SPC-基本统计

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spc统计方法的基础知识

spc统计方法的基础知识
第十一章 控制图与过程能力 第一节 控 制 图
37
一、控 制 图 概 念
1、定义: 是指用于分析和判断工序是否处于稳定状态
所使用的带有控制界限的图。它是判断和预 报生产过程中质量状况是否发生异常波动的 一种有效方法。
38
2、控制图依据的原理:
3σ原理
在实际生产中,如果生产过程比较稳定,取 1000个产品测定其质量特性值。
图1
21
画直方图
x
x
x
Xx
Xx
xx
xx
Xx
Xx x x
Xx x x
Xx x x
Xx x x
Xx x x x
Xx x x x
Xx x x x
Xx x x x
X xx xx x
X xx xx x
x xx xx x
X x xx xx x xx

X x xx xx x xx
X x x xx xx x xx
图2
10
3、确定组数(k):
将收集的数据的分布 范围 (R)划分为若干个(k)区 间(组)。
组数的确定要适当,组数太少 会因代表性差引起较大计算误差; 组数太多会影响数据分组规律的 明显性,且计算工作量加大。通 常确定的组数要使
每组平均至少包括4~5 个数据。
可参考下表,这是一个经验数 值表。
11
直方图的作法
双峰型
25
4、孤 岛 型
形成的原因: 测量工具有误差; 原材料混杂或一时有变化; 加工工具突然磨损; 短时间内由不熟练工人替
班; 操作疏忽; 混入规范不同的产品等。
孤岛型
26
5、平 顶 型
往往是由于 生产过程中,某 种缓慢的倾向起 作用造成的。如 工具的磨损、或 操作者的疲劳等 系统性原因造成 的。

SPC基本统计概念-0

SPC基本统计概念-0

一、SPC基本統計概念1. R 全距(range)4. Md 中位數(median)2. Xbar(μ) 算術平均數(arithmetic mean)5. Mo 眾數(mode)6. σ 標準差(standard deviation)3. σ2 方差/變異(variance)σ2σ2二、製程能力1. 製程能力準確度:Ca2. 製程能力精密度:Cp3. 上限能力指數:CPU4. 下限能力指數:CPL5. 綜合製程能力指數:Cpk6. 性能指數:Pp7. 初期製程能力指數:Ppknxf x ni ii ∑==1m inm ax X X R -=數值,則算其平均數值為偶數時,居中之兩個當值稱為中位數排列,其居中位置之數將各個數值按照大小順n 最多的標誌值頻次為總體中出現次數)(])()()[(111)(22221122x x x x x x n n x x f n ni ii-++-+--=--=∑= σ])()()[(111)(2222112x x x x x x n n x x f n ni i i -++-+--=--=∑= σ1)( 6 9.12--==∑=n x x f ni iis s σσ其,製程性能由查係數表得知值、製程能力,及 6 8.24422d / d c / c S σ/d R σR ===σ2 , 3d R X USL CPU =-=σσ其2 , 3d R LSL X CPL =-=σσ其()Cp -k Cpk d R LSL X X USL Cpk 1 , 3,3min 2==⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=或其σσσ1)( , 6 12--=-=∑=n x x f LSL USL Pp ni iis sσσ其1)( , 3,3min 12--=⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡--=∑=n x x f LSL X X USL Ppk ni iis s s σσσ其2 , 6 d R LSL USL Cp =-=σσ其USL-LSLT / )(T μ)X (k Ca =-=--==其規格公差,)2 ()規格中心值實績平均值( 2c S σ 、 、d R σ n )x (xf σ Cpm Cp , Cpk , Ppm Pp , Ppk ,Sigma Sigma ni ii 42121估計 計算==--=∑=2T / μM K-=2/)(LSL USL M LSLUSL T -=-=。

