1、spc,SPC(Statistical Process Control) 统计制程管制,SPC的产生,工业革命以后， 随着生产力的进一步发展，大规模生产的形成，如何控制大批量产品质量成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，必须改进质量管理方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。,SPC的作用,1、确保制程持续稳定、可预测。 2、提高产品质量、生产能力、降低成本。 3、为制程
2、分析提供依据。 4、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常用术语解释,变差的普通原因和特殊原因普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出才可以预测。特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。只用特殊原因被查出且采取措 施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。,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
3、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,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,局部措施和对系统采取措施,局部措施通常用来消除变差的特殊原因 通常由与过程直接相关的人员实施 通常可纠正大约15%的过程问题对系统采取措施通常用来消除变差的普通原因 几乎总是要求管理措施，以便纠正 大约可纠正85%的过程问题,过程控制受控（消除了特殊原因）时间范围不受控（存在特殊原因）,过程能力受控且有能力符
4、合规范（普通原因造成的变差已减少）规范下限规范上限时间 范围 受控但没有能力符合规范（普通原因造成的变差太大）,控制图,上控制限中心限下控制限1、收集 收集数据并画在图上 2、控制根据过程数据计算实验控制限识别变差的特殊原因并采取措施 3、分析及改进 确定普通原因变差的大小并采取减小它的措施重复这三个阶段从而不断改进过程,管制图类型,控制图的选择方法,确定要制定控制图的特性,是计量型数据吗？,否,关心的是不合格品率？,否,关心的是不合格数吗？,是,样本容量是否恒定？,是,使用np或p图,否,使用p图,样本容量是否桓定？,否,使用u图,是,是,使用c或u图,是,性质上是否是均匀或不能按子组取样例
5、如：化学槽液、批量油漆等？,否,子组均值是 否能很方便 地计算？,否,使用中 位数图,是,使用单值图X-Rs,是,接上页,子组容量是否大于或等于9？,是,否,是否能方便地计算每个子组的S值？,使用 XR图,是,否,使用 XR图,使用 X s图,注：本图假设测量系统已经过评价并且是适用的。,计量型数据控制图,与过程有关的控制图计量单位：（mm, kg等）过程,人员,方法,材料,环境,设备,1 2 3 4 5 6,接上页,测量方法必须保证始终产生准确和精密的结果,不精密,精密,准确,不准确,使用控制图的准备,1、建立适合于实施的环境a 排除阻碍人员公正的因素b 提供相应的资源c 管理者支持 2、定
6、义过程根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响因素。 3、确定待控制的特性应考虑到：顾客的需求当前及潜在的问题区域特性间的相互关系 4、确定测量系统a 规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。b 确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。,接上页,5、使不必要的变差最小确保过程按预定的方式运行确保输入的材料符合要求恒定的控制设定值注：应在过程记录表上记录所有的相关事件，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。,均值和极差图（X-R）,1、收集数据以样本容量恒定的子组形式报告，子组通常包括2-5件连续的产品，并周性期的抽取子组。注：应制定一个收集数据的计划，
