管制图与制程能力分析
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
针对过程的重要控制 参数所做的才是SPC
原料
PROCESS
測量
結果
针对原料所做的 控制也可属SPC
针对产品所做的 是在做SQC
SPC用在那里？
INPUT PROCESS OUTPUT
积极的地方 可防止不良
积极的地方 可防止不良
消极的地方 只能防堵
SPC想法
藉由以往的数据
了解正常的变异范围
设定成控制界限 绘点判定是否超出界限 纠正异常
为何控制界限应延用
建立控制图的四步骤
A收集数据 B计算控制限
C过程控制解释
D过程能力解释
建立X-R图的步骤A
子组大小 A1选择子组大小、频率和数据
子组频率
子组数大小
Ａ 阶 段 收 集 数 据
A2建立控制图及记录原始记录
A3计算每个子组的均值X和极差R
A4选择控制图的刻度 A5将均值和极差画到控制图上
xx x
組間(平均值)变异大的解决方法
• 组间是不同组平均值的差异，此时一般是 在不同的时间取样，不同时间之下其相应 的平均值有差异，一般是代表着不同组之 间可能有些因素变了，所以要去追查是什 么地方变了。 • 因为根据历史的控制界限来看，其正常波 动应当不会超出平均值控制界限。
组内(極差)变异大的解决方法
解析用 稳定
管制用控制图
追查不正常原因 迅速消除此项原因 并且研究采取防止 此项原因重复发生 之措施
控制用
正态分布概率
99.73% 95.45%
68.26%
-3σ
-2σ
-1σ
μ
+1σ +2σ
+3σ
中央极限定理
N ( , 2 )
when, n 4, then N ( , it m ean x
层别的说明
复合
使用控制图的注意事项
• 控制界限的重新计算
– 为使控制线适应今后的生产过程, 在确定控 制图最初的控制线CL、UCL、LCL时, 常常 需要反复计算, 以求得切实可行的控制图. 但是, 控制图经过使用一定时期后, 生产过 程有了变化, 例如加工工艺改变、刀具改变、 设备改变以及进行了某种技术改革和管理改 革措施后, 应重新收集最近期间的数据, 以 重新计算控制界限并作出新的控制图.
Ver.01
管制图与制程能力分析
2008.4.6
品质管理的基本原则
INPUT
PROCESS
OUTPUT
不接受不良
不制造不良
不流出不良
Y=f(X)
• OUTPUT=Y • INPUT=X • PROCESS PARAMETER=X • Y是因变数 • X是自变数 • Y只能靠检查，不好 的淘汰。 • X才是我们所能控制 的，使得Y符合我们 的需求。
初期控制界限的计算
一个班次之内取二十五组，每组样本数为2~5个 我们利用在一个班次当中取二十五组，此时由于人、机 料、法、环、测都比较固定，所以所估计出来的组内变 异会比较正确，所以相关的控制界限比较窄，可以有效 的侦测出不同班别之间的变化，或则组间的变化，例如 材料变化、机器变化、参数变化等。
控制图示意说明
2.维护过程 •监控过程性能 •查找偏差的特殊 原因并采取措施
DO
STUDY
PLAN
DO
STUDY
ACT
PLAN
DO
STUDY
ACT
3. •改变过程从而更 好 理解普通原因变差 •减少普通原因变 差
工程师和现场人员的分工
一项新的工序 分析控制对像
设定各项标准 作业方法、要求
做解析控制图
是否要提 升能力
STATISTICAL METHODS PEOPLE EQUIPMENT MATERIAL METHODS ENVIRONMENT
SPC SQC
PRODUCT OR SERVICE
THE WAY WE WORK/ BLENDING OF RESOURCES
CUSTOMER
IDENTIFYING CHANGING NEEDS AND EXPECTATIONS
每天如果取三组 的样本是否更能 代表制程？
取样的频率的说明
初期不了解制程，制程不稳 定，存在组间变异
稳定期后，制程已稳定，大部份 只存在组内变异，偶而出现组间 变异
