SPC统计过程控制 课件.ppt

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1、致 力 于 管 理 工 具 培 训 目 录第 一 章 统 计 技 术 基 础 知 识 第 二 章 持 续 改 进 和 统 计 过 程 控 制 第 三 章 控 制 图 运 用 步 骤 第 四 章 认 识 计 量 型 数 据 的 过 程 能 力 和 过 程 性 能 第 五 章 其 它 几 个 计 量 型 控 制 图第 六 章 计 数 型 控 制 图第 七 章 控 制 图 注 意 事 项 第 一 章 统 计 技 术 基 础 知 识 1、 数 据 类 型2、 正 态 分 布3、 二 项 分 布4、 泊 松 分 布5、 总 结 计 量 数 据 的 基 本 统 计 数 据 分 布对 一 个 相 同 的 输

2、 出 变 量 Y， 多 个 数 据 点 绘 图 ， 它 们 形 成 了 一 个 分 布 。这 些 数 据 点 的 堆 积 可 以 不 同 的 图 形 来 代 表 ： 散 点 图 /概 率 图 直 方 图 常 用 统 计 量中 心 位 置平 均 值 一 组 数 据 的 算 术 平 均 值 数 法- 均 等 反 映 了 所 有 数 据 的 影 响- 会 受 极 端 值 强 烈 影 响中 位 数 反 映 50%的 那 个 位 置 对 一 组 排 序 数 据 点 的 中 心 数 对 极 端 值 较 ” 坚 耐 ” nX ni nx 1X 常 用 统 计 量变 异极 差 : 一 组 数 据 中 最 大

3、值 与 最 小 值 之 间 的 差标 准 偏 差 (s ; s) : 等 于 方 差 的 平 方 根 ， 在 量 化 变 异 时 常 用 会 到 1n )X(Xn 1i 2i s minmaxRange方 差 等 于 标 准 偏 差 的 平 方 ， 通 常 只 是 为 了 计 算 的 目 的 常 用 统 计 量总 体 与 样 本1、 表 示 总 体 特 性 的 统 计 量 ， 称 为 总 体 特 征 值 ， 如 ： 总 体 平 均 数 、 总 体 方 差 、 总 体 标 准 差2、 表 示 样 本 特 性 的 统 计 量 ， 称 为 样 本 统 计 量 ， 如 ： 样 本 平 均 数 、 样

4、本 方 差 、 样 本 标 准 差 、 样 本 极 差 、 移 动 极 差 总 体 特 征 值 样 本 统 计 量名 称 符 号 名 称 符 号分 布 中 心 位 置 总 体 均 值 样 本 均 值样 本 中 位 数数 据 分 散 程 度 总 体 方 差总 体 标 准 差 2 样 本 方 差样 本 标 准 差样 本 极 差 s2sRxx 连 续 型 数 据 了 解 极 差以 下 数 据 的 极 差 是 多 少 ？1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9以 下 数 据 的 极 差 是 多 少1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 200标 准 偏 差 可 以 用 计 算 机 来

5、 计 算 （ EXCEL里 的 STDEV公 式 ） 694 696 698 700 702 704 706x6 64 3162+42+12+32+62s2 = - = 24.5 = s = 4.95 4 (=n-1) Measurements701696694706703 计 算 标 准 差 连 续 性 数 据 平 滑 (正 态 )分 布假 定 数 据 符 合 正 态 分 布 假 设 收 集 到 无 限 多 的 数 据 ， 这 些 数 据 可 能 看 起 来 像 下 图我 们 可 将 这 些 数 据 看 成 平 滑 的 分 布 红 线 75 8060 65 7055 Inchesxxxxxx

6、 xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxxxxxxxx xxxx xxx xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx xxxxxx 练 习 ： 概 率 分 布 图 正 态 曲 线 和 概 率了 解 了 正 态 曲 线 的 平 均 值 和 标 准 偏 差 有 助 于 估 计 风 险 Prob

7、ability of sample value 43210-1-2-3-440%30%20%10% 0% Z-axis (scale in units of s )Number of standard deviations from the mean95.45%68.27%99.73% 在 两 个 值 之 间 可 以 得 到 一 個 累積 的 概 率 值 正 态 分 布 的 应 用 43210-1-2-3-440%30%20%10% 0%Probability of sample value 95.45%68.27%99.73%240 255 270 285225210195 Time (mi

8、nutes) S XXZ Z-axisX-axis如 果 我 们 货 物 交 付 给 顾 客 的 平 均 时 间 是 240分 钟 ， 这 一 过 程 的 标 准 偏 差 是 15分钟 ， 那 么 在 270分 钟 后 到 货 的 概 率 为 多 少 ？ 正 态 分 布 的 应 用 2中 国 成 年 男 子 身 高 均 为 168cm,标 准 差 为 5.5cm.试 计 算 ：1、 身 高 小 于 160cm的 概 率 。2、 身 高 高 于 180cm的 概 率 。3、 身 高 介 于 160-180cm的 概 率 。 二 项 分 布例 ： 从 一 批 产 品 中 随 机 抽 取 进 行 检

9、 测 ， 根 据 历 史 数 据 而 知 ， 产 品 的 不合 格 率 为 10%。 假 设 要 求 产 品 检 测 人 员 每 抽 取 一 件 产 品 ， 检 测 完 毕 后 ，要 放 回 这 批 产 品 中 （ 又 称 为 有 放 回 抽 样 ） ， 检 验 人 员 共 检 测 了 6件 产品 ， 问 检 测 到 的 不 合 格 品 数 分 别 为 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6的 概 率 ？X P0 0.5314411 0.3542942 0.0984153 0.0145804 0.0012155 0.000054 6 0.000001 二 项 分 布 的 均 值 、 方 差 与

