SPC培训ppt.pptx

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5-1统计过程控制统计过程控制（SPC）（SPC）第一节统计过程控制的基本知识第一节统计过程控制的基本知识一、一、SPC（StatisticalProcessControl）SPC（StatisticalProcessControl）的基本概的基本概念念统计过程控制统计过程控制，是为了贯彻预防原则，应，是为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。

主要工具：

控制图种技术。

主要工具：

控制图5-2二、统计过程控制的发展二、统计过程控制的发展SPC：

统计过程控制；：

统计过程控制；SPD：

统计过程诊断；：

统计过程诊断；SPA：

统计过程调整。

：

统计过程调整。

三者间的关系：

三者间的关系：

SPCSPDSPA5-3第二节常规控制图（休哈特控制图）原理一、常规控制图的构造一、常规控制图的构造控制图控制图是对过程质量特性值进是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于统行测定、记录、评估和监察过程是否处于统计控制状态的一种用统计方法设计的图。

计控制状态的一种用统计方法设计的图。

5-4图2-1控制图示例CLLCLUCL样本统计量数值时间或样本号5-5二、二、SPC的理论基础产品的统计观的理论基础产品的统计观点点产品质量的统计观点是现代质量产品质量的统计观点是现代质量管理的基本观点之一。

管理的基本观点之一。

（一一）产品的质量具有变异性产品的质量具有变异性（二二）产品质量的变异具有统计规律性产品质量的变异具有统计规律性5-6图图2-32-3二项分布二项分布（图中图中PP为不合格为不合格品率品率）b（m;n,p）2468101214161820mP=0.75p=0.25p=0.5n=205-7图2-4泊松分布（图中为平均不合格数）02468101214161820p（k;）k=2.5=5=105-8图2-5正态分布xn（x;,2）5-9三、控制图的形成及控制图原理的几种解三、控制图的形成及控制图原理的几种解释释（一一）正态分布的基础知识正态分布的基础知识

（1）数据越多，分组越密。

直方图也越接近数据越多，分组越密。

直方图也越接近一条光滑曲线。

最常见的分布为正态。

一条光滑曲线。

最常见的分布为正态。

5-10图图2-52-5直方图趋近光滑曲线直方图趋近光滑曲线5-11

（2）正态分布是一条曲线，采用两个参正态分布是一条曲线，采用两个参数：

平均值数：

平均值与标准差与标准差表示。

表示。

图2-6正态曲线随着平均值变化5-12图2-7正态曲线随着标准差变化=2.5=1.0=0.4yx5-13不论不论与与取值为何，产品质量特性值落在取值为何，产品质量特性值落在-3，+3范围内的概率为范围内的概率为99.73%。

图2-8正态分布曲线下的面积+3-399.73%0.135%0.135%5-14（3）常规控制图的形成）常规控制图的形成CLCLUCLUCLLCLLCL88991010111133335-15

（二）控制图原理的第一种解释

（二）控制图原理的第一种解释n点出界就判异点出界就判异小概率事件原理：

小概率事件在一次试验中小概率事件原理：

小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，若发生即判断异常。

几乎不可能发生，若发生即判断异常。

CLUCLLCL891011335-16（三三）控制图原理的第二种解释控制图原理的第二种解释1.概念概念n偶然因素偶然因素（偶因偶因randomcause）：

也称随机因素：

也称随机因素（stochasticcause），是过程固有的，始终存在，是过程固有的，始终存在，对质量的影响微小，但难以除去。

对质量的影响微小，但难以除去。

n异常因素异常因素（异因，可查明因素异因，可查明因素assignablecause，或，或系统因素系统因素systematiccause）：

非过程固有，有时存：

非过程固有，有时存在，有时不存在，对质量影响大，但不难除去。

在，有时不存在，对质量影响大，但不难除去。

n偶然波动：

偶因引起质量的波动，简称偶波；偶然波动：

偶因引起质量的波动，简称偶波；n异常波动：

异因引起质量的波动，简称异波。

异常波动：

异因引起质量的波动，简称异波。

5-172.控制图的第二种解释控制图的第二种解释n假定现在异波均已消除，只剩下偶波，则此偶波的假定现在异波均已消除，只剩下偶波，则此偶波的波动将是最小波动，即正常波动。

