1、SPC 制程管制基礎(chǔ)教育1目錄SPC制程管理意義及方法1SPC管制管理中誤區(qū)4CPK計(jì)算及管理2X-R管制圖的做法32SPC制程管理目的意義受控狀態(tài)信息反饋控制分析過(guò)程達(dá)到受控制的狀態(tài).做到“預(yù)防問(wèn)題的產(chǎn)生”和“減少浪費(fèi)”利用過(guò)程波動(dòng)的統(tǒng)計(jì)規(guī)律性對(duì)過(guò)程進(jìn)行分析控制由于過(guò)程波動(dòng)具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律性，當(dāng)過(guò)程受控時(shí)，過(guò)程特性一般服從穩(wěn)定的隨機(jī)分布；而失控時(shí)，過(guò)程分布將發(fā)生改變。SPC：全稱(chēng)Statistical Process Control，稱(chēng)為“制程過(guò)程統(tǒng)計(jì)”SPC：是一種借助數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法的過(guò)程控制工具。它對(duì)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行分析評(píng)價(jià)，根據(jù)反饋信息及時(shí)發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)的征兆，并采取措施消除其影響，使過(guò)程維

2、持在僅受隨機(jī)性因素影響的受控狀態(tài)，以達(dá)到控制質(zhì)量的目的。SPC目的：過(guò)程達(dá)到受控制的狀態(tài).做到“預(yù)防問(wèn)題的產(chǎn)生”和“減少浪費(fèi)”信息獲取統(tǒng)計(jì)分析3點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本決定質(zhì)量?jī)r(jià)格確定工序能力決定生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量改進(jìn)SPC制程管理的方法SPC：是利用質(zhì)量控制圖來(lái)獲取相關(guān)信息，這些簡(jiǎn)單圖表反饋以下內(nèi)容：質(zhì)量控制圖4點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本點(diǎn)擊添加文本SPC誕生SPC起源1924年，休哈特（W.A.Shewhart）博士繪制了第一張的SPC控制圖，并于1931年出版了“加工產(chǎn)品品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)控制”（Economic Control of Quality ofManufactured

3、 Products）之后，SPC應(yīng)用于各種制造過(guò)程改善便就此展開(kāi)SPC定義SPC是一種用來(lái)分析數(shù)據(jù)的科學(xué)方法，并且利用分析結(jié)果來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題。只要問(wèn)題能以數(shù)字表示，就可以應(yīng)用SPC來(lái)分析。由于原料、設(shè)備、氣壓、操作員生理、心理等不同，一般收集的資料都會(huì)有變動(dòng)的現(xiàn)象，將這些數(shù)據(jù)畫(huà)在圖上，抽樣值在某個(gè)范圍中上下變動(dòng)。SPC原理1. 被量測(cè)出的產(chǎn)品品質(zhì)特性均是由于某些偶然因素所造成的結(jié)果。2. 某些“偶然因素下的一致現(xiàn)象”，是任何制造和檢驗(yàn)的架構(gòu)下所固有的。3. 在這固有之“一致現(xiàn)象”的狀態(tài)下的變動(dòng)將無(wú)法找到原因。4. 在該狀態(tài)外的變動(dòng)原因，則是可被發(fā)現(xiàn)而加以改正的5SPC制程圖的基本原理變異SP