10、 标 准 差E(X)=npVar(X)=np(1-p) pnp 1 泊 松 分 布质 量 控 制 中 常 遇 到 这 样 的 情 况 ： 不 仅 要 关 注 不 合 格 品 ， 而 且 要 关 注 每 件 不 合 格 品 所 包 含 的 不 合 格 项 的 情 况 。 ,2,1,0 ,!)( xexxp x 1.定 义 设 随 机 变 量 X 的 可 能 取 值 是 一 切 非 负 整 数 ， 而 概 率 函 数 是其 中 常 数 0,泊 松 分 布 含 有 一 个 参 数 , 通 常 记 作 P () . 如 果 X服 从 泊 松 分 布 P (), 则 记 为 ).( PX泊 松 分 布

11、的 均 值 与 方 差 相 等 ， 均 入 泊 松 分 布 在 大 量 试 验 中 ， 小 概 率 事 件 发 生 的 次 数 可 以 近 似 地 看 作 服从 Poisson分 布 。 如 ： 一 段 时 间 内 电 话 用 户 对 电 话 站 的 呼 叫 次 数铸 件 上 的 疵 点 数 候 车 的 旅 客 数原 子 放 射 粒 子 数 等 总 结连 续 型 数 据 能 有 很 多 可 能 的 数 值 ， 计 数 型 数 据 是 不 连 续 的连 续 型 数 据 的 信 息 比 较 丰 富 ， 计 数 型 的 就 要 少 得 多对 位 置 的 测 量 是 平 均 值 和 中 位 数对 离

12、散 的 测 量 ： 标 准 偏 差 和 极 差图 表 出 来 的 信 息 会 多 于 数 据正 态 曲 线 可 用 来 估 计 缺 陷 的 风 险 第 二 章 持 续 改 进 和 统 计 过 程 控 制 1、 什 么 是 SPC2、 SPC是 发 展3、 控 制 图 的 种 类4、 控 制 图 的 选 择5、 中 央 极 限 定 理6、 “ ” 及 “ ” 风 险7、 抽 样 方 法8、 普 通 原 因 和 特 殊 原 因 WHAT IS SPC ？SPC是 一 种 方 法 论 。 对 过 程 数 据 进 行 收 集 ， 利 用加 以 分 析 ， 从 分 析 中 发 现 影 响 过 程 的 ，

13、 通 过 问 题 分 析 找 出， 立 即 采 取 ， 使 过 程 恢 复 正 常 。 并 借 助与 标 准 化 ， 以 不 断 。当 控 制 图 失 控 时 ， 不 能 指 出 为 什 幺 失 控 。当 过 程 能 力 不 足 时 ， 不 能 指 出 为 什 幺 不 足 。 Shewhart : 控 制 图 之 创 始 人控 制 图 是 1924年 由 美 国 品 管 大 师W.A. Shewhart博 士 发 明 。 当 时称 为 (Statistical Quality Control)。 控 制 图 在 英 国 及 日 本 历 史英 国 在 1932年 ， 邀 请 W.A. Shewh

14、art博 士 到 伦 敦 ， 主 讲 统 计 品质 管 制 ， 而 提 高 了 英 国 人 将 统 计 方法 应 用 到 工 业 方 面 之 气 氛 。就 控 制 图 在 工 厂 中 实 施 来 说 ， 英 国比 美 国 为 早 。 日 本 在 1950年 由 W.E. Deming博 士 引 到 日本 。同 年 日 本 规 格 协 会 成 立 了 品 质 管 制 委 员 会 ，制 定 了 相 关 的 JIS标 准 。 从 1950 1980年 ， 经 过 30年 的 努 力 ， 日 本 跃 居 世 界 质 量 与 生 产 率 的 领 先 地 位 。美 国 著 名 质 量 管 理 专 家 伯

15、格 (Roger W. Berger)教 授 指 出 ， 日 本 成 功 的 基 石 之 一 就 是 SPC。 产 品 质 量 的 统 计 观 点产 品 质 量 的 统 计 观 点 是 现 代 质 量 管 理 的 基 本 观 点 之 一 ：1、 产 品 的 质 量 具 有 变 异 性2、 产 品 质 量 的 变 异 性 具 有 统 计 规 律 性 （ 不 是 通 常 的 确 定 性 现 象 的 确 定 性 规 律 ， 而 是 随 机 现 象 的 统 计 规 律 ） SPC的 精 神识 别 关 键 特 性多 收 集 数 据以 了 解 制 程状 况 分 析 特 性了 解 其 正 常波 动 的 范

16、围 控 制 特 性运 用 控 制 限来 探 测 过 程是 否 异 常 改 进 特 性不 断 改 进 过程 的 波 动 范围 降 低 COPQ SPC&SQ C PROCESS原 料 測 量 結 果针 对 产 品 所 做 的 是在 做 SQC针 对 过 程 的 重 要 控 制 参数 所 做 的 才 是 SPC针 对 原 料 所 做 的控 制 也 可 属 SPC SPC用 在 那 里 ？ PROCESS OUTPUTINPUT 消 极 的 地 方只 能 防 堵积 极 的 地 方可 防 止 不 良积 极 的 地 方可 防 止 不 良 控 制 图 种 类 (依 用 途 )分 析 用 控 制 图 过 程

17、 分 析 用 过 程 能 力 研 究 用 过 程 控 制 准 备 用分 析 用 稳 定 /可 接 收 控 制 用控 制 用 控 制 图探 测 不 正 常 原 因验 证 异 常 原 因 是 否 消 除 控 制 用 与 分 析 用 控 制 图 的 区 别区 别 点 分 析 用 控 制 图 控 制 用 控 制 图过 程 以 前 的 状 态 未 知 已 知作 图 需 要 子 组 数 每 次 20组 到 25组 每 次 一 组控 制 图 的 界 限 需 计 算 延 长 前 控 制 限使 用 目 的 了 解 过 程 控 制 过 程使 用 人 员 工 艺 、 质 管 现 场 操 作 和 管 理 人 员 控

