第4章统计过程控制图
04章-统计过程控制
上海质量技术监督培训中心2011年质量专业理论与实务课后练习题（中级B 第四章 统计过程控制）一、单选题1．控制图的第一类错误是指（ ）。
A ．错误使用判异准则B ．过程异常，但点子排列未显示异常，判稳C ．选择过程质量特性值不合适D ．生产正常，但点子偶然出界，判异2．在过程处于稳态下，由于控制图打点出界，从而判断过程异常，则（ ）。
A ．出现这种情况的概率为αB ．过程无偶然因素存在C ．出现这种情况的概率为1-αD ．发生了第二类错误3．控制图是（ ）进行测定、记录、评估和监查过程是否处于统计控制状态的一种统计方法。
A ．计量检测系统B ．设备维护保养计划执行情况C ．质量体系运行D ．过程质量特性值4．合理子组原则指组内差异只由偶因造成，要求（ ）收集一个子组的样品。
A ．尽可能长时间内B ．尽可能减少成本地C ．尽可能短时间内D ．尽可能节省取样时间5．计算均值极差图通常是（ ）。
A ．先作均值图，等均值图判稳，再作极差图B ．先作均值图，再作极差图C ．先作极差图，等极差图判稳，再作均值图D ．同时作极差图和均值图6．休哈特控制图的实质是（ ）。
A ．查明因素B ．区分合格与不合格C ．控制过程D ．区分偶然因素与异常因素7． 控制图统计量的数据属于正态分布，当样本大小大于10时，一般应用的控制图为（ ）。
A ．x R -B ．x s -C ．Me-RD ．X-Rs8．控制图上的点子连续10点在中心线两侧，但无一在C 区中，则可以认为（ ）。
A ．过程能力已满足要求B ．过程能力未满足要求C ．过程判异D ．过程判稳9．过程能力指数反映了（ ）。
A ．过程加工质量方面的能力B ．过程加工质量满足产品技术要求的程度C ．产品的技术要求D ．企业产品的控制范围10．控制对象为铸造件上砂眼数、机器设备的故障次数时应选用（ ）控制图。
A ． S X R -B ．C C ．pD ．np11．过程处于统计控制状态即稳态，其（ ）。
质量专业理论与实务(中级) _第四章 统计过程控制(4)_2010年版
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中大网校 “十佳网络教育机构”、 “十佳职业培训机构” 网址： 1、在啤酒厂检测啤酒的酒精含量，应采用（ ）
A:ρ控制图
B:n ρ控制图
C:c 控制图
D:X —RS 控制图
答案:D
解析:啤酒厂检验啤酒的酒精含量，属于在液体流程式工艺线上检验
2、若对检验费用高的产品进行控制，最宜选取的控制图为（ ） A:
B:
C:ρ控制图
D:c 控制图
答案:B
解析:
的适用范围包括检验费用高的产品
3、某厂加工手表齿轮轴，为控制其直径，应采用（ ）
A:不合格率ρ控制图
B:均值—极差 —R 控制图
C:不合格数c 控制图
D:不合格数n ρ控制图
答案:B
解析:手表齿轮直径是计量值数据，排除β图、c 图和n ρ图后选B。
SPC统计过程控制图简介
1．控制图—过程控制的工具。
●什么是控制图——一种统计工具●控制限的确定原则：兼顾成本前提下的错判率。
●控制图与正态分布曲线的关系。
●控制图使用的两个阶段◆建立控制图、确定控制限◆应用控制图，对过程进行监控。
●控制图的作用◆预知不合格◆向生产者及顾客提供质量稳定的证据。
◆减少普通原因变差来改进过程，降低成本◆区分普通原因及特殊原因的变差◆为操作者之间提供沟通的语言●计量型控制图◆计量型控制图的概念a ）用于可量化质量特性的监视，b)可分别观察分布宽度及分布位置，c)该控制图总是成对出现的。
◆典型的计量型控制图有：（均值）——R （极差）图 （均值）——S （标准差）图 （中位数）——R （极差）图x （单值）——MR （移动极差）图◆其中： 、 、x 用于观察位置，R ，S ，MR 用于观察宽度。
三、计量型控制图（均值—极差图）1．准备阶段●建立适合的环境●确定作图的特性：重点工序的重点特性，特别是特殊特性。
●确定测量系统，并进行MSA●减少不必要的变差●监测过程中，要记录重要的过程事件。
2．制图阶段（8个步骤）●确定子组大小、频率及子组数◆子组大小（子组容量）：每次抽样时连续抽取的产品数（相同条件下） ◆频率：隔多长时间抽一个子组（考虑生产节拍）◆子组数：在一张控制图上要描述多少个子组（一般为25个）●建立控制图，并记录原始数据（均值图在上，极差图在下）●计算每个子组的平均值 和极差R~ x — x~ x —x —x — x— x — R — — X x 1＋x 2＋……＋x n X=—————————— K — x— — x 1＋x 2＋……＋x n X=—————————— ,n 为样本容量，R=X max －X min n并将结果写入数据表中。
●选择控制图的刻度。
图：刻度范围至少为全部均值中的（X max －X min ）×2 R 图：刻度从0~最大，至少为前4个极差中，R max ×2.● 将值及R 值描于图上，并连线，可见图行趋势。
第四章 统计过程控制(2)分析用控制图和控制用控制图
4.3 分析用控制图和控制用控制图4.3 分析用控制图和控制用控制图（一）分析用控制图与控制用控制图的含义先看一下为什么控制图要在稳态下进行？一道工序开始应用控制图时，几乎总不会恰巧处于稳态，也即总存在异因。
如果就以这种非稳态状态下的参数来建立控制图，控制图界限之间的间隔一定较宽，以这样的控制图来控制未来，将会导致错误的结论。
因此，一开始，总需要将非稳态的过程调整到稳态，这就是分析用控制图的阶段。
等到过程调整到稳态后，才能延长控制图的控制线作为控制用控制图，这就是控制用控制图的阶段。
