SPC(Statistical Process Control,统计制程控制)

SPC

SPC（Statistical Process Control，統計製程控制）

什麼是SPC

SPC即英文“Statistical Process Control”之縮寫,意為“統計製程控制” SPC或稱統計過程式控制制。SPC主要是指應用統計分析技術對生產過程進行實時監控，科學的區分出生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動，從而對生產過程的異常趨勢提出預警，以便生產管理人員及時採取措施，消除異常，恢復過程的穩定，從而達到提高和控制質量的目的。

在生產過程中，產品的加工尺寸的波動是不可避免的。它是由人、機器、材料、方法和環境等基本因素的波動影響所致。波動分為兩種：正常波動和異常波動。正常波動是偶然性原因（不可避免因素）造成的。它對產品質量影響較小，在技術上難以消除，在經濟上也不值得消除。異常波動是由系統原因（異常因素）造成的。它對產品質量影響很大，但能夠採取措施避免和消除。過程式控制制的目的就是消除、避免異常波動，使過程處於正常波動狀態。

SPC起源與發展

SPC的基本原理和方法是上世紀30年代由Shewhart博士為了有效地對生產過程中產品質量進行監測控制而提出的，至今已有70多年的歷史。自創立以來，它就在工業和服務等行業得到了推廣和使用。二戰時期美國將其制定為戰時質量管理標準，為保證軍工產品的質量和及時交付起到了重要作用。戰後的日本從1950-1980年在工業界廣泛推廣和應用SPC，使日本躍居世界產品質量和生產率的領先地位，以至於美國著名的質量管理專家Berger教授也曾說：日本成功的基石之一就是SPC。從上世紀80年代起，SPC在許多工業發達國家復興，世界很多大公司也紛紛在自己內部積極推廣和應用SPC。雖然，SPC是從產品的質量監控開始的，但經過70多年實踐和發展，尤其是與電腦技術的緊密結合，其原理和方法現已廣泛應用於設計、銷售、服務、管理等過程。

3σ原理簡介

當過程僅僅有正常變異時，過程的質量特性是呈現正態分佈的，其分佈狀態如下：

休哈特建議用界限±3σ來控制過程，就是說，在10000個產品中不超過27個不合格品出現，就認為改生產過程是正常的，若達到27個以上，就認為過程失控。

在當時，這是一個非常高的要求，一般的企業都很難達到這個水平，而在今天，企業的質量管理水平當然已經遠遠不止這個水平，甚至一些企業普遍要求5σ的水準，當然，這和某些行業有關係，例如汽車電子和汽車鈑金的水準就不是一個數量級的。

SPC技術原理

控制（SPC）是一種藉助數理統計方法的過程式控制制工具。它對生產過程進行分析評價，根據反饋信息及時發現系統性因素出現的徵兆，並採取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態，以達到控制質量的目的。當過程僅受隨機因素影響時，過程處於統計控制狀態（簡稱受控狀態）；當過程中存在系統因素的影響時，過程處於統計失控狀態（簡稱失控狀態）。由於過程波動具有統計規律性，當過程受控時，過程特性一般服從穩定的隨機分佈；而失控時，過程分佈將發生改變。SPC正是利用過程波動的統計規律性對過程進行分析控制的。因而，它強調過程在受控和有能力的狀態下運行，從而使產品和服務穩定地滿足顧客的要求。

統計學的幾個基本概念

1）計量值與計數值

計量值：其特點是可以連續讀取的這些數據；

計數值：其特點是不可以連續讀取的這些數據。

2）總體、個體、樣本、抽樣

總體：由具有某種共同特性的單位個體組成的較大數量的整體。三特性：同質性、大量性和差異性。

樣本：由整體里的一定數量（部分或全部）個體組成的群體。

質量管理中常用的統計分析方法

介紹的以下這些工具和方法具有很強的實用性，而且較為簡單，在許多國家、地區和各行各業都得到廣泛應用:

●控製圖:用來對過程狀態進行監控，並可度量、診斷和改進過程狀態。

●直方圖:是以一組無間隔的直條圖表現頻數分佈特征的統計圖，能夠直觀地顯示出數據的

分佈情況。

●排列圖:又叫帕累托圖，它是將各個項目產生的影響從最主要到最次要的順序進行排列的

一種工具。可用其區分影響產品質量的主要、次要、一般問題，找出影響產品質量的主要

因素，識別進行質量改進的機會。

●散佈圖: 以點的分佈反映變數之間相關情況，是用來發現和顯示兩組數據之間相關關係的

類型和程度，或確認其預期關係的一種示圖工具。

●製程能力指數（Cpk）：分析工序能力滿足質量標準、工藝規範的程度。

●頻數分析：形成觀測量中變數不同水平的分佈情況表。

●描述統計量分析：如平均值、最大值、最小值、範圍、方差等，瞭解過程的一些總體特

征。

●相關分析：研究變數之間關係的密切程度，並且假設變數都是隨機變動的，不分主次，

處於同等地位。

●回歸分析：分析變數之間的相互關係。

SPC控製圖類型

1、控製圖種類(以數據來分)

1）計量值控製圖

∙Xbar-R（X-R）：平均值與全距（極差）控製

圖

∙X-Rm：個別值與全距控製圖

2）計數值控製圖

∙P-chart:不良率控製圖

∙Pn-chart:不良數控製圖

∙C-chart:缺點數控製圖

∙U-chart:單位缺點數控製圖

控製圖應用

1）SPC控製圖三要素：坐標、管制界限、數據點；構成完整的SPC圖。

2）計算：

A〃Xbar-R(平均值與全距（極差）控製圖): Xbar=∑Xn/n, R =Xmax-Xmin ，R=∑Rn/n

∙UCL=X +A2*R LCL=X -A2*R

UCL=D4*R LCL==D3*R

B〃P-chart:不良率控製圖P=P…（NG）/∑N *100%

C〃C-chart:缺點數控製圖

D〃U-chart:單位缺點數控製圖

2、控製圖種類(依用途來分)

1）控制用控製圖

∙追查不正常原因

∙迅速消除此項原因

∙研究採取防止此項原因重覆發生的措施。

2）分析用控製圖

∙決定方針用

∙過程分析用

∙過程能力研究用

∙過程式控制制準備