根据这正常波动波动将是最小波动，即正常波动。

根据这正常波动，应用统计学原理设计出控制图相应的控制界限，应用统计学原理设计出控制图相应的控制界限，当异常波动发生时，点子就会落在界外。

因此点子当异常波动发生时，点子就会落在界外。

因此点子频频出界就表明异波存在。

频频出界就表明异波存在。

n控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限。

限。

5-18四、控制图的作用及时告警四、控制图的作用及时告警20字方针“查出异因，采取措施，加以消字方针“查出异因，采取措施，加以消除，不再出现，纳入标准”除，不再出现，纳入标准”CLUCLLCL图2-11控制图点子形成倾向5-19控制图显示异常控制图显示异常统计控制图统计控制图状态（稳态）状态（稳态）调整控制调整控制界限界限贯彻贯彻二十字二十字有无异有无异常因素常因素无无有有图2-13达到统计控制状态的循环5-20五、统计控制状态五、统计控制状态

（1）统计控制状态统计控制状态（stateinstatisticalcontrol），也称稳态，也称稳态（stablestate），即过程中只有偶因，即过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态。

而无异因产生的变异的状态。

在统计控制状态下，有下列好处在统计控制状态下，有下列好处：

对产品的质量有完全的把握（合格对产品的质量有完全的把握（合格率）率）生产也是最经济的（不合格率）生产也是最经济的（不合格率）在统计控制状态下，过程的变异最小在统计控制状态下，过程的变异最小。

5-21

（2）SPC

（2）SPC（统计过程控制统计过程控制）以统计控以统计控制状态制状态（稳态稳态）作为基准的。

作为基准的。

（3）SPC（3）SPC所以能够保证实现全过程的所以能够保证实现全过程的预防，依靠的就是全稳生产线。

预防，依靠的就是全稳生产线。

5-22六、控制图的两种错误六、控制图的两种错误从数理统计的观点，存在可能的两能错误从数理统计的观点，存在可能的两能错误:

（1）第一种错误第一种错误（typeIerror）：

虚发警报：

虚发警报（falsealarm）。

（2）第二种错误）第二种错误（typeIIerror）：

漏发警报：

漏发警报（alarmmissing）。

5-23图2-13控制图的两种错误CLUCLLCL5-24（3）如何减少两种错误所造成的损失？

如何减少两种错误所造成的损失？

控制图共有三根线，一般，正态分布的控制图共有三根线，一般，正态分布的CL居中不动，而居中不动，而且且UCL与与LCL互相平行，故只能改动互相平行，故只能改动UCL与与LCL二者之二者之间的间隔距离。

间的间隔距离。

解决方法是：

根据两种错误所造成的总损失最小来确定最解决方法是：

根据两种错误所造成的总损失最小来确定最优间距，经验证明休哈特所提出的优间距，经验证明休哈特所提出的3方式较好。

方式较好。

注：

注：

80年代，出现了经济质量控制年代，出现了经济质量控制EQC学派（学术带头人学派（学术带头人：

德国乌尔茨堡大学冯：

德国乌尔茨堡大学冯考拉尼教授）以使两种错误所造成考拉尼教授）以使两种错误所造成的总损失最小为出发点来设计控制图与抽样方案。

的总损失最小为出发点来设计控制图与抽样方案。

5-25七、七、3方式方式3方式的公式：

方式的公式：

UCL=+3CL=LCL=-3式中式中、为统计量的总体参数。

为统计量的总体参数。

加以应用时需要经过下列两个步骤：

加以应用时需要经过下列两个步骤：

（1）具体化。

具体化。

（2）对总体参数进行估计。

对总体参数进行估计。

5-26第二节分析用控制图的含义第二节分析用控制图的含义一、分析用控制图与控制用控制图一、分析用控制图与控制用控制图一道工序开始应用控制图时，总要将一道工序开始应用控制图时，总要将非稳态的过程调整到稳态的过程，此乃分非稳态的过程调整到稳态的过程，此乃分析用控制图的阶段。

析用控制图的阶段。

等到过程调整到稳态后，才能延长控等到过程调整到稳态后，才能延长控制图的控制线作为控制用控制图，所谓控制图的控制线作为控制用控制图，所谓控制用控制图的阶段。

制用控制图的阶段。

5-27据使用的目的不同，控制图分为：

据使用的目的不同，控制图分为：

分析用与控制用控制图。

分析用与控制用控制图。

（一）分析用控制图

（一）分析用控制图主要分析以下两点：

主要分析以下两点：

（11）所分析的过程是否为统计稳态）所分析的过程是否为统计稳态？

（参见下页图）？

（参见下页图）（22）其过程能力指数是否满足要求）其过程能力指数是否满足要求？

5-28统计稳态与技术稳态分类表统计稳态与技术稳态分类表统计稳态统计稳态YES统计稳态统计稳态NO技术稳态技术稳态YES状态状态I（最理想）（最理想）状态状态II技术稳态技术稳态NO状态状态III状态状态IV（最不理（最不理想）想）状态状态IV达到达到I的途的途径：