故根据使用目的的不同，控制图可分为分析用和制用控制图两类。
1、分析用控制图分析用控制图主要分析以下两个方面：（1）所分析的过程是否处于统计控制状态？若达到；则称统计稳态。
（2）该过程的过程能力指数cp是否满足要求？维尔达（s.l.wierda）把过程能力指数满足要求的状态称作技术稳态。
从表可见，状态ⅳ达到状态ⅰ有两条途径：ⅳ→ⅲ→ⅰ；ⅳ→ⅱ→ⅰ，哪条好？这应由具体的技术经济分析决定，如果从计算cp值考虑，可以先达到状态ⅲ。
2、控制用控制图2、控制用控制图当统计稳态和技术稳态都达到时，分析用控制图可转为控制用控制图。
把分析用控制图的控制线延长，而且要有正式的交接手续。
经过一个阶段的使用后，可能又会出现异常，这时应查出异因，采取措施，加以消除。
（二）常规控制图的设计思想常规控制图的设计思想是先确定犯第一类错误的概率α，再看犯第二类错误的概率β。
（1）按3σ方式确定cl、ucl、lcl，就等于确定α0=0.27%。
（2）在统计中通常采用α=1%，5%，10%三级，但休哈特为了增加使用者信心把常规控制图的α取得特别小，这样β就大，这就需要增加第二类判异准则，即既使点子不出界，但当界内点排列不随机也表示存在异常因素。
（三）判异准则判异准则有点出界和界内点排列不随机两类。
由于对点子的数目未加限制，故后者的模式原则上可以有很多种，但在实际中经常使用的只有具有明显物理意义的若干种。
SPC统计过程控制课件
举例
• 原材料的微小变化 • 设备的微小震动 • 刀具的正常磨损 • 模具正常的老化 • 操作者细微的不稳定 • 夹具的正常磨损 •…
• 使用了一批不合格的原材料 • 设备的不正确调整 • 刀具的严重磨损 • 模具损坏 • 操作者做错（判定标准错） • 使用了错误的夹具 •…
一般原因与特殊原因在统计过程中的体 现
在何处使用SPC控制图
当一个防错装置不可行时 从FMEA中得出具有高危险顺序数值（RPN’s)的过程 从DOE（因素实验设计）得出的关键变量 客户要求 管理层承诺
SPC的优点和缺点
优点 ➢已证实的改善生产力的技术方法 ➢预防缺陷的有效方法 ➢防止不必要的过程调整 ➢提供诊断信息 ➢提供过程能力信息 ➢用于计数型和计量型两种数据类型 缺点 ➢必须提供充分的培训 ➢必须正确收集数据 ➢必须正确的计算和标绘所需的统计量（例如：均值，极差， 标准差）
+3
x
与平均值相距的标准差个数
正态（normal）机率测试图
利用Normal Probability Plot 我们可以测试一组数据是否为 “正态”分布 若该分布趋近于正态，则Normal Probability Plot 将会趋近于 一直线 利用Minitab 可以简单的制作出Normal Probability Plot 下面我们利用一组数据来检验一下其正态性
计量型统计过程控制
通过对本模块的学习后，学员将能够建立下列控制图： ➢单值移动极差图（I-MR） ➢均值极差图（Xbar-R） ➢均值标准差图（Xbar-S）
I-MR图
单值移动极差I-MR图，子群由单一的测量值组成 I-MR图由两个图组成，一个是I图，一个是MR图 I图为每个子群计量个体的测量值，中心线为其平均值 MR图为相邻两个数值的差的绝对值，中心线为其平均值
第四章 质量控制(4)--控制图
x图
UCL= 49.553 CL= 49.5068
LCL= 49.4606
0.2 0.18 0.16 0.14 0.12 0.1 0.08 0.06 0.04 0.02 0
R图
UCL= 0.1692
CL= 0.08
例-第六步
7、分析生产过程是否处于统计控制状态； 利用分析用控制图的判断规则，分析生产过程 是否处于统计控制状态。本例经分析，生产过程 处于统计控制状态。
对于计点特性值，如铸件的沙眼数、布匹上的疵 点数、电视中的焊接不合格数等离散性数据，最 常见的是泊松分布（Poisson distribution）。
产品质量的统计规律
质量特性 x 控制上限UCL
3σ
Upper Control Limit
中心线CL
Central Limit
3σ
控制下限LCL
Lower Control Limit
49.5068 49.50 0.20 / 2
0.068
例-第八步
8、ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ算过程能力指数；
1) 求修正后的过程能力指数Cpk
Ri
0.09
0.05 0.07 0.06 0.05 0.08 0.10 0.06 0.09 0.05 0.11 2.00 0.080
1
2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
15
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
平 均
单位 mm
13 14
表（某零件长度值数据表）
数据
各类常规控制图的使用
x-R图是x图（均值控制图）和R图（极差控制图）联合使 用的一种控制图。 x图主要用于判断生产过程的均值是否处于或保持在所要 求的受控状态； R图用于判断生产过程的标准差是否处于或保持在所要求 的受控状态；
统计过程控制(休哈特Shewhart控制图)(91页)(课件PPT)
• 2) 检查表
缺陷密度图
• 3) 帕累托图
• 4) 因果图
FMEA, Fault-Tree
• 5) 流程图
• 6) 散点图
概率图
• 7) 控制图
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Sample Quality Characteristic
