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1、第三章 统计过程控制（SPC）第一节 SPC一、SPC SPC是Statistical Process Control的缩写，即统计过程控制。SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到改进与保证质量的目的。SPC强调全过程的预防。SPC的特点：1、SPC是全系统的、全过程的，要求全员参加，人人有责；2、SPC强调用科学方法（主要是统计技术，尤其是控制图理论）来保证全过程的预防；3、SPC不仅用于生产过程，而且可用于服务过程和一切管理过程。二、SPC发展简史休哈特军工部门20世纪20年代二战后期日本西方国家1950198080年代起加拿大钢铁公司七大高科技方向连铸真空除气炉外精炼
2、钢包冶金站电镀锌流水线电子测量高级电子计算机SPCSPCSPDSPAStatistical Process DiagnosisStatistical Process Adjustment三、SPC和SPD的进行步骤：培训SPC和SPD确定关键质量因素提出或改进规格标准编制控制标准手册，在各部门落实对过程进行统计监控对过程进行诊断并采取措施解决问题分析、确定关键质量因素列出过程控制网图第二节 控制图原理一、控制图 控制图是对过程质量加以测定、记录，从而进行控制管理的一种用科学方法设计的图。目标值上控制限UCL下控制限LCL正常情况中心线CL二、控制图原理的第一种解释控制图的演变：-3+3 99.
3、73%0.135%0.135%-3+3 99.73%0.135%0.135%-3+3+3-3 UCLLCLCL三、控制图原理的第二种解释质量因素的分类不同来源操作人员(Men)原材料（Material）环境（Environment）设备（Machine）测量(Measurement)操作方法（Method）计算机软件辅助材料水、电公用设施影响大小、作用性质偶然因素异常因素影响微小始终存在逐件不同难以除去影响较大有时存在一系列产品受同一方向的影响不难除去休哈特控制图的实质区分偶然因素和异常因素四、控制图是如何贯彻预防原则的控制图显示异常贯彻20字调整控制界限有无异常因素统计控制状态（稳态）无有2
4、0字真经：查出异因、采取措施、保证消除、不再出现、纳入标准第三节 两类错误和3方式一、两类错误：1、第一类错误虚发警报的错误；2、第二类错误漏发警报的错误-3+3 99.73%0.135%0.135%解决方法:总损失最小。第四节 休哈特控制图数据分布控制图简记计量值正态分布均值-极差 控制图x-R控制图均值-标准差 控制图x-s控制图中位数-极差 控制图x-R控制图单值-移动极差控制图x-Rs控制图计件值二项分布不合格品率 控制图P 控制图不合格品数 控制图nP 控制图计点值泊松分布单位不合格数 控制图U 控制图不合格数 控制图C 控制图通用不合格数cT控制图一、休哈特控制图的种类及其用途通用
5、不合格品数npT控制图二、休哈特控制图的设计思想设计思想：先确定第I类错误的概率，然后再根据第II类错误的概率的大小来考虑是否需要采取必要的措施。三、应用控制图需要考虑的一些问题1、控制图用于何处？2、如何选择控制对象？3、怎样选择控制图？4、如何分析控制图？5、对于点子出界或违反其他准则的处理。5、对于点子出界或违反其他准则的处理。6、对于过程而言，控制图起着告警铃的作用。7、控制图的重新制定。8、控制图的保管问题。四、判断稳态的准则：在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一就认为过程处于稳态：（1）连续25个点子都在控制界限内；（2）连续35个点子至多1个点子落在控制界限外；（3）连续10
6、0个点子至多2个点子落在控制界限外；五、判断异常的准则：符合下列各点之一就认为过程存在异常因素：（1）点子在控制界限外或恰在控制界限上；（2）控制界限内的点子排列不随机。目标值上控制限下控制限准则1：一点在控制线之上（或之下）ABCCBA0.0027准则2：链 链长不少于9时判断点子排列非随机，存在异常因素。在控制图中心线一侧连续出现的点连续9点在中心线之下（或之上），判异上控制限目标值下控制限ABCCBA0.0038准则3：倾向 当有连续不少于6个点的上升或下降的倾向时判异。点子逐渐上升或下降的状态6点上升或下降倾向判异上控制限目标值下控制限ABCCBA准则4：连续14点中相邻点上下交替目标