径：

IVIVIIIIIIIVIVIIIIIIII调整过程即质量不断调整过程即质量不断改进过程改进过程5-29在控制状态下（异因在控制状态下（异因消除，只有偶因）消除，只有偶因）时间时间大小大小时间在控制状态下，但工程在控制状态下，但工程能力不足能力不足（偶因的变异太大）（偶因的变异太大）（偶因的变异（偶因的变异减少）减少）上公差限下公差限下公差限稳态的图示过程能力的图示5-30

（二）控制用控制图

（二）控制用控制图当过程达到了我们所确定的状态后当过程达到了我们所确定的状态后，才能将分析用控制图的控制线延长作为，才能将分析用控制图的控制线延长作为控制用控制图，应有正式交接手续。

控制用控制图，应有正式交接手续。

判异准则判异准则判稳准则判稳准则进入日常管理后，关键是保持所确进入日常管理后，关键是保持所确定的状态。

定的状态。

5-31经过一个阶段的使用后，可能又经过一个阶段的使用后，可能又出现异常，这时按“出现异常，这时按“2020字方针”去做，字方针”去做，恢复所确定的状态。

恢复所确定的状态。

从数学的角度看从数学的角度看分析用控制图的阶段就是过程参分析用控制图的阶段就是过程参数未知的阶段；数未知的阶段；控制用控制图的阶段则是过程参控制用控制图的阶段则是过程参数已知的阶段。

数已知的阶段。

5-32二、休哈特控制图的设计思想二、休哈特控制图的设计思想1.1.设计思想是先定设计思想是先定，再看，再看按照按照33方式确定方式确定UCLUCL和和LCLLCL，也，也即确定即确定=0.27%=0.27%一般取一般取1%1%、5%5%、10%10%尽量将尽量将取得小，但势必会增大取得小，但势必会增大。

5-33使用者信心升使用者信心升=0.27%=0.27%升升点出界就判异点出界就判异增大时，追加准则，即界内点排增大时，追加准则，即界内点排列不随机判异列不随机判异2.802.80年代起出现经济质量控制年代起出现经济质量控制（EQCEQC）学派）学派思想：

从两种错误造成的总损失最小思想：

从两种错误造成的总损失最小出发来设计控制图与抽样方案。

出发来设计控制图与抽样方案。

5-34三、判稳准则的分析三、判稳准则的分析

（一）判稳准则的思路

（一）判稳准则的思路打一个点未出界有两种可能性：

打一个点未出界有两种可能性：

过程本来稳定过程本来稳定漏报漏报（这里由于（这里由于小，所以小，所以大），故打一大），故打一个点子未出界不能立即判稳。

个点子未出界不能立即判稳。

5-35

（二）判稳准则

（二）判稳准则在点子随机排列的情况下，符合下在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一判稳：

列各点之一判稳：

连续连续2525个点，界外点数个点，界外点数d=0d=0；连续连续3535个点，界外点数个点，界外点数d0d0；连续连续100100个点，界外点数个点，界外点数d2dCp1.33过程能力充分，表示技术过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续管理能力已很好，应继续维持。

维持。

1.33Cp1.0过程能力充足，表示技术过程能力充足，表示技术管理能力较勉强，应设法管理能力较勉强，应设法提高为级。

提高为级。

1.0Cp0.67过程能力不足，表示技术过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取管理能力已很差，应采取措施立即改善。

措施立即改善。

0.67Cp过程能力严重不足，表示过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿。

查，必要时可停工整顿。

5-42【例】设有某工序的上公差【例】设有某工序的上公差TUTU为为0.20.2190190，下公差，下公差TLTL为为0.12500.1250，现场抽查的，现场抽查的数据如下表，其图如下图数据如下表，其图如下图11。