18、制 图 与 APQ P企 划 产 品 设 计 与 开 发制 程 设 计 开 发 产 品 及 制 程 确 认 回 馈 评 鉴 及 矫 正 措 施 生 产生 产 计 划第 一 阶 段计 划 和 确 定 第 二 阶 段产 品 设 计开 发 第 三 阶 段制 程 设 计开 发 第 四 阶 段产 品 及 制程 确 认 第 五 阶 段回 馈 评 鉴 及矫 正 措 施概 念 提 出与 核 准 计 划 核 准 原 型 品 试 作 量 产DFMEADOEQ FD PFMEADOEQ FD PFMEA,MSASPC、 DOEPFMEA,MSASPC、 PPAPQ FD 分 析 ？ 控 制 ？ 控 制 图 种 类

19、(依 数 据 类 型 )计 量 值 控 制 图 平 均 值 与 极 差 控 制 图 平 均 值 与 标 准 差 控 制 图 中 位 数 与 极 差 控 制 图 个 别 值 与 移 动 极 差 控 制 图 计 数 值 控 制 图 不 良 率 控 制 图 不 良 数 控 制 图 缺 点 数 控 制 图 单 位 缺 点 控 制 图 优 点 : 根 据 控 制 图 显 示 ， 可 以预 测 将 发 生 之 不 良 状 况 ，便 于 调 查 事 故 发 生 的 原因 。 样 本 量 少 ， 反 应 灵 敏 。 缺 点 : 在 制 造 过 程 中 ,需 要 经常 抽 样 、 测 量 、 计 算 后需 点

20、上 控 制 图 ， 较 为 麻烦 而 费 时 间 。计 量 型 控 制 图 优 缺 点 优 点 : 只 在 生 产 完 成 后 ,才 抽取 样 本 ,所 需 数 据 能 以 简单 方 法 获 得 之 . 对 于 工 厂 整 个 品 质 情 况了 解 非 常 方 便 。 缺 点 : 根 据 控 制 图 信 息 ,有 时无 法 寻 求 不 良 之 真 正 原因 ,而 不 能 及 时 采 取 处 理措 施 ,而 延 误 时 机 . 良 率 越 高 ， 样 本 数 越 大 。计 数 型 控 制 图 优 缺 点 “ n”=1025 控 制 图 的 选 定资 料 性 质 不 良 數 或缺 陷 數 單 位

21、大 小是 否 一 定“ n”是 否 一 定樣 本 大 小n 2Cl的 性 質“ n”是 否 較 大 “ u”圖“ c”圖“ np”圖“ p”圖X-Rm圖X-R圖X-R圖X-s圖 計 數 值計 量 值 “ n”=1n 1 中 位 數平 均 值 “ n”=29 缺 陷 數不 良 數不 一 定 一 定 一 定 不 一 定控 制 图 的 选 择 CASE STUDY质 量 特 性 样 本 数 可 选 用 什 幺 图 ？长 度 5重 量 10乙 醇 比 重 1电 灯 亮 不 亮 100每 一 百 平 方 米 的 脏 点 100平 方 米 样 本 与 总 体总 体 样 本抽 样 数 据测试结 论 分 析管

22、理 常 规 控 制 图 的 统 计 原 理计 量 型 Xbar-RXbar-sX中 位 数 -RX-Rm 正 态 分 布计 数 型 Pnp 二 项 分 布计 数 型 Cu 泊 松 分 布 正 态 分 布 特 点 位 置 ： 中 心 值分 布 宽 度 68.27%95.45%99.73% +1 +2 +3-1-2-3正 态 分 布 概 率 正 态 分 布 概 率 k 在 内 的 概 率 在 外 的 概 率 0.67 50.00% 50.00% 1 68.27% 31.74% 1.96 95.00% 5.00% 2 95.45% 4.55% 2.58 99.00% 1.00% 3 99.73% 0

23、.27% 控 制 图 的 结 构 1 Sigma2 Sigma3 Sigma1 Sigma2 Sigma3 Sigma % 数 据 点 的 百 分 比UCL ： Upper control limit LCL： Lower control limit 测 量 特 性CL： Central Line 时 间 控 制 图 的 作 用控 制 图 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 （ 普 通 原 因 造 成 ） 或 非 机 遇 性 （ 异 常 原 因 导致 ） ， 以 指 示 某 种 现 象 是 否

24、 正 常 ， 而 采 取 适 当 之 措 施 。利 用 控 制 限 探 测是 否 有 特 殊 原 因 哪 一 种 分 布 较 好 ？ 抽 样 检 验 时 的 风 险 亦 称 为 生 产 者 冒 险 ， 风 险 亦 称 为 消 费 者 冒 险 。“ ” 及 “ ” 风 险 判 定 结 果批 /过 程 判 为 不 良 品 判 为 良 品良 品 1-不 良 品 1- 第 一 种 错 误 第 二 种 错 误 两 种 错 误 损 失 分 析发 生 第 一 种 错 误 时 , 虚 发 警 报 , 由 于 徒 劳 地 查 找 原 因 并 为 此 采 取 了 相应 的 措 施 , 从 而 造 成 损 失 .

