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1、SPC Training for NDVC2SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplateSPC 简介SPC发展历史西格玛简介Section One-简介3SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel什么是制程什么是制程(Process)? 操作方法操作方法环境环境设备设备材料材料有序有序的行为的行为测量的输出测量的输出目标时间操作员操作员 将输入转化为输出的一组有序的行为或操作将输入转化为输出的一组有序的行为或操作l什么是制程控制什么是制程控制(Process Control)?减小制程输出变异减小制程输出变异(Process Va
2、riation)所采取的行动所采取的行动4SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel什么什么是统计制是统计制程控制程控制(SPC)?5SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel控制图的发展历史控制图的发展历史6SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplatelSPC的使用情况的使用情况l何时使用何时使用SPC7SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel为什么要推广为什么要推广SPC8SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel过程变异原
3、因类别过程变异原因类别9SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplateControl Chart：通过触发异常报警特殊原因，监控过程的稳定性.Process Capability：在过程稳定的基础上，计算过程能力，并不断提高.lSPC Control 分类分类47.644.240.837.434.030.627.2LS LU S LLS L25T arget*U S L50S am ple M ean39.4076S am ple N299S tD ev (W ithin)0.589811S tD ev (O v erall)0.581845P rocess D a
4、taC p7.06C P L8.14C P U5.99C pk5.99P p7.16P P L8.25P P U6.07P pk6.07C pm*O v erall C apabilityP otential (W ithin) C apabilityP P M U S L0.00P P M T otal0.00O bserv ed P erform anceP P M U S L0.00P P M T otal0.00E xp. W ithin P erform anceP P M U S L0.00P P M T otal0.00E xp. O v erall P erform anceW
5、 ith inO v erallProcess Capability of R S T_ R _ Pull_ Up10SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel西格西格玛水平与玛水平与DPMO?“六”西格玛代表着一种近似的完美，它仅允许百万分之3.4的缺陷率，在关系到大多数顾客及股东的产品、服务和过程中，仅允许百万分之3.4的缺陷率。 ?不同西格玛水平之间的差别不单纯是对半削减缺陷的数量。?西格玛水平每上升一级，缺陷的数量就呈指数级的减少。 11SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template 以面积为例 以书刊错字校对为例 PPM
6、6 一粒钻石大小 一间小型图书馆全部藏书中有1个错字 3.47 缝衣针针尖 好几个大型图书馆藏书中有一个错字 0.019 3 普通商店面积 每页书中有1.5个错字 668105 电话机座大小 一部百科全书中有一个错字 2331 中型工厂面积 每页书中有170个错字 697700 4 一间客厅面积 一册书每三十页有一个错字 62102 巨型超市面积 每页书中有25个错字 308700l对对6的感性认识：的感性认识：12SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template?正态分布简介横坐标是数据从小到大的排列，纵坐标是每个一个数值出现的次数13SPS-0159EN V01
7、Kaizen Report Templatel6和和3的的波动比较波动比较6西格玛水平过程非常稳定，集中在目标值附近，满足客户要求的能力很强，3西格玛水平则波动较大。14SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template基本定义及判异原则计量型控制图计数型控制图Section Two-控制图15SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplateSPC 基本定义基本定义1. Sigma : Standard deviation (S): (标准差标准差) 是对过程变异的衡量是对过程变异的衡量2. Center Line (CL): Average
