SPC生产统计过程控制 2005年7月

友谊的真诚

风清海蓝 发表于 2013-9-11 12:15

友谊的真诚

SPC统计过程控制教材
第一章 SPC简介
第一节 什么是SPC
一、 定义：SPC是英文Statistical Process Control的字首缩写，即统计过程控制。SPC就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到改进与保证质量的目的。SPC强调全过程的预防。
二、 SPC的特点：
1） SPC是全系统的，全过程的，要求全员参与，人人有责；
2） SPC强调用科学方法（主要是统计技术，尤其是控制图）来保证全过程的预防；
3） SPC不仅用于生产过程，而且可用于服务过程和一切管理过程。
三、 为什么要推行SPC?
优质企业平均有73%(用SPC方法的)的过程Cpk超过1.33，低质企业只有45%过程达到Cpk=1.33。Cpk>1.67的企业，平均销售收入增长率为11%以上，而其它企业的数据为4.4%。一家企业用了三年的时间使废品率降低58%，其使用的方法：将使用SPC的过程比例由52%增加到68%。
1) 时代的要求：PPM管理、6σ管理；
2) 科学的要求；
3) 认证的要求；
4) 外贸的要求。
四、推行SPC的目标
A.达到统计受控状态；B.维持统计受控状态；C.改进过程能力。

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第二节 SPC发展简史
过程控制的概念与实施监控的方法早在20世纪20年代就由美国的休哈特（W.A.Shewhart）提出。今天的SPC与当年休哈特的方法并无根本的区别。
SPC迄今为止经历了三个发展阶段，即：SPC，SPCD及SPCDA。
1） 第一阶段为SPC：SPC是美国休哈特在20世纪二、三十年代所创造的理论，它科学地区分出生产过程中产品质量的偶然波动与异常波动，从而对过程的异常及时告警，以便采取措施，消除异常，恢复过程的稳定。这就是所谓统计过程控制；
2） 第二阶段为SPCD：SPCD是英文Statistical Process Control and Diagnosis的缩写，即统计过程控制与诊断。SPCD是SPC的进一步发展，1982年我国张公绪首创两种质量诊断理论，突破了传统的美国休哈特质量控制理论，开辟了统计质量诊断的新方向。目前SPCD已进入实用性阶段；
3） 第三阶段为SPCDA：SPCDA是英文Statistical Process Control，Diagnosis and Adjustment的缩写，即统计过程控制、诊断与调整。这方面国外刚刚起步，他们称为ASPC（Algorithmic Statistical Process Control，算法的统计过程控制），目前尚无实用性的成果。

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第三节 SPC应用领域及与QS9000的关系
一、SPC应用领域
 原则上，SPC应该用于有数量性和持续性的所有工艺过程；
 SPC研究的前提是测量系统受控且其变差占过程总变差的比例很小；
 SPC使用的领域是大规模生产；
 多数企业，SPC用于生产阶段；
 在强调预防的企业，在开发阶段也使用SPC。二、SPC与QS9000
名称 条款 内容举例
持续改进 4.2.5 “供方必须制定优先化的措施计划，以持续改进那些
表明稳定，具有可接受的能力和性能的过程”
过程控制 4.9 “---，确保这些过程在受控状态下进行”
过程检验和试验 4.10.3 “针对防止缺陷发生的直接过程活动，例如，统计过程控制，---，而不是找出缺陷”

统计技术 4.20 SPC即一种统计技术
产品和过程确认 APQP 输出要素之一：“初始过程能力研究”
生产件批准要求 PPAP “---并提供支持数据，如控制图。”

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第二章 过程控制系统
第一节 预备知识
一、概率
A．什么是随机现象？
→ 每次观察或试验，结果不确定。
→大量重复观察或试验，结果呈现某种统计规律
B．概率

二、两类随机变量
三、标准正态分布曲线及分布概率
A．标准正态分布曲线
B．正态分布的概率
四、二项式分布与泊松分布
A．二项式分布——“0-1”分布。如对，错、男，女、合格不合格等；
B．泊松分布——“单位产品上的缺点数”。
随机变量X=c 0 1 2 ……
出现的概率P(A) P0 P1 P2 ……
P0 +P1+P2 +P3+……=1
五、抽样实验
A．术语
母体：指某次统计分析中，所研究的对象全体；
个体：所研究对象的一个单位；
样本：部分个体用于测量；
样本容量：样本中所含个体的数目；
抽样频率：抽取样本的频次。

B．正态分布参数
总体参数 样本统计量
中心位置 μ

离散程度 σ s
C．产品质量的统计观点
 产品质量具有变异性;
 产品质量的变异具有统计规律性。

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第二节 两种不同的过程控制模型
一、过程的定义：所谓过程指的是共同工作以产生输出的供方、生产者、人、设备、输入材料、方法和环境以及使用输出的顾客之集合（见图一）。ISO9000:2000中“过程”----使用资源将输入转化为输出的活动的系统。
二、过程检测模型与过程反馈模型

