1、1Statistical Process Control統(tǒng)計(jì)過程控制2課程目的：了解什么是SPC了解SPC的作用了解有關(guān)SPC的實(shí)際根底可以計(jì)算流程才干 Cp,Cpk,Pp,Ppk了解常用控制圖的種類可以運(yùn)用Minitab建立控制圖可以對(duì)圖表進(jìn)展解釋并確定工序什么時(shí)候處于失控形狀課程目的3什么是SPC統(tǒng)計(jì) - 能夠性根底上的決策規(guī)那么。過程 - 任何反復(fù)的任務(wù)或步驟。控制 - 監(jiān)察過程的表現(xiàn)。 這個(gè)分析是基于和“t test假設(shè)測(cè)試一樣的概念。 它能提供關(guān)于過程的決策, 在問題影響輸出前加以更正。SPC能發(fā)出信號(hào)提示一個(gè)在穩(wěn)定形狀過程的差別正遭到外來肇因的影響。4SPC的效果SPC作為一個(gè)繼續(xù)

2、改善的工具，它可以：將流程變異減至最少消除流程的錯(cuò)敗將產(chǎn)品才干盡量提升加強(qiáng)客戶稱心程度對(duì)流程進(jìn)展預(yù)測(cè)給出信息何時(shí)需求對(duì)流程采取改善措施，何時(shí)不用SPC的效果51924年，美國(guó)貝爾實(shí)驗(yàn)室休哈特博士(Walter Shewhart) 首先提出了控制圖的實(shí)際。戰(zhàn)后戴明(Deming)把 SPC在日本發(fā)揚(yáng)光大，使日本產(chǎn)品的質(zhì)量有了極大的提高，日本由此設(shè)立了質(zhì)量界最高獎(jiǎng)項(xiàng)-戴明質(zhì)量獎(jiǎng)。SPC的歷史SPC的歷史6數(shù)據(jù)的類型數(shù)據(jù)可以分成兩大類型： 離散型數(shù)據(jù) (Discrete Data)不能被合理細(xì)分發(fā)生沒發(fā)生好板壞板 延續(xù)型數(shù)據(jù)Continuous data)衡量尺度可以根據(jù)準(zhǔn)確度的要求細(xì)分成更準(zhǔn)確，更

3、小的分辨率。SPC的實(shí)際根底7過程數(shù)據(jù)可以從流程中搜集而得到，流程是將各項(xiàng)輸入資源(人，機(jī)，料，法，環(huán))按一定要求組合起來，并將其轉(zhuǎn)化為輸出的活動(dòng)。人機(jī)料法環(huán)輸出(Y)資源組合過 程PCB制造中, 板面電鍍是一個(gè)過程:輸出： 鍍銅的PCB輸入： 藥水 銅球 電流 操作方法 環(huán)境 輸入XSPC的實(shí)際根底8動(dòng)搖即使從同一個(gè)過程出來的產(chǎn)品也是不一樣，它們的差別經(jīng)過其特征值的動(dòng)搖表現(xiàn)出來。在外型加工工序中, 同一臺(tái)機(jī)器消費(fèi)的同型號(hào)的板,沒有任何兩塊其外型尺寸是一樣的。20.12mm20.15mmSPC的實(shí)際根底9動(dòng)搖:普通緣由和特殊緣由普通緣由 產(chǎn)品設(shè)計(jì)問題 機(jī)器才干 不適用的物料 環(huán)境特殊緣由可查明

4、緣由 技巧的欠缺 留意力不集中 不合格的某一批次物料引起動(dòng)搖的緣由很多，有些是流程固有的，我們稱之為普通緣由；有些是外來的干擾，我們稱之為特殊緣由。SPC的實(shí)際根底10SPC的實(shí)際根底過程分布規(guī)律隨時(shí)間的變化情況11SPC的實(shí)際根底過程中存在特殊緣由，應(yīng)采取部分措施識(shí)別、消除特殊緣由，使過程受控12SPC的實(shí)際根底過程受控，即過程中僅存在普通緣由，但不合格品率太高，往往需求對(duì)系統(tǒng)采取措施來改良過程13識(shí)別特殊緣由的有效方法：合理子組(Rational Subgroup)“那些可查明緣由的動(dòng)搖可用有效方法加以發(fā)現(xiàn)，并可被剔去，但正常動(dòng)搖是不會(huì)消逝的，除非改動(dòng)根本過程。正常動(dòng)搖異常動(dòng)搖合理子組內(nèi)的