控制图
• 图形显示的是通过测量或计算样本与样本的数目或时间的 而绘制出来的质量特性。
CenLteirn e X
μX
LCL XA3S μX3σX
• S控制图的中线和控制界限：
UCL B4S S3S CenL teirne S
LCL B3S S3S
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哈特常数
n
A2
A3
2
1 .8 8 0
2 .6 5 9
3
1 .0 2 3
1 .9 5 4
4
0 .7 2 9
1 .6 2 8
k
xi
x
i1
k
x
n
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控制图－抽样风险
• 控制表是假定过程处于以统计数据方式控制下的一种测试 。
• 类型I错误 当一个工序实际处于控制中，结论却表明为失去控制。亦
称-错误或生产者的风险。
• 类型II错误 • 过程实际处于失控状态时，结论却表明为过程在控制中，
亦称β-错误或消费者风险
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缺陷与缺点
– 缺陷或非一致项 某一个产品有一个或更多规格不符合输出的产品
如：一个有划痕的媒体CD，一个有裂纹的包装、一个不良的PCBA
– 缺点或不符合 一个造成规格不满意的具体点 例：划痕，裂纹，有缺陷的IC
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统计过程控制(SPC) ppt课件
28
ppt课件
4.5控制图的分类
按照用途分类：
分析用控制图：过程分析（制程解析）
控制用控制图：变化的范围用到现场去，根据给定的界限进行分 析
分析用控制图和控制用控制图的区别：
应用的地点不一样，分析用控制图用在了解制程，控制用控制图 用在生产现场
是否需要计算控制界限
13
ppt课件
2.3局部措施和系统措施
措施 对比
对象
系统措施
通常用来消除变差的普 通原因
局部措施
通常用来消除变 差的特殊原因
实施人员
几乎总是要求管理措施， 以便纠正
通常由与过程直 接相关的人员实 施
效果
大约可纠正85%的过程 问题
通常可纠正大约 15%的过程问题
14
ppt课件
3.统计过程的控制思想
样本不一样，控制用控制图针对每个子组进行控制，收集一个判 定一个
分析的时间不一样，分析用控制图在收集25个子组之后进行，控 制用控制图每个子组进行分析和判断
目的不一样：分析用控制图用来了解制程是否受控，能力是否满 足顾客要求，控制用控制图已经了解顾客要求和控制界限，维持 和保持这种状态
29
9
ppt课件
3.对过程采取措施对重要的 特性采取措施从而避免它们 偏离目标值太远是很经济的 4 .对输出采取措施如果仅限 于对输出检测并纠正不符合 规范的产品，常常是最不经 济的
过程控制的必要： 检测——容忍浪费 预防——避免浪费
10
ppt课件
2.2波动及波动的原因
过程的单个输出间不可避免的差异任何过程都存在产生 变差的原因产生变差的原因可以分为两类，即:
spc统计过程控制与管制图
SPC统计过程控制与管制图1. 简介SPC〔Statistic Process Control〕是指通过统计方法对生产过程进行过程控制和管制的一种方法。
SPC通过收集和分析过程中的数据，帮助企业发现和解决问题，并实现过程的稳定和改良。
在SPC中，管制图是一种常用的工具，用于判断过程是否处于统计控制之中。
2. 管制图的根本原理管制图是一种时间序列图，通过将样本数据的均值、极差等统计量绘制在图上，以便直观地了解过程的稳定性。
在管制图中，通常会画出上下控制限以及中心线，用于判断过程是否处于统计控制之中。
管制图有多种类型，常用的包括： - 平均数管制图〔Xbar-R图〕：用于监控过程的平均数和极差 - 均值管制图〔X图〕：用于监控过程的平均数 - 极差管制图〔R图〕：用于监控过程的极差 - 标准差管制图〔S图〕：用于监控过程的标准差 - P图：用于监控过程的不良品率 - C 图：用于监控过程的不良品数3. 构建管制图的步骤构建管制图的步骤如下： 1. 收集数据：根据需要监控的指标，收集足够的样本数据。
2. 计算统计量：根据收集到的数据，计算出相应的统计量，如平均数、极差、标准差等。
3. 绘制管制图：根据统计量，绘制出相应的管制图，包括上下控制限和中心线。
4. 分析管制图：通过分析管制图中的数据点是否超出控制限，判断过程是否处于统计控制之中。
5. 做出改良：如果过程处于统计控制之外，需要分析可能的原因并采取相应的改良措施。
4. 管制图的应用管制图广泛应用于制造业和效劳业中的质量管理过程中。
通过使用管制图，企业可以实现以下目标： - 及时发现生产过程中的异常情况，减少不良品率； - 保持生产过程的稳定性，提高生产效率； - 通过长期监控数据，找出改良生产过程的方向。
5. 管制图的本卷须知在使用管制图时，需要注意以下几点： - 样本数据应该具有一定的随机性，否那么可能会影响对过程稳定性的判断。
- 控制限的选择需要根据实际情况进行调整，不同的管制图有不同的选择方法。
五大工具简介
普通原因 ( Common Cause ) : • 影响过程输出的所有单值的一种变差源.在控制图中表现为随机过程பைடு நூலகம்差的一部 分. 特殊原因 ( Special Cause ) : • 一种间断性的, 不可预计的, 不稳定的变差源, 有时也称为可查明原因. 可表现 为: 超出控制限的点或在控制限内的链或其它非随机性的图形.
