SPC-统计过程控制(浙大版)
SPC (统计过程控制)基础知识

SPC(统计过程控制)基础知识 统计过程控制) 统计过程控制
4.X-Rs 控制图。多用于下列场合:对每一个产品都进行检验,采用自动化检查和 测量的场合;取样费时、昂贵的场合;以及如化工等过程、样品均匀,多抽样也无 太大意义的场合。由于它不像前三种控制图那样能取得较多的信息,所以它判断过 程的灵敏度也要差一些。
以 客 贯 彻
户 为
中
心 宗
旨
的
质 量 目 标 的 制 定
有 目 期 况
无 制 定 可 测 量 的 质 量 目 标 ? 质 量 标 有 无 分 解 到 各 职 能 层 ? 有 无 定 测 量 评 估 各 质 量 目 标 的 达 成 情 ?
职 责 和 权 限
各 部 门 , 各 职 能 岗 位 有 无 定 义 相 关 的 职 责 和 权 限 ?
4 .2 .2
质 量 手 册
有 无 编 写 符 合 要 求 的 质 量 手 册 ?
SPC(统计过程控制)基础知识 统计过程控制) 统计过程控制
3.4 分层图 用于将数据分类比较 250
不良率(PPM)
目标线
150 100 50 0 1 2 3 4
工作周
C班 B班 A班
5
6
7
8
9
SPC(统计过程控制)基础知识 统计过程控制) 统计过程控制
3.5 控制图 什么是控制图? 什么是控制图? 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。 控制图的理论基础是概率论。依据概率论,我们把“小概率的事件如果发生了,我 们认为有异常存在”。 控制图的种类: 控制图的种类
数据 计量值 分布 正态分布 控制图名称 均值-极差 图 均值-标准差 图 中位数-极差 图 单值-移动极差 图 不合格品率图 不合格品数图 单位缺陷数 缺陷数 简记 X-R chart X-S chart X-R chart X-Rs chart P chart Pn chart U chart C chart
SPC统计过程控制.doc

统计制程控制(Statistical Process Control)目录1. 统计制程控制(SPC)的基本概念1.1 质量的基本概念1.2 统计制程控制(SPC)是什么?1.3 统计制程控制(SPC)的起源与发展2. 常用的统计方法2.1 概率2.2 统计特征数2.3 正态分布(Normal Distribution)2.4 中心趋向定律(Central Limit Theorem)2.5正常状态的统计规律2.6常规控制图及其3σ界限2.7变异的基本概念2.8数据的种类2.9控制图的种类3. 计量值控制图的制作及应用3.1 选择计量值控制图3.2 数据收集3.3 控制界限的设定3.4. 控制界限的更新3.5 控制界限和规格的关系4. 计数值控制图的制作及应用4.1 选择计数值控制图4.2 数据收集4.3 控制界限的设定4.4 控制界限的更新5. 控制图的分析5.1 正常状态5.2 异常现象5.3 失控行动表6. 制程能力的研究6.1 制程能力研究的目的6.2 制程能力指数的计算和分析7. 控制图与七工具的关系7.1 七工具是什么?7.2 统计分析表Checksheet7.3 分类法Stratification7.4 巴氏图Pareto Analysis7.5 直方图Histogram / Barchart7.6 因果图Cause-and-Effect Diagram7.7 散布图Scattered Diagram8. 附录8.1 控制图用途总表8.2 控制图的选择8.3 控制图工作纸8.4 控制图样本8.5 实习题1. 统计制程控制(SPC)的基本概念1.1 质量的基本概念1.1.1 品质的定义●卓越的程度比较的意义:产品(功能、品质、安全、『级数』等)比较;●品质水准定量意义:技术评估;●适合用途(Fitness for Use)产品或服务,在满足特定需要的能力;●满足顾客要求。
1.1.2 检查与品质●「品质」并不是靠检查出来,而是靠生产出来的;●检查只是把所制成的,与规格要求的,作一个比较;●检查只能停止不合格品的流动,但不能停止它的产生;●检查本身都有品质问题,存在误检及漏检,尤其是复杂和大量的检查.●检查需要格外的成本和时间.●如果产品在第一次便做得对,便可消除废料、翻工及减少顾客投诉;1.1.3 品质与市场竞争能力●商品要达到畅销目的,通常要有三个必备的条件:-1. 品质优良;2. 价格合理;3. 交货期准。
SPC统计过程控制教材ppt(37张)

7
SPC
3、基础知识
(2)、正态分布 (Normal Distribution) 当抽取的数据个数趋于无穷大而区间宽度趋向于0时,外形轮廓的折线就趋向于光滑的曲
线,即:概率密度曲线。 特点:面积之和等于1。
11
SPC统计过程控制教材(PPT37页)
SPC
• (4)、使用控制图应考虑的问题
– a、控制图用于何处? – b、如何选择控制对象? – c、怎样选择控制图? – d、如何分析控制图? – e、点出界或违反其他准则的处理。 – f、控制图的重新制定。 – g、控制图的保管问题。
SPC统计过程控制教材(PPT37页)
– 1、找出最大值和最小值,确定数据分散宽度 数据分散宽度=(最大值 最小值)
– 2、确定组数 k n
– 3、确定组距 h=(最大值最小值)/组数
– 4、确定各组的边界 第一组的组下限=最小值 最小测量单位的一半 第一组的组上限=第一组的组下限+组距=第二组的组下限 第二组的组上限=第二组的组下限+组距=第三组的组下限,依此类推。
2
SPC
3、为什么要学习SPC(二)?
