統(tǒng)計過程控制

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上SPC(Statistical Process Control)統(tǒng)計過程控制一、 統(tǒng)計過程控制的基本概念 統(tǒng)計的概念 統(tǒng)計（Statistical，簡稱S）：有目的地收集數(shù)據(jù)、整理數(shù)據(jù)、并使用相應的方法制圖，列表與分析數(shù)據(jù)的過程。 過程(Process，簡稱P)： 在ISO9000：2000版中，過程的定義是一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關聯(lián)和相互作用的活動。 控制（Control，簡稱C）： 所謂控制就是通過對圖表與數(shù)據(jù)的分析研究，對過程的異常采取相應的措施進行監(jiān)控的一種持續(xù)改進的活動。 統(tǒng)計過程控制（SPC）的涵義： 統(tǒng)計過程控制（Statistical Proces

2、s Control，簡稱SPC）是為了貫徹預防原則，應用統(tǒng)計技術對過程中的各個階段進行評估與監(jiān)察，建立并保持過程處于可接受的并穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品和服務符合規(guī)定的要求的一種技術。統(tǒng)計技術涉及數(shù)理統(tǒng)計的許多分支，但SPC中的主要工具是控制圖。因此，要想推行SPC必須對控制圖有一定深入的了解，否則就不可能通過SPC取得真正的實效。 SPC的特點： 強調(diào)全員參與，而不是只依靠少數(shù)質(zhì)量管理人員； 強調(diào)應用統(tǒng)計方法來保證預防原則的實現(xiàn)； SPC不是用來解決個別工序采用什么控制圖的問題，SPC強調(diào)從整個過程、整個體系出發(fā)來解決問題。SPC的重點就在于P（Process，過程）。 SPC的常用工具： C

3、pk：工程能力指數(shù) QC舊七大手法 管制圖二、控制圖的形成原理將通常的正態(tài)分布圖轉(zhuǎn)個方向，使自變量增加的方向垂直向上，將、+3和-3分別標為CL、UCL、和LCL，這樣就得到了一張控制圖。UCLCLLCL三、控制圖在貫徹預防原則中的作用按下述情形分別討論:情形1：應用控制圖對生產(chǎn)過程進行監(jiān)控，如出現(xiàn)圖中的點子上升趨勢，顯然過程有問題，故異因剛一露頭，即可發(fā)現(xiàn)，于是可及時采取措施加以消除，這當然是預防。但在現(xiàn)場出現(xiàn)這種情形是不多的。UCLCLLCL3-3中值情形2：更經(jīng)常地是控制圖上點子突然出界，顯示異常。這時必須查出異因，采取措施，加以消除。控制圖的作用是：及時告警。只在控制圖上描點，是不可能

4、起到預防作用的。必須強調(diào)要求現(xiàn)場第一線的工程技術人員來推行SPC，把它作為日常工作的一部份，而質(zhì)量管理人員則應該起到組織、協(xié)調(diào)、監(jiān)督、鑒定與當好領導參謀的作用。四、常規(guī)狀態(tài)分類統(tǒng)計控制狀態(tài)技術控制狀態(tài)統(tǒng)計控制狀態(tài)是否技術狀態(tài)是否狀態(tài)：統(tǒng)計控制狀態(tài)和技術控制狀態(tài)同時達到，最理想；狀態(tài)：統(tǒng)計控制狀態(tài)未達到，技術控制狀態(tài)達到；狀態(tài)：統(tǒng)計控制狀態(tài)達到，技術狀態(tài)未達到；狀態(tài)：統(tǒng)計和技術控制狀態(tài)均未達到，最不理想。 從上表看，從達到的途徑有兩條： 或 從CP值上講，應先達到，但有時為了達到更加經(jīng)濟，寧可保持在狀態(tài)也是有的； 一般來講，在生產(chǎn)的未道工序一般以保持狀態(tài)為宜。四、 分析用控制圖和控制用控制圖1、

5、控制用控制圖的含義：一道工序開始應用控制圖時，幾乎總不會恰巧處于穩(wěn)態(tài)，也即總存在異因。如果就以這種非穩(wěn)定狀態(tài)下的參數(shù)來建立控制圖，控制界限之間的間隔一定較寬，以這樣的控制圖來管理未來，將會導致錯誤的結(jié)論。因此，一開始總需要將非穩(wěn)定的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，這就是分析用控制圖階段。等到過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，才能延長控制圖的控制線作為控制用控制圖，這就是控制用控制圖階段。 2、分析用控制圖分析用控制圖主要分析以下兩個方面：所分析的過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)？該過程的過程能力指數(shù)Cp是否滿足要求？維爾達（S.L.Wierda）把過程能力指數(shù)滿足要求的狀態(tài)稱作技術穩(wěn)態(tài)。由于Cp值必須在穩(wěn)態(tài)下計算，故須先將過程調(diào)整到

