1、統(tǒng)計過程控制統(tǒng)計過程控制（SPC）ISO五大核心工具之統(tǒng)計過程控制統(tǒng)計過程控制定義vStatistical Process ControlvStatistical-統(tǒng)計數(shù)據(jù)通過計算得出有意義的情報vProcess-過程一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動vControl-控制通過掌握規(guī)律來預(yù)測未來發(fā)展并實現(xiàn)預(yù)防統(tǒng)計過程控制統(tǒng)計過程控制定義v利用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進(jìn)行監(jiān)控，從而達(dá)到改進(jìn)和保證產(chǎn)品質(zhì)量的目的。v依據(jù)統(tǒng)計邏輯來判斷過程是否正常以及應(yīng)否采取改善措施的一套控制系統(tǒng)。統(tǒng)計過程控制SPC起源及發(fā)展v二十世紀(jì)二十年代，美國貝爾實驗室（Bell Telephone Labora

2、tory）成立了以休哈特（W. A. Shewhart）博士為學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人的過程控制(Process Control)研究組。v1924年5月16日，休哈特（W. A. Shewhart）博士提出了過程控制理論以及監(jiān)控過程的工具控制圖（Control Chart），其中有關(guān)過程控制理論及控制圖標(biāo)志著著名的SPC理論的誕生。v1931年，休哈特（W. A. Shewhart）博士對其理論進(jìn)行了總結(jié)，寫出了一本劃時代的名著產(chǎn)品制造質(zhì)量的經(jīng)濟控制（Economic Control of Quality of Manufactured Productions）。v1932年，英國邀請休哈特（W. A.

3、Shewhart）博士到倫敦主講統(tǒng)計質(zhì)量控制，將統(tǒng)計方法應(yīng)用到工業(yè)方面。v1941-1942年，有關(guān)SPC的內(nèi)容制定成美國標(biāo)準(zhǔn)。v1950年，戴明（W.E. Deming）博士將其引入日本。統(tǒng)計過程控制SPC的意義v全面、及時了解質(zhì)量信息，信息共享v有效監(jiān)測和預(yù)防，提高生產(chǎn)率v提高客戶滿意度，贏得更多客戶v保持產(chǎn)品和服務(wù)質(zhì)量的穩(wěn)定性及持續(xù)改進(jìn)v降低總的質(zhì)量成本統(tǒng)計過程控制SPC的相關(guān)概念v波動沒有兩個產(chǎn)品是完全一樣的，即使自動化生產(chǎn)線上產(chǎn)品也不例外產(chǎn)品間的差異就是波動，它時隱時現(xiàn)、時大時小，時正時負(fù)產(chǎn)品間的差異是通過適當(dāng)?shù)馁|(zhì)量特性（過程特性和產(chǎn)品特性）表現(xiàn)出來的，因此v選好質(zhì)量特性v準(zhǔn)確地測量

4、出來 是兩項重要的基礎(chǔ)工作統(tǒng)計過程控制v普通原因隨著時間的推移具有穩(wěn)定性的可重復(fù)的分布過程中許多變差的原因v人：一定的熟練度下的微小差異v機：一定的精度下的微小變化v料：一定的穩(wěn)定性下的微小變化v法：一定的操作規(guī)范下的微小變化v境：一定的環(huán)境條件下的微小變化在普通原因影響下，過程的輸出呈現(xiàn)穩(wěn)定的分布，是可預(yù)測的所有微小變化的集合SPC的相關(guān)概念統(tǒng)計過程控制v特殊原因過程中偶然發(fā)生的某個環(huán)節(jié)的特殊變異v刀具崩刃v新的原材料v操作程序變更v氣溫驟降v在特殊原因的影響下，過程的分布會改變，不可預(yù)測v位置（均值）改變v分布寬度（最小值與最大值之間的距離）改變v形狀改變（偏斜）SPC的相關(guān)概念統(tǒng)計過程控

5、制統(tǒng)計過程控制SPCSPC教材教材滿足要求受控不受控可接受1類3類不可接受2類4類v制造過程的4種類型1 類過程：該過程受統(tǒng)計控制且有能力滿足要求，是可接受的2 類過程：是受控過程，但存在因普通原因造成的過大的、必須減少的變差3 類過程：符合要求，可接受，但不是受控過程，需要識別變差的特殊原因并消除4 類過程：即不是受控過程又不可接受，必須減少變差的特殊原因和普通原因SPC的相關(guān)概念統(tǒng)計過程控制v局部措施和對系統(tǒng)采取措施局部措施（Location Action）v通常用來消除變差的特殊原因；v通常由與過程直接相關(guān)的人員實施；v大約可糾正15%的過程問題對系統(tǒng)采取措施（Action on the

