SPC统计过程控制-详解
详细全面的SPC详解
详细全面的SPC详解SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）是一种用于管理和优化生产过程的方法，它的目的是通过使用统计工具来分析生产过程中的数据，从而控制和改进产品质量。
SPC强调预防原则，即通过预防措施来减少产品缺陷和不良情况的发生，而不是在出现问题后再进行纠正。
SPC的基本概念包括控制图、过程能力指数、规格界限等。
控制图是SPC的核心工具，它用于监控生产过程中的关键变量，并根据统计原理判断生产过程是否处于控制状态。
控制图通常由均值-标准差控制图和极差控制图两种类型组成。
过程能力指数是指生产过程满足产品规格要求的程度，它通常被用来评估生产过程的能力，以便进行改进。
规格界限则是根据产品要求和客户要求设定的界限，用于确定产品是否合格。
SPC的实施方法包括以下几个步骤：1.选择关键变量：首先需要选择需要监控的关键变量，例如产品尺寸、材料特性等。
2.设计控制图：根据选定的关键变量，设计适合的控制图，并确定控制界限。
3.收集数据：按照一定的时间间隔收集生产过程中的数据，并对数据进行记录和整理。
4.分析数据：根据控制图的规则，判断生产过程是否处于控制状态，并找出异常点。
5.采取措施：根据分析结果，采取适当的措施来改进生产过程，例如调整工艺参数、更换设备等。
6.监控和反馈：持续监控生产过程，并及时反馈相关信息，以确保生产过程的质量和稳定性。
SPC的优势在于它可以及时发现生产过程中的异常情况，从而采取措施防止问题的扩大。
此外，SPC还可以提高生产过程的稳定性和产品质量的一致性，减少浪费和成本。
未来，SPC将会在更多的领域得到应用和发展，例如智能制造、医疗保健、金融服务等行业。
总之，SPC是一种有效的过程管理和优化工具，可以帮助企业提高产品质量和生产效率。
学习和掌握SPC技能对于从事质量管理、生产管理、工艺优化等工作的专业人士来说是非常重要的。
SPC的基本原理和过程控制
SPC的基本原理和过程控制概述SPC（统计过程控制）是一种常用于质量管理的统计方法，用于监控过程中的变异性，并及时采取控制措施来保持过程的稳定性和稳定品质。
本文将介绍SPC的基本原理和过程控制。
1. SPC的基本原理SPC的基本原理是基于统计学原理和质量管理理论。
其核心思想是通过收集和分析过程中的数据，以了解过程的变异性，并根据统计指标来判断过程是否处于控制状态。
基本原理包括：1.1 过程稳态与过程能力过程稳态是指过程在一个稳定区域内运行，并且其变异性是可控制的。
稳态下，过程的输出值会在一定的范围内波动，但是变异性是在可控范围内，不会出现特殊原因引起的异常波动。
过程能力是评估过程稳态的指标，通常使用过程能力指数（Cp）和过程能力指数（Cpk）来衡量。
Cp表示过程在规范要求的容差范围内的能力，而Cpk则考虑了过程的位置偏离能力。
1.2 变异性的来源过程中的变异性可以分为两种来源：常因和特因。
常因变异性是过程内在的、长期固定的，通常由一系列可以量化和测量的系统性因素引起。
这种变异性可以通过改善操作方法、调整设备或改善材料来减小。
特因变异性是由特殊原因引起的，通常是偶然事件，属于非系统的因素。
特因变异性无法通过常因改进来消除，应及时进行纠正。
1.3 统计过程控制图SPC使用控制图来监控过程的变异性。
控制图是一种统计图表，可以帮助鉴别过程中的常因和特因变异，以判断过程是否处于控制状态。
常用的控制图包括平均图（X-图），范围图（R-图），以及带有管制限的控制图（带A、B、C及D控制限的图表）。
控制图上的管制限是根据统计原理确定的，当过程数据落在管制限之外时，意味着过程出现特殊原因变异，需要采取措施进行纠正。
2. 过程控制方法SPC的过程控制方法包括以下几个步骤：2.1 数据收集首先，需要确定要收集的数据类型和采样方法。
数据类型通常是定量的，可以是尺寸、重量、时间等。
采样方法应该能够反映出过程的变异性，并且要求数据具有代表性。
SPC-统计过程控制介绍
4
SPC常用术语解释
名称 平均值 （X） 一组测量值的均值 一个子组、样本或总体中最大与最小值之差 用于代表标准差的希腊字母 过程输出的分布宽度或从过程中统计抽样值（例如：子组均值）的分布宽度的 量度，用希腊字母σ或字母s（用于样本标准差）表示。 造成变差的一个原因，它影响被研究过程输出的所有单值；在控制图分析中， 它表现为随机过程变差的一部分。 一种间断性的，不可预计的，不稳定的变差根源。有时被称为可查明原因，它 存在的信号是：存在超过控制限的点或存在在控制限之内的链或其它非随机性 的图形。 解释
6
福特(Ford)马自达(Mazda)案例
Mazda
Ford
7
生产检验与控制的演化
最终产品检验 公差控制： 过程控制： 规范控制（Specification Control） 统计控制 （Statistical Control）
8
质量管理的基本原則
INPUT
PROCESS
OUTPUT
针对过程的重要控制 参数和原材料所做的 才是SPC 原料 PROCESS 測量 結果
针对产品所做的 仍只是在做SQC
12
预防或容忍?
