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p99

1、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。

（2）过程监控和评价。选择适宜的方法对过程进行监控，如首检、巡检、抽检、记录工艺参数等；利用质量信息对过程进行预警和评价。利用控制图对过程波动进行分析，对过程变异进行预警，计算过程能力（或性能）指数对过程进行评定。

（3）对过程进行维护与改进。消除异因，维护过程的稳定性。减小过程的固有变异，实

现过程质量的不断突破。

@#（二）统计过程控制

（二）统计过程控制

1、定义。统计过程控制（spc）是应用统计对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立和保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种质量管理技术。

统计过程控制是过程控制的一部分，从内容上来说有两个方面：一得利用控制图分析过程的稳定性，对过程存在的异常因素进行预警；二是通过计算过程能力指数分析稳定的过程能力满足技术要求的程度，并对过程质量进行评价。

应当指出，世界上第一张控制图是休哈特（walter a•shewhart）于1924年5月16日提出的。他是美国贝尔电话实验室的工程师，过程控制组的负责人。对于3σ控制方式，过程无偏时，不合格品率为0.27%；偏移1.5σ时，不合格品率为66810ppm。对于6σ控制方式，过程无偏时，不合格品率为0.002ppm；偏移1.5σ时，不合格品率为3.4ppm。

@#2、特点。

2、特点。

（1）贯彻预防的原则

（2）强调全员参与和全过程实施

（3）强调应用统计方法进行监控和评估。

spc可以判断过程的异常，及时报警，但早期的spc不能告知其异常是什么因素引起的，发生于何处，即不能进行诊断，而在现场迫切需要解决诊断问题，否则即使想纠正异常也无从下手。现代spc已包含了诊断功能，称为统计过程诊断（spd）。

spd不但具有早期spc告警进行控制的功能，而且具有诊断功能。spd就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到缩短诊断异常的时间、以便迅速采取纠正措施、减少损失、降低成本，保证产品质量的目的。spd是在spd是在20世纪80年代发同展起来的。

4.2控制图原理

4.2控制图原理

（一）控制图的结构

控制图（control chart）是对过程质量特性值进行测定、记录、评估，从而监察过程是否处于挖掘状态的一种用统计方法设计的图。

是一种坐标图。横轴标注时间或样本序号。纵轴标注过程或质量的特性值，实测值或者转化值。图上有3条线：中心线（cl，central或center line）、和下控制限（ucl，upper control limit）,并有按自然顺序（时间顺序）抽取的样本统计量数值的描点序列，参见图4.2-1.ucl与lcl统称为控制线（control lines）。

控制图的参数。中心线通常是平均值，也有其他的。控制限通常是3倍标准差。

图4.2-1 控制图示例（p157）

@#基于质量波动理论与作为判断准则的小概率原理。

（二）控制图的原理

基于质量波动理论与作为判断准则的小概率原理。

1、质量波动理论

任何产品质量总是存在波动。影响质量波动的原因（因素）可分为5m1e（人、机、料、法、测、环）六个方面。但从对产品质量的影响大小来分，又可分为偶然因素（简称偶因）与异常因素（简称异因，在国际标准和我国国家标准中称为可查明原因）两类。

偶因是过程固有的，始终存在，对质量的影响微小，但从技术上难以去队或从经济上考虑不值得消除，例如机床开动时的轻微振动等。异因则非过程固有，有时存在，有时不存在，对质量影响大，但不难去除，例如车刀磨损等。

控制图上的控制界限就是区分偶然波动与异常波动的科学界限，它通常建立在正态分布的基础上。

过程只受偶然因素影响时，形成概率分布。偶因引起偶然波动，异因引起异常波动。

根据上述，可以说休哈特控制图即常规控制图的实质是区分偶然因素与异常因素两类因素显示图。

@#2、小概率原理

2、小概率原理

小概率就是事件发生的概率小，大小是相对的，其界定概率值因事件不同属性而取值的界限不同。小概率事件原理：小概率事件是在一次试验中几乎不可能发生，若发生则判断异常。统计学上假设检验所依据的判断准则就是基于上述原理。控制图是假设检验的一种图上作业，在控制图上每描一个点就是作一次假设检验。

例如为了控制加工螺丝的质量，每隔1小时随机抽取一个车好的螺丝，测量其直径，将结果描点在图4.2-2中，并用直线段将点子连接，以便观察点子的变化趋势。由图4.2-2可看出，前3个点子都在控制界限内，但第四个点子却走出了ucl，为了醒目，把它用小圆圈圈起来，表示第四个螺丝直径过分粗了，应引起注意。现在对出现这第四个点子应作什么判断呢？若过程正常，对正态分布而言，出现这种点子超过ucl情况的概率只有1%左右。即小概率事件，依据小概率原理，一千次地发生一次的小概率事件在一次试验中发生了，即认为过程异常。

当过程稳定或受控时，波动主要是由微小变化造成的随机误差。多数特征服从或近似服从正态分布，观测点落在6倍标准差范围内的概率是99.73%。

@#（三）统计控制状态