由图。

由图11可可见，工序失控，经过执行见，工序失控，经过执行2020字方针后，字方针后，重新做图得到休整后的图重新做图得到休整后的图22。

由图。

由图22可可见，工序已经达到稳态。

故现在可对过见，工序已经达到稳态。

故现在可对过程能力进行评价。

程能力进行评价。

5-43Cp计算数据子组序子组序号号直径直径平均值平均值极差极差RX1X2X3X410.18980.17290.20670.18960.18980.033820.20120.19130.18780.19210.19310.013430.22170.21920.20780.1980.21170.023740.18320.18120.19630.180.18520.016350.16920.22630.20660.20910.20330.057160.16210.18320.19140.17830.17880.029370.20010.19270.21690.20820.20450.024280.24010.18250.1910.22640.210.057690.19960.1980.20760.20230.20190.0096100.17830.17150.18290.19610.18220.0246110.21660.17480.1960.19230.19490.0418120.19240.19840.23770.20030.20720.0453130.17680.19860.22410.20220.20040.0473140.19230.18760.19030.19860.19220.011150.19240.19960.2120.2160.2050.0236160.17200.1940.21160.2320.20490.06170.18240.1790.18760.18210.18280.0086180.18120.15850.16990.1680.16940.0227190.17000.15670.16940.17020.16660.0135200.16980.16640.170.160.16660.015-44图10.160.170.180.190.20.210.220246810121416182022子组序号平均值UCL=0.2133LCL=0.1715=0.19X5-45图2X00.010.020.030.040.050.060.070246810121416子组序号极差RUCL=0.0707=0.0310R0.160.170.180.190.20.210.220246810121416子组序号平均值UCL=0.2194LCL=0.1742=0.196X5-46解：

解：

于是，过程能力指数为：

于是，过程能力指数为：

过程能力不够充分，从图过程能力不够充分，从图2发现发现分布中心分布中心=0.1968与规范中心与规范中心M=（TU+TL）/2=0.1720有偏离，应进行调整。

调整后，有偏离，应进行调整。

调整后，Cp值值会有所提高。

会有所提高。

6TCP工序变异度规定的公差0151.0059.20310.02dR33.10330.10910.00940.00151.060940.06TCp5-47

（二）单侧规范情况的过程能力指数

（二）单侧规范情况的过程能力指数1.1.只有上限要求，而对下限没有要求：

只有上限要求，而对下限没有要求：

只适用于的范围只适用于的范围:

2.2.只有下限要求，而对上限没有要求：

只有下限要求，而对上限没有要求：

只适用于的范围只适用于的范围:

sXTTCUUPU33sTxTCLLPL33UTXLTX5-48二、有偏离情况的过程能力指数二、有偏离情况的过程能力指数CPKCPK

（一）定义分布中心

（一）定义分布中心与公差中心与公差中心MM的偏离的偏离=M-,=M-,以及以及与与MM的偏离度的偏离度KK为：

为：

过程能力指数可修正为过程能力指数可修正为（适用于偏离量（适用于偏离量不太大，不太大，K1K1的场的场合）：

合）：

TTK22/6）1（6）1（）1（TKTKCKCPPK5-49产品质量分布的均值产品质量分布的均值与公差中心与公差中心MM不重合的情不重合的情况况TLMT/2TUPU5-50

（二）过程能力指数

（二）过程能力指数CP,CP,偏离度偏离度KK和和不合格品率不合格品率pp之间的关系之间的关系）（）（pkpkpCCCp32313132）（）（KCKCppp5-51（五五）过程性能指数长期过程能力指数过程性能指数长期过程能力指数PpPp，PpkPpkCC系列过程能力指数系列过程能力指数CpCp无偏移短期过程能力指数无偏移短期过程能力指数CpuCpu无偏移上单侧短期过程能力指数无偏移上单侧短期过程能力指数CplCpl无偏移下单侧短期过程能力指数无偏移下单侧短期过程能力指数CpkCpk有偏移短期过程能力指数有偏移短期过程能力指数PP系列过程性能指数系列过程性能指数PpPp无偏移过程性能指数无偏移过程性能指数PpuPpu无偏移上单侧过程性能指数无偏移上单侧过程性能指数PplPpl无偏移下单侧过程性能指数无偏移下单侧过程性能指数PpkPpk有偏移过程性能指数有偏移过程性能指数5-52PpkPpkmin（Ppu,PpL）min（Ppu,PpL）（11KK）PpPp短期过程能力指数与过程性能指数短期过程能力指数与过程性能指数符符号号名称名称计算公式计算公式Cp无偏移短期过程能力无偏移短期过程能力指数指数Cpu无偏移上单侧短期过无偏移上单侧短期过程能力指数程能力指数CpL无偏移下单侧短期过无偏移下单侧短期过程能力指数程能力指数CpK有偏移短期过程能力有偏移短期过程能力指数指数Pp无偏移过程性能指数无偏移过程性能指数PpU无偏移上单侧过程性无偏移上单侧过程性能指数能指数PpL无偏移下单侧过程性无偏移下单侧过程性能指数能指数PpK有偏移过程性能指数有偏移过程性能指数）（,33LLTLLPLTXTXTP）,min（PLPUPKPPPSTLUTTTCp66）（,33UstUUpUTXXTTC）（,33LSTLLPLTXTXTC）10（,6）1（）1（KTTKCKCSTLUPPKLTLUPTTTP66）（,33ULTUUPUTXXTTP5-53第四节常规控制图分析和应用第四节常规控制图分析和应用一、合理子组原则一、合理子组原则合理子组合理子组（rationalsubgroup）（rationalsubgroup）原则原则组内差异只由偶因造成组内差异只由偶因造成组间差异主要是由异因造成组间差异主要是由异因造成5-54（11）图的控制线）图的控制线若若、已知：

