1、SPC 培训培训品质部 2017年3月1一、SPC的基本概念二、控制图的绘制三、过程异常的判定四、过程能力研究目录目录2一、SPC的基本概念1.1、什么是SPC？PROCESS原料人机料法环测结果结果好不好不要等产品做出来后再去看他好不好！而是在制造的时候就好把他制造好！31.1、什么是、什么是SPC?SPC由 Statistical Process Control 缩写而来,一般称为“统计过程控制”。SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段收集的数据进行分析，并调整过程，从而达成改进与保证质量的目的。SPC强调预防，防患于未然是SPC的宗旨。 m分配USLUCLCLLCLLSL3s3s4“S
2、PC就像房屋中的烟雾探测器：只要这种装置备有电池，并且被正确安置以及旁边有人监听，那么它就可以提前发出警报使你有足够时间阻止房屋起火” 6 Sigma管理法 追求卓越的阶梯1.1、什么是什么是SPC？51.2、SPC与产品检验的区别？与产品检验的区别？p 检验是通过比较产品质量特性测试值与规格要求，达到剔除不合格品的目的，是事后把关。p SPC是通过样本数据分布状况估计总体分布状况的变化，从而达到预防异常因素造成的不正常质量波动，消除质量隐患的目的，是事前预防。利润与质量成本6 普通原因：普通原因：是指过程在受控的状态下，出现的具有稳定的且可重 复的分布过程的变差的原因。普通原因表现为一个稳
3、系统的偶然原因。只有过程变差的普通原因存在且不 改变时，过程的输出才可以预测。（标准范围） 特殊原因：特殊原因：（通常也叫可查明原因）是指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。只用特殊原因被查出且采取措 施,否则它们将继续不可预测的影响过程的输出。 （违规操作）识别方法：控制图。1.3、过程波动的原因：、过程波动的原因：71.3、过程波动的原因：、过程波动的原因： 预测 目标值线 范围 时间时间范围预测1.4、什么是控制图？、什么是控制图？控制图的用途控制图的用途：1.监控制程是否产生特殊原因。2.提供制程能力的讯息。3分析制程，采取措施。控制图历
4、史：控制图历史：控制图是于1924年由美国品管大师WAShewhart（休华特）博士发明。品质发展历程。-3s 3s+3s-3sUCL CLLCL旋转90控制图（Control chart）是对生产过程的关键质量特性值进行测定、记录、评估并监测过程是否处于控制状态的一种图形方法。91.4、什么是控制图？、什么是控制图？控制界限：X s s s s s s s s s s正态分布，博彩10错误1：0.27%。错误2： 移动。控制界限越窄，犯第一种错误的机会变大。反之，犯第二种错误的机会变大。X1.4、什么是控制图？、什么是控制图？损失正负s 第二种错误第一种错误错误总和111.5、SPC步骤？步
5、骤？ 收集数据绘制解析用管制图 稳定状态 PpK 追求去除异常原因 满足规格 检讨5M1E 控制图满足不满足提升制程能力不稳定特殊原因稳定CpK小结，五大工具12二、控制图的绘制二、控制图的绘制2.12.1、什么叫统计学？、什么叫统计学？统计学可分为二大部份：（）搜集、整理、陈述、解释统计资料特性 -_统计学（）利用已知样本(sample)所搜集的资料，推论未知母(群)体 (population)的特性 -_统计学使在不确定情况下作成决策的科学方法。叙述叙述推论推论统计是数学的一支统计是数学的一支,它用来讨论如何进行资料的收集它用来讨论如何进行资料的收集、分分析析、解释解释，以及大量数字资料之
6、系统化表示以及大量数字资料之系统化表示.132.2集中趋之表示法集中趋之表示法:1)算术平均数算术平均数2)几何平均数几何平均数3众数众数4)中位数中位数2.3、离散趋势之表示法离散趋势之表示法: 1)全距全距 (R) X max X min 2)方差方差: S2= 3)标准差标准差: S =(Xi-x)2n-1(Yi-y)2n-1142.4、个体和变量个体和变量个体个体(individual)(individual)就是一组数据描绘的对象。例：人、设备机台、工程、机种.。变量变量(variable)(variable)是指一个个体的任意特质(characteristic)，同一个变量对于不同