4、C制程圖：主要基于“變異”這個(gè)特點(diǎn)而產(chǎn)生的。原因：任何系統(tǒng)中都存在變異,因此沒(méi)有任何兩件成品是完全相同的隨機(jī)性變異特殊性變異過(guò)程中變異是不在管制狀態(tài)下的非隨機(jī)原因,其產(chǎn)品分配亦無(wú)固定分配.特點(diǎn)（占15%）過(guò)程中的變異是變統(tǒng)計(jì)管制狀態(tài)下,其產(chǎn)品是完全有固定的分配, 即分配位置,分配散布及分配形狀三種.特點(diǎn)（占85%）備注：特殊性變異不可由簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析而得.一般稱(chēng)為局部問(wèn)題的對(duì)策.這類(lèi)原因約占過(guò)程問(wèn)題的15%.6SPC制程能力調(diào)查1、了解要調(diào)查的質(zhì)量特性與調(diào)查范圍并收集數(shù)據(jù)步驟四步驟三制程能力調(diào)查步驟一步驟二2、確定制程是處于穩(wěn)定的狀態(tài)步驟一步驟二3、計(jì)算制程能力指數(shù)4、判斷制程能力是否足夠

5、,如不足時(shí)則加以改善制程能力調(diào)查的意義：利用系統(tǒng)方法包括管制圖,直方圖,次數(shù)分布圖等手法,對(duì)制程作有系統(tǒng)性的研究,以求發(fā)現(xiàn)制程進(jìn)行的狀況，對(duì)任何不正常的情況加以研究而測(cè)定其原因是機(jī)遇原因和非機(jī)遇原因,采取對(duì)策加以消除,將非機(jī)遇原因消除后,只存在機(jī)遇原因的制程狀況即所謂的制程能力.71324科學(xué)的方法：使用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法，來(lái)保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)全員參與： 不僅僅是依靠少數(shù) 質(zhì)量管理人員全局性、整體性：從整個(gè)過(guò)程、整個(gè)體系出發(fā)來(lái)解決問(wèn)題預(yù)見(jiàn)性：能判斷整個(gè)過(guò)程的異常，及時(shí)報(bào)警SPC制程管理特點(diǎn)SPC制程管理特點(diǎn)：有如下四點(diǎn)設(shè)定管制項(xiàng)目標(biāo)準(zhǔn)值的目的，就是希望以該值制造出來(lái)的各種產(chǎn)品的實(shí)際值，能以該標(biāo)準(zhǔn)值中

6、心，成左右對(duì)稱(chēng)的常態(tài)分配，而制造時(shí)也應(yīng)以標(biāo)準(zhǔn)值為目標(biāo)。補(bǔ)充：工程準(zhǔn)確度（Ca）評(píng)價(jià)目的就在于衡量制程平均與標(biāo)準(zhǔn)的一致程度，有時(shí)工程準(zhǔn)確度指數(shù)又稱(chēng)為正確度指數(shù)。8分析階段SAC制程管理實(shí)施監(jiān)控階段準(zhǔn)備階段生產(chǎn)要素點(diǎn)檢（無(wú)異常）SPC制程管理的實(shí)施生產(chǎn)準(zhǔn)備（原料、勞動(dòng)力 設(shè)備、測(cè)量系統(tǒng)）數(shù)據(jù)收集（生產(chǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)）數(shù)據(jù)分析（利用控制圖、直方圖、進(jìn)行過(guò)程能力分析、生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)態(tài)分析）原因查找（出現(xiàn)不能滿足時(shí)需進(jìn)行不良原因查找并改進(jìn)）控制圖監(jiān)控（根據(jù)分析階段的結(jié)果確定控制圖，并進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控）失控原因查找改善（監(jiān)控中出現(xiàn)波動(dòng)，需查找原因并消除其影響）9SPC應(yīng)用流程根據(jù)上文中各個(gè)階段的內(nèi)容，我們?cè)赟PC實(shí)施的