5、動(dòng)搖為正常動(dòng)搖合理子組間的動(dòng)搖為異常動(dòng)搖子組A子組BTimeTimeSPC的實(shí)際根底14動(dòng)搖和分布當(dāng)我們從流程搜集到足夠的產(chǎn)品時(shí)，產(chǎn)品的質(zhì)量特征值將呈現(xiàn)一定的規(guī)律，這就是產(chǎn)品的質(zhì)量特征值的分布。在外型加工工序中, 當(dāng)搜集到足夠的同型號(hào)的板時(shí)，我們把這些板的長(zhǎng)度匯總在一同，會(huì)發(fā)現(xiàn)大部分板的長(zhǎng)度在某個(gè)值附近。Length20mmX=20.1mmSPC的實(shí)際根底15正態(tài)分布(Normal Distribution)SPC的實(shí)際根底當(dāng)流程只存在共同緣由時(shí)，大部分的流程輸出是呈正態(tài)分布。正態(tài)分布有兩個(gè)重要參數(shù)：描畫分布的位置:：均值m描畫分布的離散程度：規(guī)范差s和極差RR=Max(Xi)-Min(Xi)

6、SXiNMean(m) = Standard deviation(s) = S(Xi-m)N離散程度一樣，位置不一樣位置一樣，離散程度不一樣16規(guī)范得分：察看值離平均值有多遠(yuǎn)正態(tài)分布是概率分布，察看值出如今平均值附近的概率大，而遠(yuǎn)離平均值的察看值出現(xiàn)的概率小，離平均值越遠(yuǎn)，出現(xiàn)的概率越低。規(guī)范得分定義為數(shù)據(jù)離平均值有幾個(gè)規(guī)范差間隔。Z = x-m s mx1x2X1的Z值為2表示x1離平均值為2個(gè)規(guī)范差間隔2s-1sSPC的實(shí)際根底17正態(tài)分布的重要性質(zhì)由于正態(tài)分布是概率分布，察看值出如今某個(gè)區(qū)域的可以經(jīng)過計(jì)算得來。68.3%95.4%99.7%mm+sm+2sm+3sm-sm-2sm-3s產(chǎn)

7、品外圍尺寸服從正態(tài)分布，那么： 68.3%的產(chǎn)品尺寸在(m-s, m+s)區(qū)域外 95.4%的產(chǎn)品尺寸在(m-2s, m+2s)區(qū)域外 99.7%的產(chǎn)品尺寸在(m-3s, m+3s)區(qū)域外只需0.3%的察看值落在m3s區(qū)域外SPC的實(shí)際根底1868.3%95.4%99.7%mm+sm+2sm+3sm-sm-2sm-3s控制圖的構(gòu)成m1s-1s-2s-3s2s3sUCL上控制限CL中心線LCL下控制限Out of control Point當(dāng)流程只受共同緣由作用，那么流程輸出超出3s限的概率很低，假設(shè)發(fā)現(xiàn)流程輸出超出此范圍即暗示能夠存在特殊緣由。SPC的實(shí)際根底3s3s19一張控制圖主要包含以下

8、要素：SPC 控制圖(Control chart)的構(gòu)成UCL上控制限CL中心線LCL下控制限1.561.541.521.501.481.461.44控制限丈量值刻度樣本次序樣本連線SPC的實(shí)際根底20延續(xù)型變量控制圖延續(xù)型變量分布有兩類參數(shù)，一類描畫分布位置的如平均值 X，另一類描畫分布離散程度的，如規(guī)范差 s 和極差 R; 所以相對(duì)應(yīng)的有兩類控制圖，一類監(jiān)控分布位置的變化，另一類監(jiān)控分布離散程度的變化。位置控制圖： 平均值圖 (X chart) 單值圖 (Individual chart)離散程度控制圖： 規(guī)范差控制圖 (s chart) 極差圖 (R chart) 挪動(dòng)極差圖 (MR c

