超详细SPC统计过程控制讲解
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一、什么是统计过程控制
基础知识
统计过程控制（SPC）是为贯 彻预防原则，利用数理统计原理 （以控制图理论为主）对过程中的 各个阶段进行全面监控，从而达到 保证产品质量稳定的目的。
分析
措施
改进 SPC帮助我们分析过程，
从而改进过程能力
一、创先争优工作开展情况
基础知识
二、SPC的历史
统计过程控制的发展经历了几个世纪。在这个漫长的发展历程中，有四个著名的学 者做出了重要的贡献
X X X
一、创先争优工作开展情况
基础知识
九、控制图的判异
判异准则4：连续14点中相邻点上下 交替。第一类错误概率：α0=0.0027
UCl a b
XC C
b
lCl a
判异准则5：连续3点中有2点落在中心 线同一侧b区外。第一类错误概率：
α0=2*C32((0.99720.9545)/2)2*0.9973=0.0027
b lCl a
判异准则2：连续9点落在中心线一 侧。第一类错误概率：α0=2*（ 0.9973/2) 9=0.0038
UCl a b
XC C b
lCl a
UCl a
b
X
判异准则3：连续6点递增或递减。
C XC
第一类错误概率：
α0=(2/6!)*(0.009973)6=0.0027
b a
lCl
基础知识
一、创先争优工作开展情况
基础知识
特殊原因：
定义：指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出 现时将造成（整个）过程分布的改变。如：定位松动、刀具破损等。
引起产品质量的异常波动。 对质量影响较大，非过程固有，不难去 除。
如果系统内存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出将 不稳定。称为过程处于“非统计控制状态”或“失控”。
基础知识
计数型数据
计件：二项分布 计点：泊松分布
一、创先争优工作开展情况
基础知识
正态分布（高斯分布）
ƒ(x)
68.26%
•σ σ•
95.45%
2σ 2σ
99.73%
0
3σ
3σ
x
4σ
4σ
99.994%
一、创先争优工作开展情况
异常波动源下过程输出的分布随时间而变化：未来可预测吗？
基础知识
目标线 不可预测
A 过程是否处于统计控制状态 B 是否需要继续抽取样本（子组）
C 是否要扩大规范限
D 过程的过程能力指数是否处于技术控制状态
一、创先争优工作开展情况
基础知识
八、两类错误
错误名称 第一类错误
第二类错误
概率符号 α
β
定义
风险
虚发错误（弃真错误）：生产正常， 寻找根本不存在的异因，
而点出界就判异，抽样将合格判为不 人力资源浪费。
基础知识
四、统计数据
统计数据分为计数型数据和计量型数据两种。
数据类型
特点
举例
计量型 （连续型、可变数据）
可以连续取值，可使用测量工 例：长度、重量、浓度、
具测量出值
时间等 （ 中 心 孔 直 径
281mm、
焊接电流）
计数型 （离散型、属性数据）
不能连续取值，不能使用量具 不合格品件数、设备的台 直接读 值，而只能由0和1、2 数 等自然数计数的数据（计件数 虚焊点数、沙眼数、等 据、计点数据）
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
不合格品率控制 图
不合格品数控制 图
单位不合格数控 制图
不合格数控制图
符号 X-R控制图 X-s控制图 Me-R控制图 X-Rs控制图
p控制图 np控制图 u控制图 c控制图
统计过程控制（SPC） 适用范围 产品批量较大,稳定正
常工序 产品批量较大,稳定正
常工序 产品批量较大,稳定正
常工序 每次只能得一个数据,
见效快
样本含量可以不等
样本含量相等
样本含量可以不等
样本含量相等
来自百度文库
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
控制图的分类——按目的分
分析用控制图： a)分析过程是否处于统计控制状态，或称统计稳态？ b)判断过程的过程能力是否满足要求？
控制用控制图： 当过程达到了所要求的状态后，将分析用控制图的控制线延
一、创先争优工作开展情况
基础知识
三、为什么要做SPC？
阅读下面文字，数一数所有的“i”，包括大小写，Your answer is:
The recent time clock incident in kansas City, in which a malfunction kept the clock from starting for 15 seconds after a time-out, has caused much controversy and considerable interest in changing the whole process of timekeeping. Cries of cheating and charges of poor officiating have obscured the fact that the michigan State University-University of kansas basketball scrimmage was one of the most exciting contests in the current year’s NCaa tournament. Scott Skiles, Vernon Carr, larry Polec and crew gave Cliff dreiling, danny manning, and company a contest they won’t soon forget. Should kansas successfully complete its NCaa championship challenge, m.S.U. recruiters certainly can claim that Jud heathcote’s charges could be considered the second-best court fivesome in the country. No team can come as close to conquering another, and still be denied the victory, as did the Spartans.