8、of the Process (中心线中心线)3. UCL (Upper Control Limit): (上控制线上控制线) 4. LCL (Lover Control Limit): (下控制线下控制线)5. CPK (Process Capability Index) (制程能力系数制程能力系数)6. CP (Process Capability) (制程能力制程能力, 散度散度.即正态分布曲线的开口度即正态分布曲线的开口度)7. LSL (Lower SPEC Limit): (制程规格下限制程规格下限, 通常为业界标准或客户的要求通常为业界标准或客户的要求)8. USL (Upper
9、 SPEC Limit): (制程能力上限，通常为业界标准或客户的要求制程能力上限，通常为业界标准或客户的要求)9. X-BAR & R Chart: (均均值值/极值极值 控制图控制图)10.均值均值: 一组数据的平均数一组数据的平均数11.极差：一组测量值内的最大值和最小值的差，用极差：一组测量值内的最大值和最小值的差，用R表示表示16SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel控制图各种上下限关系控制图各种上下限关系17SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel控制图控制图18SPS-0159EN V01 Kaizen R
10、eport TemplatelControl chart Rules19SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplatelControl Rules有可能模具有一定磨损工艺整体有逐渐向上和向下趋势可能两个工艺混在一起20SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplatelControl Rules上下控制限需要收紧21SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel控制控制图选择图选择不合格件数不合格件数不合格率不合格率Xbar-s单位产品上不合格点数单位产品上不合格点数Xbar-RI-MR不合格点数不合格点数22S
11、PS-0159EN V01 Kaizen Report Template23SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel绘制均值极差图绘制均值极差图杂质含量批次杂质含量批次杂质含量批次5.9918.0567.091111.4614.35610.571111.4112.79611.14113.714.06614.251112.88123.43617.581114.5429.33725.31216.76212.1575.3127.2929.33712.05125.929.23716.251222.0524.8277.51129.336.84814.691312.51
12、37.6783.691313.636.99818.04134.6433.9688.91310.34314.3817.05134.3947.08920.23149.6413.6999.381413.4349.6993.53145.51412.27914.27144.17420.1593.41149.7658.33104.38156.0756.23105.91513.7458.871031.321515.35518.71103.44158.98513.221024.7815一部分数据一部分数据24SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel绘制均值极差图绘制均值极差
13、图根据数据如何配置25SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel绘制均值极差图绘制均值极差图选择判异原则26SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel绘制均值极差图绘制均值极差图- 极差和均值图都需要稳态极差和均值图都需要稳态从图中我们看出什么？接下来我们怎么做？27SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel练习：用练习：用minitab绘制均值极差图绘制均值极差图焊接力对于焊接力对于W7T是重要的指标，需要定期测试，将测试结果做均值极差图是重要的指标，需要定期测试，将测试结果做均值极差图28
14、SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplatelSPC 小游戏小游戏流程流程：分成几个小组，每个人折纸，生产衣服，然后抽样测量衣服长度，每个小组产生一个衣服长度的平均数，衣服长度为y轴，小组号码为x轴，描点，事先定好上下控制线，看哪些点在控制线之外，然后找出root cause。工具工具：两种尺寸正方形纸（含有变异尺寸），尺子控制图：控制图：均值极差图 或单值移动极差 （根据参加人数）绘制绘制SPC控制图以及Process capability原因分析原因分析如果有异常的地方分析原因并改善29SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template