9、hart)常用延續(xù)型變量控制圖： 平均值-極差圖 (X-R chart), 看圖 平均值-規(guī)范差圖 (X-S chart) , 看圖 單值-挪動(dòng)極差圖 (I-MR chart) , 看圖控制圖的種類21Defective缺陷產(chǎn)品不滿足質(zhì)量要求的整件產(chǎn)品，不思索這件產(chǎn)品上究竟有多少缺陷。Defect缺陷不滿足某一個(gè)質(zhì)量規(guī)范的缺陷。一件缺陷產(chǎn)品有一個(gè)或多個(gè)缺陷。術(shù)語：Defective & Defect練習(xí)：請(qǐng)舉出PCB制造中的Defective和Defect控制圖的種類有關(guān)離散型控制圖根底實(shí)際22常用離散型控制圖的分類和運(yùn)用不合格品率控制圖P Chart記件控制圖Defective記點(diǎn)控制圖De

10、fect不合格品數(shù)控制圖nP Chart要求恒定樣本量單位產(chǎn)品缺陷數(shù)控制圖u Chart缺陷數(shù)控制圖C Chart要求恒定樣本量控制圖的種類看圖看圖看圖看圖23為了選擇適宜的控制圖表來監(jiān)控過程，首先要決議關(guān)鍵過程變量(Xs)是延續(xù)的還是離散的. 監(jiān)控延續(xù)Xs的變量圖表監(jiān)察離散Xs的屬性圖表控制圖的種類np 圖不合格品數(shù)控制圖(子組容量恒定)p 圖不合格品率控制圖C圖缺陷數(shù)控制圖(子組容量恒定)U圖單位缺陷數(shù)控制圖Xbar-s(均值-規(guī)范差)n 2I-MR(單值-挪動(dòng)極差)n = 1Xbar-R(均值-極差)n = 2924流程才干:Cp 和 Cpk流程才干Cp定義為規(guī)范范圍和3s范圍的比值：流

11、程衡量目的 流程輸出的3s范圍越窄就越能滿足規(guī)范要求.流程輸出的3s范圍寬,超出規(guī)范的時(shí)機(jī)就越大。mUSLLSLCp1當(dāng)采用Cp時(shí)，我們假定規(guī)范中心和流程中心重合，即(USL-LSL)/2=m25流程才干:Cp 和 Cpk通常，流程中心m在規(guī)范(LSL,USL)之中，把規(guī)范分成兩個(gè)區(qū)間 (m,USL)和 (LSL,m)并分別與3s比較 ：實(shí)踐中，流程的中心很少會(huì)和規(guī)范中心重合，此時(shí)我們運(yùn)用實(shí)踐流程指數(shù)Cpk。m-LSL3sCpL=單側(cè)下限流程才干指數(shù)：USL-m3sCpU=單側(cè)上限流程才干指數(shù)：Cpk=Min(CpL,CpU)流程衡量目的 USLLSL目的m流程平均值和目的值偏離26關(guān)于Cp和

12、Cpk的一些思索Cp和Cpk都是用短期的數(shù)據(jù)計(jì)算出來的，其前提是流程穩(wěn)定：Cp和Cpk通常運(yùn)用于： 驗(yàn)證流程能否滿足客戶規(guī)范要求 根據(jù)規(guī)格評(píng)價(jià)流程表現(xiàn). 決議流程能否能滿足新規(guī)格要求. 根據(jù)Cpk及Cp值的間隔制定改善目的. 評(píng)價(jià)供應(yīng)商.流程衡量目的 客戶關(guān)注的重點(diǎn)：由于Cpk思索了流程中心值偏移和流程動(dòng)搖，所以成為客戶調(diào)查的重點(diǎn)，通常客戶要求Cpk在1.33或1.5以上。27流程性能指數(shù):Pp和Ppk當(dāng)流程不穩(wěn)定或長(zhǎng)期中流程受各種因數(shù)影響輸出不是正態(tài)時(shí)，我們運(yùn)用流程性能指數(shù)Pp和Ppk 。Pp,流程中心m與規(guī)范中心重合Ppk,中心值存在偏移 USL-LSLsLTPp=m-LSL3sLTPpL

