SPC过程统计分析

确定管制项目

管制项目的对象为产品的特性和过程的特性 产品特性:尺寸\电性值\亮度\焊接效果\功能等 过程特性:波峰\电流\电压\流水线速度\温度\药液浓度等 确定的方法: 产品特性:QFD 过程特性:因果图

来源:

客户要求的信息 设计规格 产品特性形成的工序及关键工序(工序流程图) 历史经验(曾经出现的问题) APQP的展开的结果
NO
X
-R
YES
使用
X
-S
23
SPC讲义-
选择管制图(计数值)
是否关心 不合格品率
NO
样本大小 是否一致
NO
使用u图
YES
样品大小 是否一致
YES
使用c或u图
YES
当由现场人 员使用时, 尽量用c/np图
NO
使用p图
使用np或p
SPC讲义-
24
收集数据

样本组数最好不要少于25 p图或np图每组数据的要求
SPC讲义16
SPC的基本概念



特殊原因导致超出界限或规律变动的现 象,可以直接从管制图中看出.影响分布的 波形. 管制图的重要作用便在于动态过程中,看 出特殊原因的存在,发出需要处理的警报. 过程能力只有在不存在特殊原因的前提 下,才能予以计算,并以此推断未来的输出 结果.
SPC讲义17
SPC展开的步骤
5
SPC的定义

SPC:Statistical Process Control S----Statistical 统计 P----Process 过程 C----Control 控制 利用统计的方法,对过程中的各个阶段进行监 控与诊断,从而达到改进与保证产品品质的目的. PQC+S=SPC
6
SPC讲义-
SPC讲义9
SPC的基本统计观点


无论生产过程,还是产品结果,都是具有规 律的. 正常情况下,具有一定的数据分布:

计量值数据,服从正态分布 计件值数据,服从二项分布 计点值数据,服从泊松分布 最为常见的是正态分布----钟形分布
SPC讲义10
SPC的基本统计概念



群体:一组过程的输出结果的全体. 样本:从群体中按照一定的抽样方法选择出来的 研究对象. 群体具有一定的分布特性 合理的抽样(足够的样本容量\随机的抽样方法), 可以保证样本与群体具有共同的分布特性,也即 是说可以由样本的状况推断群体的状况. 群体通常是未知的研究对象,从经济成本的角度, 可以研究分析样本而知群体.
可采用计算器或计算机进行分析的工程人员 现场作业人员
SPC讲义22

使用的对象

选择管制图(计量值)
性质上是否均匀 或不能按组取样
NO
各组均值计算 是否方便
NO
使用
X
-R
YES YES
样本容量是否 大于或等于9
NO
使用X-MR
当由现场人员 使用时,尽量用? 图
YES
各组标准差S 是否容易计算
使用

在下列情况下,重新计算管制界限:

初次过程能力研究,异常消除时 对4M1E进行重大改进时 产品修正时 经过长期运行后
SPC讲义35
异常处理

可以采取的措施
可能原因 计算错误 数据未层别 存在特殊原因 过于分散 平均值偏移 处理 查清原因,重新计算 查清原因,予以消除 采用管理性/技术性措施,进行改进

原则二:不可呈现规律变动

15.6 15.4 15.2 15
连续7点上升或下降 呈现规律性波动,具有显著的波动周期
折线图 1 14.8 14.6 14.4 14.2
SPC讲义32
管制图的判断----稳定原则

原则二:不可呈现规律变动

连续7点在管制界限一侧 连续11点中,有10点在管制界限一侧(间断)
现象 分布 不稳定 过程能 力不足

有效后,不要忘了标准化的处理
SPC讲义36
管制图中应用的公式
管制图 相关统计量
n =Σ Xi/n i=1 K =Σ j/K j=1 Rj=Max-Min K = ΣRj/K j=1
CL
UCL
LCL
X X -R图
n:各组样本数 K:组数
X R
X +A R X -A R