SPC统计的基本方法

SPC统计的基本方法

SPC统计的基本方法引言SPC(Statistical Process Control)统计过程控制是一种利用统计方法来监控和控制过程稳定性和一致性的管理方法。

它可以帮助组织识别过程中的异常和变异,并采取相应的措施来提高过程的质量和效率。

本文将介绍SPC统计的基本方法,包括控制图的构建、样本采集和数据分析等方面。

1. 控制图的构建控制图是SPC统计过程控制的核心工具,它以时间为横轴,以过程的关键指标为纵轴,用来观察过程的变化情况和异常情况。

控制图通常分为以下两种类型:1.1. 均值控制图均值控制图主要用于监控过程的平均值是否稳定。

常用的均值控制图包括X-Bar控制图和R控制图。

其中,X-Bar控制图用来监控样本均值的变化情况,R控制图用来监控样本范围的变化情况。

1.2. 变差控制图变差控制图主要用于监控过程的变异是否稳定。

常用的变差控制图包括S控制图和P控制图。

其中,S控制图用来监控样本标准差的变化情况,P控制图用来监控不良品率的变化情况。

2. 样本采集样本采集是SPC统计过程控制的重要环节,正确的样本采集方法可以保证统计数据的准确性和可靠性。

以下是一些常见的样本采集方法:2.1. 简单随机抽样简单随机抽样是指从总体中随机地选取一定数量的样本进行测量和分析。

这种方法可以保证样本的代表性,从而得到准确和可靠的统计结果。

2.2. 分层抽样分层抽样是将总体按照某些特征进行划分,然后在每个层次内分别进行随机抽样。

这种方法能够保证各层次的样本数量平衡,从而提高统计结果的准确性。

2.3. 故障抽样故障抽样是指在发生异常或故障时及时采集样本进行分析。

这种方法可以帮助组织及时发现和解决问题,从而避免对产品质量和生产效率的影响。

3. 数据分析数据分析是SPC统计过程控制的关键步骤,通过对采集到的数据进行分析可以帮助组织了解过程的稳定性和一致性情况。

以下是一些常用的数据分析方法:3.1. 均值分析通过计算均值和标准差等统计指标,对过程的平均水平和稳定性进行分析。

统计过程控制(SPC)

统计过程控制(SPC)

11
控制图的选择
控制图的选定
计量值 数据性质
计数值
平均值
“n”=10~25 “n”是否较大
n≧1 样本大小 n≧2
Cl的性质
中位数 “n”=2~5
“n”=1
不良数
缺陷数
不良数或
缺陷数
不一定
一定
“n”是否一定
单位大小 是否一定 不一定 一定
X-s 图
X-R 图
X-R
X-Rm “p”

图图
“np” “c”
数据类别: 计数值数据:只以缺陷数和个数表示,不能连续取值的数据 计量值数据:以产品本身的特性来表示,可以连续取值的数据
2
两种变异
普通性(特定性)变异:不易避免的原因(普通 原因)造成的变异,如操作人员的熟练程度的 差异、设备精度与保养好坏的差异、同批原材 料本身的差异
特殊性(偶尔性)变异:可以避免也必须避免 的原因(特殊原因)造成的变异,如不同原材料 之间的差异、设备故障
“u”
图图

12
案例1(控制图的选择)
质量特性 长度 重量 乙醇比重 电灯亮/不亮 每一百平方米的 脏点
样本数 5 10 1
100 100平方米
选用什么图
13
答案1
质量特性 长度 重量 乙醇比重 电灯亮/不亮 每一百平方米的 脏点
样本数 5 10 1
100 100平方米
选用控制图 均值极差控制图
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
8
控制图的目的
控制图和一般的统计图不同,因其不仅能 将数值以曲线表示出来,以观其变异之趋 势,且能显示变异系属于机遇性或非机遇 性,以指示某种现象是否正常,而采取适 当之措施。

SPC统计方法基础知识

SPC统计方法基础知识

SPC统计方法根底知识1. 什么是SPC统计方法SPC,即统计过程控制〔Statistical Process Control〕,是一种通过统计方法来监控和控制生产过程的方法。