15、l计数型控制图计数型控制图30SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-P图，图，NP图图练习：二极管制造工艺，每天抽检150个样品，记录不合格品数量，搜集一个月的数据，做NP图和P图。31SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-P图图32SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-NP图图33SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-U图，图，C图图练习：
16、在芯片的生产过程中，如果芯片上有一个瑕疵，则被认为是一个缺陷，每个班次抽取10个芯片进行检验，记录每个班次的缺陷总数，搜集15个班次数据，做U图，图，C图。图。日期样品数缺陷数11026210283102341018510326104071035810249101810102811101612101413102414103515103034SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-U图图35SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型控制图计数型控制图-C图图36SPS-0159EN V01 Ka
17、izen Report Templatel其他常见的控制图累积和控制图CUSUM: 以历次观测结果为依据，对观测数据加以累积，对发现过程的小偏移特别有效 。指数加权移动平均控制图EWMA:关注的是历史数据的加权平均，可以有效控制长期过程的微小偏移。标准化控制图Z-MR:当过程输出为不同规格的产品，相互之间的差异比较大但样本量又比较小时选用该控制图（多品种，小批量）37SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template基本定义及数据类型计量型过程能力分析计数型过程能力分析Section Three -过程能力分析38SPS-0159EN V01 Kaizen Report
18、 TemplatelProcess Capability数据类型可以分为计量型数据和计数型数据。计量型数据计量型数据是属于不可数集合的，一般通过测量获得，且有计量单位。比如(0,100，实数集，常见的有正态分布，指数分布，均匀分布等。工厂数据举例：welding strength, case/ cover 尺寸计数型计数型随机变量只可能出现可数型的实现值，比如自然数集合，0,100等等，常见的有二项分布，泊松分布等。工厂数据举例：检验208件产品，有8件不合格，检验150件产品，有7件不合格。以小组为单位，列举工厂各种数据类型，并进行分类，粘贴到白板上，大家分享一下39SPS-0159EN V
19、01 Kaizen Report Templatel计量型数据过程能力指数CPCp 表示制程分布的紧致程度，要求过程要稳定40SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计量型数据制程能力指数 Cpk双边CPK公式单边CPK公式CPUCPL41SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel制程能力指数制程能力指数Cpk的几何意义的几何意义3良好的过程能力: 对于双边:图形居中, 开口小. 对于单边: 距离规格线远, 开口小.要求过程要稳定且正态。42SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel过程能力
20、评价43SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计量型数据制程绩效指数PP/PPK过程绩效指数是从过程总波动的角度考察过程输出满足客户要求的能力，有时也称作长期过程能力指数。考察过程绩效时不要求过程稳定,异常数据也必须计算在内。OVERALLsLSLUSLPp6OVERALLsxUSLPPU3OVERALLsLSLxPPL3PPUPPLMinPpk;44SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel过程能力分析手动计算假定G过程处于统计控制状态.应用控制图，得到如下数据，平均值为4.03, 标准差为0.024，产品技术规范为4+
21、-0.1，根据这些信息计算该过程能力指数。LSL,USL,CP, CPL， CPU ，CPK?LSL=3.9, USL=4.1CP=(4.1-3.9)/6*0.024=1.39CPL=(4.03-3.9)/3*0.024=1.81CPU=(4.1-4.03)/3*0.024=0.97CPK=0.9745SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计量型数据计量型数据CPK-minitab 应用应用例子：杂质含量数据，5个数据为一组，共25组，上控制限为24，求CPK46SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template计量制计量制程能力指
22、数程能力指数 Cp & Cpk & PP&PPK 根据数据如何配置47SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template计量制计量制程能力指数程能力指数 从结果中，我们能看出什么？48SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型数据过程能力分析计数型数据过程能力分析DPU单位缺陷单位缺陷49SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型数据过程能力分析计数型数据过程能力分析DPMO百万机会之不良数百万机会之不良数50SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型
