在受控条件下进行的； 2、过程应是增值的； 3、过程包含一个或多个将输入转化为输出的活动，通常一个过程的输出直接成为下一个过程的输入，但有时多个过程之间形成比较复杂的网络； 4、PDCA循环适用于所有过程。,如何决策？要不要做出反应？问题所在,普通因素和特
2、殊因素,面对过程变化如何反应？案例：库存水平（4月） 库存一直维持的比较低。 总经理据此表彰全厂员工-全体员工在食堂吃匹萨！并说：每一个 人都应该为你们取得的成绩而骄傲. 30 20 庆祝一下! 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 去年月份,Very good！,普通因素和特殊因素,面对过程变化如何反应？案例：库存水平（7月） 取得的成绩没有保持住，库存很快有上升了。 总经理希望能收回奖励，之前的赞誉看来太早了。 4-7连续3个月库存增长。总经理说： 看来得来硬的了! 30 20 管理层希望收回奖励的匹萨! 10 （如果可以的话）1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
3、 11 12 去年月份,？,普通因素和特殊因素,面对过程变化如何反应？案例：库存水平（11月） 11月时库存水平到达今年最高值。 总经理决定采取行动。召开了一个“特殊会议” 希望解决目前的问题并一劳 永逸。他讲了一席关于库存成本的冠冕堂皇的话，然后就离开了。 员工们不知道做什么，也就什么也没有做。 30 20 不能再“软管理”了! 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 去年月份,普通因素和特殊因素,面对过程变化如何反应？案例：库存水平（今年6月） 从去年底到今年6月总经理实现了库存降低。 “情况在好转!” 他的结论: “管理上要强应一点才行!” (请记住：其实系统并没有什
4、么改变。) 30 20 结论：“强硬管理”起作用! 10 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 今年月份,普通因素和特殊因素,戴明漏斗试验 需不需要做出反应？ 温控器有的时候没人管它，当然有的时候人总是在调它。 这两个情况分别对应上面哪幅图? 什么是通常的和特殊的原因?,普通因素和特殊因素,戴明漏斗试验 需不需要做出反应？ 我该瞄准哪里？,周三琼去打高尔夫球，他每杆都做到打得一样。 周四他打的时候每一杆都尽量在前一杆的基础上打得更好。 上面哪个是周三哪个是周四? 为什么会不同?,普通因素和特殊因素,戴明漏斗试验 需不需要做出反应？ 开车,一个车手有一个星
5、期没开车了，另一个车手有15年没开车了。其中一位对他所有 所见都作出反应，另一位只会对他认为必要的作出反应。 上面的图对应哪一个车手? 什么是典型的通常因素和特殊因素?,普通因素和特殊因素,戴明漏斗试验 需不需要做出反应？ 罐装线,Lot,2,一种情况是操作工会很负责地在每一瓶罐装之后都调校机器. 另一种情况是罐装线一直在跑，但操作工没有对流水线作任何改变. 上图对应哪种情况? 为什么会这样?,普通因素和特殊因素,关键信息： 1、区分普通因素和特殊因素变异。 （用控制图或其他恰当的统计工具） 2、对普通因素变异而非特殊因素变异采取行动只会增加过程的变异可能性。,普通因素和特殊因素,我是属于什么