快速而频繁的取样，才能 掌握制程的情形，并将各项 不稳定的因子去除
由于制程已相对的较稳定，我 们可以比较预测出制程变化， 所以抽样频率可以较低，但仍 应要有代表性
分组时的重要考虑
让组内变化只有偶然因素 让组间变化只有非偶然因素
组内变异小 组间变异大
制程的变 化
质 量 特 性
时间
错误的分组方式以及其后果
• 如此的取样方式会造成无法有效区别组内变异和组间变异， 造成控制界限变宽，无法有效侦测制造变异。
质 量 特 性
制程的变 化
时间
取样频率及样本的目的说明
每天只取一组来 代表，是否能代 表制程呢？
取样的方式
• 取样必须达到组内变异小，组间变异大 • 样本数、频率、组数的说明
组数的要求(最少25组)
当制程中心值偏差了 二个标准差时，它在 控制限内的概率为0.84 那么连续25点在线内 的概率为：
0.8425 0.0128
每个子组的平均值和极差的计算
1 2 100 98 98 99 99 98 100 101 98 97
• 此时的异常将在R图中显示出来，此时的样 本一般是在极短的时间内的样本，而其相 应的波动超出了控制界限，一般是不会出 现此种状况，一定是有原因导致超出了控 制界限，所以也要追查原因是来自那里。
持续改进
过程改进循环
1、分析过程 •本过程应做些什么PLAN •会出现什么错误 •达到统计控制状态 •确定能力 ACT
计数型
二项分布 (萧华特是用正态 来逼近) 卜氏分布 (萧华特是用正态 来逼近)
计数型
控制图的绘制流程
搜集数据 绘解析用控制图 寻找异常原因
是否稳定
绘直方图
检讨机械、设备 提升制程能力
是否满足规格
控制用控制图
控制图种类(依用途来分)
• 解析用控制图
– 决定方针用 – 制程解析用 – 制程能力研究用 – 制程管制准备用
2
4
)
4
2
when, n 9, then N ( , it m ean x
2
9
)
9
3
为何样本数不同时控制限不同
• 主要原因就是因为中央极限定理，自中央极限定 理来看，样本愈多时，其控制限愈狭窄。示意图 如下：
平均值 分布
個別值 分布
控制图原理说明
个别值的正态分布
x
Y=f(x1,x2,….)
• Y可视为顾客所要求的产品特性。 • 但是如果在y进行相应的统计控制，其实产 品已经制造出来，只是相当于检验产品做 得好不好，时效已晚。 • 所以要去探究那些因素会影响y，进而事先 控制x，如此才能起到在生产时就控制的效 果，而不是等到产品做出来再做检验。
SPC&SQC
3
4 5 平均 极差
99
100 101 99.6 3
97
100 99 98.6 3
100
101 99 99.4 3
100
99 100 100 2
98
99 99 98.2 2
平均值和极差
x1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 5
• 平均值的计算
R值的计算
R xmax xmin
持续改进，缩小控制界限
SPC的目的
了解CTQ，定义Y
了解影响CTQ的因子，Y=f(x1,x2..) 做解析用控制图，了解正常变异范围 制程稳定，控制界限延用 现场绘图、点图、判图、纠异 持续改进、缩小变异
PROCESS CONTROL SYSTEM MODEL WITH FEEDBACK
VOICE OF THE PROCESS
初期的二十五点 计算时有些超出 控制界限，此时 须寻找原因。
连续二十五点在控 制界限内，表示制 程基本上已稳定， 控制界限可以延用
此时有点子超出控 制界限，表示此时 状态已被改变，此 时要追查原因，必 要时必须重新收集 数据，重新考虑稳 定状态
使用控制图的注意事项
• 分层问题
– 同样产品用若干台设备进行加工时, 由于每 台设备工作精度、使用年限、保养状态等都 有一定差异, 这些差异常常是增加产品质量 波动、使散差加大的原因. 因此, 有必要按 不同的设备进行质量分层, 也应按不同条件 对质量特性值进行分层控制, 作分层控制图. 另外, 当控制图发生异常时, 分层又是为了 确切地找出原因、采取措施所不可缺少的方 法.