23、数据过程能力分析计数型数据过程能力分析:西格玛水平（西格玛水平（Sigma Level）Input Data输入数据The process sigma score(with -1.5 shift integrated)制程的“西格玛”（考虑了1.5个西格玛的偏移）51SPS-0159EN V01 Kaizen Report Templatel计数型数据过程能力练习：计数型数据过程能力练习：DPU/DPMO/西格玛水平西格玛水平DPU=800/1000=0.8DPMO=0.8*1000000/10=8000052SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplateSecti
24、on Four-SPC 应用实例53SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图SPC应用应用控制图是用来判断过程是否稳定受控以及发现过程是否异常的重要工具。控制图的使用控制图是用来判断过程是否稳定受控以及发现过程是否异常的重要工具。控制图的使用分为分析用控制图和控制用控制图。分为分析用控制图和控制用控制图。分析用控制图分析用控制图利用点在控制范围内的分布或是否出界来判断过程是否稳定，通过对过程利用点在控制范围内的分布或是否出界来判断过程是否稳定，通过对过程 的改进或排除异常原因的异常点，最终得到一个稳定受控的初始过程。先有点再有线。的改进或排除异常原
25、因的异常点，最终得到一个稳定受控的初始过程。先有点再有线。前面的内容都是围绕分析用控制图展开的。前面的内容都是围绕分析用控制图展开的。控制用控制图，控制用控制图，在实际工作中的使用更加重要，他的作用是把分子阶段得到的稳定的初在实际工作中的使用更加重要，他的作用是把分子阶段得到的稳定的初始过程保持下去真正发挥监控作用。先有线再有点。始过程保持下去真正发挥监控作用。先有线再有点。分析用控制图：分析过程是否稳定分析能力是否达到？监控用控制图：延长改善后的控制限实时监控并及时响应1.排除特殊原因2.提高过程能力54SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图S
26、PC应用的步骤：应用的步骤：背景：背景：一家汽车发动机制造商专业生产与发动机气缸相关的零部件，主要产品之一就是缸盖一家汽车发动机制造商专业生产与发动机气缸相关的零部件，主要产品之一就是缸盖的曲轴，其中一个孔径必须满足上限的曲轴，其中一个孔径必须满足上限37, 下限下限33毫米的公差限。毫米的公差限。质量经理要求现场工质量经理要求现场工程师了解下现有的工艺流程是否稳定，是否能够稳定地达到公差限的要求，如果满足程师了解下现有的工艺流程是否稳定，是否能够稳定地达到公差限的要求，如果满足的话，对该关键参数进行控制的话，对该关键参数进行控制。目前生产线上有自动测量装置，每次回自动记录。目前生产线上有自动
27、测量装置，每次回自动记录5个个产品的数据。如果你是现场工程师，你的计划如何？产品的数据。如果你是现场工程师，你的计划如何？大家讨论下，如何实现质量经理的所有要求？55SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图SPC应用的步骤：应用的步骤：a. 确定初始过程是否稳定（确定初始过程是否稳定（stable）：显然，这里适用于均值）：显然，这里适用于均值-极差控制图，使用极差控制图，使用Minitab实现该过程。选择数据孔径实现该过程。选择数据孔径15从图可以看出，均值图和极差图均无异常，特殊原因的检验也没有问题，说明过程从图可以看出，均值图和极差图均无异常
28、，特殊原因的检验也没有问题，说明过程是稳定受控的。是稳定受控的。56SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图SPC应用的步骤：应用的步骤：b. 判断过程是否达到技术稳态（判断过程是否达到技术稳态（capability）。接下来进行过程能力分析，使用）。接下来进行过程能力分析，使用MINITAB实现过程能力的分析。选择数据孔径实现过程能力的分析。选择数据孔径15。从图可以过程能力不足，经分析原因是自动测量装置的从图可以过程能力不足，经分析原因是自动测量装置的Gr&r达不到要求，改善计达不到要求，改善计划是对自动测量装置进行改造，当划是对自动测量装置进
29、行改造，当Gr&r改善改善OK后重新收集数据后重新收集数据57SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图SPC应用的步骤：应用的步骤：a-1,b-1. 判断过程是否达到判断过程是否达到stable &capability, 对改善后收集的数据进行稳态和过程对改善后收集的数据进行稳态和过程能力分析，使用能力分析，使用MINITAB实现该分析。选择数据孔径实现该分析。选择数据孔径1-15-1从图可以过程能力满足要求，注意记得保存均值以及从图可以过程能力满足要求，注意记得保存均值以及sigma值值58SPS-0159EN V01 Kaizen Report
30、 Template控制图控制图SPC应用的步骤：应用的步骤：c. 实现后续的过程监控实现后续的过程监控 （monitor）：）：控制用控制图可以用来对过程进行监控。绘制控制用控制用控制图可以用来对过程进行监控。绘制控制用控制图的关键是实现确定控制图上的三条控制线：中心线和上下控制限，选择孔径控制图的关键是实现确定控制图上的三条控制线：中心线和上下控制限，选择孔径1-25-2。利用稳态的数据规范监控后续收集到的数据，判断是否有异常，如果有的话记录原利用稳态的数据规范监控后续收集到的数据，判断是否有异常，如果有的话记录原因，并执行改善计划。因，并执行改善计划。59SPS-0159EN V01 Ka