7、方式中擬定其應(yīng)用流程：10SPC控制圖的分類(lèi)根據(jù)數(shù)值的特點(diǎn),可分為計(jì)量值數(shù)據(jù)和計(jì)數(shù)值數(shù)據(jù),SPC管制圖亦可分為計(jì)量值控制圖和計(jì)數(shù)值控制圖. 計(jì)量值:其特點(diǎn)可以連續(xù)讀取數(shù)據(jù),如:長(zhǎng)度,重量等. 計(jì)數(shù)值:其特點(diǎn)是不可連續(xù)讀取這些數(shù)據(jù),只可讀取整數(shù),如不合格個(gè) 數(shù),缺點(diǎn)數(shù). 1.計(jì)量控制圖 Xbar-R (X-R):平均值與全距控制圖. X-R:中位數(shù)與全距控制圖. Xbar-S(X-S):平均值與標(biāo)準(zhǔn)差控制圖. X-Rm:各別值與移動(dòng)全距控制圖 2.計(jì)數(shù)值控制圖 P-chart:不良率控制圖 Pn-chart:不良數(shù)控制圖 C-chart:缺點(diǎn)數(shù)控制圖 U-chart:單位缺點(diǎn)數(shù)控制圖 11目錄S

8、PC制程管理意義及方法1SPC管制管理中誤區(qū)4CPK計(jì)算及管理2X-R管制圖的做法312單邊規(guī)格：只有規(guī)格上限和規(guī)格中心或只有下限或規(guī)格中心的規(guī)格;如考試成績(jī)不得低于80分，或浮高不得超過(guò)0.5mm等；此時(shí)數(shù)據(jù)越接近上限或下限越好雙邊規(guī)格：有上下限與中心值,而上下限與中心值對(duì)稱(chēng)的規(guī)格；此時(shí)數(shù)據(jù)越接近中心值越好；如BF后焦規(guī)格 2.80.2mm;USL (Upper Specification Limit):即規(guī)格上限;如2.8+0.2LSL (Low Specification Limit): 即規(guī)格下限;如2.8-0.2C (Center Line）：規(guī)格中心;（如上例中心值為2.8）X=(

9、X1+X2+ +Xn)/n 平均值；(n為樣本數(shù))T=USL-LSL：即規(guī)格公差；（如上例，公差為0.4）（sigma）：數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差 (Excel中的“STDEV”函數(shù)自動(dòng)計(jì)算所取樣數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差() )與Cpk相關(guān)的幾個(gè)重要概念13制程準(zhǔn)確度Ca一、 工程能力分析:制程準(zhǔn)確度Ca(capability of accuracy): 指來(lái)自生產(chǎn)中產(chǎn)品數(shù)據(jù)的實(shí)績(jī)平均值(X)與規(guī)格中心值( ) 其間偏差的程度. 實(shí)績(jī)平均值-規(guī)格中心值 X- T=USL-LSL=規(guī)格上限-規(guī)格下限=規(guī)格公差 /Ca/值越小越好,分4個(gè)等級(jí)評(píng)價(jià),若為單邊規(guī)格,無(wú)法計(jì)算Ca值.規(guī)格公差/2T/2等級(jí)Ca值A(chǔ)級(jí)/Ca/12

10、.5%B級(jí)12.5%/Ca/25%C級(jí)25%1.67A+工序能力過(guò)高,粗活精作,不經(jīng)濟(jì).1.縮小公差.2.允許較大外來(lái)波動(dòng).3. 改用成本低的設(shè)備等.1.67Cpk 1.33A工序能力足夠,當(dāng)Cpk=1.33時(shí)為理想狀態(tài).1.允許一定程度的外來(lái)波動(dòng).2.簡(jiǎn)化檢驗(yàn)工作.1.33Cpk1B工序能力尚可,但會(huì)有不良發(fā)生.須用控制圖(如X-R管制圖),加強(qiáng)管理.1Cpk0.67C工序能力不足.1.原因分析,采取對(duì)策,縮小標(biāo) 準(zhǔn)差.2.在不影響產(chǎn)品性能下,放大 公差.Cpk0.67D工序能力差.1.不能生產(chǎn),必須改善工藝2.對(duì)產(chǎn)品全檢.17Cpk公式總結(jié)186511 G1厚度實(shí)例19Cpk和制程良率換算