INPUT
PROCESS/SYSTEM OUTPUT
VOICE OF CUSTOMER
SPC的原理
收集数据 解析数据 控制用图形
一开始要多收 集数据以了解 制程状况
了解其正常波 动的范围
运用控制限来 判定制程是否 异常控制图种类(以数据来分)
• 计量值控制图
– – – – 平均值与全距控制图 平均值与标准差控制图 中位值与全距控制图 个别值与移动全距控制 图
一定 不一定 “n”是否一定
一定
单位大小 是否一定
不一定
X-s 图
X-R 图
“p” 图
“np” “c” 图 图
“u” 图
CASE STUDY
质量特性 长度 重量 乙醇比重 电灯亮／不亮 样本数 5 10 1 100 选用什么图
每一百平方米 的脏点
100平方米
控制图所用的统计原理
计量型 Xbar-R Xbar-s X中位数-R X-Rm P np C u 正态分布
普通原因、特殊原因示意图
UCL 异常原因导致 的波动范围
普通原因 的波动范围
LCL
异常原因导致 的波动范围
局部措施、系统措施示意图
UCL 解决异常原因 的局部措施
解决普通原因 的系统措施
LCL
解决异常原因 的局部措施
组内变异和组间变异说明
xx x xx x
时间 • 组内变异，一般是短时间内的变动，例如在三分钟内的取了一组共三 个样本，由于此时时间非常的短，一般的制程参数条件都没有变动， 主要可能是机器的波动。 • 组间变异，一般是较长时间间隔的变动，例如间隔三十分钟取了另一 组共三个样本，此时二组样本的平均值差异，一般是为组间变异，由 于时间较长些，可能会有人、料、法等等的波动产生。
UCLX X A2 R
LCLR D3 R
建立X-R图的步骤C
C1分析极差图上的数据点
Ｃ 过 程 控 制 解 释 C2识别并标注特殊原因(极差图) C3重新计算控制界限(极差图) C4分析均值图上的数据点
超出控制限的点 链 明显的非随机图 形
超出控制限的点 链 明显的非随机图形
建立X-R图的步骤B
Ｂ 计 算 控 制 限
B1计算平均极差及过程平均值 B2计算控制限 B3在控制图上作出平均值和 极差控制限的控制线
X R管制圖
平均值管制圖 CL X X
平均值管制圖 x x1 x2 x3 ..... xk LCL X X A2 R k 全距管制圖 全距管制圖 R1 R2 ..... Rk CLR R R k UCLR D4 R
制程的组成以及其波动的原因
材料 机器 人
波动原因
环境
测量
方法
制程的标准化控制
稳定 初始
有能力且受控 有能力
平均值和个别值检出力的说明
使用个别值时，其分布 比较不近似正态分布， 且其检出力较差。
使用平均值时，其分布 比较近似正态分布，且 其检出力较佳。
采用Xbar-R比X-Rm好的理由
• 检出力可以增加。 • 可以有效判定组内变异和组间变异。 • 经过平均值之后，其分布会更趋近于正态 分布。
• 计数值控制图
– – – – 不良率控制图 不良数控制图 缺点数控制图 单位缺点控制图
控制图的选择
控制图的选定
计量值 资料性质 n≧1 平均值 样本大小 n≧2 计数值 不良数 缺陷数
“n”=1 Cl的性质
不良数或 缺陷数
“n”=10~25 “n”是否较大
中位数 “n”=2~5 X-R 图 X-Rm 图
3 x
x
3 x
平均值的正态分布
上控制限UCL
3 x x 3 x
中心線
控制图的正态分布
下控制限LCL
管制界限和规格界限
• 规格界限：是用以说明品质特性之最大许 可值，来保证各个单位产品之正确性能。 • 管制界限：应用于一群单位产品集体之量 度，这种量度是从一群中各个单位产品所 得之观测值所计算出来者。
点图、判图 纠正异常
控制用控制图 标凖作业方法转移
Y
是否受控 以及有能力
Y
分析共同原因 提出改善方法
做解析图以及 能力分析 重新标准化 以及控制用控制图
使用控制图的注意事项
• 分组问题
– 主要是使在大致相同的条件下所收集的质量特 性值分在一组, 组中不应有不同本质的数据, 以 保证组内仅有偶然因素的影响. – 我们所使用的控制图是以影响过程的许多变动 因素中的偶然因素所造成的波动为基准来找出 异常因素的, 因此, 必须先找出过程中偶然因素 波动这个基准.