• 3控制方式与6控制方式的比较:
3
SPC
4、开展SPC工程的步骤
• 培训SPC
– 正态分布等统计基础知识 – 品管七工具:调查表、分层法、散布图、排列图、直方图、因果图、控制图 – 过程控制网图的做法 – 过程控制标准的做法
• 确定关键质量因素
– 对每道工序,用因果图进行分析,造出所有关键质量因素,再用排列图找出 最终产品影响最大的因素,即关键质量因素;
SPC统计过程控制

--不难发现一些公司曾经---有少数依然---花费生产
成本的30%或更多用于检验,返工或废品上
在二十世纪70年代末期开始…… --W.Edwards Deming,Joseph Juran等人给公司带来的理
念是创造一个强调过程控制的生产和服务模式
--他们认为,要做到这点,就要把注意力焦点从产品和服
• 质量管理中的应用
不论µ与取值如何,产品质量特性落在[µ 3, µ+3]范围内的概率为99.73%。
落在[µ 3, µ+3]范围外的概率为1 99.73%=0.27%, 落在大于µ+3一侧的概率为0.27%/2=0.135% 1。
第二章 控制图原理(五)
4、控制图基础知识
a、过程能力 过程的加工质量满足技术标准的能力,是衡量加工内在一 致性的标准,决定于质量因素人、机、料、环、法,与公差 无关。 稳态时,99.73%的产品落在(µ-3 ,µ+3 )范围内,因此将过 程能力PC定义为: PC=6
b、生产能力 加工数量方面的能力。
c、过程能力指数---Cp
过程能力满足产品技术标准(产品规格、公差)的程度。
致。
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。
SPC 不仅用于生产过程,而且用于服务过程和 一切管理过程。
3.统计学基础
o定义 o常用统计技术工具 o主要统计学名词 o示例
定义
1、什么是SPC? SPC --Statistical Process Control (统计 过程控制) 含义--利用统计技术对过程中的各个阶 段进行监控,从而达到保证产品质量的 目的。 统计技术----数理统计方法。 2、SPC的作用 预防: 判断过程的异常,及时告警。 3、SPC的缺点 不能告知异常是由什么因素引起的和发 生于何处,即不能进行诊断。
统计过程控制(SPC)(PPT58页)

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统计过程控制(SPC)(PPT58页)
普通原因 普通原因造成变差的一个原因,它影响被研究过程的所
有单值。(处于统计控制状态;在统计上受控;受控) 造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中
的许多变差的原因 特点
过程分布将不发生变化 过程的输出是可预测的 过程是稳定、可控的。 采取系统的措施,由管理人员解决问题
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2.3局部措施和系统措施
措施 对比
对象
系统措施
通常用来消除变差的普 通原因
局部措施
通常用来消除变 差的特殊原因
实施人员
几乎总是要求管理措施, 以便纠正
通常由与过程直 接相关的人员实 施
效果
大约可纠正85%的过程 问题
通常可纠正大约 15%的过程问题
一个可接受的过程必须是处于受控统计控制 状态的且其固有变差(能力)必须小于图纸 的公差
应通过检查并消除变差的特殊原因使过程处 于受统计控制状态,那么性能是可预测的, 变可评定其满足顾客期望的能力。这是持续 改进的基础
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3.4过程改进循环
2.1过程的理解及过程控制
1.过程—所谓过程是指共同作用以产出输出的供方、生产 者、人、设备、输入材料、方法和环境及使用输出的顾 客的集合。
过程性能取决于:
供方与顾客之间的沟通
过程设计及实施的方式
运作和管理的方式
2.过程的信息
通过分析过程输出可以获得许多与过程性能有关的信息。如过程 是否稳定,过程能力如何。
4.1控制图应用说明
统计过程控制(SPC)

5-41
[例]设有某工序的上公差TU为0.2190, 下公差TL为0.1250,现场抽查的数据如 下表,其图如下图1.由图1可见,工序失控, 经过执行20字方针后,重新做图得到休 整后的图2.由图2可见,工序已经达到稳 态.故现在可对过程能力进行评价.
