质量控制与spc图

单击此处编辑母版标题样式,#,#,单击此处编辑母版标题样式,#,面向制造车间的生产质量控制方法,（,SPC,控制图）,2013-,11,1,制造车,间,间质量,控,控制,1,3,4,制造车,间,间的生,产,产质量,控,控制,常用控,制,制图原,理,理及应,用,用,目录,CONTENTS,1,统计过,程,程控制,其他控,制,制图及,应,应用,2,质量要,素,素：5M1E,生产制,造,造质量,是,是产品,设,设计、,工,工艺选,择,择、计,划,划调度,、,、人员,培,培训、,工,工装设,备,备、物,资,资供应,、,、计量,检,检验、,安,安全文,明,明、人,际,际关系,、,、劳动,纪,纪律等,工,工作在,生,生产现,场,场的综,合,合反映,，,，工序,质,质量实,际,际上就,是,是这些,要,要素的,综,综合反,映,映,产品质量,人,man,机器 machine,材料 material,测量 measure,工艺方法 method,环境 environment,3,质量检,测,测发展,的,的三个,阶,阶段,质量检,验,验阶段,20世,纪,纪初,统计质,量,量控制,阶,阶段,20世,纪,纪40,年,年代至,今,今,全面质,量,量管理,阶,阶段,事后检,测,测,分析、,监,监控和,改,改进过程的方法,企业各,部,部门的,质量管,理,理体系,4,统计过,程,程控制,（,（StatisticalProcess Control简称SPC）是一,种,种借助,数,数理统,计,计方法,的,的过程,控,控制工,具,具。

用控制图分析、,监,监控和,改,改进过,程,程的方,法,法一种用,于,于检测,异,异常的,工,工具,可判断,过,过程的,变,变差，,及,及时告,警,警,它主要,区,区分由,特,特殊原,因,因引起,的,的异常,波,波动还,是,是由普,通,通引起,的,的正常,波,波动SPC的基本,概,概念,5,观查:数据的收集,评估,:,数据的分析,诊断,:,调查原因,决定,:,规划行动,实施,:,采取行动,原材料,生产过程,产品,偶然因素,特殊因素,SPC,控制图目的：区分这2种 因素，消除特殊因素产生的变异,过程控,制,制模型,SPC的基本,概,概念,6,原材料,生产过程,产品,检查,合格,出货,不合格,返工,报废,出货,利用,报废,处理,质量控,制,制的模,型,型,生产线,上,上加工,出,出来的,产,产品没,有,有绝对,相,相同的,产品,间,间的差,别,别是用,其,其资料,特,特性值,（,（数据,）,）的差,异,异表现,出,出来连续材,料,料一批,产,产品中,每,每个质,量,量特性,，,，一边,测,测量一,边,边画直,方,方图，,就,就可以,发,发现其,统,统计规,律,律,SPC的基本,概,概念,7,每件产,品,品的尺,寸,寸与别,的,的都不,同,同,范围,范,范围,范,范,围,围,范,范围,但它们,形,形成一,个,个模型,，,，若稳,定,定，可,以,以描述,为,为一个,分,分布,范围,范,范围,范,范围,分布可,以,以通过,以,以下因,素,素来加,以,以区分,位置,分,分,布,布宽度,形,形状,或这些,因,因素的,组,组合,8,界限,界,界限内,的,的比率,界,界限,外,外的比,率,率,168.26%31,.,.74,%,%,295.46%4.54%,399.73%0.27%,499.9937%0,.,.0063%,599.999943,%,%0.000057%,699.9999998%0.0000002%,SPC的基本,概,概念,9,+3,3,+3,3,UCL,上控制界限,LCL,下控制界限,CL,中心线,SPC的基本,概,概念,10,选取零,件,件特征,抽样并,提,提取统,计,计数据,，,，绘制控制图,判定稳,态,态准则,SPC的基本,概,概念,UCL,上控制界限,LCL,下控制界限,CL,中心线,常规准则,1.,连续25个点子都在控制界限内；,2.,连续35个点子至多1个点子落在控制界限外；,3.,连续100个点子至多2个点子落在控制界限外。

