SPC-计量型数据图
SPC控制图详解
SPC控制图详解什么是控制图？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。
控制图的应用控制图中包括三条线1.控制上限（UCL)2。
中心线(CL)3。
控制下限（LCL）控制图的种类数据：是能够客观地反映事实的资料和数字数据的质量特性值分为：计量值可以用量具、仪表等进行测量而得出的连续性数值，可以出现小数。
计数值不能用量具、仪表来度量的非连续性的正整数值。
计量型数据的控制图Xbar—R图（均值－极差图)Xbar—S图（均值－标准差图）X-MR图(单值－移动极差图）X-R（中位数图）计数型数据的控制图P图（不合格品率图）np图（不合格品数图)c图（不合格数图）u图（单位产品不合格数图）控制图的判异控制图可以区分出普遍原因变差和特殊原因变差1。
特殊原因变差要求立即采取措施2.减少普遍原因变差需要改变产品或过程的设计错误的措施1.试图通过持续调整过程参数来固定住普通原因变差，称为过渡调整，结果会导致更大的过程变差造成客户满意度下降。
2.试图通过改变设计来减少特殊原因变差可能解决不了问题，会造成时间和金钱的浪费。
控制图可以给我们提供出出现了哪种类型的变差的线索,供我们采取相应的措施。
控制图上的信号解释有很多信号规则适用于所有的控制图（Xbar图和R图),主要最常见的有以下几种:规则1:超出控制线的点规则2：连续7点在中心线一侧规则3:连续7点上升或下降规则4：多于2/3的点落在图中1/3以外规则5：呈有规律变化SPC控制图建立的步骤1。
选择质量特性2。
决定管制图之种类3.决定样本大小,抽样频率和抽样方式4。
收集数据5。
计算管制参数（上，下管制界线等）6.持续收集数据，利用管制图监视制程SPC控制图选择的方法1．X—R控制图用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。
X控制图主要用于观察正态分布的均值的变化,R控制图主要用于观察正态分布分散或变异情况的变化,而X—R控制图则将二者联合运用,用于观察正态分布的变化.2．X—s控制图与X—R图相似,只是用标准差（s)图代替极差（R）图而已.3．Me—R控制图与X—R图也很相似，只是用中位数（Me）图代替均值(X）。
SPC计量型控制图(样本为5)
过程能力分析均值极差(X-R)控制图日期供应商过程信息栏统计特性描述数据值零件号数据重要趋势X 图R 图样本容量125图纸编号33工程规范下限48.0000模具编号88规格中线0.0000描述单位HRC53工程规范上限192.0000尺寸规格上公差192.000下公差48.000UCLx 116.581AVERx 111.848LCLx 107.11589总和13,981.0000下公差限48.000规格中线上公差限192.000UCLr 17.218AVERr8.160LCLr0.000超出控制线点数读数均值111.8480最大值124.0000最小值103.0000低于下控制线点数(X)0高于上控制线点数(X)0极差均值R 8.1600D 2 值(n=5) 2.3260能力指数上限(CPU)7.6157能力指数下限(CPL) 6.0666稳定过程能力指数 6.8412稳定过程能力指数 6.0666能力比率0.7908标准偏差（n-1) 4.1930标准偏差 4.1762变异 (n-17.5815变异 (n)17.4409性能指数 5.7238性能比率0.1747性能指数 5.0757控制图表现：数据无明显异控制限EQ1020TF-3773020-01JKQ-EQ1020TFWD-00MT-098洛氏硬度机工程更改水平过程能力特足！！双边控制限型零件信息部门零件名称/描述2004/9/15供方信息尺寸信息模具信息过程能力分析：模腔数质管部EQ1020TF 尾灯N/A N/A 递增趋势递减趋势点数最大长度递增链数点数最大长度递减链数102.0000104.0000106.0000108.0000110.0000112.0000114.0000116.0000118.000012345678910111213141516171819202122232425均值均值(X-图)Data Values UCLx LCLx Average X0.00002.00004.00006.00008.000010.000012.000014.000016.000018.000020.000012345678910111213141516171819202122232425极差极差(R-图)R ValueUCLrLCLrAverage R010133524231271510152025303540频数数据区间正态分布正态分布曲线。
SPC教材(CP和CPK计算)
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。
21/ 52
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，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。
是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限 过程能力 (Process Capability) 的距离，用Z来表示。