5-42
子组序号
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20
0.06 0.0086 0.0227 0.0135
0.01 5-43
0.22
0.21
UCL=0.2
133
0.2
平均值
0.19
X =0.19
0.18
状态III
状态IV(最不理想) 状态IV达到I的途径: ► IVIII ► IVIIII
调整过程即质量不断 改进过程
5-28
在控制状态下〔异因 消除,只有偶因〕
时间
下公差限
大小
上公差限
〔偶因的变异 减少〕
时间
在控制状态下,但工程 能力不足 〔偶因的变异太大〕
5-29
〔二〕控制用控制图 ► 当过程达到了我们所确定的状态后, 才能将分析用控制图的控制线延长作为控 制用控制图,应有正式交接手续. ► 判异准则 判稳准则 ► 进入日常管理后,关键是保持所确 定的状态.
偶然波动:偶因引起质量的波动 ,简称偶波;
异常波动:异因引起质量的 波动,简称异波. 5-16
2.控制图的第二种解释 假定现在异波均已消除,只剩下偶波,则此偶波的波动将
是最小波动,即正常波动.根据这正常波动,应用统计学 原理设计出控制图相应的控制界限,当异常波动发生 时,点子就会落在界外.因此点子频频出界就表明异波 存在. 控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限.
SPC统计过程控制详述

所以在考察控制图时,首先应该考察R图是 否保持在统计控制状态。
当R图保持在统计控制状态时,再进一步考 察均值的控制图。
建立控制图,进行控制的一般步骤:
(1)收集k组预备数据(也称为参考数据),计 算每一个样本的均值与极差。
考虑到过程偏移的影响,过程能力指数
LSL
M
USL
T
若Cpk大,则产品的不合格品率就低。通 常要求它大于1.33。要提高实际的过程能力指 数,可以采取的措施是:
当Cp大Cpk小的时候,可以减少过程中心 与规范中心的偏离ε
当Cp小的时候应该减少标准差
2)长期的过程能力指数: (1) 潜在的过程性能指数Pp : 这是对双边规范来讲的,设规范要求特性 值的下限与上限分别为LSL与USL,那么
2. 常规控制图的种类
(1)计量值控制图 均值-标准差控制图( -s 图) 均值-极差控制图( -R 图) 中位数-极差控制图( -R 图,也有 用Me-R图表示) 单值-移动极差控制图(x-Rs 图)
(2)计数值控制图
不合格品率控制图(p 图) 不合格品数控制图(pn 图) 单位缺陷数控制图(u 图) 缺陷数控制图(c 图)
1. 控制界限:
为制订控制界限,首先要收集k个子组数 据(即k个样本),每一组的大小(即样本容 量)为 n,第 i 组的数据记为xij,并对每一样 本计算样本均值与样本极差。
对i=1,2, …,k有: ,Ri ,再计算它们的平 均值:
用极差控制图时要求n<10
由于
因此均值-极差控制图的中心线分别是 上下控制界限分别是
主要有如下几种: 短期的:Cp,Cpk,CpU,CpL 长期的:Pp,Ppk,PpU,PpL
SPC 统计过程控制 浙大版

24
第三章 常规的休哈特控制图
数据 分布
控制图
简记
均值-极差 ……………..控制图 Χ一R 控制图
计量 值
正态 分布
均值-标准差 …………….控制图 中位数-极差……………. 控制图
X 一s ~X一R
控制图 控制图
单值-移动极差 ………….控制图 I一MR 控制图
计件 二项分 不合格品率 ……………..控制图 P
值
布
不合格品数 ……………..控制图 Pn
控制图 控制图
计点 泊松分 单位缺陷数 ……………..控制图 U
值
布
控制图
缺陷数 ………………….控制图 C
控制图
25
第四章 如何制作X-R控制图
还记得正态分布吗?