7、个体，可能有不同的值。例：粗胚密度、接续组抗、压着温度.。 统计是处理数字的，但是并非所有变量的值都是数值 统计处理非数值变量时，可以用计数(count)或百分比(percent)姓名姓名 工程工程 分数分数 及格及格/不及格不及格马小义 领料 85 及格黄小杰 投料 69 不及格林小明 砂磨 73 及格黄小昌 三辊 93 及格王小财 三辊 92 及格吴小良 过滤 65 不及格陈小成 包装 82 及格152.5、抽检与全检、抽检与全检 p 全检就是全部检验，其含义包括对所有产品的检验和对同一个产品所有性能的检验。大型、性能复杂和重要的产品或出现质量问题或质量争议产品通常都会要求进行全检。但是对
8、于大批量生产的一般性产品，如果进行全检，无论是从效率上还是从成本上都是不划算的，这时就可以实行抽检。p抽检就是从一个批次中抽出几个作为样本进行全部或某几个性能指标的检验。抽取的数量可以根据统计原理确定有代表性即可。抽检一般是随机的，也就是从所有产品中随便拿取一定数量的单件作为样本来进行检验。并以这些样本的检验结果来判定这些样本所代表的整批次产品的性能或质量。162.6、什么控制图？、什么控制图？管制图-使用图形对所要求之特性值进行管理,通常管制图有以下特性: 1.与统计学有关。 2.具有一定之上下限。 3.具有随机特性。 4.管制图与母群体(Universe)具有相同之特质.所以管制图产生变异
9、时母群体也产生变异。 5.具有很高的敏感性,可侦测出母体是否产生变异。 6.样本数不会太大。 7.使用上很简单。QC七大手法172.7、控制图的分类：控制图的分类：数据性质 图别 说明X-R 管制图X-s 管制图X-MR 管制图平均值与全距管制图平均值与标准差管制图单值与移动移动极差管制图P 管制图nP 管制图C 管制图u 管制图不良率管制图不良个数管制图缺点数管制图单位缺点数管制图计量值计数值 按用途18计量型数据吗？ 性质上是否均匀或不能按子组取样？关心的是不合格品率吗？样本容量是否恒定？样本容量是否恒定？ 子组容量 9？MRX sx Rx np或p图p图C或U图U图是否是是是是是否否否否
10、否关心的是单位零件缺陷数吗？是2.8、控制图之选定原则：控制图之选定原则：19 类别计量值管制图(指连续数据，如身高、体重)计数值管制图(指间断数据，如不良率、缺点数)在制造过程中需要经常抽样并量测及计算，较为麻烦而费时间。1.用于制程管制较灵敏， 可预测将发生之不良状况.2.能及时找出不良原因， 为最优良之管制工具。1.生产完成后，才抽取样 本区分良品、不良品， 数据能以简单方式获得.2.对于工厂质量状况了解 较方便。只靠此种管制图，有时无法寻求不良真因，造成不能采取处理措施，而延误时机。 优点 缺点2.8.12.8.1、控制图之选定原则：、控制图之选定原则：20X-R 、X-S 、X-MR
11、 控制图系数表（附表）nd2d3A2A3D3D4C4C5B3B421.1280.8531.8802.659-3.2670.7980.603-3.26731.6930.8881.0231.954-2.5740.8860.463-2.56842.0590.8800.7291.628-2.2820.9210.389-2.26652.3260.8640.5771.427-2.1140.9400.341-2.08962.5340.8480.4831.287-2.0040.9520.3080.3031.9772.7040.8330.4191.1820.0761.9240.9590.2820.1181.88
12、282.8470.8200.3731.0990.1361.8640.9650.2620.1851.81592.9700.8080.3371.0320.1841.8160.9690.2460.2391.761103.0780.7970.3080.9750.2231.7770.9730.2320.2841.716113.1730.7870.2850.9270.2561.7440.9750.2210.3211.679123.2580.7780.2660.8860.2831.7170.9780.2110.3541.646133.3360.7700.2490.8500.3071.6930.9790.20
13、20.3821.618143.4070.7630.2350.8170.3281.6720.9810.1940.4061.594153.4720.7560.2230.7890.3471.6530.9820.1870.4281.572163.5320.7500.2120.7630.3631.6370.9840.1810.4481.552173.5880.7440.2030.7390.3781.6220.9850.1750.4661.534183.6400.7390.1940.7180.3911.6080.9850.1700.4821.518193.6890.7330.1870.6980.4031.