它的目标是保证生产过程中的产品质量稳定和一致性,从而提高产品的可靠性和一致性,并减少生产过程中的变异性。

SPC统计方法通过收集和分析生产过程中的数据,确定过程中的变异性。

通过建立控制图和指标,可以监测过程的变化,并及时采取控制措施。

SPC统计方法主要基于统计原理和数学模型,能够帮助生产企业实现质量改良和过程优化。

2. 控制图的根本原理控制图是SPC统计方法中最常用的工具之一,用于监控过程中的变化。

控制图的根本原理是根据过程中的样本数据,通过计算和分析统计指标,画出上下限控制线,观察样本数据是否在控制限范围内。

如果样本数据超过控制限,可能存在特殊因素导致过程变化,需要进行分析和处理。

常用的控制图包括平均控制图〔X图〕、范围控制图〔R图〕、极差控制图〔s图〕等。

平均控制图用于监控过程的中心位置,范围控制图用于监控过程的变异程度,极差控制图用于监控过程的变异程度。

3. SPC统计方法的应用场景SPC统计方法适用于各种生产过程的质量控制和监控,具体应用场景包括:•常变性过程:SPC可以帮助监控常变性过程的稳定性和变异性,如化工生产、电子制造等。

•不稳定过程:对于不稳定的过程,SPC可以帮助找出并消除特殊因素,提高过程的稳定性和一致性。

•高精度要求:对于需要高精度和高一致性的生产过程,SPC 可以帮助控制和优化过程,提高产品质量。

•具有统计规律性的过程:对于具有规律性的生产过程,SPC 可以帮助发现和解释过程中的规律,从而优化过程。

4. SPC统计方法的优点和挑战SPC统计方法具有以下优点:•实时性:通过实时监控过程中的数据,可以及时发现和处理过程变化,减少产品不合格率和质量问题。

•可靠性:SPC基于统计原理和数学模型,具有较高的可靠性和准确性,可以帮助寻找过程中的问题和改良方向。

SPC统计的基本概念

SPC统计的基本概念

用途
正态
分布 (计
X R
量值)
适用于长度,重量,强度等计 均值—极差控制 量值数据控制 图
X S 均值—标准差控 制图
适用范围同上,但检出能力不 如上图
X~ R
适用于检验时间远比加工时间 中位值—极差图 短的场合,如车床加工轴等
X Rs 单值--极差图
适用于在一定时间里只能获得 一个数据,如一次化学反应的 收率
x +1 +2 +3 x
生产过程的状态
一.控制状态(In Control)
UCL
u0
CL
LCL
生产过程的状态
二.失控状态(Out of Control)-1
UCL CL LCL
生产过程的状态
二.失控状态(Out of Control)-2
UCL CL LCL
常用的控制图
分布 控制图代号 控制图名称
正态分布平均值的特性
=1
y
u=-1 u=0 u=+1
-4 -3 -2 -1
x
+1 +2 +3 +4 x
正态分布标准差的特性
y
=0.5
=1. 0
-4 -3 -2 -1
=1. 5
x +1 +2 +3 +4 x
正态分布的“3 ”特性
y
99.7%
68.26% 95.46% 99.73%
-3 -2 -1
UCL= D4R LCL = D3R
n
A2 D3
D4
2
1 .8 8
0 3.27
3
1 .0 2
0 2.57
4

SPC基础概念

SPC基础概念

计数型 管制图
管制图的应用

是贯彻预防原则的统计过程控制SPC理论的重要工具。可以直接 控制过程,是QC七大手法的核心 1984年日本名古屋工业大学调查了115家日本各行各业的中小型 工厂,发现平均每家工厂采用137张管制图。 我们不追求管制图数量的多少,但使用管制图的张数在某种意义 上反映了管理现代化、科学化的程度。因为管制图越多,受控制 的因素就越多,参与科学控制的人就越多,组织的质量意识就越 强





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。
b.链 —— 有下列现象之一表明过程已改变或出现这种趋势 · 连续7点位于平均值的一侧; · 连续7点上升(后点等于或大于前点)或下降; 高于平均极差的链或上升链说明存在下列情况之一或全部: · 输出值的分布宽度增加,其原因可能是无规律的(例如设备工 作不正常或固定松动)或是由于过程中的某个要素变化(例如 ,使用新的不是很一致的原材料),这些都是常见的问题,需 要纠正; 测量系统改变(例如,新的检验员或量具。) 低于平均极差的链,或下降链表明存在下列情况之一或全 部输出值分布宽度减小,这常常是一具好状态,应研究以便推 广应用和改进过程; · 测量系统改变,这样会遮掩过程真实性能的变化。
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: · 控制限计算错误或描点时描错; · 零件间的变化性或分布的宽度已经增大(即变坏),这 种增大可以发生在某个时间点上,也可能是整个趋势的 一部分; · 测量系统变化(例如,不同的检验员或量具); · 测量系统没有适当的分辨力。 有一点位于控制限之下(对于样本容量大于等于7的 情况),说明存在下列情况的一种或几种: · 控制限或描点错误; · 分布的宽度变小(即变好); · 测量系统已改变(包括数据编辑或变换)

SPC基础入门

SPC基础入门
Statistical Process Control
(统计过程控制)
李明
1
统计过程控制(SPC)
1、SPC旳发展史与基本统计概念 2、SPC旳基本原理 3、控制图 4、过程能力和过程能力指数
2
1.1 什么是SPC
什么是SPC – 统计过程控制即SPC(statistical process control).它是利用统计措施对过程中旳各个 阶段进行监控,从而到达改善与确保质量旳目 旳.SPC强调全过程旳预防为主。 – SPC不但用于生产过程,而且可用于服务过程 和一切管理过程.
稳定
控制用
3、控制图旳选择
控制图旳选定
计量值
资料性质 计数值
平均值
n≧2
样本大小 n≧2
CL旳性质
“n”=10~25 “n”是否较大
中位数
“n”=2~5
“n”=1 不一定
不良数
缺陷数
不良数或
缺陷数
一定 “n”是否一定
一定
单位大小 是否一定
不一定
X-s

