www.purise.com 1 spc SPC(Statistical Process Control) 统计制程管制 www.purise.com 2 目录 • 1 SPC的产生 • 2 SPC的作用 • 3 SPC常用术语解释 • 4 持续改进及统计过程控制概述 • a 制程控制系统 • b 变差的普通及特殊原因 • c 局部措施和对系统采取措施 • d 过程控制和过程能力 • e 过程改进循环及过程控制 • f 控制图 www.purise.com 3 • 5 管制图的类型 • 6 管制图的选择方法 • 7 计量型数据管制图 • a 与过程有关的控制图 • b 使用控制图的准备 • c X-R 图 • d X- s 图 • e ˜X- R图 • f X-MR图 • 8 计数型数据管制图 • a p 图 www.purise.com 4 b np 图 c c 图 d u 图 www.purise.com 5 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。 www.purise.com 6 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。 www.purise.com 7 SPC常用术语解释 一个单个的单位产品或一个特性的一次测量，通常用 符号 X 表示。 单值 （Individual） 将一组测量值从小到大排列后，中间的值即为中位数。 如果数据的个数为偶数，一般将中间两个数的平均值 作为中位数。 中位数 ˜x 一个分布中从最小值到最大值之间的间距分布宽度 （Spread） 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。 标准差 (Standard Deviation) 用于代表标准差的希腊字母σ（Sigma） 一个子组、样本或总体中最大与最小值之差极差（Range） 一组测量值的均值平均值 （X） 解释名称 www.purise.com 8 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。 特殊原因 （Special Cause） 过程的单个输出之间不可避免的差别；变差的原因 可分为两类：普通原因和特殊原因。变差（Variation） 控制图上一系列连续上升或下降，或在中心线之上 或之下的点。它是分析是否存在造成变差的特殊原 因的依据。 链（Run） 一个特定过程特性的测量值分布的位置即为过程均 值，通常用 X 来表示。 过程均值（Process Average） 控制图上的一条线，代表所给数据平均值。中心线 （Central Line） 解释名称 www.purise.com 9 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。 普通原因 （Common Cause） 解释名称 两个或多个连续样本值中最大值和最小值之差。移动极差 （Moving Range) 是指按标准偏差为单位来描述的过程均值和规格界限 的距离，用Z来表示。 过程能力 (Process Capability) www.purise.com 10 制程控制系统 有反馈的过程控制系统模型 过程的呼声 人 设备 材料 方法 产品或 环境 服务 输入 过程/系统 输出 顾客的呼声 我们工作 的方式/资 源的融合 统计方法 顾客 识别不断变化的 需求量和期望 www.purise.com 11 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。 www.purise.com 12 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 www.purise.com 13 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 www.purise.com 14 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 www.purise.com 15 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） www.purise.com 16 过程能力 受控且有能力符合规范 （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） www.purise.com 17 过程改进循环 1、分析过程 2、维护过程 本过程应做什么？ 监控过程性能 会出现什么错误？ 查找变差的特殊原因并 本过程正在做什么？ 采取措施。 达到统计控制状态？ 确定能力 计划 实施 计划 实施 措施 研究 措施 研究 计划 实施 3、改进过程 措施 研究 改进过程从而更好地理解 普通原因变差 减少普通原因变差 www.purise.com 18 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 www.purise.com 19 管制图类型 U chart 单位缺点 数管制图 X-MR 单值移动极差 图 C chart 缺点数管 制图 X -R 中位值极差图 nP chart 不良数管 制图 X-δ均值和标准差图 P chart 不良率管 制图计 数 型 数 据 X-R 均值和极差图 计 量 型 数 据 www.purise.com 20 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-MR 是 www.purise.com 21 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 X—R图 是 否 使用 X—R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。 www.purise.com 22 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 X图 R图 螺丝的外径（mm） 从基准面到孔的距离（mm） 电阻（Ω） 锡炉温度（ºC） 工程更改处理时间（h） 控制图举例结果举例 www.purise.com 23 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 •• • • • • • • •••••• • • ••• • • • ••••• ••••••• www.purise.com 24 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。 www.purise.com 25 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。 www.purise.com 26 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。 www.purise.com 27 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） www.purise.com 28 烤纸“温度”X---R图 记录单位：组立 滤纸材质：机油格 规范温度：170-175°c 机器名称：烤炉 =均值 = 173 UCL= +A2 = 175 LCL= +A2 = 170 =均值R = 4.3 UCL=D4 = 9.09 LCL=D3 = 0 编号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 日期/时间 9/6 8:00- 9:00 9/6 9:00- 10:00 9/6 10:- 11:00 9/6 11:00- 12:00 9/6 13:30- 14:30 9/6 14:30- 15:30 9/6 15:30- 16:30 9/7 8:00- 9:00 9/7 9:00- 10:00 9/7 10:00- 11:00 9/7 11:00- 12:00 9/7 13:30- 14:30 9/7 15:30- 16:30 9/8 10:30- 11:30 9/8 13:30- 14:30 9/8 14:30- 15:30 9/8 15:30- 16:30 9/11 8:00- 9:00 9/11 9:00- 10:00 9/11 10:00- 11:00 9/11 11:00- 12:00 9/11 13:30- 14:30 9/12 8:00- 9:00 9/12 13:30- 14:30 9/12 14:30- 15:30 9/12 15:30- 16:30 9/12 16:30- 17:30 13 8:00- 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