1、SPC統計過程控制培訓資2022/7/23SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述預防與檢測過程控制系統變差：普通原因及特殊原因局部措施和對系統采取措施過程控制和過程能力過程改進循環及過程控制控制圖：過程控制工具控制圖的益處SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之一預防與檢測過程控制的需要檢測容忍浪費預防避免浪費SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之二過程控制系統我們工作的方式資源的融合產品或服務顧客識別不斷變化的需求和期望顧客的聲音 人 設備 材料 方法 環境 輸入過程/系統輸出過程的聲音統計方法有反饋的過程控制系統模型SPC統計過程控制培訓資持續改進及統

2、計過程控制概述之三變差的普通原因及特殊原因變差：一個數據組對于目標值有不同的差異。變差的普通原因：指的是造成隨著時間的推移具有穩定的且可重復的分布作用在過程的許多變差的原因，即常規的、連續的、不可避免的影響產品特性不一致的原因。如操作技能、設備精度、工藝方法、環境條件。變差的特殊原因：指的是造成不是始終作用于過程的變差的原因，當原因出現時，將造成過程的分布的改變，即特殊的，偶然的，斷續的，可以避免的影響產品特性不一致的原因。如：刀具不一致、模具不一致，材料不一致，設備故障，人員情緒等。特點：不是始終作用在每一個零件上，隨著時間的推移分布改變。 SPC統計過程控制培訓資普通原因和特殊原因變差的分

3、析當過程僅存在變差的普通原因時，過程處于受控狀態，這個過程處于穩定過程，產品特性服從正態分布。當過程存在變差的特殊原因時，這時輸出的產品特性不穩定，過程處于非受控狀態或不穩定狀態。 SPC統計過程控制培訓資 每件產品的尺寸與別的都不同但它們形成一個模型，若穩定，可以描述為一個分布范圍 范圍 范圍 范圍范圍 范圍 范圍分布可以通過以下因素來加以區分位置 分布寬度 形狀或這些因素的組合SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之四局部措施和對系統采取措施局部措施消除變差的特殊原因局部措施(屬于糾正和預防措施)統一刀具、穩定情緒、統一材料、修復設備 （操作者可以解決，解決15問題）系統措施減

4、少變差的普通原因采用系統的方法(屬于持續改進)人員培訓、工藝改進、提高設備精度 （管理層解決，解決問題） SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之五過程控制和過程能力 簡言之，首先應通過檢查并消除過程的特殊原因，使過程處于受控狀態，那么其性能是可預測的，這樣就可評定滿足顧客期望的能力。 滿足要求受控不受控可接受1類3類不可接受2類4類SPC統計過程控制培訓資如果僅存在變差的普通原因，隨著時間的推移，過程的輸出形成一個穩定的分布并可預測。目標值線如果存在變差的特殊原因，隨著時間的推移，過程的輸出不穩定。預測預測時間時間范圍范圍目標值線SPC統計過程控制培訓資 受控且有能力符合規范 （

5、普通原因造成的變差已減少） 規范下限 規范上限 時間 范圍 受控但沒有能力符合規范 （普通原因造成的變差太大）過程能力SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之六過程改進循環及過程控制PLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACTPLANDOSTUDYACT1一、分析過程本過程應做些什么會出現什么錯誤達到統計控制狀態確定能力2二、維護過程監控過程性能查找偏差的特殊 原因并采取措施3三、改進過程改變過程從而更好理解普通原因變差減少普通原因變差SPC統計過程控制培訓資 上控制限 中心限 下控制限1、收集收集數據并畫在圖上2、控制 根據過程數據計算實驗控制限 識別變差的特殊原因并

6、采取措施3、分析及改進確定普通原因變差的大小并采取減小它的措施重復這三個階段從而不斷改進過程持續改進及統計過程控制概述之七控制圖：過程控制工具SPC統計過程控制培訓資持續改進及統計過程控制概述之八控制圖的益處合理使用控制圖能:供正在進行過程控制的操作者使用;有利于過程持續穩定、可預測地保持下去;提高產品質量、生產能力、降低成本;為討論過程的性能提供共同的語言,為過程分析提供依據;區分變差的特殊原因和普通原因，作為采取局部措施或采取系統措施的指南。SPC統計過程控制培訓資SPC基礎大規模生產的出現產生一個突出問題如何控制大批量產品質量。英、美等國開始著手研究用統計方法代替事后檢驗的質量控制方法。