原料
PROCESS
測量
結果
针对原料所做的 控制也可属SPC
针对产品所做的 是在做SQC
SPC用在那里？
INPUT PROCESS OUTPUT
积极的地方 可防止不良
积极的地方 可防止不良
消极的地方 只能防堵
SPC想法
藉由以往的数据
了解正常的变异范围
设定成控制界限 绘点判定是否超出界限 纠正异常
为何控制界限应延用
建立控制图的四步骤
A收集数据 B计算控制限
C过程控制解释
D过程能力解释
建立X-R图的步骤A
子组大小 A1选择子组大小、频率和数据
子组频率
子组数大小
Ａ 阶 段 收 集 数 据
A2建立控制图及记录原始记录
A3计算每个子组的均值X和极差R
A4选择控制图的刻度 A5将均值和极差画到控制图上
xx x
組間(平均值)变异大的解决方法
• 组间是不同组平均值的差异，此时一般是 在不同的时间取样，不同时间之下其相应 的平均值有差异，一般是代表着不同组之 间可能有些因素变了，所以要去追查是什 么地方变了。 • 因为根据历史的控制界限来看，其正常波 动应当不会超出平均值控制界限。
组内(極差)变异大的解决方法
解析用 稳定
管制用控制图
追查不正常原因 迅速消除此项原因 并且研究采取防止 此项原因重复发生 之措施
控制用
正态分布概率
99.73% 95.45%
68.26%
-3σ
-2σ
-1σ
μ
+1σ +2σ
+3σ
中央极限定理
N ( , 2 )
when, n 4, then N ( , it m ean x
层别的说明
复合
使用控制图的注意事项
• 控制界限的重新计算
– 为使控制线适应今后的生产过程, 在确定控 制图最初的控制线CL、UCL、LCL时, 常常 需要反复计算, 以求得切实可行的控制图. 但是, 控制图经过使用一定时期后, 生产过 程有了变化, 例如加工工艺改变、刀具改变、 设备改变以及进行了某种技术改革和管理改 革措施后, 应重新收集最近期间的数据, 以 重新计算控制界限并作出新的控制图.
Ver.01
管制图与制程能力分析
2008.4.6
品质管理的基本原则
INPUT
PROCESS
OUTPUT
不接受不良
不制造不良
不流出不良
Y=f(X)
• OUTPUT=Y • INPUT=X • PROCESS PARAMETER=X • Y是因变数 • X是自变数 • Y只能靠检查，不好 的淘汰。 • X才是我们所能控制 的，使得Y符合我们 的需求。
初期控制界限的计算
一个班次之内取二十五组，每组样本数为2~5个 我们利用在一个班次当中取二十五组，此时由于人、机 料、法、环、测都比较固定，所以所估计出来的组内变 异会比较正确，所以相关的控制界限比较窄，可以有效 的侦测出不同班别之间的变化，或则组间的变化，例如 材料变化、机器变化、参数变化等。
控制图示意说明
2.维护过程 •监控过程性能 •查找偏差的特殊 原因并采取措施
DO
STUDY
PLAN
DO
STUDY
ACT
PLAN
DO
STUDY
ACT
3. •改变过程从而更 好 理解普通原因变差 •减少普通原因变 差
工程师和现场人员的分工
一项新的工序 分析控制对像
设定各项标准 作业方法、要求
做解析控制图
是否要提 升能力
STATISTICAL METHODS PEOPLE EQUIPMENT MATERIAL METHODS ENVIRONMENT
SPC SQC
PRODUCT OR SERVICE
THE WAY WE WORK/ BLENDING OF RESOURCES
CUSTOMER
IDENTIFYING CHANGING NEEDS AND EXPECTATIONS
每天如果取三组 的样本是否更能 代表制程？
取样的频率的说明
初期不了解制程，制程不稳 定，存在组间变异
稳定期后，制程已稳定，大部份 只存在组内变异，偶而出现组间 变异
快速而频繁的取样，才能 掌握制程的情形，并将各项 不稳定的因子去除