移动极差 （Moving Range)
两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。
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持续改进及统计过程控制概述 有反馈的过程控制系统模型
过程的呼声 人 设备 材料 方法 环境 统计方法 我们工作 的方式/资 源的融合
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每件产品的尺寸与别的都不同
范围 范围 范围 但它们形成一个模型，若稳定，可以描述为一个分布
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
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如果仅存在变差的普通原因， 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。
SPC控制图的分类
控制图选用原则在质量管理工作中，通常用到各种控制图，用于分析或控制制程，本文在此对如何选用控制图简单归纳如下表，请大家参与讨论计量型数据控制图x--R 平均值—极差图1、通常子组样本容量小于9，一般为4或52、此控制图，因使用方便，效果也好，故使用最普遍X --S 平均值—标准差图1、因标准差比极差描述产品或过程变异更优，故在有计算机时用此种图形更好2、当子组样本容量大于9时，人工计算极差较困难时，常用计算机计算3、通常用于分析制程用X~-R 中位数图1、通常用于现场操作者进行控制制程用2、使用此图时，子组数通常为奇数，分析所得结果偏差比上两者都大X-MR 单值移动极差图1、通常在测量费用高时使用2、测量数据输出比较一致时常用（如溶液的浓度）3、检查过程的变化不如其它计量型控制图敏感计数型数据控制图p 不合格品率图适用于测量在一批检验项目中不合格品项目的百分数，是一个比率，故各子组样本容量不一定要一样np 不合格品数图用来度量一个检验中的不合格品的数量，是一个数值，故各样本容量应固定c 不合格数图用来测量一个检验批内不合格的数量，它要求样本容量恒定或受检数量恒定u 单位产品不合格数图用来测量具有容量不同的样本的子组内，每检验单位之内的不合格数量按控制图测量性质不同，控制图可分为计量型控制图和计数型控制图两大类。
前者反映产品或过程特性的计量数据,后者反映计数数据。
计量型控制图又可分为:1)均值-极差(X-R)图:适用于长度,重量,时间,强度,成分以及某些电参数的控制2)均值-标准差(X-S)图:适用于样本较大的过程控制3)单值-移动差(X-Rs)图:只能获得一个测量值或测量成本较高的情形.4)中位数-极差(X-R)图计数型控制图:1)缺陷数(C)控制图:计数检验的个数相对于被检验对象的总体很少时适用.2)百分率(P)图:适用于计数的值所占的比例较大时.2、按控制图用途不同，控制图可分为分析用控制图与控制用控制图。
SPC控制图应用步骤简明教程
1. 收集数据
2. 建立控制限
3. 统计上受不 受控的解释
4. 为了持续控 制延长控制限
当过程受控时并经过过程能力评价满足要求时， 应可以延长控制限，以满足未来过程控制的需 要。如果过程中心线偏离目标值，可能需要针 对目标值进行调整。
过程能力和过程性能
计量型数据 过程能力和过程性能
1. 过程能力：仅适用于稳定统计过程，是过程固有变差的 6 范围，
2.子组数量：为了建立控制限，通常取25个子组，或更多个子组包含100或 更多个单值读数。
3.子组容量：较大的子组能很容易探测出较小的过程变化。一般2-5个样本。 4.子组频率：通常按时间顺序来取子组，目的是探测过程随时间发生的变化。
推荐的频率见附表所示
附表 推荐的子组频率
每小时产量
10以下 10-19 20-49 50-99 100以上
1. 计量型控制图
1) 单值与移动极差控制图（I-MR）。 【 样本量n=1】 2) 均值极差控制图（XBar-R图）； 【样本量2 ≤n ≤9】
~ 3) 均值与标准差控制图（XBar-S图）；【样本量n ≥10】
4) 中位数与极差控制图（X-R图）；
2. 计数值控制图
1) 不良率控制图（P图）； 2) 不良数控制图（NP图）； 3) 缺点数控制图（C图）； 4) 单位缺点数控制图（U图）。※
drσ ≥50%
评价 接近稳定 不太稳定
不稳定 很不稳定
6西格玛相关
（一）连续型数据的流程能力
流程的西格玛水平：Z值 Z值可以描述流程的不合格率P(d)
ZUSL =
USL-X
ZLSL =
X-LSL
SPC控制图的种类及判异方法48页
5 0.501 0.499 0.500 0.500 0.501 0.500 0.502 0.500 0.503 0.502 0.500 0.502
SPC统计过程控制
一、控制图的种类
SPC统计过程控制
一、控制图的种类
SPC统计过程控制
二、控制图的选择方法
计量值
控制图的选择
数据性质
计数值
N≧2 X
样本大小 N=1
N=? _ X
CL性质?
N=2-5
N≧10
N=?
不良数
数据系不良数 缺点数 或缺点数
是
不是
N是否相等?
是 单位大小 是否相同?