7、1924年，美國休哈特(W.A.Shewhart)博士提出將3原理運用于生產過程當中，首創過程控制理論并發表了控制圖法，形成SPC的基礎。控制圖(Control Chart)：對過程質量特性記錄評估，以監察過程是否處于受控狀態的一種統計方法圖。SPC統計過程控制培訓資控制圖原理3原則不論與取值為何，只要上下限距中心值（平均值）的距離各為3 ，則產品質量特征值落在范圍內的為99.73%。產品質量特征值落在 -3 ， +3 之外的概率為0.27%，其中單側的概率分別為0.135%。休哈特正是據此發明了控制圖。SPC統計過程控制培訓資控制圖原理控制圖的形成：將正態分布圖按逆時針方向旋轉90，就是一張

8、典型的控制圖單值控制圖。圖中UCL= +3為上控制限，CL= 為中心線，LCL= -3為下控制限。xxxxss3 3+-xxxss33-+中心線上控制限UCL下控制限LCL個別值的正態分布平均值的正態分布控制圖的正態分布CSPC統計過程控制培訓資產品質量波動及其統計描述連續離散計量值計數值計件值產品質量特性定性定量計數值SPC統計過程控制培訓資常規休哈特控制圖數據特征分布控制圖簡記計量值正態分布均值極差控制圖X-R均值標準差控制圖X-S中位值極差控制圖X-R單值移動極差控制圖X-MR計數值計件值二項分布泊松分布不合格品率控制圖p不合格品數控制圖np計點值單位產品不合格數控制圖u不合格數控制圖c

9、SPC統計過程控制培訓資控制圖建立的五個步驟B收集數據C計算控制限D過程控制解釋E過程能力解釋A確定項目SPC統計過程控制培訓資Xbar-R圖階段收集數據A2選擇子組大小、頻率和數據子組大小子組頻率子組數大小A3建立控制圖及記錄原始數據A4計算每個子組的均值和極差RA5選擇控制圖的刻度A6將均值和極差畫到控制圖上A1確定項目、明確分析的目的SPC統計過程控制培訓資A1選擇子組大小、頻率和數據子組大小使各樣本之間出現變差的機會小在過程的初期研究中，子組一般由45件連續生產的產品的組合，僅代表一個單一的過程流。子組頻率在過程的初期研究中，通常是連續進行分組或很短的時間間隔進行分組過程穩定后，子組間

10、的時間間隔可以增加。子組數的大小一般100個單值讀數，25個子組SPC統計過程控制培訓資SPC統計過程控制培訓資A2建立控制圖及記錄原始數據 Xbar-R 圖通常是將Xbar圖畫在R圖之上方，下面再接一個數據欄。Xbar和R的值為縱坐標，按時間先后的子組為橫坐標。數據值以及極差和均值點應縱向對齊。 數據欄應包括每個讀數的空間。同時還應包括記錄讀數的和、均值（Xbar）、極差（R）以及日期/時間或其他識別子組的代碼的空間。SPC統計過程控制培訓資A3計算每個子組的極差和均值 畫在控制圖上的特性量是每個子組的樣本均值（Xbar）和樣本極差（R），合在一起后它們分別反映整個過程的均值及其變差。 對每

11、個子組，計算： 式中：X1，X2為子組內的每個測量值。n為子組的樣本容量。SPC統計過程控制培訓資SPC統計過程控制培訓資A4選擇控制圖的刻度兩個控制圖的縱坐標分別用于Xbar和R的測量值。Xbar圖：坐標上的刻度值的最大值與最小值之差應至少為子組均值（Xbar）的最大值與最小值差的2倍。R圖：刻度值應從最低值為0開始到最大值之間的差值為初始階段所遇到的最大極差（R）的2倍。SPC統計過程控制培訓資A5將均值和極差畫到控制圖上SPC統計過程控制培訓資Xbar-R圖計算控制限B1計算平均極差及過程平均值B2計算控制限B3在控制圖上作出平均值和極差控制限的控制限SPC統計過程控制培訓資平均極差及過

