統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)2024/3/26統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介控制圖原理控制圖如何操作目錄統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)“統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制就像房屋中的煙霧探測(cè)器：只要這種裝置備有電池，并且被正確安置以及旁邊有人監(jiān)聽(tīng)，那么它就可以提前發(fā)出警報(bào)使你有足夠時(shí)間阻止房屋起火”——《6Sigma管理法追求卓越的階梯》一、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制是什么？統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）：StatisticalProcessControl的英文簡(jiǎn)稱S（Statistical）統(tǒng)計(jì)：以統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法分析數(shù)據(jù)P（Process）過(guò)程：有輸入-輸出的一系列的活動(dòng)C（Control）控制：事物的發(fā)展和變化保持穩(wěn)定統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制（SPC）定義：是一種使用諸如控制圖等統(tǒng)計(jì)技術(shù)來(lái)分析制造過(guò)程，以便采取適當(dāng)?shù)拇胧?，為達(dá)到并保持統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)從而提高制造過(guò)程能力的質(zhì)量控制方法。一、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)休哈特博士與戴明博士合寫了《品質(zhì)觀點(diǎn)的統(tǒng)計(jì)方法》。戴明到日本演講，介紹了SQC的技術(shù)與觀念。192419391945休哈特博士在貝爾實(shí)驗(yàn)室發(fā)明了控制圖二戰(zhàn)后美英將控制圖方法引進(jìn)制造業(yè)，并應(yīng)用于生產(chǎn)過(guò)程。2000美國(guó)福特、通用等對(duì)SPC很重視，所以得以廣泛應(yīng)用。ISO9000（2000）體系亦注重過(guò)程控制和統(tǒng)計(jì)技術(shù)的應(yīng)用。1950起源與發(fā)展一、統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介1980統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介控制圖原理控制圖如何操作目錄統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理小張是公司最好的司機(jī)之一,有一天他吹牛說(shuō)“我開(kāi)車開(kāi)得總是那么直,無(wú)論路面狀況如何”,他的同事要求他示范表演,否則小張請(qǐng)吃飯.怎么樣證明呢?有人建議“小張的車總是漏油,我們可以以此來(lái)跟蹤決定他是否開(kāi)得直”統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理看一下開(kāi)車后的鳥瞰圖,小張開(kāi)車直嗎?統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理想一想:油是怎樣滴下來(lái)的?如果卡車靜止不動(dòng),油也會(huì)滴在同一個(gè)地方嗎?這就是所謂的自然變異或稱之為普通原因。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理油滴之間的變化油滴之間的變化加上風(fēng)的作用油滴之間的變化加上風(fēng)的作用,以及方向盤控制的變化確定控制限統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理由方向盤引起的變化是什么呢?它真的影響開(kāi)車的直線程度嗎?是否存在方向盤控制引起的的特殊原因？統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理質(zhì)量波動(dòng)

質(zhì)量波動(dòng)是生產(chǎn)過(guò)程中的固有本質(zhì)，具有客觀必然性。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制的任務(wù)，是要把質(zhì)量特性控制在規(guī)定的波動(dòng)范圍內(nèi)，能夠穩(wěn)定的生產(chǎn)合格產(chǎn)品。 生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)品質(zhì)量的波動(dòng)是由普通原因與特殊原因造成。

控制圖是將一個(gè)過(guò)程中收集的樣本數(shù)據(jù)按順序繪點(diǎn)的一種圖示技術(shù)。用以判別生產(chǎn)過(guò)程是否處于控制狀態(tài),區(qū)分質(zhì)量波動(dòng)是由普通原因引起還是由特殊原因引起。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)普通原因又稱偶然性原因、一般原因，指那些始終作用于過(guò)程的各種波動(dòng)來(lái)源。人：一定的熟練度下的微小差異機(jī)：一定的精度下的微小變化料：一定的穩(wěn)定性下的微小變化法：一定的操作規(guī)范下的微小變化境：一定的環(huán)境條件下的微小變化微小的始終存在的不可控的隨著時(shí)間的推移，一個(gè)過(guò)程中的普通原因會(huì)產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布，稱之為處于統(tǒng)計(jì)上受控制的狀態(tài)，或者簡(jiǎn)稱受控。一個(gè)受控的過(guò)程是可預(yù)測(cè)的。普通原因二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)特殊原因又稱系統(tǒng)性原因、異常原因，這些因素通常是間歇的、不可預(yù)測(cè)的。操作人員的更換刀具崩刃新的原材料操作程序變更機(jī)器故障……非固有的有時(shí)存在有時(shí)不存在可去除當(dāng)發(fā)生特殊原因是，過(guò)程的輸出將不穩(wěn)定，處于統(tǒng)計(jì)上的不可控狀態(tài)。除非變差引起的特殊原因都被識(shí)別出來(lái)并采取了措施，否則他們繼續(xù)以不可預(yù)測(cè)的方式來(lái)影響過(guò)程的輸出。特殊原因二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)普通原因二、控制圖原理過(guò)程穩(wěn)定/受控過(guò)程不穩(wěn)定、不受控特殊原因點(diǎn)在控制限內(nèi)點(diǎn)超出控制限 控制圖的作用是：當(dāng)出現(xiàn)變差的特殊原因時(shí)提供統(tǒng)計(jì)信號(hào)，和當(dāng)不存在特殊原因時(shí)避免錯(cuò)誤信息。普通原因普通原因特殊原因特殊原因時(shí)間UCLLCL統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)二、控制圖原理如果僅存在變差的普通原因，目標(biāo)值線隨著時(shí)間的推移，過(guò)程的輸出形成一個(gè)穩(wěn)定的分布并可預(yù)測(cè)。預(yù)測(cè)時(shí)間范圍目標(biāo)值線如果存在變差的特殊原因，隨著時(shí)間的推預(yù)測(cè)移，過(guò)程的輸出不穩(wěn)定。時(shí)間范圍統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)99.73%95.45%68.26%控制圖構(gòu)成