确定管制项目 选择管制图 收集数据 绘制管制图 计算CPK 判定 长期控制 异常处理



公式 常用数据 XBAR-R范例 PN范例
SPC讲义2
SPC的由来

生产力发展的世纪 新的世纪----品质的世纪 品质的趋势----世界级的品质 百分比\千分比\PPM\PPB\NEAR ZERO QS9000要求: PPK>=1.67 CPK>=1.33

1/P<n<5/P (P为预估的总体不良率,目的为在n中尽量能抽到多于一个的不 合格品)

计量值数据的要求

组内数据变异小,组间数据变异大 采用中位数控制图时,尽量用奇数样本 现场使用的XBAR-R图,样本以不超过5为宜
SPC讲义25
收集数据

计量值数据合理的抽样间隔和样本大小
每小时 生产量 10以下 10~19 20~49 50~99 抽样间隔 不稳定 8小时 4小时 2小时 1小时 稳定 8小时 8小时 8小时 4小时 样本大小 4 4 4 4

建立管制图形



标注数据项目及描绘各数据点
SPC讲义27
计算CPK(计量值)


过程稳定,即不存在特殊原因时,才能计算 过程能力. 计量值CPK的计算

分布中心与规格中心重叠时
CPK=MIN((USLCPK=MIN((USL-
极差图
X)/(3* R/d ), ( X- LSL)/(3* R /d ))
SPC讲义20
选择管制图
确定管制项目 选择管制图 收集数据
查明原因,消除异常
收集数据 绘制管制图
NO YES
稳定否
绘制管制图并计算Cpk
NO YES
SPC讲义21
稳定否
选择管制图

管制项目的特性

计量值 计数值(计件值还是计点值)

样本数据的特点


n≤ 9(样本少) n >9(样本多) n =1(单值) 每组数据n是否相等
SPC讲义7

美军SQC(1941-1942):强制性战时规格


SPC发展历程


1950,Dr.Deming送“经”日本,日本崛起 ISO9000:1994统计方法的引入 QS9000:1998,SPC的强制应用 未来:


SPCD:Statistical Process Control &Diagnosis SPCDA:Statistical Process Control ,Diagnosis & Adjustment
SPC讲义-
29
计算CPK(计数值)

计数值管制的过程能力为
p图 Np图 C图 U图
图形
过程能力
P
P
C
U
SPC讲义-
30
管制图的判断----稳定原则

15.8 15.6 15.4 15.2 15 14.8 14.6 14.4 14.2 14 折线图 1
原则一:不可超出管制界限
!
SPC讲义-
31
管制图的判断----稳定原则
2 2
标准差 图
X)/(3* S /c ), ( X - LSL)/(3* S
4
/c4))
SPC讲义-
28
计算CPK(计量值)

分布中心与规格中心发生偏离时:

计算Ca(过程准确度)

Ca=(

以中心重叠时的Cpk值作为Cp(过程精确度) Cpk=(1- Ca )Cp
X
-SL)/((USL-LSL)/2)
SPC—Statistical Process Control
统计过程管制
Excellent Quality Consultant Co.,Ltd.
1
SPC统计过程管制
SPC展开步骤



SPC由来 SPC定义 SPC发展历程 SPC应用现状 SPC基本统计观念 SPC基本概念

2 2
X R
X
D4
R
D3
R
SPC讲义37
管制图中应用的公式
管制图 相关统计量
k =Σ j/n j=1
CL
UCL
LCL
X
X
-R图
X
X R
X +A R
2
X -A R
2
n:各组样本数 K:组数
R
Rj=Max-Min K = ΣRj/K j=1
D4
R
D3
R
SPC讲义38
管制图中应用的公式
管制图 相关统计量 CL UCL LCL
X X -S图
n:各组样本数 K:组数
SPC讲义15
SPC的基本概念




过程能力:实际作业的结果满足预计工程要求的 能力. 过程的影响因素有两个方面:一是普通原因,二 是特殊原因. 普通原因:在既定的4M1E下,属于过程本身先天 存在的变动因素,一般是不可控制的,如需改善, 需从管理和设备\技术的角度予以全面改进. 特殊原因:在过程运行中,随机发生的可控因素. 普通原因通常影响分布的分散度和均值.直接决 定过程能力.
SPC讲义8
SPC的应用现状