6、統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)，然后再調(diào)整到技術控制狀態(tài)。（轉(zhuǎn)附頁1）分析用控制圖的調(diào)整過程即是質(zhì)量不斷改進的過程。3、控制用控制圖當過程達到了我們所確定的狀態(tài)后，才能將分析用控制圖的控制線延長作為控制用控制圖。由于后者相當于生產(chǎn)中的立法，故由前者轉(zhuǎn)為后者時應有正式交接手續(xù)。進入日常管理后，關鍵是保持所確定的狀態(tài)。經(jīng)過一個階段的使用后，可能又會出現(xiàn)新的異常，這時應查出異因，采取必要措施，加以消除以恢復統(tǒng)計過程控制狀態(tài)。五、統(tǒng)計數(shù)據(jù)及其分類數(shù)據(jù)是統(tǒng)計技術的基礎，學習統(tǒng)計技術首先要了解數(shù)據(jù)。 數(shù)據(jù)的分類：大體上可分為兩類：計量型數(shù)據(jù)和計數(shù)型數(shù)據(jù)計量型數(shù)據(jù)是指那些作為連續(xù)量測得的質(zhì)量特性值，如長度、重量、強度、化學成分、

7、時間、電阻等。計數(shù)型數(shù)據(jù)是指按個數(shù)數(shù)得的非連續(xù)性取值的質(zhì)量的特性值，如元件的疵點數(shù)、統(tǒng)計抽樣中的不合格判定數(shù)、審核中的不合格項數(shù)等可以用0、1、2等阿拉伯數(shù)字一直數(shù)下去的數(shù)據(jù)。計數(shù)型數(shù)據(jù)還可進一步區(qū)分為計件數(shù)（如不合格數(shù)）和計點數(shù)（如疵點數(shù)）將這些數(shù)據(jù)換成比率后的數(shù)據(jù)也是計數(shù)數(shù)據(jù)。兩類數(shù)據(jù)的差別，決定了數(shù)據(jù)所反映的統(tǒng)計性質(zhì)和數(shù)據(jù)處理的不同方法。例如：計量型數(shù)據(jù)屬連續(xù)概率分布，最典型的是正態(tài)分布；而計數(shù)型數(shù)據(jù)屬離散概率分布，最典型的是二項分布和泊松分布。 統(tǒng)計數(shù)據(jù)的特性值1、 數(shù)據(jù)的位置特性值表示數(shù)據(jù)位置特性（中心趨向）的值有平均值、中位值、中值及眾數(shù)等。 平均值如果從整體中抽取一個樣本，得到一

8、批數(shù)據(jù)X1 X2 X3Xn則樣本平均值為=（X1 + X2+Xn） 中位值 有時為了減少計算，將數(shù)據(jù)X1 X2 X3Xn按大小次序排列，用居正中的那個數(shù)(當數(shù)據(jù)個數(shù)為奇數(shù)時)或中間兩個數(shù)的平均值（當數(shù)據(jù)個數(shù)為偶數(shù)時），表示數(shù)據(jù)的整體平均水平。 中值M 測定值中的最大值Xmax與最小值Xmin的平均值，用M表示 M= 眾數(shù) 在用頻數(shù)分布表表示測定值時，頻數(shù)最多的是值即為眾數(shù)。 若測定值按區(qū)間作頻數(shù)分布時，頻數(shù)最多的區(qū)間代表值（一般用區(qū)間中值）亦稱眾數(shù)。2、 數(shù)據(jù)的離散特性值僅有一個反映數(shù)據(jù)位置的特性值是不夠的，還必須有一個反映數(shù)據(jù)離散程度變即變異程度的特性值。經(jīng)常使用的離散特性值，包括極差（R）

9、、偏差平方和（S）、無偏方差S2和標準偏差s等。 極差（R） 測定值中最大值Xmax與最小值Xmin之差稱為極差，用R表示，通常極差用于測定個數(shù)n小于10的場合。 偏差平方和 各個測定值與平均值之差稱為偏差，各測定值的偏差的平方和稱偏差平方和，簡稱平方和，用S表示。ni=1i=1S=）2 無偏方差n 各個測定值的偏差平方和除以（n-1）后得的值為無偏方差（簡稱方差），用S2表示。i=1S2=）2方差S2單位為測定值單位的平方。 標準偏差sn方差S2的平方根為標準偏差（簡稱標準差）用S表示i=1s=）2 標準偏差s的單位為測定值單位六、Cpk（過程能力指數(shù)）1、 Ca（Capability of