控制圖是以正態(tài)分布中的三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差為理論依據(jù)。控制圖是把正態(tài)分布旋轉(zhuǎn)90°后，在平均值處繪成中心線，以平均值加減三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(±3

)為上、下控制界限；以隨時(shí)間變?cè)挼臉悠诽?hào)為橫坐標(biāo)，以質(zhì)量特性值為縱坐標(biāo)。891011LCLCLUCLμ+3σμ-3σμ樣本旋轉(zhuǎn)90°二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)規(guī)格界限VS控制界限規(guī)格界限(USL、LSL)：用以說(shuō)明質(zhì)量特性之最大許可值（公差），來(lái)保證各個(gè)單位產(chǎn)品的正確性能?？刂平缦?UCL、LCL)：控制限就是異常波動(dòng)已經(jīng)消除，只剩下偶然波動(dòng)（正常波動(dòng)）的控制界限，當(dāng)異常波動(dòng)發(fā)生時(shí)，點(diǎn)就會(huì)落在界外。USLUCLLCLLSL二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)控制圖的兩種類型

(1)分析用控制圖。識(shí)別和消除過(guò)程變差的特殊原因，若發(fā)現(xiàn)異常，采取措施，使工序處于穩(wěn)定狀態(tài)；若工序穩(wěn)定，則進(jìn)入正常的工序控制。(2)控制用控制圖。當(dāng)判斷工序處于穩(wěn)定狀態(tài)后，驗(yàn)證過(guò)程持續(xù)運(yùn)行的穩(wěn)定性。實(shí)時(shí)的對(duì)特殊原因進(jìn)行分析和采取行動(dòng)。分析用穩(wěn)定控制用二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)國(guó)標(biāo)GB/T4091—2001《常規(guī)控制圖》中規(guī)定了8種界內(nèi)點(diǎn)排列不隨機(jī)判異準(zhǔn)則。國(guó)標(biāo)將控制圖等分為6個(gè)區(qū)域，標(biāo)號(hào)分別為A、B、C、C、B、A，每個(gè)區(qū)寬1σ。其中兩個(gè)A區(qū)、B區(qū)及C區(qū)都關(guān)于中心線CL對(duì)稱。此8種判異準(zhǔn)則主要適用于均值極差控制圖。如何定義“不受控”信號(hào)二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)準(zhǔn)則一可對(duì)參數(shù)μ和σ的變化給出信號(hào)，變化越大則給出信號(hào)越快。準(zhǔn)則一還可對(duì)過(guò)程中的單個(gè)失控做出反應(yīng)，如計(jì)算錯(cuò)誤、測(cè)量誤差、原材料不合格、設(shè)備故障等。

AABBCCCLUCLLCLxxx準(zhǔn)則1的圖示

在許多應(yīng)用中，準(zhǔn)則一甚至是惟一的判異準(zhǔn)則。在3σ原則下，準(zhǔn)則一的第一類錯(cuò)誤α為0.0027。準(zhǔn)則1：一點(diǎn)落在A區(qū)以外二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則2的圖示x出現(xiàn)準(zhǔn)則二的現(xiàn)象主要是過(guò)程的平均值μ變化的緣故。此準(zhǔn)則是為了補(bǔ)充準(zhǔn)則一而設(shè)計(jì)的，以改進(jìn)控制圖的靈敏度。選擇9點(diǎn)是為了使第一類錯(cuò)誤的概率α與準(zhǔn)則1的1.0027大體相仿。α=2(0.9973/2)9=0.0038準(zhǔn)則2：連續(xù)9點(diǎn)落在中心線同一側(cè)二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則3的圖示xx