7、值上控制限下控制限+1 -1 0.0027准则5：点子屡屡接近控制界限（1）连续3个点，至少有2点接近控制界限：（2）连续7个点，至少有3点接近控制界限：（3）连续10个点，至少有4点接近控制界限。连续3点中有2点位于中心线同一侧的B区以外上控制限目标值下控制限+3 -3+2-2 ABCCBA0.00268准则6：连续5点有4点在中心线同一侧的C区以外上控制限目标值下控制限ABCCBA准则7：点子集中在中心线附近原因：数据不真实；数据分层不当。目标值上控制限下控制限连续15点集中在中心线附近判异+1 -1 ABCCBA准则8：连续8点在中心线两侧但无一在C目标值上控制限下控制限ABCCBA间断
8、链 属下列情况的判断点子排列非随机，存在异常情况：（1）连续11个点中，至少有10个点在中心线一侧；（2）连续14个点中，至少有12个点在中心线一侧；（3）连续17个点中，至少有14个点在中心线一侧；（4）连续20个点中，至少有16个点在中心线一侧；连续11个点中有10个点在中心线一侧；上控制限目标值下控制限点子呈现周期性变化点子呈现周期性变化目标值上控制限下控制限六、控制图的应用程序和作图方法1、合理选择应用控制图的场合2、选择控制对象3、选择控制图4、合理子组5、绘制分析用控制图6、确定控制标准7、控制图的管理合理子组原则：组内差异只由偶因造成；组间差异主要由异因造成分析用控制图与控制用控
9、制图分析用控制图控制用控制图正式交接手续计量值控制图计算控制限公式控制图控制界限中心线UCL与LCLn2345678910d21.128 1.693 2.059 2.326 2.534 2.704 2.847 2.970 3.078d30.853 0.888 0.880 0.864 0.848 0.833 0.820 0.808 0.797A21.880 1.023 0.729 0.577 0.483 0.419 0.373 0.337 0.308D3000000.076 0.136 0.184 0.223D43.267 2.574 2.282 2.114 2.004 1.924 1.864
10、1.816 1.777绘制 控制图步骤：1、取预备数据2、计算各子组样本的平均值与极差R子样号检查值Ri备注X1X2X3X413.04.23.53.824.34.13.73.934.23.63.23.443.94.34.03.654.43.43.83.963.74.74.33.673.83.94.34.584.44.33.83.993.73.23.44.2103.13.94.23.0113.23.83.83.7子样号检查值Ri备注X1X2X3X413.04.23.53.83.621.224.34.13.73.94.000.634.23.63.23.43.601.043.94.34.03.63.
11、950.754.43.43.83.93.881.063.74.74.33.64.080.973.83.94.34.54.120.784.44.33.83.94.100.693.73.23.44.23.621.0103.13.94.23.03.51.2113.23.83.83.73.620.6123.14.44.84.2133.43.73.83.9144.44.24.13.5153.43.53.84.4163.93.73.24.8174.44.34.03.7183.63.23.64.4193.24.44.24.5204.74.63.83.2214.84.24.03.0224.53.53.04.8
12、233.83.24.23.0244.24.03.83.5254.33.63.64.4123.14.44.84.24.051.4133.43.73.83.93.700.5144.44.24.13.54.050.9153.43.53.84.43.781.0163.93.73.24.83.700.8174.44.34.03.74.100.7183.63.23.64.43.701.2193.24.44.24.54.081.3204.74.63.83.24.081.5214.84.24.03.04.001.8224.53.53.04.83.951.8233.83.24.23.03.551.2244.24
13、.03.83.53.880.7254.33.63.64.43.821.4总计96.5325.73、计算所有样本总平均值和平均极差绘制 控制图步骤：绘制 控制图步骤：4、计算控制图的参数查表得：A2=0.729,D4=2.282,D3=0绘制 控制图步骤：5、画控制图UCL=4.610LCL=3.112CL=3.8613.03.23.43.63.84.04.24.44.64.8UCL=2.346CL=1.0280.00.20.40.60.81.01.21.41.61.82.02.22.4状态分类：统计稳态是否技术稳态是III否IIIIV统计稳态技术稳态计数控制图 计件控制图 计点控制图第五节 两