人
机 法
环 测量 测量
好 結果
原料
PROCESS
不好
不要等产品做出来后再去看它好不好 而是在制造的时候就要把它制造好
13
SPC的作用
确保制程持续稳定、可预测。 提高产品质量、生产能力、降低成本。 为制程分析提供依据。 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。
UCL CL LCL
3 σ 3 σ
33
控制图的使用
控制图的判读 使用控制图注意事项
统计过程控制(SPC)
（三） x R 控制图的操作步骤
1. 确定控制对象（统计量） 2. 收集k组预备数据（一般K=25；每组数
据个数n ≥ 2;遵循合理子组原则） 3. 计算每一个样本的均值 X i 与极差 Ri 。 4. 计算 X与R 5. 计算R图控制限并作图 6. 用各样本点绘在图中，判断状态。
分析过程若失控或异常，找出原因， 进行纠正，防止再发生。
7. 计算 X 图控制限并作图，判断状态。 8. 计算过程能力指数验证是否符合要求 9. 延长控制限，作控制用控制图，进行日
常管理
四、 X S 图（掌握） 五、X-Rs图（了解）
六、Me-R图（了解）
七、P控制图
（一）P控制图的控制状态
P 常数
n
n
ˆp p di / ni
i1 i1
（二）P控制图的统计基础为二项分布，其
内容 （1）利用控制图分析过程的稳定性，对
过程存在的异常原因进行预警；
（2）计算过程能力指数分析稳定的过程 能力满足技术要求的程度，对过程质量进行 评价。
三、统计过程控制的特点 是一种预防性的方法 贯彻预防原则是现代质量管理的核心 强调全员参与
SPC的涵义
为了贯彻预防原则，应用统计技术对 过程各阶段评估和监控，建立并保持过程 处于可接受的并且稳定的水平从而保证产 品与服务符合规定的要求的一种质量管理 技术。
过程能力指数 过程性能指数
CP
TU TL 6ˆ ST
PP
TU TL 6ˆ LT
其中 ˆ St —— 短期波动的标准差估计，在稳态
下计算
ˆ St
R d2
或
S C4
ˆ Lt —— 长期波动的标准差估计，在实
际情况下计算 ˆ Lt S
统计过程控制SPC
0.256
1.744
3.258
0.283
1.717
3.336
0.307
1.693
3.407
0.328
1.672
3.472
0.347
1.653
3.532
0.363
1.637
3.588
0.378
1.622
3.640
0.391
1.608
3.689
0.403
1.597
3.735
SPC统计过程控制
SPC统计过程控制SPC（Statistical Process Control，统计过程控制）是一种基于统计原理和数据分析方法的质量管理工具，用于监控和控制生产过程中的变异性，以确保产品或服务的质量。
SPC是由质量概念的先驱沃尔特·A·谢温（Walter A. Shewhart）在20世纪20年代初首次引入的。
它的目的是通过使用统计技术来分析生产过程中的数据，从而减少产品或服务的变异性，提高整体质量水平。
SPC的基本原理是通过统计分析来了解生产过程中的变异性，以便及时采取措施来纠正和调整生产过程。
它主要包括以下步骤：1.确定控制指标：选择适当的指标来监控生产过程的变异性。
常用的指标包括尺寸、重量、硬度等。
2.收集数据：根据预定的采样计划和频率，定期收集生产过程中的数据。
数据可以通过各种手段收集，如直接测量、抽样检验等。
3.绘制控制图：使用统计方法将收集到的数据绘制成控制图。
控制图是一种图表，它显示了一个或多个过程指标的变化情况，以及上下限范围。
通过观察控制图，人们可以判断生产过程是否处于控制状态，是否存在异常情况。
4.分析控制图：根据控制图上的变化趋势和模式，进行统计分析，以确定生产过程的绩效。
常用的统计分析方法包括均值、标准差、极差等。
5.制定改进措施：根据分析的结果，确定需要改进的方面，并制定相应的措施。
改进措施可以包括修改生产过程参数、调整设备、培训员工等。
6.监控和调整：持续监控生产过程，并根据需要进行调整，以确保控制图保持在预定的限制范围内。