X~ R X R
3 0.504 0.505 0.501 0.502 0.506 0.502 0.504 0.502 0.504 0.501 0.501 0.499 0.503
4 0.503 0.500 0.502 0.503 0.502 0.501 0.501 0.503 0.502 0.503 0.501 0.498 0.499
顺序收集了25个样本。
SPC统计过程控制
四、计量型数据控制图
收集的数据表
SubNo
1
2
3
4
5
6
7
8
9 10 11 12 13
1 0.498 0.504 0.500 0.499 0.505 0.503 0.503 0.502 0.502 0.504 0.503 0.500 0.504
2 0.501 0.502 0.499 0.503 0.506 0.501 0.501 0.499 0.502 0.502 0.498 0.501 0.503
U chart 单位缺点数控制图
18计量型数据SPC
部品名
异常判定准则
R图
R=
UCL=
LCL=
注意事项 系数表
日期/时 间 1 测 量 值 2 3 4 合计 X R
Magnecomp / Optimal Confidential
17
计算控制界限
计算各子组 和R. 计算公式如下
n
X=
∑ Xi
i =1
n
式中:n=子组容量 式中:n=子组容量 Xi=子组内每个测量数据 Xi=子组内每个测量数据 R=XMAX-XMIN 式中: 式中: XMAX=子组中最大值 XMIN=每个子组的极差 将计算出的 与R描于 X-R控制图上 描点前需确定适当的坐标轴刻度,不可太大或太小. 描点前需确定适当的坐标轴刻度,不可太大或太小.
8
平均值/ 平均值/中位数图的分析及决策图
计 算 平 均 值 / 中 位 数 图 的 控 制 界 限
所 有 点 都 落 在 控 制 界 限 内 吗 ?
否 是 否 只 有 1 ~ 2 个 点 超 过 控 制 界 限 ? 是
否 从 控 制 图 中 去 除 该 点 3 点 或 以 上 点 超 过 控 制 界 限
从 控 制 图 中 去 除 该 点
否 重 新 计 算 控 制 界 限 极 差 /标 准 差 不 在 控 制 范 围 内
所 有 点 都 落 在 控 制 界 限 内 吗 ?
消 除 变 异 原 因
收 集 新 数 据 是 重 新 计 算 极 差 /标 准 差 控 制 界 限 极 差 /标 准 差 受 控
Magnecomp / Optimal Confidential
重 新 计 算 控 制 界 限 是
否
平 均 值 / 中 位 数 不 在 控 制 界 限 内 平 均 值 / 中 位 数 受 控
SPC控制图的分类
SPC控制图的分类控制图选用原则在质量管理工作中，通常用到各种控制图，用于分析或控制制程，本文在此对如何选用控制图简单归纳如下表，请大家参与讨论计量型数据控制图极差图 x--R 平均值—1、通常子组样本容量小于9，一般为4或52、此控制图，因使用方便，效果也好，故使用最普遍X --S 平均值—标准差图1、因标准差比极差描述产品或过程变异更优，故在有计算机时用此种图形更好2、当子组样本容量大于9时，人工计算极差较困难时，常用计算机计算3、通常用于分析制程用X~-R 中位数图1、通常用于现场操作者进行控制制程用2、使用此图时，子组数通常为奇数，分析所得结果偏差比上两者都大X-MR 单值移动极差图1、通常在测量费用高时使用2、测量数据输出比较一致时常用(如溶液的浓度)3、检查过程的变化不如其它计量型控制图敏感计数型数据控制图p 不合格品率图适用于测量在一批检验项目中不合格品项目的百分数，是一个比率，故各子组样本容量不一定要一样np 不合格品数图用来度量一个检验中的不合格品的数量，是一个数值，故各样本容量应固定 c 不合格数图用来测量一个检验批内不合格的数量，它要求样本容量恒定或受检数量恒定 u 单位产品不合格数图用来测量具有容量不同的样本的子组内，每检验单位之内的不合格数量 SPC控制图的分类按控制图测量性质不同，控制图可分为计量型控制图和计数型控制图两大类。
前者反映产品或过程特性的计量数据,后者反映计数数据。
计量型控制图又可分为:1)均值-极差(X-R)图:适用于长度,重量,时间,强度,成分以及某些电参数的控制2)均值-标准差(X-S)图:适用于样本较大的过程控制3)单值-移动差(X-Rs)图:只能获得一个测量值或测量成本较高的情形.4)中位数-极差(X-R)图计数型控制图:1)缺陷数(C)控制图:计数检验的个数相对于被检验对象的总体很少时适用.2)百分率(P)图:适用于计数的值所占的比例较大时.2、按控制图用途不同，控制图可分为分析用控制图与控制用控制图。
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World Class Quality Pty Ltd - 1999年9月
模块 10 - SPC 计量型数据
X －S图
我们以下运算法则计算控制线：
X
X1
X2 n
Xn
X
X1
X2 K
Xk
UCLs B4s
s = (Xi X )2
n-1
s
S1
S
2
K
SK
其中n为 子组中的 大 小，k 为子组 数
。
模块 10 - SPC 计量型数据
均值和标准差图
X －s图
• 何时使用 X －S图
• 当已有按实时时序记录的测量数据时，或者当操作 员能熟练使用计算器时；
• 当您需要一个更有效的指数(s)来说明过程的可变性 时；
• 当您能获得一个大小不变的子组，其样本容量大 于 X －R图，即n＝10或更大时；
• 当零件是在相似的条件下生产出来，而且每个零件 之间的生产时间间隔很短时。
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模块 10 - SPC 计量型数据