11、20目錄SPC制程管理意義及方法1SPC管制管理中誤區(qū)4CPK計(jì)算及管理2X-R管制圖的做法321計(jì)算X-R管制圖的管制限基本概念 X:每組樣本數(shù)的平均值 R:每組樣本數(shù)的全距 (R=Xmax-Xmin) X:所有樣本數(shù)的總平均值 R:所有組樣本的全距平均值. (備注:每組樣本數(shù)10個(gè)較好.) 1.X管制圖 中心線:CL=X 管制上限:UCL=X+A2R 管制下限:LCL=X-A2R 2.R管制圖 中心線 :CL=R 管制上限:UCL=D4R 管制下限:LCL=D3R 22管制線計(jì)算參數(shù)N2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*0.

12、080.140.180.22A21.881.020.730.580.480.420.370.340.312301020403首先要對(duì)工序進(jìn)行分析，收集生產(chǎn)條件（包括人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)）比較穩(wěn)定和有代表性情況的一批數(shù)據(jù)（50個(gè)，5或6的倍數(shù)）X-R管制圖的作法每5或6個(gè)數(shù)據(jù)一組計(jì)算其平均值X，極差R（一組數(shù)據(jù)中最大值和最小值之差） 計(jì)算X值的平均值X作為X圖中心線（CL）以及極差R的平均值R作為R圖中心線，對(duì)X圖取上控制線（UCL）= CL值+A2R,下控制線（LCL）= CL值-A2R對(duì)R圖，取上控制線（UCL）= D4R計(jì)算制程標(biāo)準(zhǔn)度Ca值,制程精密度Cp值和制程能力指數(shù)Cpk值，進(jìn)行制

13、程能力檢討24X-R管制圖實(shí)例25管制圖判斷管制狀態(tài)判斷 1.管制狀態(tài): 1.1多數(shù)點(diǎn)集中在中心線附近. 1.2少數(shù)點(diǎn)落在管制限附近. 1.3點(diǎn)之分布呈隨機(jī)狀態(tài),無(wú)任何規(guī)則可循. 1.4沒(méi)有點(diǎn)超出管制界限之外. 2.非管制狀態(tài): 2.1點(diǎn)在管制界限的線外(或線外). 2.2點(diǎn)在管制界限的線內(nèi),但呈特殊排列. 3.只有在下列情況下本期管制實(shí)績(jī)才可作為后期管制 界限. 3.1連續(xù)25點(diǎn)以上出現(xiàn)在管制界限內(nèi)時(shí). 3.2連續(xù)35點(diǎn)中出現(xiàn)在管制界限以外的點(diǎn)為超過(guò)1點(diǎn)時(shí). 3.3連續(xù)100點(diǎn)中出現(xiàn)在管制界限以外的點(diǎn)為超過(guò)2點(diǎn)時(shí).26制程異常1.點(diǎn)在中心線單側(cè)連續(xù)出現(xiàn)7點(diǎn)以上時(shí);2.點(diǎn)在中心線單側(cè)出現(xiàn)較多時(shí)

14、: 2.1連續(xù)11點(diǎn)中至少有10點(diǎn); 2.2連續(xù)14點(diǎn)中至少有12點(diǎn); 2.3連續(xù)17點(diǎn)中至少有14點(diǎn); 2.4連續(xù)20點(diǎn)中至少有16點(diǎn). 3.連續(xù)7點(diǎn)依次上升或下降; 4.點(diǎn)接近界限,在2與3間: 4.1連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)以上; 4.2連續(xù)7點(diǎn)中有3點(diǎn)以上; 4.3連續(xù)10點(diǎn)中有4點(diǎn)以上; 5.點(diǎn)出現(xiàn)周期性變動(dòng): 6.連續(xù)15點(diǎn)以上出現(xiàn)在1期間時(shí); 7.變幅突然變大或變小.27圖例一：超出控制界限的點(diǎn)：出現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)點(diǎn)超出任何一個(gè)控制界限是該點(diǎn)處于非受控控狀態(tài)的主要證據(jù)UCLCLLCL異常異常說(shuō)明控制限計(jì)算或描點(diǎn)錯(cuò)誤；零件分布寬度變大或變??；測(cè)量系統(tǒng)已改變(如：不同的檢驗(yàn)員、量具、分辨力不適用