25、因 此 , 第 一 种 错 误 又 称 为 徒 劳 错 误 。发 生 第 二 种 错 误 时 漏 发 警 报 , 过 程 已 经 处 于 不 稳 定 状 态 , 但 并 未 采 取相 应 的 措 施 , 从 而 不 合 格 品 增 加 , 也 造 成 损 失 。 控 制 界 限 “ ” 值 32% 2 4.56% 3 0.27% 4 0.005%控 制 界 限 与 风 险 平 均 值 移 动 “ ” 值 97.72% 2 84.13% 3 50% 4 15.87%过 程 漂 移 与 风 险 控 制 界 限 与 错 误 损 失 0 1 3 62 两 种 损 失 的 合 计 第 二 种 错 误 损

26、失第 一 种 错 误损 失Shewhart 用 经 济 平 衡 点 （ Break even point） 求 得 3 的 界 限 综 合 损 失 最 小 . 关 于 风 险 的 补 充在 统 计 中 通 常 采 用 =1%， 5%， 10%三 级 ， 但 在 控 制 图 中 为 了 增 强 使 用者 的 信 心 ， 所 以 将 定 位 0.27%， 这 样 就 大 ， 这 就 需 要 增 加 第 二 类判 异 准 则 ， 即 使 点 子 不 出 界 ， 但 当 界 内 的 点 子 排 列 不 随 机 的 时 候 也表 示 存 在 异 常 。 抽 样 方 法 说 明重 点 内 容 如 何 确

27、定 子 组 如 何 确 定 子 组 大 小 （ n） 如 何 确 定 抽 样 频 率 （ f） 如 何 确 定 子 组 数 量 （ k） 如 何 确 定 子 组必 须 使 在 大 致 相 同 的 条 件 下 所 收 集 的 质 量 特 性 值 分 在 一 组 , 组 中 不 应有 不 同 本 质 的 数 据 , 以 保 证 组 内 仅 有 普 通 原 因 的 影 响 .我 们 所 使 用 的 控 制 图 是 以 影 响 过 程 的 许 多 变 动 因 素 中 的 普 通 原 因 所 造成 的 波 动 为 基 准 来 找 出 异 常 因 素 的 , 因 此 , 必 须 先 找 出 过 程 中 普

28、 通原 因 波 动 这 个 基 准 . 组 内 变 异 和 组 间 差 异不 同 槽 之 间 的 谓 组 间 变 异 ， 我 们 在 于 了 解 在 相 同 的 操 作 条 件 之 下 ， 不同 槽 之 间 的 差 异 ， 如 果 差 异 很 大 ， 表 示 组 间 有 差 异 。同 一 槽 之 内 的 变 异 谓 组 内 变 异 ， 此 时 就 要 去 分 析 在 同 一 槽 之 内 是 否 有不 均 之 现 象 。 时 间质量特性 制 程 的 变 化如 何 确 定 子 组 正 确 例 子让 组 内 变 化 只 有 普 通 原 因让 组 间 变 化 只 有 特 殊 原 因 组 内 变 异 小

29、组 间 变 异 大 如 何 确 定 子 组 错 误 例 子如 此 的 取 样 方 式 会 造 成 无 法 有 效 区 别 组 内 变 异 和 组 间 变 异 ， 造 成 控 制 界 限 变 宽 ， 无法 有 效 侦 测 制 造 变 异 。 时 间质量特性 制 程 的 变 化 使 用 个 别 值 时其 检 出 力 较 差使 用 平 均 值 时其 检 出 力 较 佳平 均 值 与 个 别 值 的 检 出 力 假 设 群 体 移 动 2 采 用 Xbar-R比 X-Rm好检 出 力 可 以 增 加 。可 以 有 效 判 定 组 内 变 异 和 组 间 变 异 。经 过 平 均 值 之 后 ， 其 分

30、 布 会 更 趋 近 于 正 态 分 布 。 每 天 只 抽 一 组 来代 表 ， 是 否 能 代表 制 程 呢 ？每 天 如 果 抽 三 组的 样 本 是 否 更 能代 表 制 程 ？如 何 确 定 抽 样 频 率 如 何 确 定 抽 样 频 率抽 样 频 率 必 须 考 虑 以 下 方 面 ： 过 程 历 史 状 况 - 经 常 发 生 失 控 ， 就 需 要 更 频 繁 的 抽 样 ；- 若 班 别 切 换 会 导 致 变 更 ， 则 每 班 必 须 抽 到 ； 发 生 失 控 时 ， 对 质 量 的 影 响 程 度 抽 样 的 容 易 程 度 抽 样 和 测 量 样 本 的 费 用通

31、常 在 量 产 时 ， 抽 样 频 次 为 每 班 或 每 天 1-2次 。 如 何 确 定 抽 样 频 率初 期 不 了 解 制 程 ， 制 程 不 稳定 ， 存 在 组 间 变 异 稳 定 期 后 ， 大 部 份 只 存 在 组 内变 异 ， 偶 而 出 现 组 间 变 异快 速 而 频 繁 的 取 样 ， 才 能 掌握 制 程 的 情 形 ， 并 将 各 项 不 稳 定 的 因 子 去 除 由 于 制 程 已 相 对 稳 定 ， 我 们 可以 预 测 制 程 变 化 ， 所 以 抽 样 频率 可 较 低 ， 但 仍 应 要 有 代 表 性 初 期 过 程 研 究 抽 样 频 率一 个 班

32、 次 之 内 取 二 十 五 组我 们 利 用 在 一 个 班 次 当 中 取 二 十 五 组 ， 此 时 由 于 人 、 机料 、 法 、 环 、 测 都 比 较 固 定 ， 所 以 所 估 计 出 来 的 组 内 变异 会 比 较 正 确 ， 相 关 的 控 制 界 限 比 较 窄 ， 可 以 有 效 地 侦测 出 不 同 班 别 之 间 的 变 化 ， 或 则 组 间 的 变 化 ， 如 材 料 变化 、 机 器 变 化 、 参 数 变 化 等 。 长 期 过 程 研 究 抽 样 频 率抽 样 频 率 依 过 程 状 况计 算 而 定 ， 可 逐 步 放宽 抽 样 频 率 ， 但 必 须

33、满 足 能 力 要 求 。 每 2小 时 ， 抽 一 组 ；每 4小 时 ， 抽 一 组 ；每 个 班 ， 抽 一 组 ；每 天 抽 一 组 ；每 周 抽 一 组 。 过 程 波 动 原 因 的 构 成 波 动 原 因人機 器材 料 方 法測 量環 境 普 通 原 因 和 特 殊 原 因 普 通 原 因 ： 指 的 是 造 成 随 着 时 间 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 ， 我 们 称 之 为 ： “ 处 于 统 计 控 制 状 态 ” 、“ 受 统 计 控 制 ” ， 或 有 时 简 称 “ 受 控 ” ， 普 通 原 因