6、 System）v通常用來消除變差的普通原因；v幾乎總是要求管理措施，以便糾正；v大約可糾正85%的過程問題SPC的相關(guān)概念統(tǒng)計過程控制統(tǒng)計過程控制基本原理v控制圖的設(shè)計原理正態(tài)性假定v任何產(chǎn)品，其質(zhì)量特性都存在一定程度的波動v當(dāng)過程穩(wěn)定或受控時，波動主要是由4M1E的微小變化造成的隨機誤差v此時，質(zhì)量特性值均服從或近似服從正態(tài)分布 統(tǒng)計過程控制v控制圖的設(shè)計原理3準(zhǔn)則基于正態(tài)性假定，根據(jù)正態(tài)分布的概率性質(zhì)可知即質(zhì)量特性值超出3范圍的可能性僅為0.27%小概率原理小概率原理即認(rèn)為小概率事件不會發(fā)生根據(jù)3準(zhǔn)則，受控狀態(tài)質(zhì)量特性值不會超出 3統(tǒng)計過程控制基本原理統(tǒng)計過程控制時間時間t（R）UCLC

7、LLCL+3-3891011控制圖制作統(tǒng)計過程控制控制圖的構(gòu)成+31234567891018171615141312111098765 -3 Average點落在該區(qū)間的概率為點落在該區(qū)間的概率為99.7%統(tǒng)計過程控制控制圖的構(gòu)成v縱坐標(biāo)：數(shù)據(jù)（質(zhì)量特性值或其統(tǒng)計量）v橫坐標(biāo)：按時間順序抽樣的樣本編號v上虛線：上控制界限UCLv下虛線：下控制界限LCLv中實線：中心線CL統(tǒng)計過程控制控制圖分類v按產(chǎn)品質(zhì)量特性分類計量型控制圖計數(shù)型控制圖v按用途分類分析用控制圖控制用控制圖統(tǒng)計過程控制樣本容量不等。計算量大，控制線凹凸不平。u單位不合格數(shù)控制圖樣本容量相等。較常用，計算簡單，操作工人易于理解。c

8、不合格數(shù)控制圖樣本容量不等。計算量大，控制線凹凸不平。P不合格品率控制圖樣本容量相等。較常用，計算簡單，操作工人易于理解。Pn不合格品數(shù)控制圖計數(shù)值控制圖適用于產(chǎn)品批量較大的工序。最常用，判斷工序是否正常的效果好，但計算工作量很大。x R均值極差控制圖計量值控制圖適用場合特點控制圖符號名稱類別適用于產(chǎn)品批量較大的工序。計算簡便，但效果較差。x R中位數(shù)極差控制圖 適用于產(chǎn)品批量較大的工序。當(dāng)樣本容量=10時使用，精度更高，但計算更復(fù)雜。x s 均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖因各種原因（時間、費用等）每次只能得到一個數(shù)據(jù)或希望盡快發(fā)現(xiàn)并消除異常原因。簡便省事，并能及時判斷工序是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。缺點是不易發(fā)現(xiàn)工

9、序分布中心的變化。x R S 單值移動極差控制圖控制圖的構(gòu)成統(tǒng)計過程控制控制圖的應(yīng)用步驟v選擇控制圖擬控制的質(zhì)量特性，如重量、不合格品數(shù)等；v選用合適的控制圖種類；v確定樣本容量和抽樣間隔；v收集并記錄至少20 25個樣本的數(shù)據(jù)，或使用以前所記錄的數(shù)據(jù)；v計算各個樣本的統(tǒng)計量，如樣本平均值、樣本極差、樣本標(biāo)準(zhǔn)差等；v計算各統(tǒng)計量的控制界限；v畫控制圖并標(biāo)出各樣本的統(tǒng)計量；v研究在控制線以外的點和在控制線內(nèi)排列有缺陷的點以及標(biāo)明異常（特殊）原因的狀態(tài)；v決定下一步的行動。統(tǒng)計過程控制確定要制定的控制確定要制定的控制圖特性圖特性計量型數(shù)據(jù)計量型數(shù)據(jù)是否均勻或不是否均勻或不能按子組取樣能按子組取樣使

10、用使用X_MR圖圖是是關(guān)心不關(guān)心不合格品合格品率率關(guān)心不關(guān)心不合格品合格品數(shù)數(shù)子組均子組均值方便值方便計算計算子組容子組容量小于量小于10方便計方便計算子組算子組S值值樣本容樣本容量恒定量恒定否否是是否否使用使用c或或u圖圖是是是是是是否否是是使用使用np或或p圖圖是是樣本容樣本容量恒定量恒定使用使用p圖圖否否使用使用u圖圖否否否否是是使用使用X_R圖圖使用使用X_s圖圖使用使用X_R圖圖否否使用中位數(shù)圖使用中位數(shù)圖否否控制圖的選用規(guī)律是是統(tǒng)計過程控制控制圖的應(yīng)用步驟v確定樣本容量和抽樣間隔統(tǒng)計過程控制控制圖的應(yīng)用步驟v計算各統(tǒng)計量的控制界限統(tǒng)計過程控制控制圖的應(yīng)用步驟v控制圖系數(shù)表統(tǒng)計過程控