X-R 图
~ X-R 图
X-Rm 图
“p”

“np” “c”
1.3.1 数据旳种类
• 计量型 特点:能够连续取值
也称连续型数据。
如:零件旳尺寸、强 度、重量、时间、 温度等
• 计数型
特点:不能够连续取 值,也称离散型数 据。
如:废品旳件数、缺 陷数
1.3.2 波动(变差)旳概念:
波动旳概念是指在现实生活中没有两件东西是完 全一样旳。生产实践证明,不论用多么精密旳设备 和工具,多么高超旳操作技术,甚至由同一操作工 ,在同一设备上,用相同旳工具,生产相同材料旳 同种产品,其加工后旳质量特征(如:重量、尺寸 等)总是有差别,这种差别称为波动。公差制度实 际上就是对这个事实旳客观认可。消除波动不是 SPC旳目旳,但经过SPC能够对波动进行预测和控 制。
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Median 中值
练习五 (a)假设一个样本观测值为 : (b) 3 1 2 4 7 8 6 样本均值和样本中值是多少? 这2个值是测量数据中心趋势的合理指标吗?
2020/11/16
Median 中值
(b) 假如最后一个数值改变为 : 3 1 2 4 7 8 2680
则样本平均值和样本中值是多少? 据此你有何结论?
2020/11/16
Mean 均值
练习三 10个连接线的拉拔强度为 :
260 230 240 236 248 248 252 278 265 262
249拉拔强度的均值是多少?
25010个观测值的均值为:
x
n xi
i 1
260
230
240 ...262
n
10
2020/11/16
Mean 均值
Population 总体 ➢已制造或将要制造对象的全体集合,用所关注的特性描述
➢我们究竟能否知道真正的整体参数?
Sample 样本 ➢ 统计研究中实际测量的目标组
➢ 样本通常是整体的子集
Σ=整体标准差
Population 整体
sample 样本
S=样本标准差
2020/11/16
描述计量型数据集
“报告上司:河水深度1.6M, 士兵平均高度1.7M, 过河没有问题”,但是..
至于我们不能只看平均值, 还需要利用其他统计量来分析……
2020/11/16
描述计量型数据集
一组计量型数据能显示以下3个特性: Central Tendency (Mean, Median, Mode) 中央趋势 (均值, 中值, 众数) Variable (range, Standard Deviation, Variance ) 变异(全距, 标准差, 方差) Shape 形状
分布叫什么?(单峰分布…)
2020/11/16
Mode 众数
为何使用众数? 当观测值为分类式(如名义数据, 序列数据)时.众数是描 述数据位置的最好的指标. 典型的例子是,一个公司内员工收入的众数
众数的重要信息 当众数不止1个时,从中抽取样本的总体通常是多个总体
的混合
2020/11/16
均值、中值、众数的比较
2020/11/16
答案
数据类型 (V or A)
1) 顾客平均消费,电话待机时间
v
2) 产品是否合格
A
3) 职员- Tom, Nancy, Howard.
A
4)
4) 支出与预算相符
A
5) 输入支出费用的时间
v
2020/11/16
小组讨论(练习二)
计量型数据
计量型数据的益处 ? 计量型数据的缺点 ?
2020/11/16
Quartiles 四分值
练习七
以下为20个电灯泡失效期间的观测值, 已按递增顺序排列.
210 216 252 300 366 454 624 720 816 924 1216 1296 1392 1488 1542 2480 2856 3192 3528 3710
请确定三个四分值.
样本中值
假如x (1),x (2) ,…,x (n) )是按大小排序的样本值,则样本中值 为:
x([n 1] / 2)
if n is odd n为奇数
Me
x(n
/
2)
x ([ n
/
2]
1)
if
n is even n为偶数
2
中值的优点是不受极端大或极端小的观测值的影响。
2020/11/16
2,2,2,2,2,2,90 可以用一半一半准则吗?
2020/11/16
Mode 众数
众数是样本中出现次数最多的观测值。 众数可以是唯一的,也可以有不止一个,有
时并不存在众数。
2020/11/16
Mode 众数
练习六 如果样本观测值为: (a) 6 9 13 5 8 13 4 6 13 1 10 13 (b) 6 9 13 5 8 13 4 6 13 1 10 6 2 5 6 13 (c) 4 3 7 2 6 8 1 (d)众数是什么? (e) 具有一个众数,两个众数或多于两个众数分布的数据
2020/11/16