此準(zhǔn)則是針對(duì)過(guò)程平均值的趨勢(shì)進(jìn)行設(shè)計(jì)的，它判定過(guò)程平均值的較小趨勢(shì)要比準(zhǔn)則2更為靈敏。產(chǎn)生趨勢(shì)的原因可能是工具逐漸磨損、維修逐漸變壞等，從而使得參數(shù)隨著時(shí)間而變化。準(zhǔn)則3：連續(xù)6點(diǎn)遞增或遞減二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則4的圖示x

本準(zhǔn)則針對(duì)由于輪流使用兩臺(tái)設(shè)備或由兩位操作人員輪流進(jìn)行操作而引起的系統(tǒng)效應(yīng)。實(shí)際上是一個(gè)數(shù)據(jù)分層不夠的問(wèn)題。

選擇14點(diǎn)與選擇9點(diǎn)意義相當(dāng)。準(zhǔn)則4：連續(xù)14點(diǎn)相鄰點(diǎn)上下交替二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則5的圖示xxx

過(guò)程平均值的變化通常由本準(zhǔn)則判定，它對(duì)于變異的增加也較靈敏。出現(xiàn)該現(xiàn)象是由于過(guò)程參數(shù)μ發(fā)生了變化。連續(xù)三點(diǎn)中的兩點(diǎn)可以是任意兩點(diǎn)。本現(xiàn)象表明點(diǎn)子有頻繁接近邊界的狀況。準(zhǔn)則5：連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的B區(qū)以外二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)本準(zhǔn)則對(duì)于過(guò)程平均值的偏移也是較靈敏的，出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象也是由于參數(shù)μ發(fā)生了變化。連續(xù)五點(diǎn)中的四點(diǎn)可以是任意四點(diǎn)。本現(xiàn)象表明點(diǎn)子普遍向邊界靠近。AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則6的圖示xx準(zhǔn)則6：連續(xù)5點(diǎn)中有4點(diǎn)落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)出現(xiàn)本準(zhǔn)則的現(xiàn)象是參數(shù)σ變小。通常由于非隨機(jī)性引起，造成這種現(xiàn)象的原因可能有數(shù)據(jù)虛假或數(shù)據(jù)分層不夠等。

排除非隨機(jī)性的原因，σ變小是過(guò)程優(yōu)良的表現(xiàn)，應(yīng)總結(jié)現(xiàn)場(chǎng)減少標(biāo)準(zhǔn)差σ的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)。AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則7的圖示x準(zhǔn)則7：連續(xù)15點(diǎn)在C區(qū)中心線上下二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)造成這種現(xiàn)象的原因是數(shù)據(jù)混疊，分層不夠。AABBCCCLUCLLCL準(zhǔn)則8的圖示x準(zhǔn)則8：連續(xù)8點(diǎn)在中心線兩側(cè)，但無(wú)一在C區(qū)內(nèi)兩種以上原料，操作員、機(jī)器、測(cè)量工具、生產(chǎn)方法交錯(cuò)使用二、控制圖原理統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制簡(jiǎn)介控制圖原理控制圖如何操作目錄統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)樣本容量計(jì)算量大，管理界限凹凸不平U單位缺陷數(shù)控制圖樣本容量相等較常用，計(jì)算簡(jiǎn)單，操作工人易于理解，使用簡(jiǎn)便C缺陷數(shù)控制圖樣本容量可以不等計(jì)算量大，管理界限凹凸不平p不合格品率控制圖樣本容量相等較常用，計(jì)算簡(jiǎn)單，操作工人易于理解pn不合格品數(shù)控制圖計(jì)數(shù)值控制圖因各種原因每次只能得到一個(gè)數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因簡(jiǎn)便省事，并能及時(shí)判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點(diǎn)是不易發(fā)現(xiàn)工序分布中心的變化。X—Rs單值—移動(dòng)極差控制圖一張圖可同時(shí)控制均值和方差，計(jì)算簡(jiǎn)單，使用方便L—S兩極控制圖計(jì)算簡(jiǎn)便，但效果較差些，便于現(xiàn)場(chǎng)使用中位數(shù)—極差控制圖適用于產(chǎn)品批量較大而且穩(wěn)定正常的工序。最常用，判斷工序是否異常的效果好，但計(jì)算工作量大均值—極差控制圖計(jì)量值控制圖適用場(chǎng)合特點(diǎn)