日本名古屋大学调查,115家企业平均每家使用 137张控制图 美国柯达公司5000人,使用35000张控制图,平 均每人应用7张 日本DEMING奖10大项目中,七大项目强调统计, 尤其是SPC ISO9000统计的需要,QS9000SPC的需要 我国80%的ISO认证通过企业,SPC几乎为零
SPC的发展历程

Bell Telephone Laboratory—Shewhart

Control Chart(1924) &Ecห้องสมุดไป่ตู้nomic Control of Quality of manufactured Products(1931) Z1-1-1941 Guide for Quality Control Z1-2-1941 Control Chart Method for anaalyzing Data Z1-3-1942 Control Chart Method for Control Quality During Production
SPC讲义11
SPC的基本概念

分布的集中性----X 平均值,为所有数值的平均值,读做X-BAR
X /n X =Σ i=1 i
n
X1
X2
SPC讲义-
12
SPC的基本概念

分布的分散性---δ 各具体数值与平均值之间的偏差,通常以 标准差δ 来表示.读做SIGMA(西格码)
n
2/(n-1))½ δ =(Σ(Xi ) X i=1
SPC讲义3
SPC的由来

指数与不良率的关系
指数 0.67 1 不良率 4.55% 0.27% 说明 2ઠ 3ઠ
1.33
1.67
63.3PPM
0.57PPM
4ઠ
5ઠ
2
2PPB
6ઠ
SPC讲义4
SPC的由来

我们的不良率是多少? 我们的制程能力是多少? 我们能做到吗? 赶快应用SPC
SPC讲义-
15.6 15.4 15.2 15 东部 14.8 14.6 14.4 14.2
SPC讲义-
33
管制图的判断—稳定原则

原则三:不可过于集中分布



显著多于2/3的点集中在CL附近:即90%的数据在1 δ 线以内 显著少于40%的数据落在1 δ 线以内 数据集中分布在2 δ 到管制线之间(超过2/3)

3点中,有两点接近一侧之管制界限 7点中,有3点以上接近控制界限

原则四:符合过程能力要求
SPC讲义34
长期控制

符合以下条件,可将管制图用于长期控制:



过程稳定 符合过程能力的要求 再收集15组数据,无异常情形 利用已经算出之管制界限进行管制 按要求收集数据,并进行管制分析/控制
确定管制项目 选择管制图 收集数据
查明原因,消除异常
收集数据 绘制管制图
NO YES
稳定否
绘制管制图并计算Cpk
NO YES
SPC讲义18
稳定否
确定管制项目
确定管制项目 选择管制图 收集数据
查明原因,消除异常
收集数据 绘制管制图
NO YES
稳定否
绘制管制图并计算Cpk
NO YES
SPC讲义19
稳定否
100以上

1小时
2小时
4
抽样的随机性,以充分代表群体
SPC讲义26
绘制管制图

计算各统计量 计算管制界限(不能使用规格界限)

CL\UCL\LCL 纵坐标为各组相应数值中最大和最小值差的两倍(以 便超过管制界限的点可以绘入) 极差R或标准差S图的单格刻度代表的数值是均值单 格刻度代表的数值的两倍(图形宽度基本一致)
SPC讲义-
13
SPC的基本概念

分散性的图解 δ
1
δ
2
SPC讲义-
14
SPC的基本概念



管制界限:是指实际作业的特性的分布所遵从的 上下界限.用于在实际工作中,进行动态控制,以 判断作业的有效性. 规格界限:是指根据设计(产品设计和过程设计) 的要求,所确定的工程界限.用于在进行工程分 析中,对特性的分布状况是否满足预定要求的判 断,从而确信满足设计要求的能力. 在实际控制过程中,使用的应该是管制界限.管 制界限来自于对作业过程的调查.