长作为控制用控制图。
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
练习：
1、质量特性值为轴承直径，可选用的控制图为（ A B ）
A X-R图
B X-s图
C p图
D c图
E u图
2、生产过程中要控制每个铸件上的砂眼数，可选用的控制图是（ C ）
A X-R图
B p控制图 C u控制图
D np控制图
3、分析用控制图主要分析（ A D ）
一、创先争优工作开展情况
七、控制图的形成
基础知识
LCL μ
UCL
UCL
μ
LCL
控制图的结构
一、创先争优工作开展情况
基础知识
1
2
3
4
上控制限
中心线
下控制限
时间序列
一、创先争优工作开展情况
基础知识
控制图的分类——按数据类型分
数据
分布
控制图
计量值
计件值 计点值
均值-极差控制图
正态分 布
二项分 布
泊松分 布
记录的内容至少包括（5M1E） 1、材料换批 2、设备工装故障 3、更换操作者 4、更换检查员 5、更换量具 6、水、电、气中断 7、重新设定 8、刀具更换 9、环境事件 10、其他任何可能导致过程变化的因素的变更
一、创先争优工作开展情况
计量型控制图
一、均值—极差图
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
判异准则6：连续5点中有4点落在中心 线同一侧C区外。第一类错误概率：
α0=2*C54((0.00970.9545)/2)4*0.9973=0.0027
UCl a
b
X
C
C
b
a
lCl
UCl a
b
XC C
b
lCl
a
X
X X
X X
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异 UCl
a
b
C
判异准则7：连续15点落在C区中心线上
基础知识
两种措施：
局部措施
l通常用来消除变差的特殊原因 l通常由与过程直接相关的人员实施 l大约可纠正15%的过程问题
对系统采取措施
l通常用来消除变差的普通原因 l几乎总是要求管理措施，以便纠正 l大约可纠正85%的 过程问题
质量控制关注的重点是区分特殊原因和普通原因，从而确定适 宜的措施。所以我们需要控制图！
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
一、均值—极差图(X-R)
步骤：
第一步：确定控制对象（统计量），选择控制图类型； 第二步：确定控制图的控制方案：
沃尔特，休哈特博士dr. Walter Shewhart 开发了控制图，并用于实验室
爱德华.戴明博士dr. W. e. deming 推广统计过程控制并实现全球性的应用 总结了14条质量定律
约瑟夫·朱兰博士dr. Joseph m. Juran 创造了柏拉图
石川馨博士 dr. kaoru Ishikawa 创建了鱼骨图
时间
过程失控
一、创先争优工作开展情况
局部措施：使过程不稳定转化为过程稳定
基础知识
目标线
失控 异常波动源出现
受控 异常波动消失
行动
时间
一、创先争优工作开展情况
系统措施：在系统措施下使统计受控转为技术受控
基础知识
TU
上规范限
统计受控 技术失控
目标线
行动
Tl
下规范限
统计受控 技术受控
时间
一、创先争优工作开展情况
X
C b
下。第一类错误概率：α0= (0.6826)15 =0.00325
a lCl
基础知识
UCl
判异准则8：连续8点落在中心线两侧，
但无一在C区。第一类错误概率：
a
α0=(0.9973-0.6826)8=0.0001
b XC
X
C
b
lCl a
一、创先争优工作开展情况
基础知识
十、过程事件的记录
目的：记录过程事件的目的是防止过度调整 形式：记录可以在现场控制图的背面，也可以单独的记录
一、创先争优工作开展情况
基础知识
5
6
7
8
上控制限UCl=μ+3σ 下控制限lCl=μ-3σ 中心线Cl=μ
μ+3σ
μ
μ-3σ
时间序列
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异
基础知识
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异
X UCl a
b
XC
判异准则1：一点落在a区以外。第
C
一类错误概率：α0=0.0027；
一、创先争优工作开展情况
基础知识
普通原因：
定义：指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中 的许多变差的原因。如：机器及其固定装置间的游隙和间隙等。
引起的产品质量的正常波动，对质量影响较小，是过程固有的，难以 去除。
只有变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出是可以预测的。称 为过程处于统计控制状态。
一、创先争优工作开展情况
基础知识
我们得到的结论是：