34、 表 现 为 一 个 稳 定系 统 的 偶 然 原 因 。 只 有 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 ： 指 的 是 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 。 除 非 所 有 的 特 殊 原 因 都 被查 找 出 来 并 且 采 取 了 措 施 ， 否 则 它 们 将 继 续 用 不 可 预 测 的 方 式 来 影响 过 程 的 输 出 。 如 果 系 统 内 存 在 变 差 的 特 殊 原 因 ，

35、随 时 间 的 推 移 ，过 程 的 输 出 将 不 稳 定 。 如 果 制 程 中 ， 只 有 普 通 原 因存 在 ， 则 其 将 形 成 很 稳 定 的分 布 ， 而 且 是 可 以 预 测 的如 果 制 程 中 ， 有 特 殊 原 因 存在 ， 则 其 将 为 不 稳 定 的 分 布 ，而 且 无 法 预 测 的 范 围 时 间可 预 测范 围 时 间 不 可预 测普 通 原 因 和 特 殊 原 因 普 通 原 因 、 特 殊 原 因 示 意 图 普 通 原 因的 波 动 范 围异 常 原 因 导 致的 波 动 范 围异 常 原 因 导 致的 波 动 范 围UCLLCL 普 通 原 因

36、 与 特 殊 原 因 举 例合 格 原 料 的 微 小 变 化机 械 的 微 小 震 动刀 具 的 微 量 磨 损加 工 方 法 局 限 性气 候 、 环 境 的 微 小 变 化 等 等合 格 仪 器 的 测 量 误 差 使 用 不 合 格 原 料设 备 调 整 不 当新 手 作 业 ， 违 背 操 作 规 程刀 具 过 量 磨 损加 工 方 法 的 改 变过 大 的 测 量 误 差 局 部 措 施 和 系 统 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 大 约 可 纠 正 15%的 过 程 问 题 对

37、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 题特 殊 原 因 解 决 方 法 普 通 原 因 解 决 方 法 局 部 措 施 、 系 统 措 施 示 意 图 解 决 普 通 原 因的 系 统 措 施解 决 异 常 原 因的 局 部 措 施解 决 异 常 原 因的 局 部 措 施UCLLCL 控 制 界 限 和 规 格 界 限规 格 界 限 ： 是 用 以 说 明 品 质 特 性 之 最 大 许 可 值 ， 来 保 证 各 个 单 位 产 品之 正 确 性 能 。

38、控 制 界 限 ： 应 用 于 一 群 单 位 产 品 集 体 之 量 度 ， 这 种 量 度 是 从 一 群 中 各个 单 位 产 品 所 得 之 观 测 值 所 计 算 出 来 者 。 范 围 时 间(消 除 了 特 殊 原 因 ) 范 围 时 间(存 在 特 殊 原 因 )过 程 控 制 (普 通 原 因 的 变 异 减 少 ) 規 格 上 限 規 格 下 限 范 围 (普 通 原 因 的 变 异 太 大 )过 程 能 力 过 程 控 制 和 过 程 能 力控 制满 足 要 求 过 程 受 控 过 程 不 受 控过 程 可 接 受 1类 3类过 程 不 可 接 受 2类 4类 过 程 控

39、 制 和 过 程 能 力以 上 四 类 过 程 包 含 了 现 实 中 的 各 类 过 程 ， 那 么 我 们 希 望 的 过 程 是 哪 一 类 ？对 不 希 望 的 过 程 如 何 去 处 理 它 呢 ？1、 对 于 “ 1” 类 过 程 而 言 ， 较 理 想 、 也 是 可 接 受 的 过 程 ， 因 为 此 过 程没 有 特 殊 原 因 的 引 的 变 差 （ 处 于 受 控 状 态 ） 且 满 足 客 户 要 求 。2、 对 于 “ 2” 类 过 程 ， 虽 然 受 控 但 由 于 普 通 原 因 导 致 过 程 变 差 过 大 ，因 此 须 采 取 系 统 改 善 措 施 来 降

40、 低 普 通 原 因 引 起 变 差 。3、 对 于 “ 3” 类 过 程 ， 虽 然 满 足 客 户 的 要 求 ， 但 因 过 程 存 在 特 殊 原 因 ，这 种 原 因 如 不 消 除 ， 随 时 可 能 使 过 程 不 满 足 要 求 ， 因 此 须 识 别 引 起过 程 变 差 的 特 殊 原 因 并 消 除 它 。4、 对 于 “ 4” 类 过 程 ， 因 其 既 存 在 明 显 的 特 殊 原 因 ， 又 可 能 存 在 较 多的 普 通 原 因 影 响 ， 因 此 须 首 先 区 分 特 殊 原 因 和 普 通 原 因 ， 然 后 消 除特 殊 原 因 ， 如 过 程 转 变

41、 为 “ 2” 类 过 程 。 “ 4” - “ 3” - “ 1” “ 4” - “ 2” - “ 1” 第 三 章 控 制 图 运 用 步 骤 1、 过 程 改 进 循 环2、 构 建 SPC步 骤3、 计 算 控 制 界 限4、 过 程 稳 定 性 分 析 1.分 析 过 程 2.维 护 过 程3.改 进 过 程过 程 改 进 循 环 一 确 立 制 造 流 程二 决 定 控 制 项 目三 初 始 标 准 化六 稳 定 性 分 析四 收 集 数 据 问 题 分 析 解 决 八 过 程 继 续 控 制 过程变动七 过 程 能 力 分 析五 计 算 控 制 界 限 九过程改进 构 建 SPC

