SPC-统计过程控制(浙大版)

0 10 20 X 30 40
密度
0.06 0.04 0.02 0.00 0
0.4
0.00
5
分布图 10 正态, 均值=0, 15 标准差=1 20 X
25
0.3
密度
0.2
0.1
0.0 -3 -2 -1 0 X 1 2 3
稳态（受控） （消除了特殊原因只有普通原因）
12
第一章 术语解释
以下状态是稳态还是不稳态
26
对控制对象 的测量系统有没 有分析？

第四章 如何制作X-R控制图
27
第四章 如何制作X-R控制图
4、对控制图进行分析
5、技术稳态分析 6、延长控制线，建立日常 控制用管理图 要点

要点

要点

判稳和判异 （见第五章）
工程能力CPK 分析 （见第六章）
如何延长控制线 日常管理内容是什么

（见第七章）
公差上限
不稳态与稳态
公差上限
公差下限
公差下限
图a 稳态
图b
公差上限
公差上限
公差下限
公差下限
图c 不稳态
时间
不稳态
13
图d
第一章 术语解释
有意义稳态
LSL
USL 稳态但没能力符合规范
LSL
USL 稳态且有能力符合规范
我们需要怎么样的稳态？
14
第一章 术语解释
统计稳态
两种稳态形式
状态分类
是 否
技 术 稳 态
录
第六章 工程能力分析
第七章 项目路径管理
第八章 SPC的运用困惑
第九章 其他控制图
3
第一章 术语解释
人 数 到达率
分布
15 23.1%
11 16.9% 5 7.7%
14 21.5%
12 16.5%
8 12.3%
7:55
8:00
8:05
8:10 8:15
8:20
8:25
时间
4
第一章 术语解释
分布
25
第四章 如何制作X-R控制图
1、选测控制对象 要点 产品特性？ 过程特性？ 过程特性如何 影响产品特性 的？ 选择计量型特 性参数
2、确定抽样计划
要点
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
3、确定控制参数
要点
子组大小
单一的生产流 数量恒定 每组2-5个数 据 100个数据 以上、25组数 据以上