SPC的优势在于它能够提供实时和持续的监控生产过程的能力。
通过采集数据和绘制控制图，生产者可以及时发现生产过程中的变异，并采取措施进行纠正。
这样可以防止不良品的产生，并提高产品或服务的一致性和质量。
此外，SPC还具有以下几点优势：1.提高生产效率：通过控制和减少生产过程中的变异性，SPC可以提高生产效率。
它能够帮助生产者发现并消除生产过程中的浪费和不必要的变动，从而提高生产效率和资源利用率。
统计过程控制SPC讲义
16587 15976 18322 17549 16753 17986 17569 16754 17914 19214 16554 16012 16503 16982 17991 17010 16889 17512 16842 14210
16268 16517 17432 16942 16875 17622 17581 17632 17923 18009 16548 16343 17228 17081 17210 17777 17241 17216 16852 16675
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。
一、什麽是统计过程控制
2．预防与检测
1)事后检测——质量控制的最原始手段；
a.通过检查最终产品并剔除不符合规格产品， 保证不合格品不提交给顾客或下一工序；
1)是应用统计技术分析过程中的品质特 性，区分过程变异的特殊原因和普通原 因，从而达到控制过程变异的目的；
2)最终目的是在于预防问题的发生及减少 浪费；
3）是进行品质控制的强有力工具。
一、什麽是统计过程控制
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。
二、什麽是过程变异？
4． 观察和处理过程变异的两种方法：
2） 统计方法：下图为该过程品质成本变化的 X 图
18000
UCL=18106
17500 17000
Mean=17149
统计过程控制(SPC)(PPT58页)
江铃汽车股份有限公司
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
江铃汽车股份有限公司
统计过程控制(SPC)(PPT58页)
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
江铃汽车股份有限公司
统计过程控制(SPC)(PPT58页)
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
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二二、CPK——应用用范围
应用用范围：
初始能力力力分析：是为了了摸清过程能力力力状况，以便便在必要时 采取措施，使过程能力力力满足足生生产要求，（新产品在批量量生生 产前，即产品和过程确认阶段，需对控制计划所要求的特 殊特性进行行行过程能力力力研究，以评价生生产过程是否已准备就 绪）；
偶 存在，对产品质量量经常发生生影响，但它 因 所造成的质量量特性值波动往往比比较小小。
有些情况下这些质量量波动在生生产过程中 是允许存在的
异 异常波动：由特殊原因引起的产品质量量
因
波动。这些特殊原因在生生产过程中并非非 大大量量存在，通常表现为周期性或突然地
对质量量产生生影响，一一旦存在，它对产品
SPC——定义：
使用用诸如控制图等统计技术来分析制造过程或其输出，以 便便采取适当的措施，为达到并保持统计控制状态从而而提高高或改 进制造过程能力力力
SPC就是利利用用统计方方法:
1.分析过程的输出并指出其特性. 2.使过程在统计控制情况下成功地进行行行和维持. 3.有系统地减少该过程主要输出特性的变异.
日日常能力力力评价：是进行行行过程能力力力复查主要是为了了掌握过程 能力力力变化情况，以便便采取措施保持或提高高过程能力力力；
二二、CPK——子子组内变差与子子组间变差
子子组内变差和过程总变差：
....... .
....... .
....... .
....... .