14、5970.9860.1660.4971.503203.7350.7290.1800.6800.4151.5850.9870.1610.5101.490212.9、使用控制图的准备、使用控制图的准备1、建立适合于实施的环境 a 排除阻碍人员公正的因素；b 提供相应的资源；c 管理者支持。2、定义过程 根据加工过程和上下使用者之间的关系，分析每个阶段的影响因素。3、确定待控制的特性 应考虑到：顾客的需求、当前及潜在的问题区域、特性间的相互关系4、确定测量系统 a 规定检测的人员、环境、方法、数量、频率、设备或量具。 b 确保检测设备或量具本身的准确性和精密性。注：应在过程记录表上记录所有的相关事件
15、，如：刀具更新，新的材料批次等，有利于下一步的过程分析。22nxxxxxn.321minmaxxxRkxxxxxk.321kRRRRRk.321控制图的控制限计算、Rx 1.10.2u2.10、计量型、计量型控制图的绘制控制图的绘制计量型数据：长度、重量、电阻、厚度、粘度等等。232.10.1、计算控制界限：控制图的控制限计算Rx X控制图R控制图 xCLxRCLRRAxUCLx2RDUCLR4RAxLCLx2RDLCLR324252321191715131197531148147146145144样本样本均值_X =145.84UCL=148.124LCL=143.5562523211917
16、1513119753186420样本样本极差_R=3.96UCL=8.373LCL=0Xbar-R控制图252.10.2、X-S控制图控制图 数据的收集（基本同X-R图） 如果原始数据量大，常将他们记录于单独的数据表，计算出 X 和 s（标准差） 计算每一子组的标准差 s = (XiX ) n 1 UCLX = X+ A3S LCLX =X -A3S CLX =X UCLS = B4S LCLS = B3S CLs =S 注：式中S 为各子组样本标准差的均值 ，B3、B4、A3为随样本容量变化的常数。（可查表）数据量。26kXkXXXXXCLkX.321SAXnCSXnCSXnXXUCLXX3
17、443/333ssSAXnCSXnCSXnXXLCLXX3443/333sss4321.CkSkSSSSSCLksSBSCCCSCCCCSSUCLSS44545454)31 ()3(33ssSBSCCCSCCCCSSLCLSS34545454)31 ()3(33sssSC4nCA433ssSC545431CCB45331CCB27252321191715131197531148147146145144样本样本均值_X =145.84UCL=147.315LCL=144.365252321191715131197531321样本样本标准差_S=1.513UCL=2.596LCL=0.429651
18、11Xbar-S控制图28 2.10.3、X-R控制图控制图 公式： UCLR=D4R UCL X = X + A2 R LSLR=D3R LCL X = X - A2 R 式中：D3、D4 和 A2 是随样本容量变化的常数，见表： 29kiikxkkxxxx1211.11)1(21111.kiikMRkkMRMRMRR移动极差是指一个测定值 xi 与紧邻的测定值xi+1 之差的绝对值，记作MR，MR = | xi - xi+1 | （i=1,2,k-1) 其中：k为测定值的个数; k个测定值有k-1个移动极差,每个移动极差值相当与样本大小n=2时的极差值。2.10.42.10.4、X-MRX
19、-MR控制图控制图30RMExLCLxCLRMExUCL22控制图的控制限、MRx 1.4.10.2X控制图MR控制图MRCLmRMRDUCLmR4MRDLCLmR3E2、D3、D4为与样本有关的的常数，可查表。312523211917151311975313.01.50.0-1.5-3.0观测值标准化数据0UCL=3LCL=-3BACBC25232119171513119753143210观测值移动极差_MR=1.128UCL=3.686LCL=0BACBCX-MR 控制图使用不相等样本量进行的检验322.11、计数值管制图计数值管制图2.11.1、P-chart (不良率不良率管制图管制图
20、)P = = 不良品个数检查个数dn用途用途1. 仅能以不良品表示之质量特性。2. 大量将产品分为合格品或不合格品时。注意事项注意事项：1. 不良率管制图之样品大小可以相同或不相同。2. P chart与X bar R管制图一样需要合理分组，一般以一定时间之产品为一组， 或以每批产品为一组，但P chart样本大小要比X bar R大得多。如果样本太小时， 可能抽不到不良品，会误认产品100%为良品。3. 使每组样本内含15个不良品为最佳。假设P = 3%，则样本大小n应为 4. 因样品数不同所以绘制的管制界限呈现阶梯形状，即所谓“阶梯式管制界限” 。n = 15PPn = = 33167 1