由于制程已相对的较稳定，我 们可以比较预测出制程变化， 所以抽样频率可以较低，但仍 应要有代表性
分组时的重要考虑
让组内变化只有偶然因素 让组间变化只有非偶然因素
组内变异小 组间变异大
制程的变 化
质 量 特 性
时间
错误的分组方式以及其后果
• 如此的取样方式会造成无法有效区别组内变异和组间变异， 造成控制界限变宽，无法有效侦测制造变异。
质 量 特 性
制程的变 化
时间
取样频率及样本的目的说明
每天只取一组来 代表，是否能代 表制程呢？
取样的方式
• 取样必须达到组内变异小，组间变异大 • 样本数、频率、组数的说明
组数的要求(最少25组)
当制程中心值偏差了 二个标准差时，它在 控制限内的概率为0.84 那么连续25点在线内 的概率为：
0.8425 0.0128
每个子组的平均值和极差的计算
1 2 100 98 98 99 99 98 100 101 98 97
• 此时的异常将在R图中显示出来，此时的样 本一般是在极短的时间内的样本，而其相 应的波动超出了控制界限，一般是不会出 现此种状况，一定是有原因导致超出了控 制界限，所以也要追查原因是来自那里。
持续改进
过程改进循环
1、分析过程 •本过程应做些什么PLAN •会出现什么错误 •达到统计控制状态 •确定能力 ACT
计数型
二项分布 (萧华特是用正态 来逼近) 卜氏分布 (萧华特是用正态 来逼近)
计数型
控制图的绘制流程
搜集数据 绘解析用控制图 寻找异常原因
是否稳定
绘直方图
检讨机械、设备 提升制程能力
是否满足规格
控制用控制图
控制图种类(依用途来分)
• 解析用控制图
– 决定方针用 – 制程解析用 – 制程能力研究用 – 制程管制准备用
2
4
)
4
2
when, n 9, then N ( , it m ean x
2
9
)
9
3
为何样本数不同时控制限不同
• 主要原因就是因为中央极限定理，自中央极限定 理来看，样本愈多时，其控制限愈狭窄。示意图 如下：
平均值 分布
個別值 分布
控制图原理说明
个别值的正态分布
x
Y=f(x1,x2,….)
• Y可视为顾客所要求的产品特性。 • 但是如果在y进行相应的统计控制，其实产 品已经制造出来，只是相当于检验产品做 得好不好，时效已晚。 • 所以要去探究那些因素会影响y，进而事先 控制x，如此才能起到在生产时就控制的效 果，而不是等到产品做出来再做检验。
SPC&SQC
3
4 5 平均 极差
99
100 101 99.6 3
97
100 99 98.6 3
100
101 99 99.4 3
100
99 100 100 2
98
99 99 98.2 2
平均值和极差
x1 x 2 x 3 x 4 x 5 x 5
• 平均值的计算
R值的计算
R xmax xmin
持续改进，缩小控制界限
SPC的目的
了解CTQ，定义Y
了解影响CTQ的因子，Y=f(x1,x2..) 做解析用控制图，了解正常变异范围 制程稳定，控制界限延用 现场绘图、点图、判图、纠异 持续改进、缩小变异
PROCESS CONTROL SYSTEM MODEL WITH FEEDBACK
VOICE OF THE PROCESS
初期的二十五点 计算时有些超出 控制界限，此时 须寻找原因。
连续二十五点在控 制界限内，表示制 程基本上已稳定， 控制界限可以延用
此时有点子超出控 制界限，表示此时 状态已被改变，此 时要追查原因，必 要时必须重新收集 数据，重新考虑稳 定状态
使用控制图的注意事项
• 分层问题
– 同样产品用若干台设备进行加工时, 由于每 台设备工作精度、使用年限、保养状态等都 有一定差异, 这些差异常常是增加产品质量 波动、使散差加大的原因. 因此, 有必要按 不同的设备进行质量分层, 也应按不同条件 对质量特性值进行分层控制, 作分层控制图. 另外, 当控制图发生异常时, 分层又是为了 确切地找出原因、采取措施所不可缺少的方 法.
