SPC培训讲议1.docx
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SPC培训讲议1
SPC常识
1.SPC兴起的背景
来源：
SPC是三个英文单词的缩写（StatisticalProcessConrtol）。
即统计制程控制（台湾称法），也叫统计过程控制（大陆称法）。
简单地说,就是利用统计学的原理,对制造企业在制程中的品质进行管制,以达到尽可能第一次就把品质做好。
（其实它是可以应用到任何一个有大量数据产生的地方,如营销分析,人员分析等等）。
1924年美国休哈特（有称休怀特）博士发明了管制图（采用3倍σ）,当时在美国并不流行,自二战期间美国军方提出了一套抽样计划MIL–STD–105E和MIL–STD–414等之后,SPC才有所应用到军工企业,但应用还是不太广泛。
二战结束后,日本作为战败国,百废待兴,加上日本本身是一个小岛国,资源缺少,相对比较适合做加工业,日本就提出以品质为根本来提升竞争力,所以就到美国请了戴明等人到日本指导品质,SPC在戴明的指导下,功能发挥得不错,在日本产生很大的影响,日本人为了牢记戴明的功劳,就在日本设立一年一度的品管界最高奖项─戴明品质奖。
二.制程中的两种状况共同原因和特殊原因.
共同原因:
又叫非机遇性原因,制程中变异因素是在统计的管制状态下,其产品特性有固定的分配.（系统原因）
特殊原因:
又叫机遇性原因,制程中变异因素不在统计的管制状态下,其产品特
性没有固定的分配.（局部问题）
三.SPC的主要内容.
1.计数值:
就是以计产品的件数或点数的表示方法.（如:
GO/NOGO）不良
率P图、不良数NP图、缺陷数C图.
2.计量值:
就是产品须经由实际量测或测试而得到连续性数据,以表示单位
产品特性值的方法.
四.SPC应用到的专有名词.
4.1.批量数:
N抽样数:
n平均数:
X（Bar）组距或全距:
R
方差:
σ2（S2）标准差:
σ（S）不良率:
P不良数:
NP
缺点数:
C单位缺点数:
UPPM:
每百万单位产品不良数管制上限:
UCL管制中心线:
CL管制下限:
LCL规格上限:
USL
第一页
规格中心线:
SL规格下限:
LSL偏移度:
Ca离散度:
cp（工程能力指数）CPK:
调整工程能力指数中位数:
M
4.2.缺点:
a.致命缺点:
凡有危害制品的使用者或携带者的生命或安全之缺点。
b.主要缺点:
制品单位的使用性能达到所期望之要求,或显著减低其实用性质的缺点。
c.次要缺点:
实际上不影响制品的使用目的之缺点。
五.控制图的设计（计量值）1.管理用2.解析用
以常用的典型控制图平均值--极差控制图,即X（Bar）-R图为例说明:
5.1收集数据
5.2确定控制界限
===
X（Bar）图控制界限:
CL=XUCL=X+A2RLCL=X-A2R
=
R图控制界限:
CL=RUCL=D4RLCL=D3R
5.3当n=4时,A2=0.729D3=0D4=2.282
当n=5时,A2=0.577D3=0D4=2.115
5.4绘制控制图
X（Bar）图UCL
CL
LCL
R图UCL
CL
LCL
15101520时间（t）
第二页
5.5控制图的点正常表现为:
1）.所有样本点都在控制界限之内;
2）.样本点均匀分布,位于中心线两侧的样本点约各占1/2;
3）.靠近中心线的样本点约点2/3;
4）.靠近控制界限的样本点极少.
5.6典型的失控状态有以下几种情况:
5.6.1有多个样本点连续出现在中心线一侧.
1）.连续7点或7点以上出现在中心线一侧;
2）.连续11点至少有10点出现在中心线一侧;一旦发生生产状态失控
3）.连续14点至少有12点出现在中心线一侧;
5.6.2连续7点上升或下降.
5.6.3有较多的边界点.2σ以外.
1）.连续3点有2点落在警戒区内;
2）.连续7点有3点落在警戒区内;
3）.连续10点中4点落在警戒区内.
5.6.4样本点的周期性变化.
1）.样本点分布的水平突变;
2）.样本点分布的水平位置渐变;
3）.样本点的离散度变大.
六.工序能力.
1.工序能力的概念
1）.工序能力:
是指工序在一定时间处于稳定状态下的工序实际加工能力.
稳定状态:
（1）.原材料或一道工序半成品按标准要求供应;
（2）.本工序按作业标准实施;
（3）.工序完成后,产品检测按标准要求进行;
（4）.5M1E处于稳定状态.