6、变异？,过程中的变异：,普通因素变异 (噪音),特殊因素变异 (信号),普通因素和特殊因素,正常波动：是由随机因素偶然因素造成的。当一个过程只有普通原因起作用，而不存在特殊原因的作用时，过程中就只在一定范围内正常波动。,普通因素和特殊因素,异常波动：是由系统因素异常因素造成的，这些特殊因素在生产中并不大量存在，对产品质量经常发生影响，一旦存在，它对产品质量的影响就比较显著。,普通因素和特殊因素,普通原因和特殊原因对过程质量影响的对比,普通因素和特殊因素,表现良好的过程,一个零件的关键特性参数有一个目标值 和规定的公差范围. 试想我们测量了很多个零件的这一关键 特性参数. 如果该零件的加工过程是
7、良好的，那么 我们可以预见,如何评价过程的好坏,表现不良的过程,一个零件的关键特性参数有一个目 标值和规定的公差范围. 试想我们测量了很多个零件的这一 关键特性参数. 如果该零件的加工过程是不良的， 那么我们可以预见,如何评价过程的好坏,过程的3C定义,哪个过程更好? 过程是 CENTERED 即可能的不合格品数量最小,过程是 CONTROL 即从长期来看是可预见的,过程是 CAPABLE 即产品是100%合格的,如何评价过程的好坏,什么应该被控制?,对任何过程，在任何层面,控制图,关于控制图,控制图,对过程的行动,控制图,对过程的行动,控制图,统计控制的表述,控制图帮助我们决定：过程是否受控
8、,比尔每周保龄球得分,总分,600,550,500,450,400,0,10,20,30,40,50,60,70,80,90,100,受控： 得分稳定 表现水平固定 得分随机而持续的分布 得分可预测的 只有普通因素变异存在,不受控： 得分不稳定 水平不断变化 得分分布是改变的 得分难以预测 特殊因素变异存在,控制图,控制图的理论控制线,过程分布 (过程声音VOP),VOP = NT = 2X3,流程的声音来源于受控的稳定过程的自然变化,它是 “ 分布的宽度” 它是过程的自然公差 我们也称它过程能力 它代表数值落在控制线范围内的概率为99.73%,控制图,控制图的理论控制线,控制图,过程处于统计
9、状态时，产品的总体的质量特性数据分布一般呈正态分布，质量特性值落在范围内的概率为99.73%，落在界外的概率为0.27%。 因此可用3作为上下控制限，以质量特性数据是否超过这一控制界限以及数据的排列情况来判断过程是否处于受控状态。,控制图的理论控制线,控制图,分析用控制图主要用于分析：过程是否处于统计稳态。过程能力是否受控。 控制用控制图主要用于使过程保持稳态，预防不合格的产生。 两种控制图的关系在对过程实施控制前，首先用控制图对预控制的程实施诊 断，当确认过程处于稳定受控状态时，将分析用控制图控制 界限延长，转化为控制用控制图。,控制图的种类（按用途分）,控制图,分析用控制图与控制用控制图的
10、区别,控制图,控制图的种类（按数据的性质分）,控制图可分为计量控制图和计数控制图。 两种控制图的优缺点,控制图,计量型控制图 均值与极差控制图（ 图） 均值与标准差控制图（ 图） 中位数与极差控制图（ 图） 单值与移动极差控制图（X-RS图） 计数值控制图 不良率控制图(P 图) 不良数控制图(np 图) 点数控制图(C 图) 单位缺点数控制图(U 图),控制图,控制图的控制对象 （1）质量特性 （2）质量指标 （3）工艺参数 控制图的应用范围 （1）诊断：评估过程的稳定性。 （2）控制：决定某过程何时需要保持原有状态。 （3）确认：确认某一过程的改进。,控制图,（1）选定质量特性选定控制的质
11、量特性应是影响产品质量的关键特 性，这些特性能够计量（或计数），并且在技术上 可以控制。 （2）选择控制图的种类,控制图使用的一般程序,控制图的选用程序,控制图使用的一般程序,（3）收集预备数据应收集近期的，与目前工序状态一致的数据。预备数据是用来作分析用控制图的数据，目的是用来诊断欲控制过程是否处于稳定受控状态。理论上讲，预备数据的组数k 20组，在实际应用中最好取25组，当个别组数属于可查明原因异常时，经剔除后所余数据依然大于20组，仍可利用这些数据作分析用控制图。,控制图使用的一般程序,控制图使用的一般程序,抽样注意事项 抽样时，应保证组内样品在基本相同的条件下生产，即组内差异只由随机原