INPUT
PROCESS/SYSTEM OUTPUT
VOICE OF CUSTOMER
SPC的原理
收集数据 解析数据 控制用图形
一开始要多收 集数据以了解 制程状况
了解其正常波 动的范围
运用控制限来 判定制程是否 异常控制图种类(以数据来分)
• 计量值控制图
– – – – 平均值与全距控制图 平均值与标准差控制图 中位值与全距控制图 个别值与移动全距控制 图
一定 不一定 “n”是否一定
一定
单位大小 是否一定
不一定
X-s 图
X-R 图
“p” 图
“np” “c” 图 图
“u” 图
CASE STUDY
质量特性 长度 重量 乙醇比重 电灯亮／不亮 样本数 5 10 1 100 选用什么图
每一百平方米 的脏点
100平方米
控制图所用的统计原理
计量型 Xbar-R Xbar-s X中位数-R X-Rm P np C u 正态分布
普通原因、特殊原因示意图
UCL 异常原因导致 的波动范围
普通原因 的波动范围
LCL
异常原因导致 的波动范围
局部措施、系统措施示意图
UCL 解决异常原因 的局部措施
解决普通原因 的系统措施
LCL
解决异常原因 的局部措施
组内变异和组间变异说明
xx x xx x
时间 • 组内变异，一般是短时间内的变动，例如在三分钟内的取了一组共三 个样本，由于此时时间非常的短，一般的制程参数条件都没有变动， 主要可能是机器的波动。 • 组间变异，一般是较长时间间隔的变动，例如间隔三十分钟取了另一 组共三个样本，此时二组样本的平均值差异，一般是为组间变异，由 于时间较长些，可能会有人、料、法等等的波动产生。
UCLX X A2 R
LCLR D3 R
建立X-R图的步骤C
C1分析极差图上的数据点
Ｃ 过 程 控 制 解 释 C2识别并标注特殊原因(极差图) C3重新计算控制界限(极差图) C4分析均值图上的数据点
超出控制限的点 链 明显的非随机图 形
超出控制限的点 链 明显的非随机图形
建立X-R图的步骤B
Ｂ 计 算 控 制 限
B1计算平均极差及过程平均值 B2计算控制限 B3在控制图上作出平均值和 极差控制限的控制线
X R管制圖
平均值管制圖 CL X X
平均值管制圖 x x1 x2 x3 ..... xk LCL X X A2 R k 全距管制圖 全距管制圖 R1 R2 ..... Rk CLR R R k UCLR D4 R
制程的组成以及其波动的原因
材料 机器 人
波动原因
环境
测量
方法
制程的标准化控制
稳定 初始
有能力且受控 有能力
平均值和个别值检出力的说明
使用个别值时，其分布 比较不近似正态分布， 且其检出力较差。
使用平均值时，其分布 比较近似正态分布，且 其检出力较佳。
采用Xbar-R比X-Rm好的理由
• 检出力可以增加。 • 可以有效判定组内变异和组间变异。 • 经过平均值之后，其分布会更趋近于正态 分布。
• 计数值控制图
– – – – 不良率控制图 不良数控制图 缺点数控制图 单位缺点控制图
控制图的选择
控制图的选定
计量值 资料性质 n≧1 平均值 样本大小 n≧2 计数值 不良数 缺陷数
“n”=1 Cl的性质
不良数或 缺陷数
“n”=10~25 “n”是否较大
中位数 “n”=2~5 X-R 图 X-Rm 图
3 x
x
3 x
平均值的正态分布
上控制限UCL
3 x x 3 x
中心線
控制图的正态分布
下控制限LCL
管制界限和规格界限
• 规格界限：是用以说明品质特性之最大许 可值，来保证各个单位产品之正确性能。 • 管制界限：应用于一群单位产品集体之量 度，这种量度是从一群中各个单位产品所 得之观测值所计算出来者。
点图、判图 纠正异常
控制用控制图 标凖作业方法转移
Y
是否受控 以及有能力
Y
分析共同原因 提出改善方法
做解析图以及 能力分析 重新标准化 以及控制用控制图
使用控制图的注意事项
• 分组问题
– 主要是使在大致相同的条件下所收集的质量特 性值分在一组, 组中不应有不同本质的数据, 以 保证组内仅有偶然因素的影响. – 我们所使用的控制图是以影响过程的许多变动 因素中的偶然因素所造成的波动为基准来找出 异常因素的, 因此, 必须先找出过程中偶然因素 波动这个基准.