两种过程控制模型的比较

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第三节 两种变差原因及相应的两种控制措施
一、变差的普通与特殊原因
没有两件产品是完全相同的，因为任何过程都存在许多引起变差的原因。产品间的差距也许很大，也许小得无法测量，但差距总是存在。例如影响一个电池得高度的因素有设备（磨损率、速率）、原材料本身特性差异、操作人员及环境（温度、动力供应）等。
零件变差位于公司规定的公差范围内是可接受的，超出公差范围是不可接受的；按时完成报告是可接受的，迟缓的报告是不可接受的。而管理任何一个过程减少变差时，都必须追究造成变差的原因。首先要区分普通原因和特殊原因。
普通原因指造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多变差的原因，我们称之为：“处于统计控制状态”、“受统计控制”，或有时简称“受控”。
特殊原因（可查明原因）指的是造成不是始终作用于过程的变差的原因，即当它们出现时将造成（整个）过程的分布改变。由于特殊原因造成的过程分布的改变有些有害，有些有利。有害时应识别出来并消除它，有利时可识别出来并使其成为过程恒定的一部分。（见图4）

二、两种控制措施系统措施
 通常用来减少变差的普通原因
 通常要求管理层的支持
 工业经验，约占过程措施的85%

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第四节 过程控制与过程能力
一、 过程控制要点
 收集数据并用统计方法来解释它们并不是最终目标，最终目标是加深对过程的理解，以持续改进为目的；
 研究变差和应用统计知识来改进性能的基本概念适用于任何领域，包括行政管理；
 属于系统的问题不要去责难现场人员，要由系统采取措施（理解什么是“控制不足”）；
 属于局部的问题也不要轻易采取系统措施（理解什么是“过度控制”）；
 有用的特殊原因变差，应该保留。
二、 过程能力
A．什么是过程能力
 过程在统计受控状态下的变差大小；
 过程能力是由造成变差的普通原因确定的；
 特性分布服从正态分布；
 过程能力通常代表过程本身的最佳性能；
 过程能力与技术规范无关。
B．如何计算过程能力
在正态分布的情况下，过程能力用分布的±3σ宽度来描述。
C．四类过程
按过程是否受控及过程特性是否满足技术规范要求(即是否可接受)，分为四类：
I. 理想过程，过程受控又满足技术规范要求；
II. 过程受控，不满足技术规范要求，必须降低普通原因造成的过大的变差；
III. 过程可接受，但存在特殊原因的变差，要找出特殊原因并消除，只有在个别情况下，如特殊原因已查明，并具有一定的稳定性，消除措施成本过大，顾客特允时可以保留；
IV. 即不受控又不可接受，应采取措施，消除 变差的特殊原因和降低普通原因的变差。
D．过程控制与过程能力图示
三、能力指数
A．什么是能力指数（ ）？

• CP、CPK表示过程能力满足技术规范的程度；
• CPK值与σ，技术规范宽度，分布和技术规范的相对位置有关；
• 当过程均值与规范中心值重合时，CPK=CP。
B．典型的能力指数Cpk与PPM关系

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第五节 持续改进
一、两种不同的质量观

由图大家可以看出，第一种观点是除去坏的全部是好的，第二种观点是尽量往目标值靠拢保证产品的损失最小。
三、 持续改进过程循环的各个阶段
A．分析过程
 本过程应做些什么？
 会出现什么问题？
 本过程正在做什么？
 确定能力。
B．维护（控制）过程
 监控过程性能；
 查找变差的特殊原因并采取措施。
C．改进过程
 改变过程从而更好地理解普通原因变差；
 减少普通原因变差。

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第三章 了解控制图
第一节 概述
一、控制图的作用
A．什么是控制图

B．控制图的的益处
 现场人员了解过程变差并使之达到统计受控状态的有效工具；
 有助于过程在质量上和成本上持续地，可预测地保持下去；
 对已达到统计受控的过程采取措施，不断减少普通原因变差，以达到提高质量，降低成本和提高生产率的改进目标；
 现场人员、支持人员、设计人员、顾客等提供有关过程性能的共同语言；
 区分变差的特殊原因和普通原因，作为采取局部措施或对系统采取措施的依据。
二、应用控制的准备工作→建立适用于实施的环境；
→定义过程；
→确定待管理的特性
考虑到:
________顾客的需求；
________当前及潜在的问题区域；
________特性间的相互关系；
→定义测量系统，使之具有可操作性；
→使不必要的变差最小。三、控制图的制作步骤
（1）收集数据 （7）修正数据或重新采集数据
（2）画图 （8）重新画图和计算控制限
（3）计算试验控制限 （9）计算过程能力性能和指数
（4）将试验控制限及中心线画在图上 （10）分析过程能力
（5）分析控制图 （11）保持过程、改进过程
（6）分析特殊原因，采取措施消除 （12）控制图制作及应用程序图
四、控制图的类别计量型数据控制图，有均值和极差图( )、均值与标准差图（ ）、中位数图（ 图）、单值和移动差图（X-MR图）等；
B. 计数型数据控制图，有不合格品率的p图、不合格品数的np图、不合格数的c图、单位产品不合格数的u图等。