SPC及CPK教程理论篇.ppt

SPC及及CPK 理理 論論 篇篇2021/8/61一一﹑統計學基本知識統計學基本知識n正常情况下,具有一定的数据分布:n计量值数据,服从正态分布n计件值数据,服从二项分布n计点值数据,服从泊松分布n最为常见的是正态分布----钟形分布1﹑統計學的几個基本觀念統計學的几個基本觀念2021/8/62n群体:一组过程的输出结果的全体.n样本:从群体中按照一定的抽样方法选择出来的研究对象.n群体具有一定的分布特性n合理的抽样(足够的样本容量\随机的抽样方法),可以保证样本与群体具有共同的分布特性,也即是说可以由样本的状况推断群体的状况.n群体通常是未知的研究对象,从经济成本的角度,可以研究分析样本而知群体.2﹑統計學的几個基本概念統計學的几個基本概念2021/8/63u依數理統計理論,當生產過程穩定時,絕大多數計量值特性服從常態分佈(計數值﹕不合格品數服從二項分布,缺陷數服從泊松分布,而二項分布.泊松分布的極限分布又均是常態分佈)u對一個正常的過程參數(比如:尺寸)隨機抽樣,(計量值)數據應呈現常態分佈(正態分佈,或名高斯分布)3﹑數理統計理論數理統計理論2021/8/644﹑平均數與期望值平均數與期望值平均數與期望值代表該隨機變數的集中趨勢.μX= 1nΣ ni=1X i2021/8/655﹑平均數與群體平均數平均數與群體平均數μ= 1NΣ Ni=1X iX= 1nΣ ni=1X iX= mX1+X2+X3+‧‧‧+XmμN:群體數n:每次抽樣樣本數m:抽樣次數2021/8/666﹑群體標準差與樣本標准差群體標準差與樣本標准差√√ σ =2(Xi- μ)Σ Ni=1N=2(Xi- X)n-1√√ S i=1NΣ 群體標准差﹕樣本標准差﹕2021/8/677﹑常態分布的特點常態分布的特點F(x)x6σ3σ-3σ非負性歸一性對稱性依概率理論計算依概率理論計算,99.73%的樣本將落在的樣本將落在±3σ的的范圍內范圍內,只有很小的概率只有很小的概率(0.27%)不在不在± 3σ的范的范圍內圍內,由於小概率事件一般不會發生由於小概率事件一般不會發生,故可認為故可認為不會有尺寸在規格之外。

不會有尺寸在規格之外2   1e-2  2 22 2F(x)=(x- )2021/8/68二二﹑SPC基本知識基本知識1﹑SPC定義定義nSPC:Statistical Process Control S----Statistical 统计 P----Process 过程 C----Control 控制 利用统计统计的方法﹐对过程过程中的各个阶段进行监控监控﹐从而达到改进与保证改进与保证产品品质的目的 PQC+S=SPC2021/8/692﹑SPC的應用現狀的應用現狀n日本名古屋大学调查,115家企业平均每家使用137张控制图n美国柯达公司5000人,使用35000张控制图,平均每人应用7张n日本DEMING奖10大项目中,七大项目强调统计,尤其是SPCnISO9000统计的需要,QS9000SPC的需要n我国80%的ISO认证通过企业,SPC几乎为零2021/8/6103﹑SPC的基本概念的基本概念(一一)n分布的集中性----Xn平均值,为所有数值的平均值,读做X-BAR n =Σ Xi/n i=1XX1X22021/8/611n分布的分散性---δ n各具体数值与平均值之间的偏差,通常以标准差δ 来表示.读做SIGMA(西格码)。

nδ =(Σ(Xi-X)2/(n-1))½ i=1SPC的基本概念的基本概念(二二)2021/8/612n分散性的图解δ2δ1SPC的基本概念的基本概念(三三)2021/8/613n规格界限﹕是指根据设计(产品设计和过程设计)的要求﹐所确定的工程界限用于在进行工程分析中﹐对特性的分布状况是否满足预定要求的判断从而确信满足设计要求的能力﹔n管制界限﹕指实际作业特性的分布所遵从的上下界限﹐對实际工作進行动态控制﹐以判断作业的有效性﹔n在实际控制过程中﹐使用的应该是管制界限管制界限来自于对作业过程的调查SPC的基本概念的基本概念(四四)2021/8/614n过程能力﹕实际作业结果满足预计工程要求的能力﹔n过程的影响因素有两个方面﹕一是普通原因﹐二是特殊原因﹔n普通原因﹕在既定的4M1E下﹐属于过程本身先天存在的变动因素﹐一般是不可控制的﹐如需改善﹐需从管理和设备﹑技术的角度予以全面改进﹔n特殊原因﹕在过程运行中﹐随机发生的可控因素﹔n普通原因通常影响分布的分散度和均值直接决定过程能力SPC的基本概念的基本概念(五五)2021/8/615n特殊原因导致超出界限或规律变动的现象﹐可以直接从管制图中看出。