12、程平均值、控制限計算公式過程平均值極差平均值平均值控制限極差控制限k為子組的數量SPC統計過程控制培訓資3 D4 2 1.88 * 3.27 3 1.02 * 2.57 4 .73 * 2.28 5 .58 * 2.11 6 .48 * 2.00 7 .42 .08 1.92 8 .37 .14 1.86 9 .34 .18 1.82 10 .31 .22 1.78對特殊原因采取措施的說明w任何超出控制限的點w連續7點全在中心線之上或之下w連續7點上升或下降w任何其它明顯非隨機的圖形采取措施的說明1 不要對過程做不必要的改變2 在此表后注明在過程因素（人員、設備、材料、方法、環境或測量系統）所

13、做的調整。X=讀數數量和R=最高-最低R=均值R= UCL=D4R= LCL=D3R= *X=均值X= .716 UCL=X+A2R=.819 LCL=X-A2R=極差（R圖）均值（X圖）工廠：XXX機器編號：XXX部門：XXX日期：6/8-6/16工序：彎曲夾片特性：間隙、尺寸“A”計算控制限日期工程規范：.50.90mm樣本容量/頻率: 5/2h零件號：XXX零件名稱：XXX*樣本容量小于7時，沒有極差的下控制限X-R 控 制 圖-初始研究6-88.65.70.65.65.853.50.70.20.75.75.85.75.85.653.85.77.20.80.80.70.753.80.60

14、.70.70.75.653.40.76.68.10.15.00.10.20.30.40.50.50.55.60.65.70.75.80.85.90.951012146-981012146-108.70.75.65.85.803.75.75.20.60.75.75.85.703.65.73.25.75.80.65.75.703.65.73.15.60.70.80.75.753.60.72.20.65.80.85.85.753.90.78.20101214.60.70.60.80.653.35.67.20.80.75.90.50.803.75.75.406-118.85.75.85.65.703.

15、80.76.20.70.70.75.75.703.60.72.0510.65.70.85.75.603.55.71.251214.90.80.80.75.854.10.82.15.75.80.75.80.653.75.75.156-128.75.70.85.70.803.80.76.151012.75.70.60.70.603.35.67.1514.65.65.85.65.703.50.70.20.60.60.65.60.653.10.62.056-158.50.55.65.80.803.30.66.3010.60.80.65.65.753.45.69.20.1512.80.65.75.65.

16、653.50.7014.65.60.65.60.703.20.64.106-168.65.70.70.60.653.30.6612345和數讀日期時間在確定過程能力之前，過程必須受控。子組容量 A2 D.10步驟B1：X=.716步驟B1：R=.178步驟B2：UCLX=.819;LCLX=.613步驟B2：UCLR=.376;LCLR=NONE步驟B3SPC統計過程控制培訓資Xbar-R圖過程控制解釋C1分析極差圖上的數據點C2識別并標注特殊原因(極差圖)C3重新計算控制限(極差圖)C4分析均值圖上的數據點超出控制限的點鏈明顯的非隨機圖形超出控制限的點鏈明顯的非隨機圖形C5識別并標注特殊原因

17、(均值圖)C6重新計算控制限(均值圖)C7為了繼續進行控制延長控制限SPC統計過程控制培訓資控制圖的判斷超出控制限的點：出現一個或多個點超出任何一個控制限使該點處于失控狀態的主要證據UCLCLLCL異常異常異常SPC統計過程控制培訓資控制圖的判斷鏈：有下列現象之一表明過程已改變連續點位于平均值的一側；連續點上升（后點等于或大于前點）或下降。UCLCLLCLSPC統計過程控制培訓資控制圖的判斷明顯的非隨機圖形：應依正態分布來判定圖形，正常應是有2/3的點落于中間的1/3區域。UCLCLLCLSPC統計過程控制培訓資控制圖的觀察分析作控制圖的目的是為了使生產過程或工作過程處于“控制狀態”。 （控制