1.100%检验不可能100%精确。 2. 100%检验是被动响应的方法，不是主动的提高质量的方法。 3. 那些被挑选出的“不合格品”，进一步的处理会是：
报废或返工 返工零件重新检验 4. 一个修复过的不合格品不可能像全新的一样好。
检测
预防
一、创先争优工作开展情况
合格
漏发错误（纳伪错误）:过程已异常，
但仍会有部分产品质量特性值的数值 大小位于控制界限内，若抽样样本特 性值数值在该范围，则将不合格总体
造成不合格、废品，增 加损失。
判为合格。
根据使两种错误造成的总损失最小的原则来确定UCl和lCl二者之间的最优间隔 距离。从经济质量管理的角度分析验证，休哈特提出的当上下控制界限之间最 优间隔距离为6σ时，两类错误造成的总损失最小，即α=0.0027。
一、创先争优工作开展情况
基础知识
六、分布
项目 位置
分布宽度
形状
一、创先争优工作开展情况
基础知识
分布曲线
特性
平均值μ变为μ’，曲线的位置 发生了变化。
标准差σ越小，曲线越 “高”“瘦”； 标准差σ越大，曲线越 “矮”“胖”。
曲线是否对称、偏斜？
一、创先争优工作开展情况
六、分布
数据 计量型数据
分布 正态分布
一、创先争优工作开展情况
基础知识
练习：
1、我们工作当中有哪些数据是计量型数据？哪些是计数型数据？
2、判断下列数据的类型：
飞机延误时间； 产品表面缺陷数； 总成不合格品数； 学生的身高； 质量事故数；
一、创先争优工作开展情况
基础知识
五、变差及波动
按对产品质量的影响大小来分，质量因素可分为： 偶然因素（普通原因） 异常因素（特殊原因）
一、创先争优工作开展情况
SPC 统计过程控制详讲
一、创先争优工作开展情况
课程目标
能够理解为什么要做SPC 能够在工作中应用SPC方法 明确SPC建立的步骤 能够计算过程能力
一、创先争优工作开展情况
课程安排
WARM UP SPC基础知识 计量型控制图 计数型控制图 过程能力 QUESTION？
一、创先争优工作开展情况
基础知识
统计过程控制（SPC）是为贯 彻预防原则，利用数理统计原理 （以控制图理论为主）对过程中的 各个阶段进行全面监控，从而达到 保证产品质量稳定的目的。
分析
措施
改进 SPC帮助我们分析过程，
从而改进过程能力
一、创先争优工作开展情况
基础知识
二、SPC的历史
统计过程控制的发展经历了几个世纪。在这个漫长的发展历程中，有四个著名的学 者做出了重要的贡献
X X X
一、创先争优工作开展情况
基础知识
九、控制图的判异
判异准则4：连续14点中相邻点上下 交替。第一类错误概率：α0=0.0027
UCl a b
XC C
b
lCl a
判异准则5：连续3点中有2点落在中心 线同一侧b区外。第一类错误概率：
α0=2*C32((0.99720.9545)/2)2*0.9973=0.0027
b lCl a
判异准则2：连续9点落在中心线一 侧。第一类错误概率：α0=2*（ 0.9973/2) 9=0.0038
UCl a b
XC C b
lCl a
UCl a
b
X
判异准则3：连续6点递增或递减。
C XC
第一类错误概率：
α0=(2/6!)*(0.009973)6=0.0027
b a
lCl
基础知识
一、创先争优工作开展情况
基础知识
特殊原因：
定义：指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出 现时将造成（整个）过程分布的改变。如：定位松动、刀具破损等。
引起产品质量的异常波动。 对质量影响较大，非过程固有，不难去 除。
如果系统内存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出将 不稳定。称为过程处于“非统计控制状态”或“失控”。
基础知识
计数型数据
计件：二项分布 计点：泊松分布
一、创先争优工作开展情况
基础知识
正态分布（高斯分布）
ƒ(x)
68.26%
•σ σ•
95.45%
2σ 2σ
99.73%
0
3σ
3σ
x
4σ
4σ
99.994%
一、创先争优工作开展情况
异常波动源下过程输出的分布随时间而变化：未来可预测吗？
基础知识
目标线 不可预测
A 过程是否处于统计控制状态 B 是否需要继续抽取样本（子组）
C 是否要扩大规范限
D 过程的过程能力指数是否处于技术控制状态
一、创先争优工作开展情况
基础知识
八、两类错误
错误名称 第一类错误
第二类错误
概率符号 α
β
定义
风险
虚发错误（弃真错误）：生产正常， 寻找根本不存在的异因，
而点出界就判异，抽样将合格判为不 人力资源浪费。
基础知识
四、统计数据
统计数据分为计数型数据和计量型数据两种。
数据类型
特点
举例
计量型 （连续型、可变数据）
可以连续取值，可使用测量工 例：长度、重量、浓度、
具测量出值
时间等 （ 中 心 孔 直 径
281mm、
焊接电流）
计数型 （离散型、属性数据）
不能连续取值，不能使用量具 不合格品件数、设备的台 直接读 值，而只能由0和1、2 数 等自然数计数的数据（计件数 虚焊点数、沙眼数、等 据、计点数据）