影响分布的波形﹔n管制图的重要作用便在于动态过程中﹐看出特殊原因的存在﹐发出需要处理的警报﹔n过程能力只有在不存在特殊原因的前提下﹐才能予以计算﹐并以此推断未来的输出结果SPC的基本概念的基本概念(六六)2021/8/6164﹑管制界限管制界限上管制界限:UCL= μ +3 σ下管制界限:LCL= μ -3 σ2021/8/6175﹑管制過程認識的兩種錯誤或風險管制過程認識的兩種錯誤或風險第一種錯誤“Type I Error”﹕ 由于抽樣的關系﹐會有測量點出現在3個標准差之外﹐按照判定要求我們會將此判為不正常事實上并非不正常﹐而是屬于0.27%的概率關系﹐落到了外面﹔2021/8/618第二種錯誤“Type II Error”﹕ 如圖所示﹐原群體的平均值為1﹐標准差為但由于某種原因﹐其平均值由1 2﹐也就是群體已經變化此時﹐ 2這一部分并不是我們所需要的﹐但2的其中一部分(斜線部分)仍在1的3 范圍內﹐我們會判2部分正常2021/8/619确定管制项目选择管制图收集数据绘制管制图稳定否绘制管制图收集数据稳定否查明原因,消除异常YESYESNONO6﹑﹑SPC展开的步骤展开的步骤2021/8/6206.1选择管制图选择管制图n管制项目的特性n计量值n计数值(计件值还是计点值)n样本数据的特点nn≤ 9(样本少)nn >9(样本多)nn =1(单值)n每组数据n是否相等n使用的对象n可采用计算器或计算机进行分析的工程人员n现场作业人员2021/8/621性质上是否均匀或不能按组取样使用X-MR各组均值计算是否方便使用 -RXX样本容量是否大于或等于9各组标准差S是否容易计算使用 -R使用 -SXNONONONOYESYESYESYES当由现场人员使用时,尽量用?图～～6.2选择管制图选择管制图(计量值计量值)2021/8/622是否关心不合格品率使用np或p样本大小是否一致使用u图使用c或u图NONONOYESYESYES样品大小是否一致使用p图当由现场人员使用时,尽量用c/np图6.3选择管制图选择管制图(计数值计数值)2021/8/6236.4收集数据收集数据n样本组数最好不要少于25np图或np图每组数据的要求n1/P

2021/8/626隨機性異常﹕ 是不可避免的﹐但對質量的影響較小﹐在小范圍呈現無規律的波動﹔非隨機性異常﹕ 有必然原因導致﹐對質量影響較大﹐不采取措施無法消除﹔ 所以﹐一旦發現此類異常﹐應立即分析原因﹐采取措施﹐并納入標准化保准不再出現異常的分類異常的分類2021/8/6271﹑Cp:製程能力製程能力uCp(製程能力製程能力)﹕Cp=T/6σu設計公差（設計公差（T=規格上限規格上限-規格下限）與六倍制規格下限）與六倍制程變異的比值程變異的比值﹐一個高的一個高的Cp指數表明制程具有指數表明制程具有好的潛在的再制能力好的潛在的再制能力﹔u反映數據反映數據(尺寸尺寸)的波動范圍大小的波動范圍大小﹐Cp數值越數值越大大﹐尺寸波動越小尺寸波動越小﹐製程能力越充足製程能力越充足2021/8/628uCpk(製程能力指數):反映製程滿足實際尺寸要求的能力,Cpk數值越大,製程越能保證實際尺寸的加工要求﹔u規格確定的中心值與制程變異相關聯的狀況,它是反映制程實際能力的指數.一個較高的Cpk指數表明制程實際的生產再制能力在要求的范圍內Cpu=(USL-AVERAGE)/3σCpl=(AVERAGE-LSL)/3σCpk=MIN(Cpu,Cpl)2﹑Cpk:製程能力指數製程能力指數2021/8/629u Cpk=Cp(1-k) k為偏移系數﹕k=e/(T/2)﹐即Ca e稱為偏移量﹕e=|中心值 - 平均值|=|M-Xbar| Cp>=Cpk2021/8/6303﹑Cp﹑Ca及及CPK之間的概念關系之間的概念關系 准確度Ca 精確度Cp 精密度CPKCpk=Cp(1-Ca)2021/8/6314﹑Ca----准確度准確度(Capacity of Accuracy)等級評定後之處置原則(Ca等級之處置)A級:作業員遵守作業標準操作,並達到規格之要求,須繼續維持﹔B級:有必要可能將其改進為A級﹔C級:作業員可能看錯規格,不按作業標準操作或檢討規格及作業標準﹔ D級:應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因，必要時得停止生產。

以上僅是些基本原則，在一般應用上Ca如果不良時，其對策方法是製造單位為主，技術單位為副﹐品管單位為輔主值主值2021/8/6325﹑Cp----精密度精密度(Capacity of Precision)(Capacity of Precision)等級評定後之處置原則(Cp等級之處置)﹕﹕A級:此一製程甚為穩定，可以將規格容差縮小或勝任更精密之工作B級:有發生不品之危險，必須加以注意，並設法維持不要使其變壞及迅速追查 C級:檢討規格及作業標準，可能本製程不能勝任如此精密之工作 D級:應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時應停止生產 以上也是與Ca一樣，僅是一些基本原則，在一般上Cp如果不良時，其對策方法是技術單位為主，制造單位為副﹐品管單位為輔主值主值2021/8/6336﹑CPK----制程能力指數制程能力指數(綜合指數綜合指數)等級評定後之處置原則(Cpk等級之處置) ﹕﹕A級:此一製程能力足夠﹔B級:製程能力尚可﹔C級:製程能力應加以改善2021/8/6347﹑計量值的變化規律計量值的變化規律-正態分布正態分布(常態分配常態分配)正態分布中，任一點出現在μ± 1σ內的概率為P(μ-σ