Quartiles 四分值
2020/11/16
散布的测量(变异)
Range Variance Standard Deviation Inter-Quartile Range
极差 方差 标准差 四分植极差
2020/11/16
Range 极差
样本极差为样本中最大和最小观测值之间的差别,即:
2020/11/16
转化计数型数据
如可以,将计数型数据转换为计 量型数据能增加它的功能。
计数型数据
转 换 为
计量型数据
2020/11/16
Variable Data 计量型数据
2020/11/16
计量型数据 – 学习目的
完成此阶段学习后, 学员能够 Ⅰ 利用数据的分布形状,中央趋势和变异大小进行特性化
x
正态分布
21
x MO Me
偏上分布
x MO = Me =
x MO ≤ Me ≤
12
x Me MO
偏下分布
x MO ≥ Me ≥
2020/11/16
Quartiles 四分值
将一组按大小顺序排列的数据平均分为四部分,分界点 即四分值. ➢ 第一四分值(低四分值),约25%的观测值小于它. ➢第二四分值,约50%的观测值小于它, 即中值. ➢第三四分值(高分值),约75%的观测值小于它.
30 50 70 90 110 130
2020/11/16
方差计算
s2
n ( xi x)2
i 1
n 1
i
xi
xi-x
(xi-x)2
1
30
-50
2500
2
50
-30
900
3
70
-10
100
4
90
10
100
5
110
30
900
6
130
50
2500
xi 480
(xi x) 0 (xi x)2 7000
r =xmax - xmin
极差是测量数据散布或变异的最简单的方法 但它忽略了最大和最小值之间的所有信息
2020/11/16
Range 极差
试考虑以下的2个样本: { 10 20 50 60 70 90 } and { 10, 40, 40, 40, 90}
具有相同的极差(r= 80) 但是,第二个样本的变异只是2个极端数值的变异,而在第1 个样本,中间的数值也有相当大的变异. 当样本量较小(n≤10)时,极差丢失信息的问题不是很严重
Mode 众数
Quartiles 四分值
2020/本量为n)的观测值为x1,x2,…xn,则样本均值 x
为:
x x1 x2 ... xn
n xi
i 1
n
n
➢ 类似地,一个有着大量但限个(N个)观测值的总体,
其总体均值 为:
N xi
i 1
N
益处 : 1. 容易得到数据,并且计算方法简单 2. 数据容易理解 3. 数据随时可得 缺点 : 1.无法显示缺陷怎样发生及过程如何变化 2.不适合低缺陷率(需要大量的抽样) 3.不能预测发展趋势和情况
2020/11/16
数据类型比较
计量型数据 连续数据 通常为正态分布 实际数值 实际定义严谨 需少量抽样
2020/11/16
计数型数据 计数数据 通常为二项式分布或泊松分布 合格/不合格 数据定义较差 需大量抽样
知识水平
1. 没有数据,也没有经验 – 只有观点 2. 没有数据 – 只有经验 3. 收集了数据 - 但只是看数字有多少 4. 分组的数据 - 图表 5. 描述性统计数据 – 中数、标准差等等 6. 推理性统计 – 预测过程绩效:能力分析,回归和 实验计划法
2020/11/16
方差与标准差
若x1, x2, …,xn 是一个具有N个观测值的样本,则样本方
差为:
s2
n ( xi x)2
i 1
n 1
样本标准差是样本方差的算术平方根,即:
n (xi x)2
s
i 1
n 1
2020/11/16
方差计算
s2
n (xi x)2
i 1
n 1
练习八: 计算下列观测值的方差和标准差.
2020/11/16
参数和统计量符号
Mean 均值
总体(参数) 样本(统计量)
μх
Variance 方差
σ s2
σ Standard Deviation标准差
s
Proportion 比例
π
p
2020/11/16
位置测量
( Central Tendency )中心趋势
Mean
均值
Median 中值
练习四 199X年一个行动中,战机进行了3000次战斗,总共
用时6900小时。那末每次战斗平均用时多少?
每次战斗平均用时为:
注意所使用的符号
N i 1
xi
6900
2.3hours
N 3000
2020/11/16
均值的特性
均值的计算使用了每个观测值;每个 观测值对均值都有影响。
所有观测值对均值的偏差的总和为零。 均值对极端的观测值很敏感,极端值 △6
会导致均值向他偏移。
△4 △2
2020/11/16
X x x x xx x 6 3 5 1 27 4
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