面向制造車間的生產(chǎn)質(zhì)量控制方法（SPC控制圖）2013-111制造車間質(zhì)量控制134制造車間的生產(chǎn)質(zhì)量控制常用控制圖原理及應(yīng)用目錄CONTENTS1統(tǒng)計過程控制其他控制圖及應(yīng)用2質(zhì)量要素：5M1E生產(chǎn)制造質(zhì)量是產(chǎn)品設(shè)計、工藝選擇、計劃調(diào)度、人員培訓(xùn)、工裝設(shè)備、物資供應(yīng)、計量檢驗、安全文明、人際關(guān)系、勞動紀(jì)律等工作在生產(chǎn)現(xiàn)場的綜合反映，工序質(zhì)量實際上就是這些要素的綜合反映。產(chǎn)品質(zhì)量人man機器machine材料material測量measure工藝方法method環(huán)境environment3質(zhì)量檢測發(fā)展的三個階段質(zhì)量檢驗階段20世紀(jì)初統(tǒng)計質(zhì)量控制階段20世紀(jì)40年代至今全面質(zhì)量管理階段事后檢測分析、監(jiān)控和改進(jìn)過程的方法企業(yè)各部門的質(zhì)量管理體系4統(tǒng)計過程控制（StatisticalProcessControl簡稱SPC）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。用控制圖分析、監(jiān)控和改進(jìn)過程的方法。一種用于檢測異常的工具可判斷過程的變差，及時告警它主要區(qū)分由特殊原因引起的異常波動還是由普通引起的正常波動。SPC的基本概念5觀查:數(shù)據(jù)的收集評估:數(shù)據(jù)的分析診斷:調(diào)查原因決定:規(guī)劃行動實施:采取行動原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)品偶然因素特殊因素SPC控制圖目的：區(qū)分這2種因素，消除特殊因素產(chǎn)生的變異過程控制模型SPC的基本概念6原材料生產(chǎn)過程產(chǎn)品檢查合格出貨不合格返工報廢出貨利用報廢處理質(zhì)量控制的模型生產(chǎn)線上加工出來的產(chǎn)品沒有絕對相同的。產(chǎn)品間的差別是用其資料特性值（數(shù)據(jù)）的差異表現(xiàn)出來。連續(xù)材料一批產(chǎn)品中每個質(zhì)量特性，一邊測量一邊畫直方圖，就可以發(fā)現(xiàn)其統(tǒng)計規(guī)律SPC的基本概念7

每件產(chǎn)品的尺寸與別的都不同

范圍范圍范圍范圍但它們形成一個模型，若穩(wěn)定，可以描述為一個分布

范圍范圍范圍分布可以通過以下因素來加以區(qū)分位置分布寬度形狀或這些因素的組合8界限界限內(nèi)的比率界限外的比率μ±1σ68.26%31.74%μ±2σ95.46%4.54%μ±3σ99.73%0.27%μ±4σ99.9937%0.0063%μ±5σ99.999943%0.000057%μ±6σ99.9999998%0.0000002%SPC的基本概念9μ+3σμ－3σμσμ+3σμ－3σUCL上控制界限LCL下控制界限CL中心線SPC的基本概念10選取零件特征征抽樣并提取統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)據(jù)，繪繪制控制圖判定穩(wěn)態(tài)準(zhǔn)則則SPC的基本概念UCL上控制界限LCL下控制界限CL中心線常規(guī)準(zhǔn)則1.連續(xù)25個點子都在控制界限內(nèi)；2.連續(xù)35個點子至多1個點子落在控制界限外；3.連續(xù)100個點子至多2個點子落在控制界限外。..............改進(jìn)準(zhǔn)則1.基于數(shù)字仿真方法2.專家系統(tǒng)3.