10、 accuracy）制程準確度從生產(chǎn)過程中所獲得的資料其實際平均值（）與規(guī)格中心值（u）之間偏差的程度，稱為準確度。 Ca=Ca等級劃分標準：等級Ca值ACa 12.5%B12.5% Ca 25%C25% Ca 50%D50%< CaCa之處置原則：A級：維持原則； B級：改進為A級； C級：立即檢討、改善； D級：采取緊急措施，全面檢討，必要時停止生產(chǎn)。2、 Cp（Capability of precison）(制程精密度)以規(guī)格公差（T）與生產(chǎn)中所獲得的6個估計實際標準差（）其間相差的程度Cp=只有規(guī)格上限：Cp=只有規(guī)格下限：Cp=等級Cp值A1.33<CpB1.00Cp&l

11、t;1.33C0.83Cp<1.0DCp<0.83工程能力指數(shù)(Cp)之處理：NOCp處理11.67Cp顯示非常有工程能力顯然有若干制品之標準差很大，但不會出現(xiàn)不良品21.33Cp<1.67顯示有足夠之工程能力對規(guī)格而言，為正常狀態(tài)，應繼續(xù)保持。31.0Cp<1.33顯示工程能力并不充足，但尚且可以要注意有發(fā)生不良品之顧慮，必要時要提升工程之能力。4Cp<1顯示工程能力不足在這種狀態(tài)下會出現(xiàn)不良品，必須就作業(yè)方法之改善、規(guī)格之檢討、機器設備之改善來提升工程能力。3、 制程能力指數(shù)Cpk：綜合Ca與Cp兩值之指數(shù) Cpk值計算公式A 雙邊規(guī)格時Cpk=（1- Ca

12、）CpB 單邊規(guī)格時Cpk=Min 等級判定 Cpk值愈大，品質(zhì)愈佳，依Cpk值大小分為五級： 等級CPK值A*1.67CpkA1.33Cpk<1.67B1.00Cpk<1.33C0.67Cpk<1.00DCpk<0.67Cpk之處置原則： A*：考慮管理的簡單化或成本的降低方法； A：維持原狀 B：改進為A級 C：需全數(shù)選別并管理，改善制程 D：進行品質(zhì)改善，探求原因，需要采取緊急對策，并重新檢討規(guī)格。 Ca、Cp不良時的一般處理方法Ca不良處理責任部門Cp不良處理責任部門制造部門為主技術部門為副品管部門為輔技術部門為主制造部門為副品管部門為輔4、 制程能力研究之應用

13、1、 對設計單位提供基本資料；2、 分派工作到機器上；3、 用來驗收全新或翻新調(diào)整過的設備；4、 選用合格的作業(yè)員；5、 設定生產(chǎn)線的機器；6、 根據(jù)規(guī)格公差設定設備的管制界限；7、 當制程能力超越公差時，決定最經(jīng)濟的作業(yè)水準；8、 找出最好的作業(yè)方法。七、控制圖（Control chart）的作法： 控制圖的結(jié)構(gòu)： 控制圖（control chart）是對過程質(zhì)量特性值進行測定記錄、評估，從而監(jiān)察過程是否處于控制狀態(tài)的一種統(tǒng)計方法設計的圖。圖上有中心線（CL ，central line）、上控制線（UCL，upper control line）和下控制線（LCL，lower control

14、limit），并有按時間順序抽取的樣本統(tǒng)計量數(shù)值的描點序列。UCL與LCL統(tǒng)稱為控制線（control lines）。若控制圖中的描點落在UCL與LCL之外，或描點在UCL現(xiàn)LCL之間的排列不隨機，則表明控制過程異常。控制圖有一個很大的優(yōu)點，即在圖中所描繪的點子與控制界限相比較，從而能夠直觀地看到產(chǎn)品或服務的質(zhì)量的變化。 控制圖的分類1、 計數(shù)型控制圖 不合格品率的P控制圖（樣本容量不一定相同）； 不合格品數(shù)的nP控制圖（相同樣本容量）； 不合格缺陷數(shù)的C控制圖（相同樣本容量）； 單位不合格缺陷數(shù)的控制圖（樣本容量不一定相同）。2、 計量型控制圖 -R控制圖(均值和極差圖) -S控制圖(均值和