7、将其作为收集、记录及描图的依据。 1-1 选择子组大小，频率和数据 1-1-1 子组大小：一般为5件连续的产品，仅代表单一刀具/冲头/过程流等。（注：数据仅代表单一刀具、冲头、模具等生产出来的零件，即一个单一的生产流。）1-1-2 子组频率：在适当的时间内收集足够的数据，这样子组才能反映潜在的变化，这些变化原因可能是换班/操作人员更换/材料批次不同等原因引起。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班2次，或一小时一次等。,接上页,1-1-3 子组数：子组越多，变差越有机会出现。一般为25组，首次使用管制图选用35 组数据，以便调整。 1-2 建立控制图及记录原始数据 （见下图）,1-3、计
8、算每个子组的均值（X）和极差R 对每个子组计算：X=（X1+X2+Xn）/ nR=Xmax-Xmin式中： X1 ， X2 为子组内的每个测量值。n 表示子组的样本容量1-4、选择控制图的刻度 4-1 两个控制图的纵坐标分别用于 X 和 R 的测量值。4-2 刻度选择 ：,接上页,对于X 图，坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应至少为子组均值（X）的最大值与最小值的差的2倍，对于R图坐标上的刻度值的最大值与最小值的差应为初始阶段所遇到的最大极差（R）的2倍。 注：一个有用的建议是将 R 图的刻度值设置为 X 图刻度值的2倍。（ 例如：平均值图上1个刻度代表0.01英寸，则在极差图上1个刻度代表
9、0.02英寸） 1-5、将均值和极差画到控制图上 5-1 X 图和 R 图上的点描好后及时用直线联接，浏览各点是否合理，有无很高或很低的点，并检查计算及画图是否正确。5-2 确保所画的X 和R点在纵向是对应的。注：对于还没有计算控制限的初期操作的控制图上应清楚地注明“初始研究”字样。,计算控制限首先计算极差的控制限，再计算均值的控制限 。2-1 计算平均极差（R）及过程均值（X）R=（R1+R2+Rk）/ k（K表示子组数量）X =（X1+X2+Xk）/ k 2-2 计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围。控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组
10、内的变差的量来决定的。计算公式：UCLx=X+ A2R UCLR=D4R LCLx=X - A2R LCLR=D3R,接上页 注：式中A2,D3,D4为常系数，决定于子组样本容量。其系数值 见下表 ：,注： 对于样本容量小于7的情况，LCLR可能技术上为一个负值。在这种情况下没有下控制限，这意味着对于一个样本数为6的子组，6个“同样的”测量结果是可能成立的。,2-3 在控制图上作出均值和极差控制限的控制线,平均极差和过程均值用画成实线。各控制限画成虚线。对各条线标上记号（UCLR ，LCLR ，UCLX ，LCLX）注：在初始研究阶段，应注明试验控制限。,3 判断规则,3-1 点子越出控制界限
11、 3-2连续9点在中心线同一侧 3-3连续6点递增或递减 3-4连续14点中相邻点交替上下 3-5连续3点中有2点落在中心线同一侧B区以外(A区) 3-6连续5点中有4点落在中心线同一侧C区以外 3-7连续15点落在中心线同一侧C区以内 3-8连续8点落在中心线两侧且无一在C区内,控制图,UCL,LCL,X=CL,+3S,+2S,+1S,-1S,-2S,-3S,样本号,UCL,0,5,A,B,C,C,B,A,注：点落在C区的概率为68%；B+C区的概率为95%；A+B+C区概率为99.73% 3-1: 3 小概率事件发生，异常； 3-2：发生了偏移； 3-3：正常的波动是随机的，无规律的； 3
12、-4：有规律性，要找出原因； 3-5：正常发生概率为(4.73%)/2=2.36%，现在为67%发生，异常； 3-6：正常发生概率为（32%）/2=16%，现在为80%发生，说明出现偏移和波动较大； 3-7：一是数据可能造假，二是可能控制非常好，需要分析总结出来好的经验； 3-8：波动很大。,4 计数型数据控制图,4-1 P管制图P图是用来测量在一批检验项目中不合格品（缺陷）项目的百分数。 4-1-1 收集数据 4-1-1-1 选择子组的容量、频率和数量子组容量：子组容量足够大（最好能恒定），并包括几个不合格品。分组频率：根据实际情况，兼大容量和信息反馈快的要求。子组数量：收集的时间足够长，使