2）.工序能力测定条件:
一般在成批生产状态下进行的,工序满足产品质量要求的
能力,主要表现在两个方面:
a.产品质量是否稳定b.产品质量精度是否足够
第三页
当“5M1E”受到完善的管理和控制时,通常已经消除了系统性原因的影响,
仅存在偶然性原因的影响.这时综合影响效果的质量特性值的概率分布,反映了工序的实际加工能力.即在3σ范围,产品合格率在99.73%,显然在3σ范围即6σ范围内,σ是关键参数,σ越大,工序能力越低;相反地,σ越小,工序能力越高.
如前所述,“σ”即标准差,由方差开平方得来.方差s^2=[（x1-x）^2+（x2-x）^2+......（xn-x）^2]/n-1标准差=方差的算术平方根
12（Σxi）2
σ=Σxi-
n-1n
n:
样本数
Xi:
样本
Σ:
总和
2.工序能力指数
工序能力指数就是表示工序能力满足产品质量标准的程序的评价指针.
所谓产品质量标准,通常是指产品规格、工艺规范、公差等.
工序能力指数一般用符号CP表示,则:
双向公差:
CP=T/6σ
T:
公差规格之宽度T=TU-TL
TU:
公差上限TL:
公差下限
2.1.当分布中心u与中差中心重合时,CP=CPK
2.2.当u与M不重合的情况
当分布中心u与公差中心M不重合而发生偏移时,要对CP值进行修正,修正
的工序能力指数记作CPK,则计算公式为:
第四页
CPK=CP（1-K）
其中K为修正系数,且:
|M-u||M-X||E|
K===
T/2T/2T/2
K也称为偏移系数,其中E为偏移量.
M=（TU+TL）/2T=TU-TL
单向公差:
TU-TLTU-uu-TL
因为正态分布是对称分布,CP=T/6σ==+
6σ6σ6σ
所以只有下限要求的CP值为:
u-TLu-TL
CPL=2=
6σ3σ
同理上限得:
TU-uTU-u
CPU=2=
6σ3σ
-
例:
某零件尺寸公差为20+0.025-0.01,加工100件以后,得到X=20.011,σ=0.005,
求工序能力指数CP及CPK值.以调查工序是否满足质量要求.
解:
20.025-19.990.0350.035
CP=T/6σ====1.167
6σ6x0.0050.03
CPK=CP（1-K）
|M-X|（|20.025+19.99）/2-20.0110.0035
K====0.2
T/20.035/20.035/2
CPK=CP（1-K）=1.167x（1-0.2）=0.933
第五页
七.工序能力对照表:
CPK值
类别
合格品概率%
跑出管制界限概率%
PPM
工序能力等级
评价
1.67≦CPK≦2.0
6σ
99.9999998
0.0000002
0
特级
工序能过高
1.33≦CPK≦1.67
5σ
99.999943
0.000057
0.3
一级
工序能充足
1.00≦CPK≦1.33
4σ
99.9937
0.0063
31.7
二级
工序能力尚可
0.67≦CPK≦1.00
3σ
99.73
0.27
1349.9
三级
工序能力不足
0.33≦CPK≦0.67
2σ
95.45
4.55
22750.4
四级
工序能力太低
CPK≦0.33
1σ
68.27
31.23
158686.9
五级
工序能力严重不足
Cpk，当特性值分布的均值与公差中心有偏移时的过程能力指数（Cp）。
Ppk,过程性能指数（ProcessPerformanceIndex）,又称长期过程能力指数。
二者的区别：
1、Cpk是要求系统在稳态条件下进行计算（前提）；而Ppk不要求在稳态条件下计算，可以反映出系统当前的实际状态。
2、在计算中公式的主要差别是总体标准差σ的估算，Cpk的σ用的是极差均值除以d2或样本标准差除以c4,；而Ppk的σ则用s估算
Cpk=Min[（USL-Xbarbar/3Rbar/d2）,（Xbarbar-LSL/3Rbar/d2）]Ppk=Min[（USL-Xbarbar/3S）,（Xbarbar-LSL/3S）：
1.即然ppk是总体的标准偏差的计算方法STDEV,那么它的Xbar就是所有的样本的数值之和的平均值，只计算一次平均值，分子就不应是双的Xbar,
2.而Cpk计算的是子组抽样样本的标准差，分子中Xbarbar，是子组平均值的再平均所以是双bar的。
所以我的理解应为Ppk=Min[USL-Xbar/3S,Xbar-LSL/3S]，只有一个Xbar,而且这个Xbar值是所有样本数值之和的平均值是不分组的，而Cpk中是双bar的，是子组平均值的再平均所以是Xbarbar
1、其实CPK和PPK从原则上是没有长短期之分的。
有时过统计为过程指数,但是其计算的方式是不同的.