值
值
20
20 子子
15 组
子子
内
一一、变差的——概念
变差就是质量量的波动 过程的单个输出所不不可避免的差异 变差是有害的，是不不可避免的，他是工工业界的 通病
不不要习惯性的认为缺陷和偏差是不不可避免的！
一一、变差的——概念
精确性 与 准确性
一一、变差的——分类
质量量 波动
正常波动：由普通原因引起的产品质量量 波动。这些随机因素在生生产过程中大大量量
-?L()"
关键理理念2： SPC不不是做分析报告，不不是用用于改善前后对比比！ 必须正确理理解μ和 δ，识别哪些是μ的问题？哪些是δ的问题？ 将数据与过程影响因素结合，学会用用分 析结果进行行行思考！
一一、变差的——描述方方法
数据的累积——直方方图
数据随时间的展开——控制图
关键理理念3： SPC就是描述、分析、改进和控制变差的一一种系统工工具，而而不不是单 单的一一张控制图！要学会描述变差，掌握工工具间的关系。
质量量的影响就比比较显著，在生生产过程中
是不不允许存在的
正常波动 异常波动
一一、变差的——分类
KF 1#EM
61# '1#E
D* KF
I
E 31#E
M6 'EC"M 1#D* $,"A9
%BK0!% O/ >M6L(,"; KF
一一、变差的——描述方方法
直方方图的形状分析——识别不不稳定性问题
标准型
锯⻮齿型
偏峰型
陡壁型
平顶型
双峰型
孤岛型
直方SL方图位置(D分) 析——识别偏倚性 问题
SU
SL
(E)
SU
SL
(D)
SU
SL直方方图宽(C)度分析——识别波动性问题
SU
SL
(E)
SL
(A)
SU
组
10 变
内
5
差
变 差
子子
15 总 变 10 差5
组 间组
子子组内变差：仅由子子组内变差产生生的变差，如果过程处于统计受控状态，该变差 是对过程固有变差的一一种很好估计； 子子组间变差：由子子组间的变差所产生生的变差，如果过程处于统计受控状态，该变 差应该为0； 总变差：由子子组内和子子组间二二种变差所引起的变差，如果过程不不处于统计受控状 态，总变差将受普通原因和特殊原因影响
SPC—统计过程控制
杜绝 ⻔门柱 思想：
旧范例例
如果在规格范围内 顾客就满意
新范例例
不不考虑技术规格， 只偏离目目标就会增 加成本 1）检验，试验和返 工工成本 2）客户不不满意成本
关键理理念1：质量量能否集中于工工艺中心心是超越先进企业的前提！也是 开展SPC的追求。
SPC——课程目目录：
一一. 变差——质量量的波动 二二. CPK——过程能力力力 三. 控制图——稳定性判定与控制 四. 均值极差图应用用 五. 单值移动极差图应用用 六. 计数型控制图应用用
%B
GJM P7
%,"A9M6
L(,"E
=
:; 1#EIM KF6 $@+;K
8 F
1#EIME :E
C"<M $
8
K6 @+M$,"K
8
9
O$ 2.4>& @ M6L()"K K0 9
N458M P7 H E<M
SL
(B)
SL
(C)
SU
一一、变差的——三⻄西格玛原理理
分布曲线的演变：
=100
=1000
直方方图是把测量量数据的频数转化为柱状⻓长方方形的方方法来表示数据的分布状 态，而而正态分布曲线表示是对一一批产品的一一种预测，如图所示，在样本量量较小小 时，直方方图外形轮廓呈梯形，随着样本量量的增大大，梯形越来越小小，逐渐呈现成 一一条曲线，这就是正态曲线。
能满足足规范
（普通原因引起的
时间
变差被减少）
二二、CPK——应用用前提
应用用前提： 过程能力力力分析的前提是过程处于统计控制状态，即过程的分 布状态不不随时间的变化而而变化，或在控制图中没有异常出现，对于不不稳定 的过程，讨论过程变差及相关的能力力力指数是没有什什么价值的
过程稳定或处于统计受控状态： 如果仅存在普通原因，过程输出 将形成随时间稳定的分布状况， 并且是可预测的。
下规范
-3δ
3δ
6⻄西格玛宽度，99.73% 公差带
上规范
二二、CPK——概念
概念： 所谓过程能力力力是指过程质量量满足足要求的能力力力，即过程的分布与工工艺要 求的比比较，对他的研究与正态分布的两个参数μ和σ有着密切的联系
过程能力力力
样本
受控但不不能满足足规范 （普通原因引起的变差过大大）
受控并且
一一、变差的——三⻄西格玛原理理
拐点
一一、变差的——三⻄西格玛原理理
一一、变差的——三⻄西格玛原理理
关键理理念4：变差就是质量量的波动，过程的变差就是6 δ的宽度！
-3δ
3δ
6西格玛宽度，99.73%
6δ
将理理念融入入⻣骨子子里里里！
二二、CPK——概念
如何评价一一个过程变差的大大小小？ 变差大大小小可以忍受吗？