基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)識別法11控制圖種類Shewhart原理的傳統(tǒng)控制圖回避參數(shù)估計法Q控制圖基于智能控制理論方法貝葉斯質(zhì)量質(zhì)量控制法基于過程控制Bootstrap法基于成組技術(shù)12傳統(tǒng)SPC控制圖選擇特征參數(shù)數(shù)，記錄數(shù)據(jù)據(jù)計算相應(yīng)的統(tǒng)統(tǒng)計量，均值值，標(biāo)準(zhǔn)差，，極差，比例例等計算出試運行行階段的控制制圖的中心線線和控制界限限在控制圖上畫畫出中心線和和控制界限畫出收集到的的數(shù)據(jù)在控制制圖上調(diào)查控制圖上上超出控制界界限的點的出出界原因，查查找出異常因因素并加以消消除如果沒有找到到異常因素，，可以剔除超超出控制界限限的點如果有必要，，重新計算控控制界限計算出工藝能能力1-樣本準(zhǔn)備備階段2-數(shù)據(jù)收集集3-建立控制制圖4-分析和解解釋控制圖13傳統(tǒng)SPC控制圖14傳統(tǒng)SPC控制圖實例——變速鼓外圓質(zhì)質(zhì)量控制隨機從加工好好的零件中取取50個零件進(jìn)行測測量,搜集到50個數(shù)據(jù)。為對對這些數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行分析,將其分成10組,每組5個數(shù)據(jù)，統(tǒng)計計出每組樣本本的均值和極極差。X-R均值和極差圖圖步驟一15X-R均值和極差圖圖步驟二步驟三16步驟四目的:為設(shè)計部門確確定尺寸公差差、形位公差差和表面粗糙糙度等提供依依據(jù),以改進(jìn)進(jìn)設(shè)計;為工藝部門編編制工藝規(guī)程程,制訂工藝藝方法,選擇擇最佳工藝方方案,確定加加工條件提供供依據(jù),為工工藝驗證提供供數(shù)據(jù)為質(zhì)量檢驗部部門編制檢驗驗計劃和估計計不良品率提提供依據(jù);使使檢驗員對工工序做心中有有數(shù)。工序過程量度度分析CpL=(x-LSL)/3σ,對單邊下規(guī)格限CpU=(USL-X)/3σ,對單邊上規(guī)格限TUXMTLε意義：SPC的基準(zhǔn)準(zhǔn)就是統(tǒng)計控控制狀態(tài)或稱稱穩(wěn)態(tài)，過程程能力是穩(wěn)態(tài)態(tài)下所能達(dá)到到的最小變差差。過程能力力反映了穩(wěn)態(tài)態(tài)下該過程本本身所表現(xiàn)的的最佳性能（（分布寬度最最?。?718X-δ均值和標(biāo)準(zhǔn)差差圖Pchart不良率管制圖圖19傳統(tǒng)SPC圖圖的優(yōu)點和不不足優(yōu)點：1、確定過程程的統(tǒng)計控制制界限，判斷斷過程是否失失控和過程是是否有能力；；2、為過程提提供一個早期期報警系統(tǒng)，，及時監(jiān)控過過程的情況以以防止廢品的的發(fā)生；3、減少對常常規(guī)檢驗的依依賴性，定時時的觀察以及及系統(tǒng)的測量量方法替代了了大量的檢測測和驗證工作作；優(yōu)點：1、無法直接判斷斷過程出錯原原因；2、對多品種小批量量生產(chǎn)的過程監(jiān)控精精確度不高20回避參數(shù)估計計法——Q控控制圖基本原理：假定被分析的的質(zhì)量特征值值數(shù)據(jù)完全獨獨立、正態(tài)相相關(guān)和來自相相同的總體。。對質(zhì)量特征征值的數(shù)據(jù)進(jìn)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)正態(tài)態(tài)變換,將來來自不同總體體的質(zhì)量數(shù)據(jù)據(jù)轉(zhuǎn)化為標(biāo)準(zhǔn)準(zhǔn)的正態(tài)總體體,通過這種種方法使得來來自不同的總總體的質(zhì)量特特征值數(shù)據(jù)可可以利用同一一種標(biāo)準(zhǔn)變換換。它可以以在單單樣本本,成成組樣樣本的的情況況下使使用,做出出不同同的控控制圖圖。