13、=單側(cè)下限流程性能指數(shù)：USL-m3sLTPpU=單側(cè)上限流程性能指數(shù)：Ppk=Min(PpL,PpU)流程衡量目的 28流程目的Z值(s程度) 的引見Sigma質(zhì)量程度代表每百萬次操作中出錯(cuò)的概率流程衡量目的 29Cpk,Z值和PPM 的對(duì)應(yīng)關(guān)系當(dāng)思索中心值偏移1.5s時(shí)，Z值，Cpk，PPM有以下關(guān)系Z (Sigma level)CpkPPM2.00.173080002.50.331580003.00.50668003.50.67227004.00.8362004.51.0013505.01.172335.171.221235.331.28635.501.33325.831.447.36.

14、001.503.4流程衡量目的 30運(yùn)用控制圖的流程此章節(jié)里我們將經(jīng)過一個(gè)例子闡明如何對(duì)一個(gè)流程建立和運(yùn)用控制圖。選擇流程和參數(shù)確定控制圖確定：樣本量采樣頻率樣本組數(shù)搜集數(shù)據(jù)作圖對(duì)圖表進(jìn)展解釋流程失控嗎？查找緣由改善流程才干Cpk研討Cpk1.33或Cpk客戶指定值？堅(jiān)持受控形狀利用得到的控制限對(duì)流程進(jìn)展控制不斷改善樣本組數(shù)20?31如何確定流程和控制參數(shù)通常有幾個(gè)方法可以用來確定哪些流程和參數(shù)需求作SPC。在先期產(chǎn)質(zhì)量量謀劃(APQP)確定產(chǎn)品流程圖Flow chart失效方式分析FMEA控制方案Control Plan根據(jù)廠內(nèi)質(zhì)量表現(xiàn)情況對(duì)流程排出優(yōu)先順序進(jìn)展控制經(jīng)過對(duì)流程進(jìn)展分析，找出其

15、中關(guān)鍵的輸入因數(shù)進(jìn)展控制例如： 板面電鍍工序中，藥水濃度是影響電鍍質(zhì)量的關(guān)鍵要素。 濕菲林工序中，油墨粘度是關(guān)鍵的要素。32確定樣本量，采樣頻率和樣本組數(shù)樣本量確實(shí)定：思索時(shí)間和任務(wù)量的影響出于統(tǒng)計(jì)學(xué)的思索(中心極限定理)，樣本量n4，普通取n=5對(duì)于類似于液體濃度的參數(shù)，n=1采樣頻率確實(shí)定：同一組內(nèi)的各點(diǎn)之間的時(shí)間間隔應(yīng)足夠小以降低特殊緣由對(duì)組內(nèi)的影響組間的時(shí)間間隔安排能使控制圖最大時(shí)機(jī)捕捉到特殊緣由。樣本組數(shù)確實(shí)定：要建立新控制圖和計(jì)算Cpk, 樣本組數(shù)2033確定樣本量，采樣頻率和樣本組數(shù)樣本量采樣頻率34作圖計(jì)算控制限我們要對(duì)外型加工工序中R1#機(jī)器加工產(chǎn)品的外圍公差進(jìn)展SPC控制：