21、53%3%33)1 (13)1 (13PPnPLCLPPnPUCLPCLkknnnnpnpnpp 2121在实际应用中在实际应用中,当各组容量与其平均值相差不超过正负当各组容量与其平均值相差不超过正负25%时时,可可用平均样本容量用平均样本容量( )来计算控制限来计算控制限.n2523211917151311975310.050.040.030.020.010.00样本比率_P=0.01252UCL=0.04588LCL=01P控制图使用不相等样本量进行的检验34 np = (np1+np2+npk) / k式中的np1,np2, 为K个子组中每个子组的不合格数数 。2.11.2.1 计算上下
22、控制限计算上下控制限 UCLnp=np + 3 np(1-p) LCLnp=np - 3 np(1-p) p 为过程不良品率为过程不良品率 , n 为子组的样本容量。为子组的样本容量。2.11.3、计算过程不合格数均值（计算过程不合格数均值（C）：）： C = (C1+C2+Ck) / K 式中：C1, C2, Ck为每个子组内的缺陷数计算控制限 U/LCLc= C3 C2.11.2、nP-chart (不良不良数数管制图管制图)2523211917151311975316543210样本样本计数_NP=1.56UCL=5.292LCL=0nP控制图2523211917151311975316
23、543210样本样本计数_C=1.48UCL=5.130LCL=01C 控制图352.11.3.12.11.3.1、U U控制图控制图nuuLCLnuuUCLncuCL33kknnnCCCu21212523211917151311975310.050.040.030.020.010.00样本每单位样本计数_U=0.01252UCL=0.04609LCL=011U控制图使用不相等样本量进行的检验362.12、其他类型的控制图、其他类型的控制图2.12.1短期控制图短期控制图源由：柔性生产、JIT假设在一个单一的控制图所跟踪的产品，有一个普通的、持续的变差。当这些产品的变差有显著不同时，使用与过程
24、目标值的偏差就会出现问题。在这种情况下，可以使用一种转换的形式使数据标准化以补偿不同产品的均值与变差。即Z化的控制图。(适用于计数型控制图)37三、过程异常的判定三、过程异常的判定控制图的判定，说明生产过程存在特殊原因，该原因的存在控制图的判定，说明生产过程存在特殊原因，该原因的存在很可能导致不良品的产生，此过程为非受控状态。因此有必很可能导致不良品的产生，此过程为非受控状态。因此有必要识别特殊原因，并采取纠正预防措施。要识别特殊原因，并采取纠正预防措施。同时，存在这样的情况，一个同时，存在这样的情况，一个“不受控的模式不受控的模式”对一个过程可对一个过程可能是一件坏事，而对另一个过程可能是一
25、件好事。能是一件坏事，而对另一个过程可能是一件好事。38基本准基本准则则准则常态假设需常态假设需求求适用管制适用管制图图说明及备注说明及备注 误判机率，误判机率，1000点中少于五点点中少于五点准则准则 4水平改变连续 7 点 以上（含）落于中心线一侧连续8点落在中心线两侧而未落在C区All序序号号型型态态准则准则 1畸形有1点超出管制界限All (X, R, X, P, nP, C, U)准则准则 5趋势6点连续上升或下降同侧连续15点落在c区All准则准则 2水平改变准则准则 3水平改变连续 3 点中有2点落在 A 区或超出 A 区连续14点在中心线上下交错连续5点中有4点落在 B 区或超
26、出 B 区大约2/3的点未落到C区X, XX,XUCLABCCBALCL异常可能原因：1、新操作人员，方法不对，机器故障，原料不合格2、检验方法或标准变化3、计算错误，测量误差4、设备变化使用。394041四、过程能力研究四、过程能力研究1、即使我们知道过程是在统计控制状态下，但是过程能力如何，并未定义。2、过程能力是一个过程在固定的生产因素及稳定控制下之品质能力。（锁定5M1E）3、过程能力之评估必须在过程稳定后才能实施，也就是Xbar-R控制图显示过程已在控制状态下。4、以前我们经常用直方图对比规格与实际偏差，或者实际分布是否在规格限内。为了快捷领会，我们使用简单数字评定等级之方式来评价实
27、际，再运用评价来改善品质。424.1过程能力图示法过程能力图示法不精密 精密准确不准确 4.24.2、工程准确度工程准确度CaCa: 指从生产过程中所获得的资料其平均值( )与规格中心值( )之间偏差的程度.2/TuXCa双边规格公式： ：样本平均值 ：规格中心值：样本标准差T (规格公差) = 规格上限 - 规格下限 = USL - LSLXXUSLLSLX-T/2制程平均值与规格中心偏差小时，因为(X-)小所以 Ca 小，当 Ca 越小时表示制程平均越接近规格中心。但制程可容许的偏差程度也与产品规格有关，相同偏差( (X-) )下，当规格越大时(因为 T/2大) Ca会越小。X44125.