15、)。異常圖例說(shuō)明28圖例二：有下列現(xiàn)象之一即表明過(guò)程已改變 如：連續(xù)7點(diǎn)位于中心線的一側(cè) 連續(xù)7點(diǎn)上升(后點(diǎn)等于或大于前點(diǎn))或下降。UCLCLLCL輸出值的分布寬度增加(減小)或是由于過(guò)程中的某個(gè)要素變化；測(cè)量系統(tǒng)改變；異常圖例說(shuō)明29圖例三：明顯的非隨機(jī)圖形：應(yīng)依正態(tài)分布來(lái)判定圖形，正常應(yīng)是有2/3的點(diǎn)落于中間1/3的區(qū)域。UCLCLLCL控制限或描點(diǎn)已計(jì)算措或描錯(cuò)；數(shù)據(jù)已經(jīng)過(guò)編輯；異常圖例說(shuō)明30目錄SPC制程管理意義及方法1SPC管制管理中誤區(qū)4CPK計(jì)算及管理2X-R管制圖的做法3311ONETWO沒(méi)能找到正確的管制點(diǎn),不知道哪些點(diǎn)要用管制圖進(jìn)行管制,花費(fèi)大量的時(shí)間與人力,在不必要的點(diǎn)

16、上進(jìn)行管制.SPC只應(yīng)用于重點(diǎn)的尺寸（特性的）.那么重點(diǎn)尺寸性能如何確定呢?通常應(yīng)用FMEA的方法,開(kāi)發(fā)重要管制點(diǎn).(如果客戶有指明,依客戶要求即可);實(shí)施SPC的過(guò)程中常見(jiàn)的十大誤區(qū)不抓重點(diǎn)1不抓重點(diǎn)2測(cè)量工具不適宜沒(méi)有適宜的測(cè)量工具.計(jì)量值管制圖,需要用測(cè)量工具取得管制特性的數(shù)值.管制圖對(duì)測(cè)量系統(tǒng)有很高的要求.通常,我們要求GR&R不大于10%.而在進(jìn)行測(cè)量系統(tǒng)分析之前,要事先確認(rèn)測(cè)量?jī)x器的分辨力,使用正確的測(cè)量?jī)x器，否則,管制圖不能識(shí)別過(guò)程的變異.而很多工廠勿略了這一點(diǎn),導(dǎo)致做出來(lái)的管制圖沒(méi)辦法有效的應(yīng)用,甚至造成誤導(dǎo);321THRFOR沒(méi)有解析生產(chǎn)過(guò)程,直接進(jìn)行管制.管制圖的應(yīng)用分為兩

17、個(gè)步驟:解析與管制.在進(jìn)行制程管制之前,一定要進(jìn)行解析.解析是目的、是確定制程的穩(wěn)定性,進(jìn)而是可預(yù)測(cè)的,并且看過(guò)程能力是否符合要求.從而了解到過(guò)程是否存在特殊原因、普通原因的變差是否過(guò)大等致關(guān)重要的制程信息。制程只有在穩(wěn)定，并且制程能力可以接受的情況下，方才進(jìn)入管制狀態(tài)。實(shí)施SPC的過(guò)程中常見(jiàn)的十大誤區(qū)3忽略解析過(guò)程4解析與管制脫節(jié)在完成制程解析后，如果我們認(rèn)為制程是穩(wěn)定且制程能力可接受的，那么，就進(jìn)入管制狀態(tài)。制程控制時(shí)，是先將管制線畫(huà)在管制圖中，然后依抽樣的結(jié)果在管制圖上 進(jìn)行描點(diǎn)。那么，管制時(shí)管制圖的管制線是怎么來(lái)的呢？管制圖中的管制線是解析得來(lái)的，也就是說(shuō)，過(guò)程解析成功后，管制線要延用