符號(hào)類別名稱控制圖種類及適用場(chǎng)合三、控制圖如何操作統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)三、控制圖如何操作以均值極差控制圖為例,操作步驟包括：1、確定控制對(duì)象（或稱統(tǒng)計(jì)量）（1）選擇技術(shù)上最重要的控制對(duì)象。（2）若指標(biāo)之間有因果關(guān)系，選因的指標(biāo)為統(tǒng)計(jì)量。（3）控制對(duì)象要明確，并為大家理解與同意。（4）控制對(duì)象要能以數(shù)字來(lái)表示。（5）控制對(duì)象要選擇容易測(cè)定。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)三、控制圖如何操作均值極差控制圖操作步驟2、抽取預(yù)備數(shù)據(jù)（1）取20～25個(gè)子組。（來(lái)自判穩(wěn)準(zhǔn)則）（2）子組容量為4或5。（國(guó)標(biāo)推薦）（3）合理抽檢原則。（統(tǒng)計(jì)抽樣原則)

時(shí)間質(zhì)量特性統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)三、控制圖如何操作均值極差控制圖操作步驟3、計(jì)算4、計(jì)算5、計(jì)算R圖控制線并作圖。6、將預(yù)備數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在R圖中，并對(duì)狀態(tài)進(jìn)行判斷。若穩(wěn)定，則進(jìn)行步驟7；若不穩(wěn)定，則除去可查明原因后轉(zhuǎn)入步驟4，即重新計(jì)算。7、計(jì)算圖控制線并作圖。將預(yù)備數(shù)據(jù)點(diǎn)繪在圖中，對(duì)狀態(tài)進(jìn)行判斷。若穩(wěn)，則進(jìn)行步驟8；若不穩(wěn)，則除去可查明原因后轉(zhuǎn)入步驟4，即重新計(jì)算。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)三、控制圖如何操作均值極差控制圖操作步驟8、計(jì)算過(guò)程能力指數(shù)并檢驗(yàn)其是否滿足技術(shù)要求。若過(guò)程能力指數(shù)滿足技術(shù)要求，則轉(zhuǎn)入步驟9。若過(guò)程能力指數(shù)不滿足技術(shù)要求，則需調(diào)整過(guò)程直至過(guò)程能力指數(shù)滿足技術(shù)要求為止。9、延長(zhǎng)控制圖的控制線，作控制用控制圖，進(jìn)行日常管理。上述1～8步驟為分析用控制圖。上述9步驟為控制用控制圖。統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)

使用自動(dòng)車床對(duì)某規(guī)格的軸進(jìn)行外徑加工，外徑規(guī)格為0.5mm,公差為±0.008；決定在量產(chǎn)時(shí)使用X-R控制圖對(duì)外徑尺寸這一特殊特性進(jìn)行控制。第一步：數(shù)據(jù)收集-依每小時(shí)的產(chǎn)量，決定每小時(shí)抽樣5件；-三天內(nèi)抽樣25組，共125個(gè)數(shù)據(jù)。第二步：記錄數(shù)據(jù)及計(jì)算-各組平均數(shù)及極差；-25組的總平均數(shù)及總極差。均值極差控制圖示例三、控制圖如何操作統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)組別X1X2X3X4X5XR10.4980.5010.5040.5020.5030.50160.00620.5040.5020.5050.5030.5000.50280.00530.5000.4990.5010.5020.5040.50120.00540.4990.5030.5020.5030.5020.50180.00450.5050.5060.5060.5020.5060.50500.004……………………200;5050.5050.5000.5010.5020.50260.005210.5040.5020.4990.4990.5000.50080.005220.5010.5020.5040.5000.5030.50200.004230.5020.5010.5020.4990.5020.50120.003240.5010.4990.5030.5020.5000.50100.004250.4990.5030.5010.4970.5020.50040.006Xmax=0.507Xmin=0.497X=0.5015R=0.0042σ=0.0020數(shù)據(jù)記錄三、控制圖如何操作統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)三、控制圖如何操作第三步：計(jì)算控制限-R圖上控制線值：UCLR=D4×R=2.11×0.0042=0.009-R圖下控制線值：LCLR=D3×R=0-X圖上控制線值：UCLX=X+A2×R=0.5015+0.58×0.0042=0.504-X圖下控制線值：LCLX=X-A2×R=0.5015-0.58×0.0042=0.499

常用系數(shù)D4、D3、A2依據(jù)每組的樣本數(shù)從常用系數(shù)表中選擇常用系數(shù)表(按3σ計(jì)算）n345A21.020.730.58D42.572.282.11D3000X=0.5015R=0.0042統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)12345678910111213141516171819202122232425.507.504.501.499.4970.0090.0070.0040.012345678910111213141516171819202122232425UCLXLCLUCLRXchartRchart第四步：選擇控制圖刻度并畫控制圖。三、控制圖如何操作統(tǒng)計(jì)過(guò)程控制SPC--培訓(xùn)123456789101112131415161718