ISO/TS16949内部培训教材
五大工具简介
企管部
一、统计过程控制
SPC
50
UCL
45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
LCL
1
2
3
4
5
6
7
8
9
课程内容
第一章：SPC简介 第二章：变差及控制 第三章：控制图的准备 第四章：计量型控制图 第五章：计数型控制图
第一章 SPC简介
目的: 了解SPC的基本概念和在质量管理体系中的应用。
50 45 40 35 30 25 20 15 10 5 0
UCL
LCL
1 2 3 4 5 6 7 8 9
预防与检测
过程的呼声
过程控制系统
统计方法
人
机
料 法 环
我们工作的方式 / 资源的整合
产品 或 服务
顾客
识别不断变化 的需求和期望
输入
过程/系统
输出
顾客的呼声
第二章 变差及控制
目的 :
理解过程的变差的概念及如何改进过程稳定性和能力。
过程失控情形
当控制图显示出下列情形时过程可能失控。 • 一个或多个点超出控制限或 • 所绘制的点显示出非随机性， 例如： 趋势 移动 混合 分层
超出控制限的点
第四章 第二节 控制图
样
本
·
统
计
··
量· · ·
UCL 3
CL
LCL 3
序 号
4、控制界限和规格界限
样
本
统
计
量
·
·
·
·
·
USL=TU UCL=μ+3σ
CL=μ LCL=μ-3σ
USL=TL
序号
5、控制图两类错误
（1）虚发警报。这类错误是将正常判为 异常，既生产仍处于统计控制状态，但 由于随机性原因的影响，使得点子超出 控制限，虚发警报而将生产误判为出现 了异常，把犯这类错误的概率称为第Ⅰ 类风险，记作α。
• 对过程进行分析并建立控制标准； • 对过程进行监控和评价； • 对过程进行维护和改进。
1.SPC
SPC的作用 • 预防： 判断过程的异常，及时告警。 SPC的缺点 • 不能告知异常是由什么因素引起的和
发生于何处，即不能进行诊断。
（2）SPCD。（Diagnosis）
SPCD是统计过程控制与诊断。 1982年我国的张公绪首创两种质量诊断 理论，突破了传统的美国休哈特质量控 制理论，开辟了统计质量诊断的新方向。 从此SPC上升为SPCD，也是SPC的第二 个发展阶段。
LCL D3R'
• R图中第17组R=30出界，舍弃重新计算
R'' R 357 24 30 13.435
23
23
X ''
x 163.652
23
• 重新代入计算得
CL R'' 13.435
UCL D4R'' 2.114 13.435 28.402 LCL D3R''
质量工程师中级讲义第四章-常规控制图的应用
四常规控制图的应用单选5—7题，多选7-9题，综合分析1—2题。
考查方式以理解题和计算题为主。
总分值35-45分.总分170分。
一、统计过程控制概述1．掌握统计过程控制的含义 (重点） 2．了解统计过程控制的作用和特点（重点）二、控制图原理1．掌握控制图的基本原理（重点) 2．了解控制图的两种错误(难点）3．掌握常规的控制图分类。
（难点。
重点）三、分析用控制图和控制用控制图1．熟悉分析用控制图和控制用控制图的区别（难点) 2．掌握过程改进策略3．掌握控制图的判异准（重点)四、常规控制图的应用1．掌握x-r 图、x—s 图和p 图的作用和使用方法(难点。
重点）2．了解x-rs 图、me-r 图、c 图和u 图的作图和应用。
（难点.重点）五、过程能力与过程能力指数1．熟悉过程能力的定义（重点) 2．了解过程性能指数的概念3.掌握过程能力指数c p 和cpk 的计算和评价（难点.重点）六、过程控制的实施1．熟悉过程控制的基本概(重点) 2．掌握过程分析的基本步骤（难点）3．熟悉过程管理点的要求@＃4。
1统计过程控制概述4。
1统计过程控制概述统计过程控制主要解决两个问题：一是过程运行状态是否稳定，二是过程能力是否充足.前者可利用控制图这种统计工具进行测定，后者可通过过程能力分析来实现。
统计过程控制理论是从制造业中的加工过程开始的,但是目前其应用已扩展到各种过程，如设计过程、管理过程、服务过程等。
学习目标要求（含4。
1；4。
2；4.3；)1、掌握统计过程的含义2、了解统计过程的作用和特点（一）过程控制p991、概念.过程控制是指为实现产品的生产过程质量而进行的有组织、有系统的过程管理活动。
目的在地为生产合格产品创造有利的生产条件和环境，从根本上预防和减少不合格品的产生。
2、过程控制的主要内容(1)过程分析，建立控制标准。
分析影响过程质量的主导因素,找出最佳水平，实现标准化.确定关键过程，建立控制点（管理点），制定控制文件。
A3000过程控制实验指导 第四章
第四章串级控制系统实验第一节串级控制系统的连接实践一、串接控制系统的组成图4-1是串级控制系统的方框图。
该系统有主、副两个控制回路，主、副调节器相串联工作，其中主调节器有自己独立的设定值R，它的输出m1作为副调节器的给定值，副调节器的输出m2控制执行器，以改变主参数C1。