18、狀態、異常狀態）控制狀態的標準可歸納為兩條：1、控制圖上的點不超過控制界限; 2、控制圖上的點的排列分布沒有缺陷。進行控制所遵循的依據：連續25點以上處于控制界限內；連續35點中，僅有1點超出控制界限；連續100點中，不多于2點超出控制界限。SPC統計過程控制培訓資控制圖的觀察分析五種缺陷鏈：點連線出現在中心線的一側的現象叫做鏈，鏈的長度用鏈內所含點數多少來判別：當出現5點鏈時,應注意發展情況,檢查操作方法由于異常;當出現6點鏈時,應開始調查原因;當出現7點鏈時,判定為有異常,應采取措施。從概率計算得出結論偏離傾向周期接近SPC統計過程控制培訓資為了繼續進行控制，延長控制限估計過程標準偏差計算

19、新的控制限n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08SPC統計過程控制培訓資建立Xbar-R圖的步驟D過程能力解釋D1計算過程的標準偏差D2計算過程能力D3評價過程能力D4提高過程能力D5對修改的過程繪制控制圖并分析SPC統計過程控制培訓資過程能力及過程能力指數概念過程能力：指過程要素(人、機、料、法、環)已充分標準化，也就是在受控狀態下，實現過程目標的能力。過程能力指數：是過程能力與過程目標相比較，定量描繪的數值。過程能力指數表示的方法：Cp：過程均值X與規范中值一致時的過程能力指數。Cpk：過程均值X與規范中值不一致時的過程能力指數。

20、過程能力指數表述僅存在普通原因變差時的過程能力。Pp：過程均值X與規范中值一致時的過程性能指數。Ppk：過程均值X與規范中值不一致時的過程性能指數。過程性能指數表述，存在普通原因變差和特殊原因變差。=SPC統計過程控制培訓資過程能力指數計算過程的標準差（正態分布存在兩種標準差）固有標準差：過程僅存在普通原因變差時用，即計算Cp、Cpk時用。 總標準差：過程存在普通和特殊原因變差時用，即計算Pp、Ppk時用。 RdR：個子組極差的平均值d2：常數SPC統計過程控制培訓資過程能力計算Cp=USL-LSL6R/dCpk=USL-LSL-26R/d： X與規范中值之差；USL-LSL表示公差帶 Pp=

21、USL-LSL6sPpk=USL-LSL-26s SPC統計過程控制培訓資過程能力計算特殊情況：不對稱公差或單邊公差Ppk1=USL-X3s =Ppk2=X-LSL3s =Cpk1=USL-X3R/d=Cpk2=X-LSL3R/d=Ppk取兩值之中較小者Cpk取兩值之中較小者SPC統計過程控制培訓資均值和標準差圖（Xbars圖）使用時機或場合：使用的子組樣本容量較大，更有效的變差量度是合適的數據是同計算機按實時時序記錄、描圖的，則S的計算程序容易集成化有方便適用的袖珍計算器使S的計算能簡單按程序算出收集數據：計算各個子組的平均數和標準差，其公式分別如下：x=過程平均值SPC統計過程控制培訓資計

22、算控制限n2345678910B43.272.572.272.091.971.881.821.761.72B3*0.030.120.190.240.28A32.661.951.631.431.291.181.101.030.98注：n為樣本容量，在樣本容量低于6時，沒有標準差的下控制限均值和標準差圖（Xbars圖）平均值控制圖標準差控制圖SPC統計過程控制培訓資均值和標準差圖（Xs圖）過程控制（與Xbar-R圖相同)過程能力計算（與Xbar-R圖基本相同，不同之處如下：）估計過程標準差：n2345678910C40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690

23、.973注：n為樣本容量SPC統計過程控制培訓資中位數圖（XR圖）收集數據 一般情況下，中位數圖用在樣本容量小于10的情況，樣本容量為奇數時更為方便。如果子組樣本容量為偶數，中位數是中間兩個數的均值。X值控制限極差控制限計算控制限SPC統計過程控制培訓資中位數圖過程控制（與同Xbar-RR圖相同）過程能力計算（與Xbar-R圖基本相同，不同之處如下：） 估計過程標準偏差n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08注：n為樣本容量SPC統計過程控制培訓資單值和移動極差圖（XMR）注意：單值控制在檢查過程變化時不如XR圖敏感。如果過程的分布是不