11、制控制圖判定規(guī)則v合格控制圖（受控）每個點均在控制界限內(nèi)點的排列無異常現(xiàn)象v合格但應(yīng)注意異常連續(xù)25個點以上在控制界限內(nèi)連續(xù)35個點僅有1個在控制界限外連續(xù)100個點不多于2個在控制界限外統(tǒng)計過程控制控制圖判定規(guī)則v異?？刂茍D連續(xù)9個點在中心線的同一側(cè)（P=0.0038）連續(xù)6個點持續(xù)上升或下降（P=0.0027）連續(xù)11個點至少有10個在中心線的同一側(cè)（P=0.0057）連續(xù)14個點至少有12個在中心線的同一側(cè)連續(xù)17個點至少有14個在中心線的同一側(cè)連續(xù)3個點至少2個位于(2 3)范圍內(nèi)（P=0.0055）連續(xù)7個點至少3個位于(2 3)范圍內(nèi)連續(xù)7個點至少6個位于(1 3)范圍內(nèi)（P=0.

12、0052）連續(xù)5個點沒有1個位于(0 1)范圍內(nèi)（P=0.0032）統(tǒng)計過程控制v控制圖顯示了一個過程是否受控，但客戶需要的是合格的產(chǎn)品v過程受控 過程有足夠的能力生產(chǎn)合格的產(chǎn)品v過程能力：是過程的聲音和客戶聲音的對比過程能力分析統(tǒng)計過程控制過程能力分析v 能力指數(shù)的計算基于以下假設(shè)條件：過程處于統(tǒng)計穩(wěn)定狀態(tài)每個測量單值遵循正態(tài)分布規(guī)格的上、下限是基于客戶的要求測量系統(tǒng)能力充分v如果理解并滿足了這些假設(shè)后，能力指數(shù)的數(shù)值越大，潛在的客戶滿意度就越高。統(tǒng)計過程控制vCa：過程準(zhǔn)確度vCp：過程精密度vCpk：過程能力指數(shù)標(biāo)準(zhǔn)值標(biāo)準(zhǔn)值過程能力參數(shù)統(tǒng)計過程控制=C Cp p= =C Cpupu= =

13、C Cplpl= =C Cpkpk= =minCpu,CplCpu,Cpl6LSLUSL3XUSL3LSLX ninXXi121-6 -5 -4 -3 -2 -1 X +1 +2 +3 +4 +5 +6 -1.5+1.5規(guī)格上限（USL）規(guī)格下限（LSL）過程能力參數(shù)計算統(tǒng)計過程控制CpkCpk值值采取的措施采取的措施Cpk1.67無缺點，可考慮降低成本1.33Cpk1.67可維持現(xiàn)狀1Cpk1.33有缺點發(fā)生，可考慮改善措施0.67Cpk1有明顯的缺點，應(yīng)采取措施予以改善Cpk0.67存在嚴(yán)重的問題，應(yīng)立即采取緊急措施予以改善過程能力指數(shù)運用統(tǒng)計過程控制過程能力分析步驟v明確調(diào)查目的；v選擇

14、調(diào)查對象；v確定調(diào)查方法；v工序的標(biāo)準(zhǔn)化；v嚴(yán)格按照各項標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)；v收集數(shù)據(jù)；v畫直方圖或分析用的控制圖；v判斷過程是否處于控制狀態(tài)；v計算過程能力指數(shù)；v處理。統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)一：沒能找到正確的控制點。 不知道哪些點要用控制圖進(jìn)行控制，花費大量的時間與人力,在不必要的點上進(jìn)行控制。熟不知，SPC只應(yīng)用于重點的尺寸（特性的）.那么重點尺寸/性能如何確定呢？通常應(yīng)用FMEA的方法開發(fā)重要控制點，一般嚴(yán)重度為8或以上的點，都是需要考慮的對象。如果客戶有特殊要求,也需將客戶的要求納入控制范圍。統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)二：沒有適宜的測量工具 。 計量