-3σ -2σ -1σ
1σ 2σ 3σ
21
第二章 SPC原理与作用
原理:1.普通原因导致的波动分布(稳态分布) 2.α=0.27% 小概率事件不会发生
3σ
A 2σ
B 1σ
C
C
-1σ
B
UCL= X+3σ组内
A
-2σ
CL=过程均值(X)
-3σ
LCL=X-3σ组内
22
第二章 SPC原理与作用
17
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
特殊原因(Assignable causes): 可避免原因、人为原 因、非机遇原因、异常原因、局部原因。
操作者未遵照操作标准而操作 虽然遵照操作标准,但操作标准不完善 机器设备的不正确调整 刀具的严重磨损 操作人员的更动 使用不合规格标准的原材料 量具不准确
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A
B C
C B A
LCL
x
异常原因:
• 数据分层不够
(不同的流混入)
P=0.682615=0.003255
34
第五章 控制图判稳与判异
SPC 8条判异准则:
1. 2. 3. 4.
■判异
1个点落在A区以外 连续3个点中有2个点落在中心线同一侧的B区以外 连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外 连续9个点落在中心线的同一侧 连续6个点递增或递减 连续6个点落在中心线两侧且无一在C区内 连续14个点中相邻点交替上下连续 15个点落在中心线两侧的C区以内
第一类
第二类
5. 6. 7. 8.
第三类
记忆号码:1359661415
31
第五章 控制图判稳与判异
x
UCL
第一类
x
A B C C B A
UCL
x
A
B C
C B A
LCL
LCL
x
x
异常原因:
P==2×3×0.02143×(0.9973-0.0214) =0.00268 A
UCL
•
UCL
新操作员/方法不对
是
否
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
1. 状态Ⅰ: 统计稳态与技术稳态同时达到,这是最理想的状态。 2. 状态Ⅱ: 统计稳态未达到,技术稳态达到。 3. 状态Ⅲ: 统计稳态达到,技术稳态未达到。 4. 状态IV: 统计稳态与技术稳态均未达到。这是最不理想的状态。
状态Ⅱ,状态Ⅲ哪一个好?
15
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
第六章 工程能力分析
组内波动和整体波动的标准偏差的数学关系
对于X-R图的 “R图” σ组内=R/d2 组内累计标准差
术语及区别
对于X-R图的 “X图” σ组内=R/d2 n
对于X-S图的“S图” σ组内=S/C4 对于X-S图的 “X图” σ组内=S/C4n
sLeabharlann 组内=?用于计算潜在能力
整体标准差
(x - x) ij
28
第五章 控制图判稳与判异
判稳准则 α1=0.0654(6.54%) (1)至少连续25点处于控制界限内; α2=0.0041(0.41%) (2)连续35点中,仅有1点超出控制界限内; α3=0.0026(0.26%) (3)连续100点中,至多有2点超过控制界限内。
■判稳
29
第五章 控制图判稳与判异
9
第一章 术语解释
不同类型的正态分布图
分布 图
正态, 均值=1
分布
分布 图
正态, 均值=1
标准差 0.1 0.3 0.5
布图
均值=1
4
3
标准差 0.1 0.3 0.5
密度
2
1
-0.5
0.0
0.5
均值=1
1.0 X
0 -0.5 1.5
2.0 0.0
2.50.5
均值=2
1.0 X
1.5
2.0
2.
10
第一章 术语解释
40
第六章 工程能力分析
技术稳态的条件(CPK应该大于多少)
等级 A B C D E CPK值 1.67≤ CPK 1.33 ≤ CPK 1.67 1.0 ≤ CPK < 1.33 0.83 ≤ CPK< 1.0 CPK < 0.83
5.
6. 7. 8.
一般常用 需要严格正态分布 使用于属性类控制图
35
第六章 工程能力分析
目的:
判断过程是否已达到技术稳态。只有在达到统计稳态及技术稳态 后,才可以进入统计过程控制。
术语及区别: ■σ组内 ■CP ■CPK(CPU CPL) 技术稳态判断标准:
多个标准结合起来综合判别标准
36
σ整体 PP PPK(PPU PPL)
gn - 1
g n 2
^ s 整体 =
j=1 i =1
用于计算当前的性能
37
第六章,工程能力分析
统计稳定判定系数及判定标准
判断标准
d0 =
等级
1 2
σ整体 — σ组内 σ整体
d0值
d0 ≤ 10% 10% < d0 <20%
实施SPC 需要消除变差
3
4
20%≤ d0 < 50%
0.83 ≤ d0
38
分布
符号
R SS Var σ/S
自由度
DF
以上4个统计量是什么关系?