图4-1 串级控制系统的方框图R-主参数的给定值 C1-被控的主参数 C2-副参数f1(t)-作用在主对象上的扰动 f2(t)-作用在副对象上的扰动二、串级控制系统的特点1.改善了过程的动态特性由负反馈原理可知，副回路不仅能改变副对象的结构，而且还能使副对象的放大系数减小，频带变宽，从而使系统的响应速度变快，动态性能得到改善。
2.能与时克服进入副回路的各种二次扰动，提高了系统抗扰动能力串级控制系统由于比单回路控制系统多了一个副回路，当二次扰动进入副回路，由于主对象的时间常数大于副对象的时间常数，因而当扰动还没有影响到主控参数时，副调节器就开始动作，与时减小或消除扰动对主参数的影响。
基于这个特点，在设计串级控制系统时尽可能把可能产生的扰动都纳入到副回路中，以确保主参数的控制质量。
至于作用在主对象上的一次扰动对主参数的影响，一般通过主回路的控制来消除。
3.提高了系统的鲁棒性由于副回路的存在，它对副对象（包括执行机构）特性变化的灵敏度降低，即系统的鲁棒性得到了提高。
具有一定的自适应能力串级控制系统的主回路是一个定值控制系统，副回路则是一个随动系统。
主调节器能按照负荷和操作条件的变化，不断地自动改变副调节器的给定值，使副调节器的给定值能适应负荷和操作条件的变化。
三、串级控制系统的设计原则1.主、副回路的设计1)副回路不仅要包括生产过程中的主要扰动，而且应该尽可能包括更多的扰动信号。
2)主、副对象的时间常数要合理匹配，一般要求主、副对象时间常数的匹配能使主、副回路的工作频率之比大于3。
为此，要求主、副回路的时间常数之比应该在3～10之间。
过程控制系统 第4章 简单控制系统讲解
变量中的对被控变量影响最大的一个。控制通道 的放大系数Ｋ要尽量大一些，时间常数Ｔ适当小 些，滞后时间尽量小。 ③不宜选择代表生产负荷的变量作为操纵变量， 以免产量受到波动。
4.2.3 检测变送环节选择
⑴ 检测变送环节的性能
检测元件和变送器的基本要求是准确、迅速和可
靠。 选择检测元件时应考虑该元件能否适应工业生产 过程环境；能否长期稳定运行；检测元件的精确 度和响应的快速性等。还应考虑检测元件和变送 器的线性特性等。
仪表的精确度影响检测变送环节的准确性。应合
理选择仪表的精确度，以满足工艺检测和控制要 求为原则。检测变送仪表的量程应满足读数误差 的精确度要求，同时应尽量选用线性特性。仪表 量程大Km小，而仪表量程小则Km大。
检测元件和变送器增益Km的线性度与整个闭环控
制系统输入输出的线性度有关，当控制回路的前 向增益足够大时，整个闭环控制系统输入输出的 增益是Km的倒数。例如，采用孔板和差压变送器 检测变送流体的流量时，由于差压与流量之间的 非线性，造成流量控制回路呈现非线性，并使整 个控制系统开环增益非线性。
控制系统设计基本内容
① 确定控制方案
调研，论证 包括被控变量的选择与确认﹑操纵变量的选择与确认﹑检测点 的初步选择、绘制出带控制点的工艺流程图和编写初步控制方 案设计说明书等等。
要考虑到供货方的信誉﹑产品的质量﹑价格﹑可靠性﹑精度﹑ 供货方便程度﹑技术支持﹑维护等因素。 包括控制室设计﹑供电和供气系统设计﹑仪表配管和配线设计 和联锁保护系统设计等等，提供相关的图表。
《过程控制系统》
第4章 简单控制系统
简单控制系统指的是单输入-单输出(SISO) 的 线性控制系统，是控制系统的基本形式。其特 点是结构简单，而且具有相当广泛的适应性。 在计算机控制已占主流的今天，即使在高水平 的自动控制设计中，简单控制系统仍占控制回 路的绝大多数，一般在85％以上。力求简单、 可靠、经济与保证控制效果是控制系统设计的 基本准则。
质量工程师《质量专业基础理论与实务(中级)》名师讲义(统计过程控制 下)【圣才出品】
质量工程师《质量专业基础理论与实务（中级）》名师讲义 第四章 统计过程控制 下
第四节 常规控制图的做法及其应用 一、各类常规控制图的使用场合 （1） X R控制图 对于计量数据而言，最常用最基本的控制图。它用于控制对象为长度、重量、强度、纯 度、时间、收率和生产量等计量值的场合。 X 控制图主要用于观察正态分布的均值的变化，R 控制图用于观察正态分布的分散或 变异情况的变化，而 X R控制图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化。
【例题 4.4.2】某公司每天都从当天生产的过程中随机抽取一个样本，检验其不合格品 数。过去一个月中每天抽取的样本量（子组大小）为 150，240，…，360。为控制产品的 不合格品率，应采用（ ）。[2007 年真题]
A． X R控制图 B．np 控制图 C．p 控制图 D．c 控制图 【答案】C 【解析】p 控制图用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数质量指标的场合，如控 制不合格品率、交货延迟率、缺勤率，差错率等。
（2） X s 控制图
与 X R图相似，只是用标准差 s 代替 R 图。极差计算简便，故 R 图得到广泛应用，但 当样本量 n＞10 时，应用极差估计总体标准差σ的效率减低，需要应用 s 图来代替 R 图。
（3） Me－R 控制图
与 X R图相似，只是用中位数 Me 图代替均值 X 图。由于中位数的确定比均值更简单， 所以多用于现场需要把测定数据直接记入控制图进行控制的场合。