24、對稱的，則在解釋單值控制圖時要非常小心。單值控制圖不能區分過程零件間重復性，做好能使用XR圖由于每一子組僅有一個單值，所以平均值和標準差會有較慢的變性，直到子組數達到100以上。SPC統計過程控制培訓資單值和移動極差圖（XMR）收集數據收集各組數據計算單值間的移動極差（MR）。通常最好是記錄每對連續讀數間的差值。移動極差的個數會比單值讀數少一個，在很少的情況下，可在較大的移動組或固定的子組的基礎上計算極差。SPC統計過程控制培訓資單值和移動極差圖（XMR） B計算控制限值控制圖極差控制圖n2345678910D43.272.572.282.112.001.921.861.821.78D3*0.

25、080.140.180.22E22.661.771.461.291.181.111.051.010.98注：n為樣本容量，樣本容量小于7時，沒有極差的控制下限SPC統計過程控制培訓資單值和移動極差圖（XMR）C過程控制解釋檢查移動極差途中超出控制限的點，這是存在特殊原因的信號。記住連續的移動極差間是有聯系的，因為它們至少有一點是共同的。由于這個原因，在解釋趨勢時要特別注意。可用單值圖分析超出控制限的點、在控制限內點的分布、以及趨勢或圖形。但是這要注意，如果過程分布不是對稱的，用前面所述的用于X圖的規則來解釋時，可能會給出實際上不存在的特殊原因信號。SPC統計過程控制培訓資單值和移動極差圖（XM

26、R）D過程能力解釋 估計過程標準偏差： 式中，R為移動極差的均值，d2是用于對移動極差分組的隨樣本容量n而變化的常數。n2345678910d21.131.692.062.332.532.702.852.973.08注：n為樣本容量SPC統計過程控制培訓資計數型數據控制圖不合格品率的p圖不合格品數的np 圖不合格數的c圖單位產品不合格數的u圖SPC統計過程控制培訓資不良和缺陷說明結果舉例控制圖車輛不泄漏泄漏P圖NP圖燈亮不亮孔的直徑尺寸太大或太小給銷售商發的活正確不正確風窗玻璃上的氣泡C圖U圖門上油漆缺陷發票上的錯誤SPC統計過程控制培訓資P控制圖制作流程B收集數據C計算控制限D過程控制解釋E

27、過程能力解釋A確定項目SPC統計過程控制培訓資建立P圖的步驟A階段收集數據A2選擇子組的容量、頻率及數量子組容量分組頻率子組數量A3計算每個子組內的不合格品率A4選擇控制圖的坐標刻度A5將不合格頻率描繪在控制圖中A1確定項目、明確分析的目的SPC統計過程控制培訓資A1子組的容量、頻率及數量字組容量：用于計數型數據的控制圖，一般要求較大的子組容量（例如50200）以便檢驗出性能的變化。分組頻率：應根據產品的周期確定分組的頻率，以便幫助分析、糾正發現的問題。子組數量：要大于25組以上，才能判定其穩定性。SPC統計過程控制培訓資A2計算每個子組內的不合格品率記錄每個子組內的下列值被檢項目的數量n發現

28、的不合格項目的數量np通過以上數據即算不合格品率SPC統計過程控制培訓資A3選擇控制圖的坐標刻度不合格品率作為縱坐標，子組識別作為橫坐標。縱坐標刻度應從0到初步研究數據讀數中最大不合格率值的1.52倍。劃圖區域SPC統計過程控制培訓資A4將不合格品率描繪在控制圖上描繪每個字組的P值，將這些點連成線通常有助于發現異常圖形和趨勢。點描完后，粗覽一遍看它們是否合理。記錄過程的變化或者可能影響過程的異常情況。SPC統計過程控制培訓資建立P控制圖的步驟B計算控制限B1計算過程平均不合格品率B2計算上、下控制限B3劃線并標注SPC統計過程控制培訓資計算平均不合格品率及控制線SPC統計過程控制培訓資劃線并標