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
不合格品率控制 图
不合格品数控制 图
单位不合格数控 制图
不合格数控制图
符号 X-R控制图 X-s控制图 Me-R控制图 X-Rs控制图
p控制图 np控制图 u控制图 c控制图
统计过程控制（SPC） 适用范围 产品批量较大,稳定正
常工序 产品批量较大,稳定正
常工序 产品批量较大,稳定正
常工序 每次只能得一个数据,
见效快
样本含量可以不等
样本含量相等
样本含量可以不等
样本含量相等
来自百度文库
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
控制图的分类——按目的分
分析用控制图： a)分析过程是否处于统计控制状态，或称统计稳态？ b)判断过程的过程能力是否满足要求？
控制用控制图： 当过程达到了所要求的状态后，将分析用控制图的控制线延
一、创先争优工作开展情况
基础知识
三、为什么要做SPC？
阅读下面文字，数一数所有的“i”，包括大小写，Your answer is:
The recent time clock incident in kansas City, in which a malfunction kept the clock from starting for 15 seconds after a time-out, has caused much controversy and considerable interest in changing the whole process of timekeeping. Cries of cheating and charges of poor officiating have obscured the fact that the michigan State University-University of kansas basketball scrimmage was one of the most exciting contests in the current year’s NCaa tournament. Scott Skiles, Vernon Carr, larry Polec and crew gave Cliff dreiling, danny manning, and company a contest they won’t soon forget. Should kansas successfully complete its NCaa championship challenge, m.S.U. recruiters certainly can claim that Jud heathcote’s charges could be considered the second-best court fivesome in the country. No team can come as close to conquering another, and still be denied the victory, as did the Spartans.
长作为控制用控制图。
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
练习：
1、质量特性值为轴承直径，可选用的控制图为（ A B ）
A X-R图
B X-s图
C p图
D c图
E u图
2、生产过程中要控制每个铸件上的砂眼数，可选用的控制图是（ C ）
A X-R图
B p控制图 C u控制图
D np控制图
3、分析用控制图主要分析（ A D ）
一、创先争优工作开展情况
七、控制图的形成
基础知识
LCL μ
UCL
UCL
μ
LCL
控制图的结构
一、创先争优工作开展情况
基础知识
1
2
3
4
上控制限
中心线
下控制限
时间序列
一、创先争优工作开展情况
基础知识
控制图的分类——按数据类型分
数据
分布
控制图
计量值
计件值 计点值
均值-极差控制图
正态分 布
二项分 布
泊松分 布
记录的内容至少包括（5M1E） 1、材料换批 2、设备工装故障 3、更换操作者 4、更换检查员 5、更换量具 6、水、电、气中断 7、重新设定 8、刀具更换 9、环境事件 10、其他任何可能导致过程变化的因素的变更
一、创先争优工作开展情况
计量型控制图
一、均值—极差图
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
判异准则6：连续5点中有4点落在中心 线同一侧C区外。第一类错误概率：
α0=2*C54((0.00970.9545)/2)4*0.9973=0.0027
UCl a
b
X
C
C
b
a
lCl
UCl a
b
XC C
b
lCl
a
X
X X
X X