改进准则,1.基于数字仿真方法,2.专家系统,3.基于神经网络识别法,11,控制图,种,种类,Shewhart原理的传统控制图,回避参数估计法,Q控制图,基于智能控制理论方法,贝叶斯质量质量控制法,基于过程控制,Bootstrap法,基于成组技术,12,传统SPC控制图,选择特,征,征参数,，,，记录,数,数据,计算相,应,应的统,计,计量，,均,均值，,标,标准差,，,，极差,，,，比例,等,等,计算出,试,试运行,阶,阶段的,控,控制图,的,的中心,线,线和控,制,制界限,在控制,图,图上画,出,出中心,线,线和控,制,制界限,画出收,集,集到的,数,数据在,控,控制图,上,上,调查控,制,制图上,超,超出控,制,制界限,的,的点的,出,出界原,因,因，查,找,找出异,常,常因素,并,并加以,消,消除,如果没,有,有找到,异,异常因,素,素，可,以,以剔除,超,超出控,制,制界限,的,的点,如果有,必,必要，,重,重新计,算,算控制,界,界限,计算出,工,工艺能,力,力,1-样,本,本准备,阶,阶段,2-数,据,据收集,3-建,立,立控制,图,图,4-分,析,析和解,释,释控制,图,图,13,传统SPC控制图,14,传统SPC控制图,实,实例,变速鼓,外,外圆质,量,量控制,随机从,加,加工好,的,的零件,中,中取50个零件,进,进行测,量,量,搜集到50个数据,。

为对,这,这些数,据,据进行,分,分析,将其分,成,成10组,每组5个数据,，,，统计,出,出每组,样,样本的,均,均值和,极,极差X-R均值和,极,极差图,步骤一,15,X-R均值和,极,极差图,步骤二,步骤三,16,步骤四,目的:,为设计,部,部门确,定,定尺寸,公,公差、,形,形位公,差,差和表,面,面粗糙,度,度等提,供,供依据,以改,进,进设计,;,;,为工艺,部,部门编,制,制工艺,规,规程,制,制订工,艺,艺方法,选择,最,最佳工,艺,艺方案,确定,加,加工条,件,件提供,依,依据,为,为工艺,验,验证提,供,供数据,为质量,检,检验部,门,门编制,检,检验计,划,划和估,计,计不良,品,品率提,供,供依据,;,;使检,验,验员对,工,工序做,心,心中有,数,数工序过,程,程量度,分,分析,C p L=(x-LSL)/3,对单边下规格限,C p U=(USL-X)/3,对单边上规格限,T,U,X,M,T,L,意义：,SPC,的,的基准,就,就是统,计,计控制,状,状态或,称,称稳态,，,，过程,能,能力是,稳,稳态下,所,所能达,到,到的最,小,小变差,过程,能,能力反,映,映了稳,态,态下该,过,过程本,身,身所表,现,现的最,佳,佳性能,（,（分布,宽,宽度最,小,小）,17,18,X-均值和,标,标准差,图,图,P chart不良率,管,管制图,19,传统SPC图,的,的优点,和,和不足,优点：,1、确,定,定过程,的,的统计,控,控制界,限,限，判,断,断过程,是,是否失,控,控和过,程,程是否,有,有能力,；,；,2、为,过,过程提,供,供一个,早,早期报,警,警系统,，,，及时,监,监控过,程,程的情,况,况以防,止,止废品,的,的发生,；,；,3、减,少,少对常,规,规检验,的,的依赖,性,性，定,时,时的观,察,察以及,系,系统的,测,测量方,法,法替代,了,了大量,的,的检测,和,和验证,工,工作；,优点：,1、无法直,接,接判断,过,过程出,错,错原因；,2、对多品种,小,小批量,生,生产的过程,监,监控精,确,确度不,高,高,20,回避参,数,数估计,法,法Q控制,图,图,基本原,理,理：,假定被,分,分析的,质,质量特,征,征值数,据,据完全,独,独立、,正,正态相,关,关和来,自,自相同,的,的总体,。