42、步 骤 确 立 制 造 过 程过 程 概 念输 入 增 加 附 加 价 值 的 活 动 输 出 制 造 流 程 图确 立 制 造 流 程 决 定 控 制 项 目从 顾 客 声 音 （ VOC） 关 键 质 量 特 性 安 全 特 性 关 键 特 性 主 要 特 性从 关 键 质 量 特 性 （ CTQ） 关 键 过 程 特 性 产 品 / 服 务KPCKPCKCC KCC KCC KCC KCC KCC KPCKCC KCC KCCKPC : Key Product Characteristics KCC : Key Control Characteristics决 定 控 制 项 目 初 始

43、 标 准 化合 理 子 组 的 确 定子 组 大 小 的 确 定抽 样 频 率 的 确 定子 组 数 量 的 确 定 试 生 产 控 制 计 划控 制 图 的 选 择 计 数 (np,p, c, u)计 量 (X-bar/R, X-bar/S, Individual) 控 制 计 划 頁 次 ： 3/4 特 性 方 法 样 本 制 程编 号 制 程 名 称 生 产 设 备 /治 具 /模 具 /名 称 NO 产 品 制 程 特 性 等 级 规 格 /公 差 量 测 判 定 方法 抽样 数 频 率 管 制 方 式 处 置 计 划 裁 边 机 1. 尺 寸 裁 切 尺 寸 公 差 WI-09-01

44、-E-34 卷 尺 1次 每 锅 制 程 流 程 单 通 知 现 场组 长 ,工 程师 2. 热 水 温 度 70 20 一 次 每 班 点 检 表 5 解 板 水 洗 机 3. 烘 干 温 度 90 20 温 度 sensor 一 次 每 班 点 检 表 通 知 现 场干 部 1. 铜 面 外 观 目 视 全 检 2. 基 材 外 观 基 板 规 格 WI-10-02-E-02 目 视 一 次 每 锅 计 算 机 文 件 及 制造 流 程 单 通 知 现 场组 长 ,工 程师 3. D/S 二 次 元 一 张 十 锅 CPK1.67 4. Tg DSC 一 张 十 锅 Tg 测 试 记 录

45、表 5. DK,Df 介 电 分 析 仪 一 张 十 锅 成 测 记 录 表 -日 6. 剥 离 强 度 万 能 试 验 机 一 张 十 锅 X-bar R管 制 图 7. 耐 热 性 目 视 一 张 十 锅 成 测 记 录 表 -日 8. 厚 度 (offine) 基 板 规 格 WI-10-02-E-02 分 厘 卡 一 张 十 锅 X-bar R管 制 图 CPK1.67 6 品 质 检 查 9. 厚 度 (online) 不 良 率 Cp1.33 过 程 能 力 充 分 ， 表 示 技 术 管 理 能 力 已 很好 ， 应 继 续 维 持 。1.33Cp1.0 过 程 能 力 充 足

46、， 表 示 技 术 管 理 能 力 较 勉强 ， 应 设 法 提 高 为 级 。1.0Cp0.67 过 程 能 力 不 足 ， 表 示 技 术 管 理 能 力 已 很差 ， 应 采 取 措 施 立 即 改 善 。0.67Cp 过 程 能 力 严 重 不 足 ， 表 示 应 采 取 紧 急 措施 和 全 面 检 查 ， 必 要 时 可 停 工 整 顿 。 举 例 ： 螺 纹 钢 板 的 切 割 过 程 经 使 用 已 达 到 受 控 状 态 ， 如 下 图 所 示 ， 从 控 制图 上 可 获 得 如 下 一 些 统 计 量 ：而 其 规 范 限 为 210 3，试 计 算 CPK值 。 212

47、.5, 1.2, 5x R n 过 程 能 力 指 数 - CPK的 计 算 207 208 209 210 211 212 213 214 215LSL USL 首 先 计 算 标 准 差 的 估 计 值 ， 在 n=5时 ：这 个 实 际 过 程 指 数 C PK=0.323是 很 小 的 ， 显 得 严 重 不 足 。 2 1.2 0.5162.326 212.5 207 3.5533 3 0.516213 212.5 0.3233 3 0.516min , 0.323pLpUpk pL pURd x LSLC USL xCC C C 再 计 算 ： 过 程 能 力 指 数 - CPK的

48、 计 算 过 程 能 力 指 数 - CPK的 计 算最 后 利 用 CPK的 另 一 种 形 式 1667.026 5.2102102 TMk 615.1938.18333.0 938.11667.011 PPK CkC 练 习 ：请 计 算 下 列 数 据 的 Cpk， 其 规 格 为 单 边 规 格 就 是 必 须 大 于 100, 目 前 的制 程 状 况 为 . 5.1 ,105 x 1 )( 3 3 ),min(61 2 n xxSxP xSP PPP SSP ni ilpl upu plpupk lup 过 程 性 能 指 数 Ppk 制 程 性 能 指 数 的 计 算 ， 其

49、估 计 的 标准 差 为 总 的 标 准 差 ， 包 含 了 组 内 变异 以 及 组 间 变 异 。总 变 异 =组 内 变 异 +组 间 变 异 。 举 例 ： 若 金 属 加 工 的 上 、 下 规 范 限 为 ：USL=10.22， LSL=10.08如 果 已 知 总 平 均 值 ， 它 可 作 为 总 体 均 值 的 估 计 。 其 长期 标 准 差 =0.0204。 由 此 算 得 ：153.10 x 09.10612.0 067.00204.03 08.10153.10,153.1022.10min 14.11224.0 14.00204.06 08.1022.10 PKPPP