16、流程：外型加工參數(shù)：寬度控制圖：X-R樣本量：5采樣頻率：每班一次樣本組數(shù)：20搜集數(shù)據(jù)作 圖1.計(jì)算每個(gè)子組的均值 x 和 Rxi=(xi1+xi1+xin)/n Ri=max(Xi)-min(Xi)2.在控制圖上描出 x 和 R3.計(jì)算k個(gè)子組均值的均值 x (Xbar圖的中心線x=(x1+x2+xk)/k 4.計(jì)算k個(gè)子組極差的平均值 R (R圖的中心線R=(R1+R2+Rk)/k35對(duì)控制圖進(jìn)展解釋流程的情況如何?在流程才干分析之前對(duì)圖形進(jìn)展分析：先對(duì)離差控制圖(R chart, S Chart)進(jìn)展分析.在構(gòu)建圖形時(shí)，假設(shè)發(fā)現(xiàn)了超出控制限的點(diǎn)，找出其中緣由并把其剔除，重新構(gòu)建控制圖。

17、36普經(jīng)過程變差“乏味這個(gè)圖表代表一個(gè)可預(yù)測(cè)的過程，在該過程中變差僅受隨機(jī)變差的支配。圖中各點(diǎn)的上下跳動(dòng)是不可預(yù)測(cè)的，但是它們都趨向于圍繞著中心線然而，不是非常接近并且堅(jiān)持在控制極限范圍之內(nèi)。這種型態(tài)是任何控制圖的目的，它不一定闡明過程的最正確才干，也不一定闡明工序能滿足規(guī)格要求，但是，它顯示該工序是穩(wěn)定的。37特定緣由改動(dòng)-“ 發(fā)生了什么？一些典型緣由： 引入了一批不合規(guī)格的 資料丈量系統(tǒng)的暫時(shí)間的偏移不同的檢驗(yàn)員不同類型的工具在偶爾情況下，某個(gè)要素進(jìn)入過程并引起一個(gè)突發(fā)性的短暫改動(dòng)。這個(gè)緣由可在XBar圖中表現(xiàn)為失控的一束點(diǎn)集，而R圖通常并不會(huì)由于這些挪動(dòng)點(diǎn)而遭到影響。38圖形輸出Mini

18、tab 產(chǎn)生以以下圖形趨勢(shì)圖，檢查察看值能否有異常直方圖，察看值與規(guī)范比較控制圖，檢查流程能否失控檢查數(shù)據(jù)的正態(tài)性流程才干和規(guī)范比較39利用控制圖對(duì)流程進(jìn)展控制當(dāng)流程受控且流程才干到達(dá)要求時(shí)，就可以利用構(gòu)建起來的控制限對(duì)流程進(jìn)展控制。40Xbar-R ChartBack41Xbar-S ChartBack42Individual-MR ChartBack43P ChartBack44nP ChartBack45u ChartBack46C ChartBack47 X-S Chart 控制線的設(shè)置規(guī)那么-制造(規(guī)范值未給定情形)取預(yù)備數(shù)據(jù)(15天時(shí)間)樣本容量(即樣本大小)通常取4-5。子組頻率

19、能夠決議于取樣和分析樣本的本錢,而子組大小那么能夠決議于一些實(shí)踐的思索。例如，低頻率長(zhǎng)間隔抽取的大子組，可以更準(zhǔn)確地檢測(cè)出過程平均中的小偏移，而高頻率短間隔地抽取的小子組，那么能更迅速地檢測(cè)出大偏移。根據(jù)對(duì)判穩(wěn)準(zhǔn)那么的分析, 普通應(yīng)取35組樣本(為什么取35組呢？由于數(shù)據(jù)中能夠有異常點(diǎn)要去掉，此時(shí)可以用25組。組數(shù)有25，35，100組，過100組后意義就不大了)合理分組原那么：組內(nèi)差別只由偶因呵斥，組間差別主要由異因呵斥。Minitab48 X-S Chart 控制線的設(shè)置規(guī)那么-制造(規(guī)范值未給定情形)第一步： 檢查工序5M1E根本穩(wěn)定后，在15個(gè)任務(wù)日搜集2535組數(shù)據(jù)，填入“Value 欄；第二步： 計(jì)算第一組Xbar-S值；人工運(yùn)算： Xbar=EXi/n=3.1724 ；S=子組規(guī)范差=0.003709Excel中運(yùn)算：第一個(gè)子組Xbar=SUM(用光標(biāo)罩住第一組一切數(shù)