子组频率 可能的变异都 能抽取到
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
练习3：在绍兴市区以40Km/小时速度开车，产生变差（影响
速度）的特殊原因和普通原因有那些？
特殊原因
■
普通原因
■
■
■ ■
■
■ ■
19
总结2
统计过程控制的前提条件：
1.在仅有普通 原因起作用下 的稳态分布过 程 2.服从正态分 布 “两头小，中 间大，左右对 称”
练习：模拟一个尺寸或一个特性的正态分布图
分布
问题：正态分布图如何检验
11
第一章 术语解释
分布 图
卡方, 自由度=16 0.08 0.07
不稳态与稳态
分布 图
卡方, 自由度=7
0.06 0.05
密度
0.12 0.10 0.08
0.04 0.03 0.02 0.01
不稳态（不受控 ） （存在特殊原因加普通原因）
是
否
Ⅰ
Ⅲ
Ⅱ
Ⅳ
1. 状态Ⅰ: 统计稳态与技术稳态同时达到,这是最理想的状态。 2. 状态Ⅱ: 统计稳态未达到,技术稳态达到。 3. 状态Ⅲ: 统计稳态达到,技术稳态未达到。 4. 状态IV: 统计稳态与技术稳态均未达到。这是最不理想的状态。
状态Ⅱ，状态Ⅲ哪一个好？
15
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
A
B C
C B A
LCL
x
异常原因:
• 数据分层不够
（不同的流混入）
P=0.682615=0.003255
34
第五章 控制图判稳与判异
SPC 8条判异准则:
1. 2. 3. 4.
■判异
1个点落在A区以外 连续3个点中有2个点落在中心线同一侧的B区以外 连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外 连续9个点落在中心线的同一侧 连续6个点递增或递减 连续6个点落在中心线两侧且无一在C区内 连续14个点中相邻点交替上下连续 15个点落在中心线两侧的C区以内
x
LCL
x
异常原因:
• 工具逐渐磨损
• 维护水平逐渐降 低
• 操作人员技能逐 渐提高/降低
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第五章 控制图判稳与判异
UCL
第三类
A
B C C B A
x
UCL
A B C C B A
x
LCL
LCL
P8==2*（0.9973-0.6826）=0.0002 P6== 0.0019
UCL
P==0.00273
分布
符号
R SS Var σ/S
自由度
DF
以上4个统计量是什么关系?
7
第一章 术语解释
工程技术上的重要分布之一-------正态分布
分布
1.正态分布统计量
-3σ
-2σ
-1σ
1σ
2σ
3σ
均值：μ
标准偏差：σ
2.正态分布特点
均值、标准偏差相互
独立
8
总结1
统计过程控制的前提条件：
2.服从正态分 布
“两头小，中 间大，左右对 称”
20
第二章 SPC原理与作用
还记得正态分布吗？
-3σ
-2σ
-1σ
1σ
2σ
3σ
21
第二章 SPC原理与作用
原理：1.普通原因导致的波动分布（稳态分布） 2.α=0.27% 小概率事件不会发生
A
3σ
2σ
1σ
B
C C
-1σ
B
UCL= X+3σ组内
A
-2σ -3σ
CL=过程均值（X）
LCL=X-3σ 组内
第六章 工程能力分析
CP、PP与公差的关系
未显示中心 在何处，也 许就在这里 …
术语及区别
下限
上限
（上限－下限） Cｐ＝ ６σ 组内
关系:
• 标准偏差（组内、 整体）和公差带 一经确定，CP和PP 将被确定下来， 与其与上下限的 接近程度没有关 系
P
（上限－下限） ｐ＝ ６σ整体
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第六章 工程能力分析
第一类
第二类
5. 6. 7. 8.
第三类
记忆号码：1359661415
31
第五章 控制图判稳与判异
x
UCL
第一类
x
A B C C B A
UCL
x
A
B C
C B A
LCL
LCL
x
x
异常原因:
P==2×3×0.02143×（0.9973-0.0214） =0.00268 A
UCL
•
UCL
新操作员/方法不对
N=100
N=200
* *分布曲线--概率密度曲线 面积 面积=1 =1 a b
N=∞
已知分布（概率密度曲线），可求任意两点间出现的概率！
5
第一章 术语解释
描述分布的统计量
分布
分布位置
统计量： 1.
分布宽度
统计量： 1.
分布形状
统计量： 1.
2.
2.
3. 4.
2.
6
第一章 术语解释
统计量：
1. 极差 2. 偏差平方和 3. 方差 4. 标准偏差
9
第一章 术语解释
不同类型的正态分布图
分布 图
正态, 均值=1
分布
分布 图
正态, 均值=1
标准差 0.1 0.3 0.5
布图
均值=1
4
3
标准差 0.1 0.3 0.5
密度
2
1
-0.5
0.0
0.5
均值=１
1.0 X
0 -0.5 1.5
2.0 0.0
2.50.5
均值=2
1.0 X
1.5
2.0
2.
10
第一章 术语解释
5.
6. 7. 8.
一般常用 需要严格正态分布 使用于属性类控制图
35
第六章 工程能力分析
目的：
判断过程是否已达到技术稳态。只有在达到统计稳态及技术稳态 后，才可以进入统计过程控制。
术语及区别： ■σ组内 ■CP ■CPK（CPU CPL） 技术稳态判断标准：
多个标准结合起来综合判别标准
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σ整体 PP PPK（PPU PPL)
计算错误/检验方法 机器故障
B C
C B A
A B C C B A
x
• •
•
x
标准变化/原料批次
x
LCL
LCL
P== 2×5×0.135914×（0.9973-0.13591） =0.0029
P=2（0.9973/2）^9 = 0.0038
32
第五章 控制图判稳与判异