已知：

若若、未知：

未知：

-R-R控制图的控制线控制图的控制线XXnUCLXX/3XXCLnLCLXX/3nnUCLXXX/3/33XXCLnnLCLXXX/3/335-55、未知时，估计值可通过预备数据求得：

未知时，估计值可通过预备数据求得：

所以：

所以：

组组号号观测值观测值样样本本均均值值样样本本极极差差iXi1Xi2Xi3Xi4Xi5Rii=1,mmiiXmX11minmaxiiiXXRmiiRmR11X2dRiX5-56RAxndRxnnUCLX223/3/3xCLXRAxndRxnnLCLX223/3/3ndA2235-57从从3方式，若方式，若R、R已知，有：

已知，有：

若若R、R未知，未知，（22）RR图的控制图的控制线线RRRUCL3RRCLRRRLCL3RRRRRUCL33RRRCLRRRRRLCL335-58由数理统计可以导出：

由数理统计可以导出：

所以，所以，RR233dRddRRDRdddRdRUCLR42323）/31（/3RCLRRDRdddRdRLCLR32323）/31（/3234/31ddD233/31ddD5-59图图:

s图：

图：

-S图XsAXUCLXXX33XCLXXsAXLCLXXX33sBUCLSSS43sCLSSsBLCLSSS33X5-60图:

R图：

图RXXRAmXUCLXXX233XCLXXRAmXLCLXXX233RDUCLRRR43RCLRRRDLCLRRR335-61X图:

Rs图：

（符号“-”表示取LCL=0作为Rs的自然下界）。

X-Rs图图SRRRRUCLsss27.33sRRRCLsssssRRRLCL3，|1iiSiXXR1111nnSiSRnRSXXXRXUCL66.23XCLXXSXXXRXLCL66.235-62先作的图R、s、Rs中，上、下控制限系数分别为D4、D3；B4、B3；D4、D3后作的中，控制限系数分别为A2；A3；X图中控制限系数为n=2时的A3值；Me图中控制限系数为A4。

图RMe图图sX图RX图图sRX图RMe图图sX图RX图图sRX图图X5-63为平均样本不合格品率。

为平均样本不合格品率。

P图图nppPUCLPPP）1（33PCLPPnppPLCLPPP）1（33P5-64nP图图）1（33ppnPnUCLnpnpnPpnCLnpnp）1（33ppnPnLCLnpnpnp5-65，CiCi、nini分别为第分别为第ii个样本的个样本的单位不合单位不合格数、样本大小，格数、样本大小，。

u图图iuuunuuUCL33uCLuuiuuunuuLCL33iiinCuiinCu5-66平均样本不合格数平均样本不合格数C图图cCUCLCCC33CCLCCCCLCLCCC33mCCmii15-671计量值控制图计量值控制图

（1）控制图）控制图用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。

但此图只间、收率和生产量等计量值的场合。

但此图只适用于适用于n10时，时，R图的效率降低，用图的效率降低，用s图代替图代替R图。

图。

sXRX5-68（3）图）图用中位数图代替均值图用中位数图代替均值图,多用于需要把测定数据直接多用于需要把测定数据直接记入控制图的场合。

它受异常数据的影响较少。

记入控制图的场合。

它受异常数据的影响较少。

（4）图）图为了能够迅速反映现场情况，往往用为了能够迅速反映现场