如何选择正确的SPC图
计量型数据
X &S
N=10 或更大
X &R
N= 2至 9
X & MR
N=1
中位数
N= 奇数
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模块 10 - SPC 计量型数据
SPC - 计量型数据
模块 10
编制: World Class Quality Pty Ltd 授课人: John Adamek
World lass Quality Pty Ltd - 1999
1
年9月
课程目标
• 到本课程结束时，参加者应能识别： 1. 计量型 SPC数据图 2. 这些图何时应用最合适 3. Ppk 和 Cpk 图之间的区别以及了解 如何计算这些指数。
LCLs =B3s
UCLx = X + A3s
LCLx = X - A3s
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模块 10 - SPC 计量型数据
X －S图
B4, B3 和 A3 的值
n
2 3 4 5 6 7 8 9 10
B4
3.27 2.57 2.27 2.09 1.97 1.88 1.82 1.76 1.72
– 在图上标出这些数据并确定有无失控情 况。
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模块 10 - SPC 计量型数据
中位数图
• 何时使用中位数图
• 1. 当已记录有测量数据时。 • 2. 当您需要一种更容易的过程控制方法时。这
可以作为开始训练操作人员的好方法。
• 3. 当您能够获得一个大小保持不变的子组 －为 方便起见，请注意确保子组 的大小为奇数而非 偶数，一般为5。
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模块 10 - SPC 计量型数据
X －R图
• 练习
– 用附录1的数据计算 UCL 和 LCL ，以便 得出数据的平均值和极差。
– 将数据标在图上，并确定有无任何超出 控制范围的情况。
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X －R图
• 何时使用 X －R图
• 当有测量数据时 • 为了确定过程偏差 • 当您能获得一个大小不变的子组时，子组数大小在
2－9个连续零件之间 • 当每件零件是在相似的条件之下而且是在很短的时
间间隔生产出来时。
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模块 10 - SPC 计量型数据
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模块 10 - SPC 计量型数据
X －R图
我们用以下运算法则计算控制线：
R
R1
R2
k
Rn
其中K为子
X
X1
X2 Xn k
组数
和
UCLR D4R
LCLR =D3R
UCLx = X + A2R
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B3 - - - -
0.03 0.12 0.19 0.24 0.28
A3
2.66 1.95 1.63 1.43 1.29 1.18 1.1 1.03 0.98
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模块 10 - SPC 计量型数据
X －S图
• 练习
– 用附录2中的数据计算 UCL 和 LCL，作 为这些数据的均值和标准差。
LCLx = X - A2R
模块 10 - SPC 计量型数据
X －R图
D4, D3 和 A2 的值
n
2 3 4 5 6 7 8 9 10
D4
3.27 2.57 2.28 2.11 2 1.92 1.86 1.82 1.78
D3 -
-
-
-
-
0.08 0.14 0.18 0.22
A2
1.88 1.02 0.73 0.58 0.48 0.42 0.37 0.34 0.31
X －R图
• 计算 X －R图参数的方法：
– 1. 确定子组的大小，一般在2－9件零件之间。 – 2. 确定进行测量的频率。 – 3. 收集数据。 – 4. 计算每个子组的平均值并将结果记录下来。 – 5. 确定每个子组的极差并将结果记录下来。 – 6. 在图上标出平均值和极差。 – 7. 计算上控制线和下控制线。 – 8. 对图进行解释。
• 4. 当零件是在相似的条件下生产出来，而且每 个零件之间的生产时间间隔很短。
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模块 10 - SPC 计量型数据
中位数图
• 计算中位数图的方法：
– 1. 确定子 组 的大小，一般为5，应确保其大小为奇数。 – 2. 确定进行测量的频率。 – 3. 收集数据。 – 4. 确定每个子 组 的中位数（中间数）并记录结果。 – 5. 确定每个子 组 的极差并记录结果。 – 6. 在图上标出中位数和极差。
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模块 10 - SPC 计量型数据
X －S图
• 计算 X －S图的方法：
– 1. 确定子 组 的大小，一般为10或更大。 – 2. 确定进行测量的频率。 – 3. 收集数据。 – 4. 计算每个子 组 的均值并将结果记录下来。 – 5. 计算每个子 组 的标准差并将结果记录下来。 – 6. 在图上标出均值和标准差。 – 7. 对图作解释。