12、因造成，而组内差异主要由异常原因造成。 抽样时间间隔是根据过程的稳定性来确定的。抽样间隔一般在达到控制状态前较短而在达到控制一可加长。最少应在一个班次内抽取一个样本，否则判断误差过大。,控制图使用的一般程序,（4）计算有关数据 （5）计算控制图中心线和上、下控制界限线,控制图使用的一般程序,控制图使用的一般程序,控制图使用的一般程序,实际控制线的计算系数,控制图使用的一般程序,（6）画控制图 在坐标上作出纵横坐标轴，纵坐标为产品质量特性，横坐标为样本序号（时间）根据计算值画同上控制线UCL，下控制线LCL和中心线。 （7）在控制图上打点依据各样本质量特性值按顺序在控制图上打点，超出控制限或异常
13、的点则用特殊记号标记，顺次连接各点。,控制图使用的一般程序,（8）判断欲控制的过程是否处于稳定受控状态按分析用控制图判稳判异准则，对分析用控制图中点子的分布状态进行判断。若分析用控制图中点子的分布没有任何违背判断准则的情况，即可判断过程处于稳定受控状态。若发现过程不处于统计控制状态时，则采取以下措施：1)去掉异常数据点，重新计算中心线和控制界线，2)再判断过程是否处于稳定受控状态。,控制图使用的一般程序,（9）判断过程能力是否达到基本要求在过程受控的情况下，还要判断过程能力是否达到基本要求。 （10）转化为控制用控制图对分析用控制图进行判断，第8、9条均符合要求时，将分析用控制图的控制线延长，
14、转化为控制用控制图，进行日常的质量管理。,控制图使用的一般程序,控制用控制图的日常管理一般包括下列内容： 1）按规定的抽样间隔和样本大小抽取样本。 2）测量质量特性值。 3）计算统计量数值。 4）在控制图上描点。 5）按控制用控制图的判定准则判断过程是否有异常。 无异常时继续生产； 有异常时，应消除产生异常的原因，使异常不再发生。对于有利于提高质量的异常原因，应总结经验加以推广。,控制图使用的一般程序,（11）修改控制图当影响过程质量波动的因素发生变化或质量水平已有明显提高时，应及时用分析用控制图计划出新的中心线与控制线。在出现情况时，一般应重新计算中心线和控制线： 大修或停产； 工况发生较大
15、变化； 质量发生明显改进，原控制界限显得太宽已失去控制作用。,控制图使用的一般程序,模式1：1个点落在A区以外,控制图判断准则-过程异常,模式2：连续6点递增或递减 UCLXLCL,控制图判断准则-过程异常,模式3：连续9点落在中心线同一侧,控制图判断准则-过程异常,模式4：连续14点中相邻点子上下交替,控制图判断准则-过程异常,模式5：连续3点中有2点落在中心线同一侧的B区以外。,控制图判断准则-过程异常,模式6：连续点中有4点落在中心线同一侧的C区以外,控制图判断准则-过程异常,模式7：连续15点落在中心线两侧的C区,控制图判断准则-过程异常,模式8：连续8点落在中心线两侧且无一点落在C区
16、。,控制图判断准则-过程异常,第类错误（弃真错误）：,把正常的误断为异常 控制界限的幅度影响犯第类错误的概率。当采用3 原则设计控制图时，犯第类错误的概率0.27%； 随着控制界限的增大而减小。 弃真一般对生产者不利，所以又称“生产者的风险”。,控制图的两类错误及检出力,把异常判断为正常。 犯第类错误的概率受以下四个方面的影响： 1）控制图的幅度 2）均值偏移幅度 3）标准偏差变动幅度 4）样本的大小 犯第二类错误的概率随样本的增大而减小，取伪一般对使用者不利，所以称“使用者的风险。,第类错误（取伪错误）：,控制图的两类错误及检出力,检出力：将异常检测出来的概率指当过程发生异常时，控制图可以把