7
第一章 术语解释
工程技术上的重要分布之一-------正态分布
分布
1.正态分布统计量
-3σ
-2σ
-1σ
1σ
2σ
3σ
均值:μ
标准偏差:σ
2.正态分布特点
均值、标准偏差相互
独立
8
总结1
统计过程控制的前提条件:
2.服从正态分 布
“两头小,中 间大,左右对 称”
20
第二章 SPC原理与作用
还记得正态分布吗?
-3σ
-2σ
-1σ
1σ
2σ
3σ
21
第二章 SPC原理与作用
原理:1.普通原因导致的波动分布(稳态分布) 2.α=0.27% 小概率事件不会发生
A
3σ
2σ
1σ
B
C C
-1σ
B
UCL= X+3σ组内
A
-2σ -3σ
CL=过程均值(X)
LCL=X-3σ 组内
22
第二章 SPC原理与作用
SPC的作用 1、确保过程持续稳定、可预测
预防作用 2、为过程分析提供依据。 持续改善 ( 局部措施 ) 系统措施 改善普通原因的影响
改善特殊原因的影响
23
第二章 SPC原理与作用
局部问题的对策 (1) 通常用来消除特殊原因造成的变异 (2) 可以被制程附近的人员来执行 (3) 一般可以改善制程的 15%
26
对控制对象 的测量系统有没 有分析?
第四章 如何制作X-R控制图
27
第四章 如何制作X-R控制图
4、对控制图进行分析
5、技术稳态分析 6、延长控制线,建立日常 控制用管理图 要点
要点
要点
判稳和判异 (见第五章)
工程能力CPK 分析 (见第六章)
如何延长控制线 日常管理内容是什么
(见第七章)
不区分这两种原因,是戴明反复说明的“顽疾与障碍”
16
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
普通原因(chance causes): 非人为原因、共同原因、
偶然原因、一般原因、机遇原因。
操作者细微的不稳定性
设备的微小振动、 车床转速、进给速度、刀具的正常 磨损 同批材料内部结构的不均匀性 用同一量测器 由同一人量测同产品数次,在短期间量测差异
CPK、PPK与公差的关系 X-LSL
术语及区别
USL-X
CPL =
CPU =
PPL = X 上限(USL)
PPU =
下限(LSL)
关系: X-LSL
CPK = Min {CPL, CPU} PPK = Min {PPL, PPU}
3σ整体 • 标准偏差(组内、 3σ整体 X-LSL 整体)、公差带、 与上下限的接近 3σ组内 USL-X 程度确定下来后 3σ组内 才能确定下来 USL-X
练习:模拟一个尺寸或一个特性的正态分布图
分布
问题:正态分布图如何检验
11
第一章 术语解释
分布 图
卡方, 自由度=16 0.08 0.07
不稳态与稳态
分布 图
卡方, 自由度=7
0.06 0.05
密度
0.12 0.10 0.08
0.04 0.03 0.02 0.01
不稳态(不受控 ) (存在特殊原因加普通原因)
统计过程控制(SPC)
浙江大学质量管理研究中心
1
结
论
1.过程需要控制到稳态,才能预测质 量状态 2.识别造成变异的特殊原因和普通原 因有助于彻底解决问题,告别“救火 ”式工作。
2
第一章 术语解释
第二章 SPC原理与作用
第三章 常规的休哈特控制图
目
第四章 如何制作X-R控制图 第五章 控制图判稳与判异
判异准则
■判稳
(1)出界
(2)不符合随机规律
30
第五章 控制图判稳与判异
SPC 8条判异准则:
1. 2. 3. 4.
■判异
1个点落在A区以外 连续3个点中有2个点落在中心线同一侧的B区以外 连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外 连续9个点落在中心线的同一侧 连续6个点递增或递减 连续6个点落在中心线两侧且无一在C区内 连续14个点中相邻点交替上下连续 15个点落在中心线两侧的C区以内
变差的来源: 普通原因
由众多无法排除的偶然 因素产生,是客观存在且 不可避免的(注意在特定 的条件下)。 产生的质量差异虽不可 避免,但由于这类原因众 多,差异有正有负,在互 相抵消后围绕某一平均水 平上下波动。
特殊原因
由于某种特定的原因, 往往造成产品质量与标准 产生较大的整体偏差(如 质量加工实际均值X与标准 值μ间的误差)。 由系统性原因产生的误 差,一经查明都是可以纠 正的。
17
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
特殊原因(Assignable causes): 可避免原因、人为原
因、非机遇原因、异常原因、局部原因。 操作者未遵照操作标准而操作 虽然遵照操作标准,但操作标准不完善 机器设备的不正确调整 刀具的严重磨损 操作人员的更动