【例题 4.4.3】欲利用控制图监控铸件上的砂眼数，适宜采用的控制图为（ ）。[2010 年真题]
A． X R图 B．p 图 C．c 图 D．X-RS 图 【答案】C 【解析】c 控制图用于控制一部机器，一个部件，一定的长度，一定的面积或任何一定 的单位中所出现的不合格数目。如布匹上的疵点数、铸件上的砂眼数、机器设备的不合格数 或故障次数、电子设备的焊接不良数、传票的误记数、每页印刷错误数和差错次数等等。
统计过程控制(SPC)与常规控制图
2019/7/3
第四章统计过程控制与常规控制图
8
3、SPA（统计过程调整）阶段
SPA是英文Statistical Process Adjustment 的字首简写 即：统计过程调整。正如同病人确 诊后进行治疗，过程诊断后自然要 加以调整，故SPA是SPD的进一步 发展，也是SPC第三个发展阶段。
SPC ↓ SPD ↓ SPA
连续88点在中心线两侧且无一在点在中心线两侧且无一在c区区ucluclclcllcllclaabbccccbbaa006201097第四章统计过程控制与常规控制图61表表44444411判异准则判异准则p93p93判异准则判异准则针对对象针对对象控制图上的控制范围控制图上的控制范围点出界点出界界外点界外点控制界限以外控制界限以外链长链长99参数参数uu的变化的变化控制界限内全部控制界限内全部66点倾向点倾向参数参数uu随时间的变化随时间的变化控制界限内全部控制界限内全部1414点中相邻点上下交点中相邻点上下交数据分层不够数据分层不够数据分层不够数据分层不够33点中点中22点落在中心线点落在中心线同一侧同一侧bb区外区外参数参数uu的变化的变化控制图控制图aa区区55点中点中44点落在中心线点落在中心线同一侧同一侧cc区外区外参数参数uu的变化的变化控制图控制图bb区区1515点落在中心线两侧点落在中心线两侧cc区内区内参数参数变小或数据变小或数据分层不够的变化分层不够的变化控制图控制图cc区或数据分层区或数据分层不够不够88点落在中心线两侧点落在中心线两侧且无一在且无一在cc区内区内数据分层不够数据分层不够数据分层不够数据分层不够201097第四章统计过程控制与常规控制图62讨论讨论判断下列控制图的异常判断下列控制图的异常uclcllcl练习练习
SPC和SPD是推行ISO9000的基础。
控制图讲义统计过程控制(SPC)
spc
统计过程分析
控制界限的构成
11
Edited by Mr. jose lee
spc
统计过程分析
普 通 原 因(偶因) 与 特 殊 原 因(异因) 之变异
随机变异: 过程中变异因素是始终存在,且不易识别的原因造成的, 并假定为过程所固有。
普通原因
偶然原因(偶因) 一般 原因
结果为: 在统计的控制状态下， 其产品之特性有固定(典型)的分配(布)。
24
Edited by Mr. jose lee
spc
统计过程分析
X R 绘图步骤
4.求控制界限 (1) 控制X 图 CL＝ X ＝ 50.16
UCL＝ X＋A2 R＝ 50.16＋(0.58) (4.8)＝ 52.93 LCL＝ X－A2R ＝ 50.16－(0.58) (4.8)＝ 47.39
CL = R
2.实例：
UCL = D4 R LCL = D3 R
某工厂制造一批紫铜管，应用 X-R控制图来控制其内径，尺寸
单位为m/m，利用下页数据表之资料，求得其控制界限并绘图。
（n = 5）
22
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spc
统计过程分析
X－R控制图用数据表
产品名称：紫铜管
机械号码：XXX
1. 柏拉图（决定控制重点） 2. 统计检定 3. 控制图 4. 抽样计划 5. 变异数分析／回归分析
6
Edited by Mr. jose lee
spc
统计过程分析
过程控制系统
过程中对策 绩 效 报 告 成 品 改 善
过程中对策 人员 设备 材料 成 方法 环境
7
品
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第4章统计过程控制图
控制图原理与观察
控制图的构造与类型 控制图的绘制与判断 控制图的两类错误分析 控制图的分类
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第4章统计过程控制图
工序
• 工序，实际上是在产品制造过程的某一环 节上，为保证生产出符合技术要求的合格品而 应具备的全部手段和条件的统称。
状态，必须同时满足两个条件：
控制图的点子全部在控制界限内。 点子的排列无缺陷。即点子在控制界限内的
波动是随机波动，不应有明显的规律性。点子
排列的明显规律性称为点子的排列缺陷。
(1) 链
(2) 复合链 (3) 倾向
(4) 接近控制线 (5) 周期性变动
•总 结 PPT文档演模板
第4章统计过程控制图
•2 三条具有统计意义的控制线：中心线CL、上控 制线UCL和下控制线LCL
•3 一条质量特性值或其统计量的波动曲线。
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第4章统计过程控制图