13、得可以找到所有可能影响过程的变差源。一般为25组。 4-1-1-2 计算每个子组内的不合格品率（P） P=np /n,n为每组检验的产品的数量；np为每组发现的不良品的数量。 选择控制图的坐标刻度 4-1-1-3 选择控制图的坐标刻度一般不良品率为纵坐标，子组别（小时/天）作为横坐标,纵坐标的刻度应从0到初步研究数据读读数中最大的不合格率值的1.5到2倍。 4-1-1-4 将不合格品率描绘在控制图上 a 描点，连成线来发现异常图形和趋势。b 在控制图的“备注”部分记录过程的变化和可能影响过程的异常情况。 4-1-2 计算控制限 4-1-2-1 计算过程平均不合格品率（P） P=（n1p1+n2
14、p2+nkpk）/ (n1+n2+nk),式中： n1p1；nkpk 分别为每个子组内的不合格的数目 n1；nk为每个子组的检验总数 4-1-2-2 计算上下控制限（USL；LSL） USLp = P + 3 P ( 1 P ) / n LSLp = P 3 P ( 1 P ) / nP 为平均不良率；n 为恒定的样本容量注： 1、从上述公式看出，凡是各组容量不一样，控制限随之变化。2、在实际运用中，当各组容量不超过其平均容量25%时，,可用平均样本容量 n 代替 n 来计算控制限USL；LSL。方法如下：A、确定可能超出其平均值 25%的样本容量范围。B、分别找出样本容量超出该范围的所有子组
15、和没有超出该范围的子组。C、按上式分别计算样本容量为 n 和 n 时的点的控制限.UCL,LCL = P 3 P ( 1 P ) / n = P 3 p ( 1 p) / n 4-1-2-3 画线并标注过程平均（P）为水平实线，控制限（USL；LSL）为虚线。(初始研究时，这些被认为是试验控制限。）,4-1-3 过程控制用控制图解释： 4-1-3-1 分析数据点，找出不稳定的证据（一个受控的P管制图 中，落在均值两侧的点的数量将几乎相等） 。 4-1-3-1-1 超出控制限的点 a 超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种： 1、控制限计算错误或描点时描错 。2、测量系统变化（如
16、：不同的检验员或量具）。3、过程恶化。 b 低于控制限之下的点，说明存在下列情况的一种或多种：1、控制限或描点时描错。2、测量系统已改变或过程性能已改进。 4-1-3-1-2 链a 出现高于均值的长链或上升链（7点），通常表明存在下列情况之一或两者。,1、 测量系统的改变（如新的检验人或新的量具2、 过程性能已恶化b 低于均值的链或下降链说明存在下列情况之一或全部： 1、 过程性能已改进 2、 测量系统的改好 注：当 np 很小时（5以下），出现低于 P 的链的可能性增加，因此有必要用长度为8点或更多的点的长链作为不合格品率降低的标志。4-1-3-1-3 明显的非随机图形a 非随机图形例子：明
17、显的趋势；周期性；子组内数据间有规律的关系等。,b 一般情况，各点与均值的距离：大约2/3的描点应落在控制限的中间1/3的区域内，大约1/3的点落在其外的2/3的区域。c 如果显著多余2/3以上的描点落在离均值很近之处（对于25子组，如果超过90%的点落在控制限的1/3区域），则应对下列情况的一种或更多进行调查： 1、 控制限或描点计算错描错2、 过程或取样方法被分层，每个子组包含了从两个或多个不同平均性能的过程流的测量值（如：两条平行的生产线的混合的输出）。 3、 数据已经过编辑（明显偏离均值的值已被调换或删除）d 如果显著少余2/3以上的描点落在离均值很近之处（对于25子组，如果只有40%
18、的点落在控制限的1/3区域）则应对下列情况的一种或更多进行调查： 1、控制限或描点计算错描错,2、 过程或取样方法造成连续的分组中包含了从两个或多个不同平均性能的过程流的测量 4-1-3-2 寻找并纠正特殊原因 当有任何变差时，应立即进行分析，以便识别条件并防止再发生，由于控图发现的变差一般是由特殊原因引起的，希望操作者和检验员有能力发现变差原因并纠正。并在备注栏中详细记录。 4-1-3-3 重新计算控制限 初次研究，应排除有变差的子组，重新计算控制限。,4-1-4 过程能力解释 计数型数据控制图上的每一点直接表明不符合顾客要求的不合格品的百分数和比值，这就是对能力的定义,U/LSLu = u 3 u / n8-4-4 过程控制解释（同P管制图） 8-4-5 过程能力解释 过程能力为 u,