15、型控制圖需要用測量工具取得控制特性的數(shù)值，控制圖對測量系統(tǒng)有很高的要求。通常，我們要求GR&R不大于10%，而在進(jìn)行測量系統(tǒng)分析之前，要事先確認(rèn)測量儀器的分辨力，要求測量儀器具有能夠分辨出過程變差的十分之一到五分之一的精度，方可用于過程的分析和控制。而很多公司勿略了這一點，導(dǎo)致做出來的控制圖沒辦法有效的應(yīng)用,甚至造成誤導(dǎo)。 統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)三：沒有進(jìn)行初始能力研究，直接用于控制。 控制圖的應(yīng)用分為兩個階段:初始能力研究階段和過程控制階段。在進(jìn)行過程控制之前,一定要進(jìn)行初始能力研究。初始能力研究的目的是確定過程是否穩(wěn)定，是否可預(yù)測，并且看過程能力是否符合要求，

16、從而了解過程是否存在特殊原因，普通原因的變差是否過大等致關(guān)重要的過程信息。過程只有在穩(wěn)定，并且過程能力可以接受的情況下，才可進(jìn)入控制狀態(tài)。 統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)四：初始能力研究與控制脫節(jié) 在完成初始能力研究后，如果我們認(rèn)為過程是穩(wěn)定的且過程能力可接受，那么，就可以進(jìn)入過程控制狀態(tài)。過程控制時，是先將控制限畫在控制圖中，然后依抽樣的結(jié)果在控制圖上進(jìn)行描點。那么，控制時控制圖的控制限是怎么來的呢？其實控制圖中的控制限是通過初始能力研究得來的，也就是說，初始能力研究成功后，控制限要延用下去，用于過程控制。很多公司沒能延用分析得來的控制限，這樣，控制圖就不能表明過程是穩(wěn)定與受控

17、的，應(yīng)用也就沒有意義。 統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)五：控制圖沒有記錄重大事項 要知道，控制圖所反應(yīng)的是“過程”的變化。生產(chǎn)的過程輸入的要素為5M1E（人、機、料、法、環(huán)、量），5M1E的任何變化都可能對生產(chǎn)出來的產(chǎn)品造成影響。換句話說，如果產(chǎn)品的變差過大，那是由5M1E其中的一項或多項變動所引起的。如果這些變動會引起產(chǎn)品平均值或產(chǎn)品變差較大的變化，那么，這些變化就會在XBAR圖或R圖上反映出來，我們也就可以從控制圖上了解過程的變動。發(fā)現(xiàn)有變異就是改善的契機，而改善的第一步就是分析原因，那么，5M1E中的哪些方面發(fā)生了變化呢？我們可以查找控制圖中記錄的重大事項，就可以明了。所以

18、，在使用控制圖的時候，5M1E的任何變化，我們都要記錄在控制圖中相應(yīng)的時段上。統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)六：不能正確理解XBAR圖與R圖的含義 當(dāng)我們把XBAR-R控制圖畫出來之后，我們到底能從圖上得到哪些有用的信息呢？這要從XBAR及R圖所代表的意義來進(jìn)行探討。首先，這兩個圖到底先看哪個圖？為什么？R反應(yīng)的是每個子組組內(nèi)的變差，它反映了在收集數(shù)據(jù)的這個時間段，過程所發(fā)生的變差，所以他代表了組內(nèi)固有的變差；XBAR圖反映的是每個子組的平均值的變化趨勢，所以其反映的是組間的變差。組內(nèi)變差可以接受時，表明分組是合理的；組間變差沒有特殊原因時，表明我們在一段時間內(nèi)，對過程的控制是有

19、效的、可接受的。所以，我們一般先看R圖的趨勢，再看XBAR圖。統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)七：控制限與規(guī)范界限混為一談 當(dāng)產(chǎn)品設(shè)計出來之后，規(guī)范界限就已經(jīng)定下來了；當(dāng)產(chǎn)品生產(chǎn)出來后，經(jīng)過初始能力研究，控制圖的控制限也定出來了。規(guī)范界限是由產(chǎn)品設(shè)計者決定的，而控制限是由過程的設(shè)計者決定的，是由過程的變差決定的?？刂茍D上點的變動只能用來判斷過程是否穩(wěn)定受控，與產(chǎn)品規(guī)格沒有任何的聯(lián)系，它只決定于生產(chǎn)過程的變差。當(dāng)西格瑪小時，控制限就變得比較窄，反之就變得比較寬，但如果沒有特殊原因存在，控制圖中的點超出控制限的機會只有千分之三。而有些公司在畫控制圖時，往往畫蛇添足，在控制圖上再加上上下規(guī)格限，并以此來判產(chǎn)品是否合格，這是很沒有道理，也是完全沒有必要的。 統(tǒng)計過程控制第六節(jié) SPC的應(yīng)用誤區(qū) v誤區(qū)八：不能正確理解控制圖上點變動所代表的意思 我們常常以七點連線來判定過程的異常，也常用超過三分之二的點在C區(qū)等法則來判斷過程是否出現(xiàn)異常。如果是作業(yè)員，只要了解判定準(zhǔn)則就好了；但作為質(zhì)量工