UCL
第二类
A B C C B A
系统改善的对策
(1) 通常用来减低普通原因造成的变异 (2)几乎总是需要管理者的行动来加以矫正 (3)一般可以改善制程的 85%
24
第三章 常规的休哈特控制图
数据 分布 控制图 简记
均值-极差 计量 值 正态 分布
……………..控制图
Χ一R X 一s
～
控制图 控制图 控制图 控制图 控制图 控制图 控制图
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第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
特殊原因(Assignable causes): 可避免原因、人为原
因、非机遇原因、异常原因、局部原因。 操作者未遵照操作标准而操作 虽然遵照操作标准,但操作标准不完善 机器设备的不正确调整 刀具的严重磨损 操作人员的更动
使用不合规格标准的原材料
量具不准确
18
均值-标准差 …………….控制图 中位数-极差……………. 控制图 单值-移动极差 ………….控制图
X 一R I一MR P Pn U
计件 值
二项分 布
不合格品率 ……………..控制图 不合格品数 ……………..控制图
计点 值
泊松分 布
单位缺陷数 ……………..控制图
缺陷数 ………………….控制图
C
控制图
不区分这两种原因，是戴明反复说明的“顽疾与障碍”
16
第一章 术语解释 普通原因和特殊原因
普通原因(chance causes): 非人为原因、共同原因、
偶然原因、一般原因、机遇原因。
操作者细微的不稳定性
设备的微小振动、 车床转速、进给速度、刀具的正常 磨损 同批材料内部结构的不均匀性 用同一量测器 由同一人量测同产品数次,在短期间量测差异
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第五章 控制图判稳与判异
判稳准则 α1=0.0654(6.54%) (1)至少连续25点处于控制界限内； α2=0.0041(0.41%) (2)连续35点中，仅有1点超出控制界限内； α3=0.0026(0.26%) (3)连续100点中，至多有2点超过控制界限内。
■判稳
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第五章 控制图判稳与判异
判异准则
■判稳
(1)出界
(2)不符合随机规律
30
第五章 控制图判稳与判异
SPC 8条判异准则:
1. 2. 3. 4.
■判异
1个点落在A区以外 连续3个点中有2个点落在中心线同一侧的B区以外 连续5个点中有4个点落在中心线同一侧的C区以外 连续9个点落在中心线的同一侧 连续6个点递增或递减 连续6个点落在中心线两侧且无一在C区内 连续14个点中相邻点交替上下连续 15个点落在中心线两侧的C区以内
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第二章 SPC原理与作用
SPC的作用 1、确保过程持续稳定、可预测
预防作用 2、为过程分析提供依据。 持续改善 （ 局部措施 ) 系统措施 改善普通原因的影响
改善特殊原因的影响
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第二章 SPC原理与作用
局部问题的对策 (1) 通常用来消除特殊原因造成的变异 (2) 可以被制程附近的人员来执行 (3) 一般可以改善制程的 15%
变差的来源： 普通原因
由众多无法排除的偶然 因素产生，是客观存在且 不可避免的（注意在特定 的条件下）。 产生的质量差异虽不可 避免，但由于这类原因众 多，差异有正有负，在互 相抵消后围绕某一平均水 平上下波动。
特殊原因
由于某种特定的原因， 往往造成产品质量与标准 产生较大的整体偏差（如 质量加工实际均值X与标准 值μ间的误差）。 由系统性原因产生的误 差，一经查明都是可以纠 正的。
gn - 1
g n 2
^ s 整体 =
j=1 i =1
用于计算当前的性能
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第六章，工程能力分析
统计稳定判定系数及判定标准
判断标准
d0 =
等级
1 2
σ整体 — σ组内 σ整体
d0值
d0 ≤ 10% 10% < d0 <20%
实施SPC 需要消除变差
3
4
20%≤ d0 ＜ 50%
0.83 ≤ d0
38
40
第六章 工程能力分析
技术稳态的条件（CPK应该大于多少）
等级 A B C D E CPK值 1.67≤ CPK 1.33 ≤ CPK 1.67 1.0 ≤ CPK ＜ 1.33 0.83 ≤ CPK＜ 1.0 CPK ＜ 0.83
CPK、PPK与公差的关系 X-LSL
术语及区别
USL-X
CPL =
CPU =
PPL = X 上限（USL）
PPU =
下限（LSL）
关系: X-LSL
CPK = Min {CPL, CPU} PPK = Min {PPL, PPU}
3σ整体 • 标准偏差（组内、 3σ整体 X-LSL 整体）、公差带、 与上下限的接近 3σ组内 USL-X 程度确定下来后 3σ组内 才能确定下来 USL-X
第六章 工程能力分析
组内波动和整体波动的标准偏差的数学关系
对于X-R图的 “R图” σ组内=R/d2 组内累计标准差
术语及区别
对于X-R图的 “X图” σ组内=R/d2 n
对于X-S图的“S图” σ组内=S/C4 对于X-S图的 “X图” σ组内=S/C4n
s
组内
=
？
用于计算潜在能力
整体标准差
(x - x) ij
统计过程控制（SPC）
浙江大学质量管理研究中心
1
结
论
1.过程需要控制到稳态，才能预测质 量状态 2.识别造成变异的特殊原因和普通原 因有助于彻底解决问题，告别“救火 ”式工作。
2
第一章 术语解释
第二章 SPC原理与作用
第三章 常规的休哈特控制图
目
第四章 如何制作X-R控制图 第五章 控制图判稳与判异