50、 过 程 性 能 指 数 Cpk和 Ppk的 差 异Cpk： 只 考 虑 了 组 内 变 异 ， 而 没 有 考 虑 组 间 变 异 ， 所 以 一 定 是 适 用 于 制程 稳 定 时 ， 其 组 间 变 异 很 小 可 以 忽 略 时 ， 不 然 会 高 估 了 制 程 能 力 ； 另句 话 也 可 以 说 明 如 果 努 力 将 组 间 变 异 降 低 时 所 能 达 到 的 程 度 。Ppk： 考 虑 了 总 变 异 (组 内 和 组 间 )， 所 以 是 比 较 真 实 的 情 形 ， 所 以 一 般想 要 了 解 真 正 的 制 程 情 形 应 使 用 Ppk。 10 14 18T

51、12 16 Cp CPL CPU CPK13 2 1.5 2.5 1.5T10 14 1812 1610 14 18T12 16 Cp CPL CPU CPK14 2 2.0 2.0 2.0 Cp CPL CPU CPK15 2 2.5 1.5 1.5指 数 差 异 说 明 练 习 指 数 差 异 说 明 Cp CPL CPU CPK16 2 3.0 1.0 1.0 Cp CPL CPU CPK17 2 3.5 0.5 0.510 14 18T12 1610 14 18T12 16 练 习 ：在 钢 珠 生 产 过 程 中 ， 假 定 顾 客 允 许 的 钢 珠 直 径 的 变 异 范 围 为

52、（ 10.90,11.00） ,请 分 析 过 程 能 力 ？ 11.0211.0010.9810.9610.9410.9210.90 LSL 目 标 USL LSL 10.9 目 标 10.95 USL 11 样 本 均 值 10.9502 样 本 N 125 标 准 差 （ 组 内 ） 0.024841 标 准 差 （ 整 体 ） 0.024772 过 程 数 据 Cp 0.67 CPL 0.67 CPU 0.67 Cpk 0.67 Pp 0.67 PPL 0.68 PPU 0.67 Ppk 0.67 Cpm 0.67 整 体 能 力 潜 在 （ 组 内 ） 能 力 PPM USL 240

53、00.00 PPM 合 计 24000.00 实 测 性 能 PPM USL 22581.34 PPM 合 计 44145.82 预 期 组 内 性 能 PPM USL 22283.41 PPM 合 计 43558.59 预 期 整 体 性 能 组 内 整 体 直 径 的 过 程 能 力 两 条 线 重 合 ， 这 说 明 ， 除 组 内 随 机 误 差 外 ， 组 间 差差 异 不 显 著 。 CP、 CPK两 者 小 于 1， 说 明 过 程能 力 不 足 ， 两 者 没 有 差 异 ， 说明 改 进 过 程 时 ， 主 要 改 进 的 方面 是 设 法 降 低 过 程 的 波 动 PP、

54、 PPK两 者 等 于 CP、 CPK， 说 明 过 程 能 力 非 常 接 近 过程 固 有 的 能 力 ， 过 程 不 存 在 组 间 差 异 的 特 殊 原 因 ， 应从 寻 找 随 机 因 素 入 手 提 高 过 程 能 力 练 习 ：另 外 要 注 意 是 进 行 上 述 之 前 ， 先 应 该 验 证 过 程 是 稳 定 的 ， 还 应 验 证 过 程 是 正 态 分 布 ， 才 能 进 行 过 程 能 力 计 算 。 252321191715131197531 10.98 10.95 10.92 样 本 均 值 _ X =10.95024 UCL=10.98369 LCL=10.

55、91679 252321191715131197531 0.10 0.05 0.00 样 本 极 差 _ R=0.058 UCL=0.1226 LCL=0 252015105 11.00 10.95 10.90 样 本 值 11.0211.0010.9810.9610.9410.9210.90 LSL 目 标 USL LSL 10.90 目 标 10.95 USL 11.00 规 格 11.0511.0010.9510.90 组 内 整 体 规 格 标 准 差 0.0249355 Cp 0.67 Cpk 0.67 组 内 标 准 差 0.024772 Pp 0.67 Ppk 0.67 Cpm

56、0.67 整 体 直 径 的 Process Capability Sixpack Xbar 控 制 图 R 控 制 图 最 后 25 个 子 组 能 力 直 方 图 正 态 概 率 图 AD:1.133， P: 0.006 能 力 图 X控 制 图 、 R图 以 及 时 25子 组 的 散 点 图 可 以 用 来 验 证过 程 是 否 稳 定 能 力 直 方 图 、 正 态 概 率图 可 以 用 来 验 证 过 程 是否 服 从 正 态 分 析 能 力 直 方 图 、 正 态 概 率图 可 以 用 来 验 证 过 程 是否 服 从 正 态 分 析 kss xkx n xxs nxx kiki

57、 ini i i 1 22 11 2 1 1 )( valuesample ofnumber valuesasmple theof sum mkC機 器 能 力 指 數 muml C and C values two theofsmallest 3 3 66 mk lml umu lumC SC SC SSTC mkC機 器 能 力 指 數 何 时 应 用 Cmk指 数新 机 器 验 收 时机 器 大 修 后新 产 品 试 制 时过 程 不 稳 定 /不 合 格 追 查 原 因 怀 疑 机 器 问 题 时 Case study1 2 3 4 5 6 7 8 9 101 50 47 46 50

58、46 50 47 48 50 492 50 53 45 48 48 49 49 50 50 513 49 53 49 49 50 52 50 46 49 514 52 45 48 49 54 51 48 49 51 465 51 50 49 52 50 54 52 51 53 48 平 均s Case study假 设 其 规 格 为 50 5， 试 计 算 其 Cmk？ 机 器 能 力 指 数 、 短 期 、 长 期 能 力 指 数禨 器 能 力 指 数 短 期 能 力 指 数 长 期 能 力 指 数取 样 时 间 ： 机 器 生 产 稳 定 之后 约 一 个 小 时 取 样 时 间 ： 机