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异 UCl
a
b
C
判异准则7：连续15点落在C区中心线上
基础知识
两种措施：
局部措施
l通常用来消除变差的特殊原因 l通常由与过程直接相关的人员实施 l大约可纠正15%的过程问题
对系统采取措施
l通常用来消除变差的普通原因 l几乎总是要求管理措施，以便纠正 l大约可纠正85%的 过程问题
质量控制关注的重点是区分特殊原因和普通原因，从而确定适 宜的措施。所以我们需要控制图！
一、创先争优工作开展情况 计量型控制图
一、均值—极差图(X-R)
步骤：
第一步：确定控制对象（统计量），选择控制图类型； 第二步：确定控制图的控制方案：
沃尔特，休哈特博士dr. Walter Shewhart 开发了控制图，并用于实验室
爱德华.戴明博士dr. W. e. deming 推广统计过程控制并实现全球性的应用 总结了14条质量定律
约瑟夫·朱兰博士dr. Joseph m. Juran 创造了柏拉图
石川馨博士 dr. kaoru Ishikawa 创建了鱼骨图
时间
过程失控
一、创先争优工作开展情况
局部措施：使过程不稳定转化为过程稳定
基础知识
目标线
失控 异常波动源出现
受控 异常波动消失
行动
时间
一、创先争优工作开展情况
系统措施：在系统措施下使统计受控转为技术受控
基础知识
TU
上规范限
统计受控 技术失控
目标线
行动
Tl
下规范限
统计受控 技术受控
时间
一、创先争优工作开展情况
X
C b
下。第一类错误概率：α0= (0.6826)15 =0.00325
a lCl
基础知识
UCl
判异准则8：连续8点落在中心线两侧，
但无一在C区。第一类错误概率：
a
α0=(0.9973-0.6826)8=0.0001
b XC
X
C
b
lCl a
一、创先争优工作开展情况
基础知识
十、过程事件的记录
目的：记录过程事件的目的是防止过度调整 形式：记录可以在现场控制图的背面，也可以单独的记录
一、创先争优工作开展情况
基础知识
5
6
7
8
上控制限UCl=μ+3σ 下控制限lCl=μ-3σ 中心线Cl=μ
μ+3σ
μ
μ-3σ
时间序列
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异
基础知识
一、创先争优工作开展情况
九、控制图的判异
X UCl a
b
XC
判异准则1：一点落在a区以外。第
C
一类错误概率：α0=0.0027；
一、创先争优工作开展情况
基础知识
普通原因：
定义：指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中 的许多变差的原因。如：机器及其固定装置间的游隙和间隙等。
引起的产品质量的正常波动，对质量影响较小，是过程固有的，难以 去除。
只有变差的普通原因存在且不改变时，过程的输出是可以预测的。称 为过程处于统计控制状态。
一、创先争优工作开展情况
基础知识
我们得到的结论是：
1.100%检验不可能100%精确。 2. 100%检验是被动响应的方法，不是主动的提高质量的方法。 3. 那些被挑选出的“不合格品”，进一步的处理会是：
报废或返工 返工零件重新检验 4. 一个修复过的不合格品不可能像全新的一样好。
检测
预防
一、创先争优工作开展情况
合格
漏发错误（纳伪错误）:过程已异常，
但仍会有部分产品质量特性值的数值 大小位于控制界限内，若抽样样本特 性值数值在该范围，则将不合格总体
造成不合格、废品，增 加损失。
判为合格。
根据使两种错误造成的总损失最小的原则来确定UCl和lCl二者之间的最优间隔 距离。从经济质量管理的角度分析验证，休哈特提出的当上下控制界限之间最 优间隔距离为6σ时，两类错误造成的总损失最小，即α=0.0027。
一、创先争优工作开展情况
基础知识
六、分布
项目 位置
分布宽度
形状
一、创先争优工作开展情况
基础知识
分布曲线
特性
平均值μ变为μ’，曲线的位置 发生了变化。
标准差σ越小，曲线越 “高”“瘦”； 标准差σ越大，曲线越 “矮”“胖”。
曲线是否对称、偏斜？
一、创先争优工作开展情况
六、分布
数据 计量型数据
分布 正态分布
一、创先争优工作开展情况
基础知识
练习：
1、我们工作当中有哪些数据是计量型数据？哪些是计数型数据？
2、判断下列数据的类型：
飞机延误时间； 产品表面缺陷数； 总成不合格品数； 学生的身高； 质量事故数；
一、创先争优工作开展情况
基础知识
五、变差及波动
按对产品质量的影响大小来分，质量因素可分为： 偶然因素（普通原因） 异常因素（特殊原因）
一、创先争优工作开展情况
SPC 统计过程控制详讲
一、创先争优工作开展情况
课程目标
能够理解为什么要做SPC 能够在工作中应用SPC方法 明确SPC建立的步骤 能够计算过程能力
一、创先争优工作开展情况
课程安排
WARM UP SPC基础知识 计量型控制图 计数型控制图 过程能力 QUESTION？
一、创先争优工作开展情况