对质,量,量特征,值,值的数,据,据进行,标,标准正,态,态变换,将来,自,自不同,总,总体的,质,质量数,据,据转化,为,为标准,的,的正态,总,总体,通,通过这,种,种方法,使,使得来,自,自不同,的,的总体,的,的质量,特,特征值,数,数据可,以,以利用,同,同一种,标,标准变,换,换它可以,在,在单样,本,本,成,组,组样本,的,的情况,下,下使用,做出,不,不同的,控,控制图,21,基于成,组,组技术,法,法,基本思,想,想：,在有相,似,似的制,造,造过程,的,的质量,特,特征信,息,息的情,况,况下,数,数据变,换,换的基,本,本方法,是,是设法从,相,相同或,相,相似的,零,零件种,获,获取更,多,多的信,息,息,细,分,分零件,的,的分类,形成,零,零件族,利用,成,成组技,术,术,通,过,过数据,变,变换构,造,造服从,同,同一分,布,布的统,计,计量以,增,增加样,本,本容量,克服,小,小批量,统,统计数,据,据不足,的,的问题,从而,直,直接使,用,用传统,的,的SPC方法,对,对制造,过,过程进,行,行控制,22,基于成,组,组技术,法,法,某企业,在,在同一,机,机床上,加,加工5,种,种不同,规,规格的,零,零件，,其,其规格,要,要求如,表,表1所,示,示。

每,种,种零件,加,加工的,数,数量不,同,同，根,据,据事先,确,确定好,抽,抽样规,则,则进行,抽,抽样，,共,共得到25个,样,样本,23,基于成,组,组技术,法,法,24,25,26,27,基于过,程,程建模,传统的,控,控制图,把,把生产,过,过程视,为,为独立,的,的过程,缺乏,对,对过程,本,本身固,有,有的,对,对产品,质,质量有,影,影响的,本,本质规,律,律的描,述,述这,类,类控制,图,图的控,制,制理论,是,是建立,在,在控制,系,系统的,时,时域特,征,征基础,上,上的根据控,制,制论的,观,观点,一,一个控,制,制系统,整,整个过,程,程在时,域,域上具,有,有关性,历史,状,状态对,系,系统的,当,当前状,态,态有影,响,响的基,基于过,程,程的建,模,模方法,主,主要考,虑,虑生产,过,过程的,历,历史信,息,息,提,高,高了对,过,过程识,别,别的能,力,力,利,用,用模型,可,可以很,好,好的解,决,决过程,数,数据的,相,相关性,有代表,性,性的是,累,累计和,控,控制图CUSUM、,指,指数加,权,权移动,平,平均控,制,制图EWMA,等,等新型,控,控制方,法,法。

28,基于过,程,程建模,Bootstrap法,Bootstrap,法,法是非参数,统,统计中,一,一种重,要,要的估,计,计统计,量,量方差,进,进而进,行,行区间,估,估计的,统,统计方,法,法，也,称,称为自,助,助法其,其核心,思,思想和,基,基本步,骤,骤如下,：,：,（1）,采,采用,重,重抽样,技,技术从,原,原始样,本,本中抽,取,取一定,数,数量（,自,自己给,定,定）的,样,样本，,此,此过程,允,允许重,复,复抽样,2）,根,根据,抽,抽出的,样,样本计,算,算给定,的,的统计,量,量T3）,重,重复,上,上述N,次,次（一,般,般大于1000），,得,得到N,个,个统计,量,量T4）,计,计算,上,上述N,个,个统计,量,量T的,样,样本方,差,差，得,到,到统计,量,量的方,差,差Bootstrap,是,是现代,统,统计学,较,较为流,行,行的一,种,种统计,方,方法，,在,在小样,本,本时效,果,果很好,通过,方,方差的,估,估计可,以,以构造,置,置信区,间,间等，,其,其运用,范,范围得,到,到进一,步,步延伸,29,贝叶斯,质,质量质,量,量控制,法,法,基于贝,叶,叶斯理,论,论的SPC首,先,先借助,已,已有的,先,先验信,息,息建立,过,过程模,型,型,然,后,后对过,程,程模型,中,中包含,的,的未知,参,参数、,初,初始信,息。