31、izen Report Template控制图控制图SPC应用的步骤：应用的步骤：d.实时在线监控（实时在线监控（real-time）用控制用控制图实现生产流程的实时在线监控。将孔）用控制用控制图实现生产流程的实时在线监控。将孔径径1-35-3的数据的数据copy到孔径到孔径1-25-2的数据下面。的数据下面。Minitab 简易功能时间在线监控，点击制作完成的控制用控制图为当前窗口，右击简易功能时间在线监控，点击制作完成的控制用控制图为当前窗口，右击该图形选择该图形选择“自动更新图形自动更新图形”。60SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template控制图控制图SP
32、C应用应用-汇总汇总Process stable？Process capable？Real-time monitorQuickly response alarm and keep recordsNONO61SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template Q&A62SPS-0159EN V01 Kaizen Report TemplateMinitab: Capability Ratio(Cp, CPL, CPU, Cpk)?Formulas for computing calculations of StDev(Within) Capability Standard
33、 DeviationNote: Because the average moving range is used to estimate StDev(Within), the order of the data is critical因为移动极差平均值用来估计标准差，所以数据的顺序非常的关键) 1(21nxxRMniii128.1WITHINRMsAverage Moving Range :Capability Sigma :For subgroup size = 1nXMINXMAXnRRMniijijni1)1)(2WITHINdRMsAverage Moving Range :i=ind
34、ex of the subgroupj=number of observation in the ith subgroupCapability Sigma :For subgroup size 163SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template?Minitab calculates Performance Ratios (Ppk, Pp) by dividing by StDev(Overall):?The Total Standard Deviation or StDev(Overall) is calculated as:?Minitab approximat
35、es the dispersion parameter, StDev(Overall) by calculating the standard deviation and dividing by the appropriate bias correction factor, c4*:Minitab: Performance Ratio (Pp, PPL, PPU, Ppk)4OVERALLsscNote: Order of the data has no impact on the calculation of StDev(Overall). Performance Ratios are us
36、ed for unpredictable processes.数据的顺序对于计算整体标准差没有影响。性能指数是用来评估不可预测的的工艺过程的。1)(12nxxsniOVERALLOVERALLsLSLUSLPp6OVERALLsxUSLPPU3OVERALLsLSLxPPL3PPUPPLMinPpk;64SPS-0159EN V01 Kaizen Report Template分布分布控制图代号控制图代号控制图名称控制图名称控制图界限控制图界限备注备注UCLX=X+A2RUCLR=D4RLCLR=D3RUCLX=X+A3SUCLS=B4SLCLS=B3SUCLX=X+m3A2RUCLR=D4R
37、LCLR=D3RUCLX=X+2.66RSUCLRS=3.267RSLCLRS=-P不合格品率控制图不合格品率控制图 UCLP=P+3sqrP(1-P)/nnp不合格品数控制图不合格品数控制图 UCLnp=np+3sqrnp(1-p)u单位缺陷数控制图单位缺陷数控制图 UCLu=u+3sqru/nc缺陷数控制图缺陷数控制图UCLc=c+3sqrc常见控制图 常见控制图 均值极差控制图均值极差控制图均值-标准差控制均值-标准差控制图图中位数-极差控制中位数-极差控制图图正态分布正态分布（计量（计量值）值）二项分布二项分布(计件值)(计件值)泊松分布泊松分布(计点值)(计点值)1.正态分布的参数与互相独立,控制正态分布需要分别控制与,故正态分布控制图都有两张控制图,前者控制,后者控制.二项分布与泊松分布则并非如此. 2. X-R图可由X-S图替代. 3.X-R图可淘汰. 4.故只剩下X-S与X-RS图.左列两图可由通用不合格品数npT图代替1.缺陷数现改称为“不合格数.2.左列两图可由通用缺陷数CT图代替。单值单值-移动极差控移动极差控制图制图X-RX-SX-RX-RS