21基于成成組技技術(shù)法法基本思思想：：在有相相似的的制造造過程程的質(zhì)質(zhì)量特特征信信息的的情況況下,數(shù)據(jù)據(jù)變換換的基基本方方法是是設(shè)法從從相同同或相相似的的零件件種獲獲取更更多的的信息息,細(xì)細(xì)分零零件的的分類類,形形成零零件族族,利利用成成組技技術(shù),通過過數(shù)據(jù)據(jù)變換換構(gòu)造造服從從同一一分布布的統(tǒng)統(tǒng)計量量以增增加樣樣本容容量,克服服小批批量統(tǒng)統(tǒng)計數(shù)數(shù)據(jù)不不足的的問題題,從而而直接接使用用傳統(tǒng)統(tǒng)的SPC方法法對制制造過過程進(jìn)進(jìn)行控控制。。22基于成成組技技術(shù)法法某企業(yè)業(yè)在同同一機機床上上加工工5種種不同同規(guī)格格的零零件，，其規(guī)規(guī)格要要求如如表1所示示。每每種零零件加加工的的數(shù)量量不同同，根根據(jù)事事先確確定好好抽樣樣規(guī)則則進(jìn)行行抽樣樣，共共得到到25個樣樣本23基于成成組技技術(shù)法法24252627基于過過程建建模傳統(tǒng)的的控制制圖把把生產(chǎn)產(chǎn)過程程視為為獨立立的過過程,缺乏乏對過過程本本身固固有的的,對對產(chǎn)品品質(zhì)量量有影影響的的本質(zhì)質(zhì)規(guī)律律的描描述。。這類類控制制圖的的控制制理論論是建建立在在控制制系統(tǒng)統(tǒng)的時時域特特征基基礎(chǔ)上上的。。根據(jù)控控制論論的觀觀點,一個個控制制系統(tǒng)統(tǒng)整個個過程程在時時域上上具有有關(guān)性性,歷歷史狀狀態(tài)對對系統(tǒng)統(tǒng)的當(dāng)當(dāng)前狀狀態(tài)有有影響響的。?；谟谶^程程的建建模方方法主主要考考慮生生產(chǎn)過過程的的歷史史信息息,提提高了了對過過程識識別的的能力力,利利用模模型可可以很很好的的解決決過程程數(shù)據(jù)據(jù)的相相關(guān)性性。有代表表性的的是累累計和和控制制圖CUSUM、指指數(shù)加加權(quán)移移動平平均控控制圖圖EWMA等新新型控控制方方法。。28基于過過程建建模———Bootstrap法Bootstrap法是是非參數(shù)數(shù)統(tǒng)計計中一一種重重要的的估計計統(tǒng)計計量方方差進(jìn)進(jìn)而進(jìn)進(jìn)行區(qū)區(qū)間估估計的的統(tǒng)計計方法法，也也稱為為自助助法。。其核核心思思想和和基本本步驟驟如下下：（1））采采用重重抽樣樣技術(shù)術(shù)從原原始樣樣本中中抽取取一定定數(shù)量量（自自己給給定））的樣樣本，，此過過程允允許重重復(fù)抽抽樣。。（2））根根據(jù)抽抽出的的樣本本計算算給定定的統(tǒng)統(tǒng)計量量T。。（3））重重復(fù)上上述N次（（一般般大于于1000），，得到到N個個統(tǒng)計計量T。（4））計計算上上述N個統(tǒng)統(tǒng)計量量T的的樣本本方差差，得得到統(tǒng)統(tǒng)計量量的方方差。。Bootstrap是現(xiàn)現(xiàn)代統(tǒng)統(tǒng)計學(xué)學(xué)較為為流行行的一一種統(tǒng)統(tǒng)計方方法，，在小小樣本本時效效果很很好。。通過過方差差的估估計可可以構(gòu)構(gòu)造置置信區(qū)區(qū)間等等，其其運用用范圍圍得到到進(jìn)一一步延延伸。。29貝葉葉斯斯質(zhì)質(zhì)量量質(zhì)質(zhì)量量控控制制法法基于于貝貝葉葉斯斯理理論論的的SPC首首先先借借助助已已有有的的先先驗驗信信息息建建立立過過程程模模型型,然然后后對對過過程程模模型型中中包包含含的的未未知知參參數(shù)數(shù)、、初初始始信信息息根根據(jù)據(jù)已已經(jīng)經(jīng)有有的的先先