28、 0Ca25. 0125. 0 Ca50. 025. 0 CaCa50. 0等级 A B C D 处置原则达到规格要求,持续维持有必要时尽可能改善至A级应检讨规格及作业标准全面检讨所有可能之影响因素Ca值 4.2.1、Ca 当u与 之差的绝对值越小，Ca的绝对值也越小，质量也就越接近规格要求之水平(规格中心)。 Ca是负值时 值偏低； Ca是正值时 值偏高。单边规格时，无Ca值。XXX2/TuXCa454.34.3制程精密度制程精密度Cp: Cp: 衡量产品分散宽度符合公差的程度双边规格公式：s6TCp ：样本平均值 ：规格中心值：样本标准差T (规格公差) = 规格上限 - 规格下限= US
29、L - LSLXUSLLSL6T制程变异程度越小(小)时Cp会越大，表示制程精密度越好，越适合生产。但制程可容许的精密程度也与产品规格有关，相同制程能力下(相同) ，当规格越大时Cp会越大(因为T大) 。ss3,3SlXCplXSuCpu单边规格公式：Su：规格上限Sl：规格下限Cp33. 133. 1Cp00. 100. 1Cp83. 083. 0Cp 等级 A B C D 处置原则规格稳定,考虑将规格容差缩小有发生不良之危险,需注意检讨规格及作业标准全面检讨所有可能之影响因素Cp值 4.3.1、Cp 等级评定后之处置原则等级评定后之处置原则Cp与Ca值不同的地方是，我们希望Ca值越小越好；
30、Cp值则越大越好。Cp一定是正值，且越大越好，Ca可能有负值，表示样品的平均值比规格中心小。474.4、过程能力指数、过程能力指数Cpka.制程能力表示法: Cp= =b.直正制程能力: Cpk=Min 或Cpk=Cp(1-k)注意事项: a.假设被分析之质量特性,其分配为常态,才有Cpk,否则Cpk没有意义. b.x及标准差系来自控制之制程. c.Cpk不具有相加性. d.以Cpk换算成PPM时,通常只看单边之PPM.规格裕度 规格上限 规格下限6标准差 6标准差(规格上限-x),(规格下限-x)3标准率484.4.1、过程能力指标、过程能力指标Cpk: 一个工程生产能力是否到达规格的要求,
31、需同时以Ca与Cp作综合评价。CpCaCpk 1双边规格公式：单边规格公式：CplorCpuCpk CplCpuMin,or1.Cpk是对制程精密度及工程准确度的综合评价，Cpk须同时考虑 Cp及Ca的表现，若Cpk太小须去探讨是Ca或Cp造成，并针对 精密度或准确度进行改善。2.当Ca1时，Cpk会是负值，也表示工程的准确度太差。494.4.2、Cp与与Cpk1.Cp永远大于或等于Cpk 即:CpCpk2.Cp与Cpk差距越大,代表改善空间越大.3.当制程中心线等于规格中心线时,即Cp=Cpk.4.当制程中心线位于规格界线上时,即Cpk=0.5.当制程中心线超出规格界线时,即Cpk Ca,C
32、p都很好 ,制程能力够.= Cp很好,Ca太差.= Ca很好,Cp太差.图形 代表意义524.5、过程性能评价过程性能评价Ppk534.5.1、过程性能过程性能指数的分级与措施：指数的分级与措施：54项目 类型CpkPpk名称长期短期对象稳定过程（量产）非稳定过程（试产）公式 = R/d2 = 标准差要求1.331.67数据分析数据分组计量数据不分组ss4.5.2、Cpk和和Ppk的区别的区别554.5.3何时应该重新计算控制界限？何时应该重新计算控制界限？564.6、其他能力指数、其他能力指数设备能力指数设备能力指数Cmk量具能力指数量具能力指数Cgk574.7、制程控制系统、制程控制系统 有反馈的过程控制系统模型 过程的呼声 人 设备 材料 方法 产品或 环境 服务 测量 输入 过程/系统 输出 顾客的呼声我们工作的方式/资源的融合统计方法顾客识别不断变化的需求量和期望4.8、过程改进循环过程改进循环1、分析过程、分析过程 2、维护过程、维护过程 本过程应做什么？ 监控过程性能 会出现什么错误？ 查找变差的特殊原因并 本过程正在做什么？ 采取措施。 达到统计控制状态？ 确定能力 计划 实施 计划 实施 措施 研究 措施 研究 计划 实施 3、改进过程、改进过程 措施 研究 改进过程从而更好地理解 普通原因变差 减少普通原因变差 杜绝特殊原因的变差绩效公式5960