15、標準差圖) X-R控制圖(中位數(shù)圖) X-MR控制圖(單值和移動極差圖) 控制圖的原理1、 3原則當質(zhì)量特性值的隨機變量X服從正態(tài)分布時，則X落在U±3范圍內(nèi)的概率是0.9973。根據(jù)小概率事件可以“忽略”的原則，可以認為，如果變量X超出U±3范圍，則認為過程存在異常變異（系統(tǒng)性變異）。2、 兩類錯誤的概率控制圖是利用從總體中抽取的樣本數(shù)值進行判斷的，既然是抽樣就可能存在風險，即產(chǎn)生錯誤或漏判錯誤的風險。A 錯判是虛發(fā)警報的錯誤，出稱為第I類錯誤。在過程正常情況下，依然存在由于偶然原因造成點子超出上、下控制限以外的情況，從而造成將一個正常整體錯判為不正常。不過這種情況的概率

16、很小，一般不會超出3，第I類錯誤通常用表示。B 漏判是漏發(fā)警報的錯誤，也稱第類錯誤。在過程存在異常變異時，如被監(jiān)控的總體的均值發(fā)生偏移或其標準發(fā)生改變，仍會有一部份數(shù)據(jù)的概率也很小，通常用表示。3、 控制圖的設計思想休哈特控制圖的設計思想是：先確定第I類錯誤，而且將取得很?。?.73）,以增加控制圖使用者的信心。為控制第類錯誤，則增加了對界限內(nèi)點子趨勢向判異規(guī)則，即：“界內(nèi)點排列不隨機判異”的原則。4、 過程異常判斷A 、對控制圖的直觀判斷根據(jù)正態(tài)分布的特點，對過程是否存在異常大體有以下幾種情況： 多數(shù)點子在U±1范圍內(nèi)（理論上是68%左右），小部份點子在U±2與U

17、7;1之間（理論上是27%左右）而且點子呈隨機排列，這是過程控制的理想狀態(tài)。 中心線一側(cè)的點子明顯比另一側(cè)多（理論上是兩側(cè)的點子各占50%），這時應考慮均值可能產(chǎn)生偏移。 較多的點子接近上下控制限，說明標準差已變大 中心線一側(cè)連續(xù)出現(xiàn)多個點子或點子連續(xù)上升（或下降）證明有因素干擾（點子連續(xù)在一側(cè)稱為鏈，鏈的點子數(shù)稱為鏈長，點子連續(xù)上升（或下降）稱“傾向”。 點子按一定時間間隔呈周期性起伏變化，一般是由于工藝、環(huán)境等因素失控造成的結(jié)果。 A、點子累積接近控制限的情況應判異常； B、點子呈鏈狀排列，鏈子不少于7時判異常； C、點子呈傾向性排列，當有不少于7點連續(xù)上升（或下降）傾向時判異常； D、點

18、子超出上下控制限判異常。 八種典型判異準則 準則1：一點在A區(qū)之外。 準則2：9點在C區(qū)或其外。UCLAUCLABBCCXCXCBBLCLALCLA5 準則3：6點遞增或遞減 準則4：14點上下交替 UCLA UCLABBCC XC XCBB LCLA LCLA 準則5：3點中有2點在A區(qū)。 準則6：5點中有4點在B區(qū) UCLA UCLABBCC XC XCBB LCLA LCLA 準則7：15點在C區(qū)中心線上下 準則8：8點在中心線兩側(cè)，但無1點在C區(qū)中。 UCLA UCLABBCC XCXCBB LCLA LCLA一般而言，發(fā)生點子超越控制限情況都應視為異常，但如果過程一直穩(wěn)定，在大量的點子中 有極個別點子超出界外，此時應結(jié)合過程特點具體分析。 5、 過程改進循環(huán)（見附頁）1、 分析過程當考慮進行過程改進時，必須對該過程有基本的了解，為了對過程有很好的理解應弄清以下問題：a 本過程應做些什么？B 會出現(xiàn)什么問題 本過程會有哪些變化？ 我們已經(jīng)知道本過程的什么變差？ 哪些參數(shù)受變差的影響大？C 本過程正在做什么？ 本過程是否在生產(chǎn)廢品或需要返工的產(chǎn)品？ 本過程生產(chǎn)的產(chǎn)品是否處于統(tǒng)計