控制图的类型
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第4章统计过程控制图
控制界限的确定原理—3σ原理
• 确定方法
•
休哈特控制图控制界限是以3σ原理
确定的。即以质量特性统计量的均值作为
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第4章统计过程控制图
控制图的产生与定义
产生：控制图是由美国贝尔（Bell）
通信研究所的休哈特（W.A Shewhart）
博士发明的，因此也称休哈特控制图。
定义：控制图是反映和控制质量特性
值分布状态随时间而发生的变动情况的 图表。它是判断工序是 否处于稳定状态、 保持生产过程始终处于正常状态的有效 工具。
所谓满足规格要求，并不是指上、下控制线
必须在规格上、下限内侧，即UCL＞TU；LCL ＜ TL。而是要看受控工序的工序能力是否满足 给定的Cp值要求。
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第4章统计过程控制图
判断标准：
工序质量特性值分布的变化是通过控制图上点 子的分布体现出来的，因此工序是否处于稳定状态要
依据点子的位置和排列来判断。工序处于稳定的控制
第4章统计过程控制图
• 4. 在技术上也是难以测量、难以避免的；
•5. 偶然因素造成的质量特性值分布状态不 随时间的变化而变化。（图a）
•∴由偶然因素造成的质 量波动称为正常的
波动，这种波动一般通过公差加以反映，此
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第4章统计过程控制图
• 1. 在一定时间内对生产过程起作用的因素。 如材料成份、规格、 硬度的显著变化；设备、 工夹具安装、调整不当或损坏；刃具的过渡 磨损；工人违反操作规 程等；
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•复合链
•UCL •CL •LCL
第4章统计过程控制图
倾向：点子连续上升或连续下降的现象称为倾向
●当出现7点连续上升或 7点 连续下降时，应判断工序处 于异常状态。
●若将7点按其高低位置进行排列，排列种 类共有7!种， 而连续上升仅为其中一种，其发生的概率为
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• 倾向
若判断工序状态不稳定，应查明原因，消除不稳 定因素，重新收集预备数据，直至得 到稳定状态 下分析用控制图；若判断工序处于稳定状态，继 续以下程序。
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第4章统计过程控制图
步骤6
与规格比较，确定控制用控制
由图分析用控制图得知工序处于稳定状态后，
还须与规格要求进行比较。若工序既满足稳定 要求，又满足规格要求，则称工序进入正常状 态。此时，可将分析用控制图的控制线作为控 制 用控制图的控制线；若不能满足规格要求， 必须对工序进行调整，直至得到正常状态下的 控
• 3点中有2点居于外侧1/3带内的概率为
•属小概率事件，因此在正常情况下是不该发生的。
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第4章统计过程控制图
接近控制线
•UC
•1/ L 2 •1/ 2 •CL •1/ 2 •1/ 2 •LC
L
•(a)
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•UC
•1/ L 3 •2/ 3 •CL •2/ 3 •1/ •LC 3L •(b)
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第4章统计过程控制图
• 1. 对生产过程一直起作用的因素。如材料成分、 规格、硬度等的 微小变化；设备的微小震动； 刃具的正常磨损；夹具的弹性变型及微小松动； 工人操作的微 小不均匀性等；
•2. 对质量波动的影响并不大，不超出工序规
格范围；
•3. 因素的影响在经济上并不值得消除；
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•第五节
图
• 八 、•使七图用、计中点注特性意的的常问规控制图－ｕ 题
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第4章统计过程控制图
工序与质量波动
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• 一、工序
• 二、质量波动两因素
• 偶然因素 素
异常因
第4章统计过程控制图
什么是SPC
• 统计过程控制（Statistical Process Control 简称SPC），又称统计工序控制，是过程控制的 一种实施方法。它根据产品质量的统计观点， 运用数理统计方法收集、整理和分析生产制造 过程的数据，了解、预测和监控过程的运行状 态，排除隐患。