17、这种异常检测出来 的概率。检出力是控制图的重要质量特性。影响检出力的因 素有四个：1）控制界限的幅度 2）均值偏移幅度3）标准偏差变动幅度 4）样本大小,控制图的两类错误及检出力,哪个更有能力?,CP和CPK,哪个更有能力?,取决于目标,CP和CPK,哪个更有能力?,也取决于客户要求,CP和CPK,哪个更有能力?,CP和CPK,我们需要什么样的过程能力？,CP和CPK,客户的声音(VOC),客户的声音来源于规格范围, 也称作工程公差。,CP和CPK,流程的声音(VOP),流程的声音来源于受控的稳定过程的自然变化 它是 分布的宽度. 它是过程的自然公差 我们也称它过程能力,VOP = NT =
18、6s,CP和CPK,过程能力比:,Cp,客户的声音,过程的声音,工程公差 (ET),LSL,目标,USL,差,Cp 1,差 (NT),边界,Cp =1,好,Cp 1,更好,Cp 1,自然公,NT,NT,NT,CP和CPK,解释Cp,CP和CPK,Cp足够反映所有问题吗？,CP和CPK,下面的Cp是多少?,CP和CPK,Cp足够描述过程能力吗?,下列哪个过程更好?,谁能描这两个过程的 Cp? Cp 又叫作可能的 过程能力， 因为它只告诉我们如果过程正好在要求中心时的情况.,所以要另一种衡量方法！,CP和CPK,Cpk 评估精确度和准确度,过程中心和各自的上下限分别比较。,Cpk = minimu
19、m(CpL, CpU) Cpk 是 (CpL, CpU)中较小的一个, 因为它是相对较差的一个。,CP和CPK,Cpk的意义,CP和CPK,解释Cpk,CP和CPK,、Cpk练习,Cp,CP和CPK,Cp与Cpk,告诉你现在过程如何。,Cpk,Cp 告诉你过程是否符 合规格。,你的过程最好会怎样？,CP和CPK,过程总变差：由普通原因和特殊原因所产生的变差。该变差用长期过程标准差来表示。可用所有样本的标准差S来估计，S 是用所有样本计数计算出来的。过程固有变差：仅由普通原因产生的那部分过程变差。该变差用短期过程标准差来表示：可以从控制图上通过 来估计。,CP和CPK,标准差是一组数值自平均值分
20、散开来的程度的一种测量观念。一个较大的标准差，代表大部分的数值和其平均值之间差异较大；一个较小的标准差，代表这些数值较接近平均值。 样本标准差在真实世界中，除非在某些特殊情况下，找到一个总体的真实的标准差是不现实的。大多数情况下，总体标准差是通过随机抽取一定量的样本并计算样本标准差估计的。,CP和CPK,过程能力（PC)：是过程在受控状态下的实际加工能力，可视为过程固有的能力。因过程是用控制状态下的短期数据计算的，因此又将过程能力称为“短期过程能力”。实际中常把“短期”二字省略。过程能力是过程的固有变差（用短期过程标准差来表示）的6倍，即PC6，通常由控制图中的计算而得，记为 。,CP和CPK
21、,过程能力指数 过程能力指数Cp（过程中心无偏移时）,过程能力指数Cpk (过程中心有偏移时),其中:,CP和CPK,过程能力的基本概念 过程能力是指过程处于控制状态下的实际加工能力。也即在人员、机器设备、材料、方法、环境、测试等质量因素充分标准化，处于稳定状态下，过程所表现出来的保证过程质量的能力。过程能力取决于人、机、料、法、环、测试等质量因素，而与公差无关。过程能力是过程的固有属性。 从定量的角度看，过程能力就是在诸因素处于控制状态下，过程所加工产品的质量特性值的波动幅度（分散性）。通常用标准偏差的6倍来表示过程能力的大小。即过程能力PC=6。,CP和CPK,过程能力研究的作用1）选择过