29、注均值用水平實線，一般為黑色或藍色是線。控制線用水平虛線，一般為紅色虛線。盡量讓樣本數一致，如果樣本數一直在變化則會如下圖：1002003001002001001002003001001212121232SPC統計過程控制培訓資建立P圖的步驟C過程控制用控制圖解釋C1分析數據點，找出不穩定數據C2尋找并糾正特殊原因C3重新計算控制界限超出控制限的點鏈明顯的非隨機圖形SPC統計過程控制培訓資C1分析數據點，找出不穩定的證據超出任一控制限的點鏈明顯的非隨機圖形 根據以上三種方式作判定SPC統計過程控制培訓資C2尋找并糾正特殊原因由于特殊原因是通過控制圖發現的，要求對操作進行分析，并且希望操作者或現

30、場檢驗員有能力發現變差原因并糾正。可利用諸如排列圖分析和因果分析等解決問題技術。控制圖的及時性process 過程TIME 時間REAL TIME FIND THE CAUSE適時發現原因SPC統計過程控制培訓資C3重新計算控制限當進行初始過程研究或對過程能力重新評價時，應重新計算試驗控制限，以便排除某些控制時期的影響，這些時期中控制狀態受到特殊原因的影響，但已被糾正。一旦歷史數據表明一致性均在實驗的控制限內，則可將控制線延伸到將來的時期。它們便變成了操作控制限，當將來的數據收集記錄了后，就對照它來評價。SPC統計過程控制培訓資控制限運用說明收集數據繪圖及計算控制限是否異常延伸控制限N找出異常

31、點原因并提出相應措施制成有變化人機料法環測量YSPC統計過程控制培訓資建立P圖的控制步驟D過程能力解釋D1計算過程能力D2評價過程能力D3改進過程能力D4繪制并分析修改后的過程控制圖SPC統計過程控制培訓資過程能力解釋偶因和異因并存找出異因只剩偶因運用控制圖過程穩定（連續25點不超限）計算過程能力SPC統計過程控制培訓資D1計算過程能力對于P圖，過程能力是通過p來表示，如需要，還可以用符合規范的比率（1p）來表示；對過程能力的初步估計值應使用歷史數據，但應剔除與特殊原因有關的數據點；當正式研究過程能力時，應使用新的數據，最好是25個或更多時期子組，且所有的點都受同級控制。這些連續的受控時期子組

32、的p值是該過程當前能力更好的估計值SPC統計過程控制培訓資D2評價過程能力過程穩定，不良率水平維持在一定的水平當中降低不良率采取管理上的措施降低偶因，如此才能縮小控制線，降低不良率縮小控制限SPC統計過程控制培訓資D3改善過程能力過程一旦表現出處于統計控制狀態，該過程所保持的不合格平均水平即反映了該系統的變差原因過程能力。在操作上診斷特殊原因（控制）變差問題的分析方法不適用于診斷影響系統的普通原因變差。必須對系統本身直接采取管理措施，否則過程能力不可能得到改進。有必要使用長期的解決問題的方法來糾正造成長期不合格原因。可以使用諸如排列如分析法及因果分析圖等解決問題技術。但是如果僅使用計數型數據將

33、很難理解問題所在，通常盡可能地追溯變差的可疑原因，并借助計量型數據進行分析將有利于問題的解決。SPC統計過程控制培訓資D4繪制并分析修改后的過程控制圖當對過程采取了系統的措施后，其效果應在控制圖上明顯地反應出來。控制圖成為驗證措施有效性的一種途徑。對過程進行改變時，應小心地監視控制。這個變化時期對系統操作會是破壞性的，可能造成新的控制問題，掩蓋系統變化后的真實效果。在過程改變時期出現的特殊原因變差被識別并糾正后，過程將按一個新的過程均值處于統計控制狀態。這個新的均值反映了受控制狀態下的性能。可作為現行控制的基礎。但是還應繼續對系統進行調查和改進。SPC統計過程控制培訓資不合格品數的np圖np圖用來度量一個檢驗中的不合格品的數量。 p 圖表示不合格品的樣本比率。（與p圖的不同點）當滿足下列情況時可選用np圖：不合格品的實際數量比不合格品率更有意義或更容易報告；各階段子組的樣本容量相同np圖詳細說明與p圖很相似，不同之處如下：SPC統計過程控制