59、 器 生 产 稳 定 之后 一 个 班 次 左 右 。 取 样 时 间 ： 批 量 生 产 后 ， 至少 25天 以 上 。取 样 样 本 数 ： 10组 共 50个 样 取 样 样 本 数 ： 25组 至 少 100个样 取 样 样 本 数 ： 100组 以 上 至 少500个 样要 求 ： Cmk1.67 短 期 能 力 1.67制 程 稳 定 时 可 用 Cpk制 程 不 稳 定 时 用 Ppk 长 期 能 力 1.33制 程 稳 定 时 可 用 Cpk制 程 不 稳 定 时 用 Ppk目 的 ： 先 行 了 解 机 器 能 力 是否 能 保 证 满 足 规 格 要 求 ， 如果 机 器

60、 能 力 不 能 保 证 ， 后 续 的 原 料 、 人 员 变 化 就 不 能 保证 了 。 目 的 ： 在 于 了 解 短 期 的 制 程能 力 是 否 能 满 足 规 格 要 求 ，如 果 短 期 的 制 程 能 力 不 能 保证 时 ， 那 幺 长 期 制 程 能 力 就不 能 保 证 。 目 的 ： 在 于 了 解 长 期 的 制 程能 力 是 否 能 满 足 规 格 要 求 ，如 果 长 期 的 制 程 能 力 不 能 保证 时 ， 那 幺 就 有 生 产 不 良 品的 可 能 性 Cpm的 说 明 2 2216 ( ) 1:specification targetpmpmpm C

61、n iC iUSL LSLC x T TnT Cpm例假 设 过 程 输 出 如 图 ， 分 布 B的 均 值 12， 标 准 差 2； 分 布 A的 均 值 15， 标 准 差 0.57； 请 分 别用 Cpk和 Cpm来 评 价 过 程 的 优 劣 。B A 6 9 12 15 18规 格 上 限USL规 格 下 限LSL m=12 Cpm例 -解 答A：B：A： B： 15 6 18 15min , 1.753 0.57 3 0.57Cpk 12 6 18 12min , 1.003 2 3 2Cpk 2218 6 0.6556 0.57 15 12Cpm 2218 6 1.006 2

62、12 12Cpm 练 习样 本 X1 X2 X3 X4 X51 99.70 98.72 100.24 101.28 101.202 99.32 100.97 100.87 99.24 98.213 99.89 99.83 101.48 99.56 100.904 99.15 99.71 99.17 99.30 98.805 99.66 100.80 101.06 101.16 100.456 97.74 98.82 99.24 98.64 98.737 101.18 100.24 99.62 99.33 99.918 101.54 100.96 100.62 100.67 100.499 10

63、1.49 100.67 99.36 100.38 102.10 10 97.16 98.26 97.59 100.09 99.78 规 格 为 100+-3 1、 请 判 定 过 程 是 否 稳 定 ？ 2、 过 程 能 力 ？ 过 程 继 续 控 制当 初 始 过 程 稳 定 并 可 接 收 时 ， 即 转 入 量 产 的 过 程 控 制 阶 段 。 此 时 所 计算 得 到 的 CL、 UCL、 LCL必 须 作 为 控 制 基 准 延 长 使 用 。 控 制 界 限 的 重 新 计 算 ： 控 制 图 经 过 使 用 一 定 时 期 后 , 生 产 过 程 有 了 变 化 , 例 如 加

64、 工工 艺 改 变 、 刀 具 改 变 、 设 备 改 变 以 及 进 行 了 某 种 技 术 改 革 和 管 理 改 革 措 施 后 , 应重 新 收 集 最 近 期 间 的 数 据 , 以 重 新 计 算 控 制 界 限 并 作 出 新 的 控 制 图 .建 议 的 做 法是 ： 发 生 工 艺 变 更 时 ， 重 新 计 算 控 制 界 限 ； 不 发 生 工 艺 变 更 ， 一 个 月 或 一 个 季 度 评 审 一 次 以 了 解 过 程 是 否 发 生 了 漂 移 。过 程 继 续 控 制 过 程 继 续 控 制 过 程 变 更 信 息重 新 初 始 标 准 化收 集 数 据计 算

65、 控 制 界 限 重 新 控 制 过 程稳 定 性 分 析过 程 能 力 分 析问题分析解决 时 间表现好 的坏 的 3 Sigma (CpK = 1)6 Sigma (Cpk = 2)过 程 改 进 过 程 改 进 过 程 改 进 信 息重 新 初 始 标 准 化收 集 数 据计 算 控 制 界 限 重 新 控 制 过 程稳 定 性 分 析过 程 能 力 分 析问题分析解决 第 五 章 其 它 几 个 计 量 型 控 制 图1、 均 值 标 准 差 控 制2、 单 值 移 动 极 差 控 制 图 计 量 控 制 图 的 中 心 线 和 上 、 下 控 制 限 MR图 x 图单 值 移 动 极

66、 差 控 制 图（ x -MR图 ） R 图 Me图中 位 数 极 差 控 制 图（ Me -R图 ） s 图 图均 值 标 准 差 控 制（ -S图 ） R 图 图均 值 极 差 控 制 图（ -R图 ） LCLUCLCL控 制 图 的 名 称 与 符 号 xx xx xxxsRRR RAx 2 RAx 2RD4 RD3sAx 3 sAx 3sB4 sB3Me RAMe 4 RAMe 4RD4 RD3REx 2 REx 2RD4 RD3 控 制 图sX A收 集 数 据 ： 在 计 算 各 个 子 组 的 平 均 数 和 标 准 差 其 公 式 分 别 如 下 ：5 54321 xxxxxx 1 )( 2 n xxs i SBLCL SBUCL SCL SAXLCL SAXUCL XCL RRR XXX 34 33 標 準 差 控 制 图平 均 值 控 制 图B计 算 控 制 限 控 制 图sX n 过 程 控 制 解 释n(同 X-R图 解 释 )控 制 图sX n 过 程 能 力 解 释控 制 图sX 4 cs 子 组 选 择子 组 数 大 小 选 择子 组 抽 样 的 频 率