第4章统计过程控制图
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2020/11/26
第4章统计过程控制图
第四章 统计过程控制图
•,
析提 出
节第
•
• 一、工序与质量波动
分 二 • 二、什么是SPC
•第三节 • 三、控制图原理与观
•
模
型 建
•第四节
立
• 察四、均值－标准差控制图
• 五、均值－极差控制图
• 六、计件特性的常规控制图－p
(2)
第4章统计过程控制图
绘制程序
5 作分析用控制图并判断工序是否处于 稳定状态
6 7 应用控制图制好后，即可用它控制工
序，使生产过程保持在正常状态。
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第4章统计过程控制图
步骤3：收集准备数据
收集预备数据的目的只为作分析用控制图以判断工序 状态。数据采集的方法是间隔随机抽样。为能反映工序 总体状况，数据应在10～15天内收集 ，并应详细地记 录在事先准备好的调查表内。数据收集的个数参下表。
收集预备数据的目的是作分析用控制图以判断工 序状态。数据采集的方法是间隔随机抽样。为能反映工 序总体状况，数据应在10～15天内收集 ，并应详细地 记录在事先准备好的调查表内。数据收集的个数参下表。
控制图名称
均值－标准差图 均值－极差图
中位数－极差图
单值－移动极差图 pn图、 p 图
c图、u图
样本数k
控制图的点子全部在控制界限内
由于在稳定状态下，控制图也会发生误发信号的错 误(第一类错误)，因此规定在下述情况下 ，判定第一
(1)至少连续25 (2)连续35点中，仅有1 (3)连续100点中，至多有2点超过控制界限。
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第4章统计过程控制图
链：点子连续出现在中心线一侧的现象称为链
•UCL •CL •LCL
第4章统计过程控制图
接近控制线：
①接近中心线：
● 在中心线与控制线间划等分线，若点子大部分在靠近中心 线一侧，则判
断工序状态发生异常。
● 点子落在靠近上、下控制线的概率为
•图示
并不是小概率事件，但在靠近上、下控制线的1/2带内无点子出现并不是正
②接近上下控制线： ●在中心线与控制线间作三等分线，如果连续3点中至少有2点，连续7点中 至少有3点，连续10点中至少有4点居于靠近上、下控制线的1/3带内，则判 断工序异常。 ● 因为点子落在外侧1/3带内的概率为
样本容量n
一般k=20~25
一般3~6
K=20~30 一般k＝20～25
1
第4章统计过程控制图
步骤5 作分析用控制图并判 断工序是否处于稳定状
在坐标图上态画出三条控制线，控制中线一般以
细实线表示，控制上下线以虚线表示。
将预备 数据各样本的参数值在控制图中打点。 根据控制图的判断规则判断工序状态是否 稳定，
2. 因素造成较大的质量波动，常常超出
了规格范围或存在超过规格范围的危险；
3. 因素的影响在经济上是必须消除的；
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第4章统计过程控制图
• 4. 在技术上是易于识别、测量并且是可以消除 和避免的 ;
5. 由异常因素造成的质量特性值分布状态随
时间的变化可能 发 生各种变化。（图b、c、d）
∴由异常因素造成的波动称为不正常的波动。
此时的工序处于不稳定状态 或非受控状态。对 这样的工序必须严加控制。
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第4章统计过程控制图
生产过程的几种状态
•公差上限
•图a
•公差下限 •公差上限
•图c
•公差下限
•图b •图d
•公差上限 •公差下限
•公差上限 •公差下限
统计过程控制的解决方案
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第4章统计过程控制图
绘制程序
1 确定受控质量特性 即明确控制对象。一般应选择可以计
量(或计数)、技术上可控、对产品质量影 响大的关键部位、关键工序的关键质量特
2 3 收集预备数据 4 各种控制图控制界限的计算方法及计
(1)计算各样本参数(见控制图系数表)；
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•统计过程控制要解决两个基本问题： •一是工序质量状况是否稳定 • —利用控制图作为工具进行测定 •二是过程能力是否充足 • —通过过程能力查定来实现 •统计过程控制必须同专业技术相结合，才 能最终实现过程控制目标。
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第4章统计过程控制图
统计过程控制与产品检查的区别
• 检查是通过比较产品质量特性测量值与规 格要求，剔除不合格品，是事后把关。统计过 程控制是通过样本数据分布状态估计总体分布 状态的变化，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，是事先预防。