22、程方案2）设备的选用3）研究上、下道过程间的相互作用4）分析过程质量缺陷因素，估计过程不合格率，控制过程实际质量5）为开发设计提供信息,CP和CPK,过程能力指数的计算 过程能力指数是表示过程能力满足过程质量标准要求程度的量值，实际上是指过程结果满足质量要求的程度。 过程能力指数表达式为：,计算过程能力指数是在过程质量特性值服从正态分布，即过程处于受控状态下进行的。 当测数据较多（n50）时，可近似用样本均值 和样本标准差s来替代。,CP和CPK,过程能力是由过程中所固有的、不可避免的普通原因来确定的。是过程的固有特性。每个过程可以根据其能力和是否受控进行分类。,过程能力的判断与处置,CP和C
23、PK,(1)过程能力判断的准则可以根据过程能力指数的大小给出过程能力判断的标准。,过程能力判断准则（常用准则）,过程能力的判断与处置,CP和CPK,过程能力的判断与处置,一般来说，过程能力指数反映过程能力的状态，而不合格品率反映过程能力的直接效果。,存在k时的判定标准,CP和CPK,过程能力的判断与处置,（2）处置通过过程能力指数判别过程能力后，应对不同能力过程能力采取不同处置对策 ，以确保过程的适宜过程能力,CP和CPK,过程能力的判断与处置,CP和CPK,过程能力判断准则及处置对策（ISO/TS16949要求）,过程能力的判断与处置,CP和CPK,过程性能（Pp） ：过程性能是过程长期运行
24、中的实际加工能力，此时不考虑过程是否受控，因此过程性能也被称为“长期过程能力”。过程性能是过程总变差(用长期过程的标准差来表示），的6倍，即Pp6. 通常用长期时间范围内的所有样本计算出来的样本标准差s来估计，记为s。,PP和PPK,之所以在研究过程能力的同时，还要研究过程的性能，是因为很多波动原因在短期观察中可能不会出现。或很少出现，而长期收集到的数据就可能含有各种波动源。找到这些波动源对提高产品质量是有很大好处的。 如果一个过程长期保持稳定，则可以不进行过程性能研究。对于输出满足规范的要求且呈可以预测的波形的长期不稳定过程，必须对其进行过程性能研究。,PP和PPK,过程性能指数过程性能指数
25、Pp(过程中心无偏移时)过程性能指数Pp(过程中心有偏移时),PP和PPK,计算过程的声音,其中的差别在于数据的跨度, 如果两者接近, 过程相对很少漂移 如果两者差别很大, 过程飘移很大,短期的变化让我们知道如果没有 漂移 ,过程的表现是怎样的,PP和PPK,过程能力分析能告诉你什么?,Cp与Cpk基于对过程变化的短期估计 它们代表过程短期内的能力 也就是过程可能会多好,Pp与Ppk基于对过程变化的长期估计 它们用来表示过程在长时间内的表现,PP和PPK,过程能力分析能告诉你什么?,评估过程稳定性：比较Cp 和 Pp,1、如果PpCp，寻找不稳定过程的“飘移”，用系统的方法来降低引起变化 的特殊原因。 2、如果PpCp, 系统应该是比较稳定的。 3、用控制图来确认,评估过程是否居中：比较 Cp 和 Cpk 如果 Cpk Cp, 过程没有很好地居中,明确过程能力： 如果 Cpk 1.33, 那过程不是理想的，需要通过系统的方法来减少引起变化的一般原因,PP和PPK,情景1,这里的情况如何 ? 对这类过程如何对待 ? 对这类产品如何对待?,PP和PPK,情景2,这里的情况如何 ? 对这类过程如何对待 ? 对这类产品如何对待?,PP和PPK,情景3,PP和PPK,情景4,这里的情况如何 ? 对这类过程如何对待 ? 对这类产品如何对待?,PP和PPK,