2、CPK计算是假设过程中心偏移+/-1.5个西格玛时的状况,叫做过程能力指数.此时西格玛的值等于R/D2。
而PPK是过程性能指数,是根据数据得出的真实过程中心偏移时计算出的数据，此时西格玛值等于S。
3、当过程的控制图处于受控状态时，一般采用CPK,而当过程不受控时,因为再用一个固定的中心偏移量计算会产生较大的偏差，所以采用PPK。
4、因为在一个短期中，往往不能充分的收集数据，所以不能判别出过程是否受控，此时一般会采用PPK来计算过程能力。
所以在执行PPAP或者试生产作过程能力计算时用大多数用PPK。
但如果短期能够充分取样并能证明出过程处于受控状态时，则也可以用CPK。
这就是为什么从第三版PPAP手册中开始规定叫能力指数而没有象第二版之前叫PPK指数的原因。
5、即使在长期连续过程统计时，如果过程不受控，此时如果用CPK，得出的结论会是过程能力偏低。
特别是数据分布相对公差而言比较小时，用CPK计算结论会很低但时此时真正的合格率是相当高的,如果仅仅根据CPK结论采取措施会造成过度调整。
此时还是用用PPK就比较合理。
6、上述几条是基于过程的公差是双边公差，但如果是单边公差时，此时就一般不可以用CPK来进行计算。
因为单边公差的过程是不呈正态公布的，此时因为分布的曲线最高点的数值线离公差边界会比较近，而CPK的西格玛值=R/D2，会将另外半边的分布宽度进行合并，造成西格值偏大。
此时用PPK来进行计算就比较合适。
7、CPK和PPK使用上的很多区别是根源于其两个西格玛的计算方式各为什么要去设定这两个数，如果想了解所有在什么情况下用哪个，或者同时可用，那么还是建议楼主仔细将有关专门的SPC（最好是美国或日本的）书研究一下。
我可以很自信的告诉你，包括质量工程师中级考试的教材上此点都有错误。
第一组：
60，70，80，90，100
第二组：
78，79，80，81，82
很明显，两个小组的考试成绩平均分都是80分，但是哪一组的分数比较集中呢？
如果用全距指标来衡量，则有：
R甲＝100－60＝40（分）
R乙＝82－78＝4（分）
（5）、规格界限和控制界限
规格界限：
是用以规定质量特性的最大（小）许可值。
上规格界限：
USL；下规格界限：
LSL；。
控制界限：
是从实际生产出来的产品中抽取一定数量的产品，并进行检测，从所得观测值中计算出来者。
上控制界限：
UCL；下控制界限：
LCL；
忘羊补牢--纠正措施
未雨酬缪--预防措施
ISO9001-2008:
纠正措施是为消除已发现的不符合或其他不期望情况的原因所采取的措施。
一个不符合可能有若干个原因，采取纠正措施就是要找出问题的原因，消除原因，防止再发生。
预防措施：
为消除潜在不合格或者趋势发生的原因而采取的措施。
不同点：
1）预防措施在没有发生不合格前提下（往往从数据分析得到这种预见和趋势）；纠正措施在已发生不合格情况下；
2）纠正措施的作用是预防不合格再次发生，而预防措施的作用是预防不合格的发生！
（6）
QKZ－－－质量特征值
我在网上看到了两种对质量指数QKZ的计算方法：
方法一：
质量指数QKZ的计算公式为：
QKZ=（1-所有项目缺陷分数之和/所有项目加权的抽样数之和）×100%
其中：
每个产品的所有项目缺陷分数之和=
A类缺陷个数×10+B类缺陷个数×5+C类缺陷个数×1
每个产品的所有项目加权的抽样数之和=
A类项目总数×10+B类项目总数×5+C类项目总数×1
方法2：
QKZ=100-缺陷点数/样品数量
如果有4件测试产品，共发现7个缺陷，其中A类缺陷4个。
B类缺陷2个，C类缺陷1个，总缺陷点数为51。
那么按计算方法二得到：
QKZ=100-（51/4）=100-12.75=87.25
两种方法都是可以的,不过第一种更容易理解一些,用得多一些,第二种相对用得人少一些,目的只有一个,就是要反映产品的质量水平,无论何种方法,只要能实现这一目的,应该被认可,但是方法如果选定后不宜更改,以保持评价的一致性.
第六页
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