14、种质量诊断（SPD）传统生产线分析模型工序1工序2工序选控生产线分析模型工序1工序2工序两种质量工序综合质量（总质量）工序固有质量（分质量）测量值标准值休图选控图总质量分质量上工序的影响（上影）全控图偶然因素异常因素欲控异因非控异因选控图偶然因素欲控异因非控异因选控图的任务：1、只选择欲控异因加以控制（选控）；2、区分偶因与欲控异因。两种控制图诊断的典型情况：上工序本工序休 图上休 图本选控休图本诊断系统两种控制图诊断的三八表典型情况上工序全控图下工序全控图下工序选控图诊断异常 异常 异常分质量异常（存在欲控异因）上影异常（存在非控异因）异常 异常 正常分质量正常（无欲控异因）上影异常（存在非
15、控异因）异常 正常 异常分质量异常（存在欲控异因）上影异常（存在非控异因）但二者方向相反而抵消，使总质量正常两种控制图诊断的三八表典型情况上工序全控图下工序全控图下工序选控图诊断异常 正常 正常分质量正常（无欲控异因）上影异常（存在非控异因）但二者方向相反而抵消，使总质量正常正常 异常 异常分质量异常（存在欲控异因）上影正常（无非控异因）正常 异常 正常分质量正常（无欲控异因）上影正常（无非控异因）但二者方向相同而叠加，使总质量异常两种控制图诊断的三八表典型情况上工序全控图下工序全控图下工序选控图诊断正常 正常 异常分质量异常（存在欲控异因）上影正常（无非控异因）但二者方向相反而抵消，使总质量
16、正常正常 正常 正常分质量、上影、总质量均正常特点：1、上道工序与下道工序的接口只能是上道工序的总质量，而下道工序即本工序存在两种质量：总质量与分质量。2、典型诊断表考虑了上下工序的连接。3、典型诊断表的诊断应用的是直接逻辑推理，而非统计推理，因此典型诊断表本身不存在统计推理的两种错误。4、根据不同的需要，诊断系统与相应的典型诊断表可以选择不同类型的控制图。第六节 过程能力分析一、过程能力1、概念过程能力是指处于稳定状态下的实际加工能力。62、影响因素设备方面工艺方面材料方面操作者方面环境方面3、意义过程能力的测试分析是保证产品质量的基础工作过程能力的测试分析是提高过程能力的有效手段过程能力的
17、测试分析为质量改进找出方向二、过程能力指数TLTUTLTUTLTU1、计量值的过程能力指数的计算1/双侧公差且分布中心与标准中心重合TTLTUCp=T6TU-TL6=统计控制过程例：某零件的强度屈服界限设计要求为48005200kg/cm2，从100个样品中测得样本标准偏差（S）为62kg/cm2，求过程能力指数。2/双侧公差且分布中心与标准中心不重合T/2TLTUT/2=|M-|偏移系数：T/2TLTUT/2T/2TLTUT/2T/2TLTUT/2T/2TLTUT/2例：设零件的尺寸要求（技术标准）为30mm0.023mm，随机抽样后计算样本特性值为 CP=1.095，求CPK。3、单侧公差
18、TTLTUTTLTU例：某一产品含某杂质要求最高不能超过12.2mg，样本标准偏差S为0.038mg，求过程能力指数。2、计件值工序能力指数的计算以不合格品数nP作为检验产品质量指标以不合格品率P作为检验产品质量指标例：抽取大小为n=100的样本20个，其中不合格品数分别为1、3、5、2、4、0、3、8、5、4、6、4、5、4、3、4、5、7、0、5，当允许样本不合格品数（nP）为10时，求过程能力指数。3、计点值工序能力指数的计算例：抽取大小为n=50的样本20个，其中不合格数分别为：1、2、0、3、2、4、1、0、3、1、2、2、1、6、3、3、5、1、3、2，当允许样本不合格数c 为6时
19、，求过程能力指数。三、过程不合格品率的计算1、分布中心和标准中心重合的情况TTLTU2、分布中心和标准中心不重合的情况TTLTUMn已知某零件尺寸要求为501.5mm，抽取样本例：S=0.5mm，求零件的不合格率P。例：3、查表法0.000.120.200.400.521.000.270.450.843.597.491.300.010.030.090.963.061.500.000.020.351.541.700.000.110.722.000.020.20CpK四、过程能力的分析Cp1.67过程能力过高1.67Cp1.33过程能力充分1.33Cp1.00过程能力较差1.00Cp0.67过程能