18、下去，用于管制。很多工廠沒(méi)能延用解析得來(lái)的管制線，管制圖不能表明過(guò)程是穩(wěn)定與受控的。331FIRSIX管制圖所反應(yīng)的是“過(guò)程”的變化。生產(chǎn)的過(guò)程輸入的要項(xiàng)為5M1E（人、機(jī)、料、法、環(huán)、量），5M1E的任何變化都可能對(duì)生產(chǎn)出來(lái)的產(chǎn)品造成影響。如果這些變動(dòng)會(huì)引起產(chǎn)品平均值或產(chǎn)品變差較大的變化，那么，這些變化就會(huì)在XBAR圖或R圖上反映出來(lái)，我們也就可以從管制圖上了解制程的變動(dòng)。發(fā)現(xiàn)有變異就是改善的契機(jī)，而改善的第一步就是分析原因，我們可以查找管制圖中記錄的重大事項(xiàng)，就可以明了。所以，5M1E的任何變化，我們都要記錄在管制圖中相應(yīng)的時(shí)段上。實(shí)施SPC的過(guò)程中常見(jiàn)的十大誤區(qū)5管制圖未記錄重大事項(xiàng)6不

19、理解XBAR圖與R圖的含義當(dāng)我們把XBAR-R管制圖畫(huà)出來(lái)之后，我們到底從圖上得哪些有用的資訊呢？首先，這兩個(gè)圖到底先看哪個(gè)圖？R反應(yīng)的是每個(gè)子組組內(nèi)的變差，它反映了在收集數(shù)據(jù)的這個(gè)時(shí)間段，制程所發(fā)生的變差，所以他代表了組內(nèi)固有的變差；XBAR圖反映的是每個(gè)子組的平均值的變化趨勢(shì)，所以其反映的是組間的變差。組內(nèi)變差可以接受時(shí)，有明分組是合理的；組間變差沒(méi)有特殊原因時(shí)，表明我們?cè)谝欢螘r(shí)間內(nèi)，對(duì)過(guò)程的管理是有效的、可接受的。所以，我們一般先看R圖的趨勢(shì)，再看XBAR圖。341SEVEIG當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計(jì)出來(lái)之后，規(guī)格線就已經(jīng)定下來(lái)了；當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)出來(lái)后，管制圖的管制線也定出來(lái)了。規(guī)格線是由產(chǎn)品設(shè)計(jì)者決定的，而管制線是由過(guò)程的設(shè)計(jì)者決定的， 管制線是由過(guò)程的變差決定的。管制圖上點(diǎn)的變動(dòng)只能用來(lái)判斷過(guò)程是否穩(wěn)定受控，與產(chǎn)品規(guī)格沒(méi)有任何的聯(lián)系，它只決定于生產(chǎn)過(guò)程的變差。當(dāng)西格瑪小時(shí)，管制 線就變得比較窄，反之就變得比較寬，但如果沒(méi)有特殊原因存在，管制圖中的點(diǎn)跑出管制界線的機(jī)會(huì)只有千分之三。而有些公司在畫(huà)管制圖時(shí)，往往畫(huà)蛇添足，在管制圖上再加上上下規(guī)格線，并以此來(lái)判產(chǎn)品是否合格，其實(shí)沒(méi)有必要的。實(shí)施SPC的過(guò)程中常見(jiàn)的十大誤區(qū)7管制線與規(guī)格線混淆8不理解管制圖點(diǎn)變動(dòng)意思我們常常以七點(diǎn)連線來(lái)判定制程的異常，也常用超過(guò)三分之二的點(diǎn)在C區(qū) 等