20、力不足0.67Cp过程能力严重不足1、过程能力判断标准2、提高过程能力指数的途径1、调整过程加工的分布中心，减少偏移量；2、提高过程能力减少分散程度；3、修订标准范围。例：某零件的强度屈服界限设计要求为48005200kg/cm2，从100个样品中测得样本标准偏差（S）为62kg/cm2，求过程能力指数。某零件的强度屈服界限设计要求为47005300kg/cm2，从100个样品中测得样本标准偏差（S）为62kg/cm2，求过程能力指数。联合应用CP与CPK所代表的合格品率C0.330.671.001.331.672.000.3368.268%84.000%84.134%84.134%84.13
21、447%84.13447%0.6795.450%97.722%97.725%97.72499%97.92499%1.0099.730%99.865%99.86501%99.86501%1.3399.994%99.99683%99.99683%1.6799.99994%99.99997%2.0099.9999998%两种过程能力指数及其诊断工序能力综合过程能力指数固有过程能力指数CptCppCpt=T t6tT6 t=CptCppCpp=T p6pT6 p=p tCptCppd=Cpp-Cptdr=dCppCpp Cp t Cpp=1-p t根据dr的数值大小判断上工序影响是否严重dr 30%非
22、控异因影响大dr 10%非控异因影响小10%dr 30%非控异因影响中等根据Cpp判断本工序的加工质量情况Cpp 1.67工序能力过高，应视具体情况而定1.67Cpp 1.33工序能力充分1.33Cpp 1.0工序能力尚可，但接近1.0时要注意1.0Cpp 0.67工序能力不足，需要采取措施0.67Cpp工序能力严重不足第三节过程性能指数PP、PPK反映长期过程能力满足技术要求的程度。CpCpkPpPpk第四节过程控制的实施过程控制实施是指为实现产品的符合性质量而进行的有组织、有系统的过程管理活动。实质是对过程的分析、控制、改进。过程分析方法技术分析方法统计分析方法试验设计/析因分析方差/回归
23、分析安全性评价/风险分析显著性检验抽样检验过程分析步骤过程适宜性分析过程主导因素分析过程控制计划制定和实施过程全面控制计划过程管理点控制计划生产现场质量控制系统水平的测算与度量单位缺陷数DPUdefect per unitDPU缺陷数单 位 数=DPMODPMODPU1000000每单位出错机会=DPMO与水平的转换DPMODPMODPMODPMO274253.12.1066807.23.0017429.23.615386.14.05241963.72.2054799.33.1015386.33.665084.94.07211855.42.3044565.53.2013552.63.71479
24、8.84.09184060.12.4035930.33.3012224.53.754661.24.10158655.32.5031442.83.369641.93.844269.24.13135666.12.6030054.03.386755.73.974145.34.14115069.72.7022750.13.506209.74.003792.64.1796800.52.8021691.73.525867.74.023681.14.1880756.72.9019226.23.575703.14.033467.04.20DPMO与水平的转换DPMODPMODPMODPMO3364.24.21
25、1394.94.49178.55.0792.05.243166.74.231144.24.55171.85.0885.05.263072.04.24935.44.61159.15.1072.45.302717.94.28762.24.67147.35.1259.15.352477.14.31597.64.74141.75.1350.15.392186.04.35375.84.87131.15.1537.55.461988.44.38232.65.00121.35.1729.15.521807.14.41224.15.01116.65.1817.45.641588.94.45207.85.031
26、07.85.209.85.771489.04.47192.65.0599.65.223.46.00流程漂移前后的质量水平比较水平没考虑漂移考虑1.5漂移32700ppm66807ppm463ppm6210ppm50.57ppm233ppm60.002ppm3.4ppm土霉素车间各工序的两种过程能力指数发酵酸化脱色结晶成品Cpt0.91.01.00.90.8Cpp0.91.51.11.61.5Dr033.39.143.846.7工序Cp值谢谢观看/欢迎下载BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES.BY FAITH I BY FAITH