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1、統(tǒng)計過程控制（統(tǒng)計過程控制（SPC）（中級）（中級）第一節(jié)第一節(jié) 統(tǒng)計過程控制概述統(tǒng)計過程控制概述 一、過程控制的基本概念一、過程控制的基本概念 為實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量而進行的有組為實現(xiàn)產(chǎn)品生產(chǎn)過程質(zhì)量而進行的有組 織、有系統(tǒng)的過程管理活動織、有系統(tǒng)的過程管理活動 主要內(nèi)容主要內(nèi)容 （1）對過程進行分析并建立控制標準）對過程進行分析并建立控制標準 （2）對過程進行監(jiān)控和評價）對過程進行監(jiān)控和評價 （3）對過程進行維護和改進）對過程進行維護和改進二、統(tǒng)計過程控制二、統(tǒng)計過程控制 應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行評應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程中的各個階段進行評 估和監(jiān)控，建立并保持過程處于可接受的估和監(jiān)控

2、，建立并保持過程處于可接受的 并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符并且穩(wěn)定的水平，從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符 合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。內(nèi)容內(nèi)容 （1）利用控制圖分析過程的穩(wěn)定性，對）利用控制圖分析過程的穩(wěn)定性，對過程存在的異常原因進行預(yù)警；過程存在的異常原因進行預(yù)警；（2）計算過程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過程）計算過程能力指數(shù)分析穩(wěn)定的過程能力滿足技術(shù)要求的程度，對過程質(zhì)量進行能力滿足技術(shù)要求的程度，對過程質(zhì)量進行評價。評價。三、統(tǒng)計過程控制的特點三、統(tǒng)計過程控制的特點 是一種預(yù)防性的方法是一種預(yù)防性的方法 貫徹預(yù)防原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理的核心貫徹預(yù)防原則是現(xiàn)代質(zhì)量管理

3、的核心 強調(diào)全員參與強調(diào)全員參與 為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對為了貫徹預(yù)防原則，應(yīng)用統(tǒng)計技術(shù)對過程各階段評估和監(jiān)控，建立并保持過程過程各階段評估和監(jiān)控，建立并保持過程處于可接受的并且穩(wěn)定的水平從而保證產(chǎn)處于可接受的并且穩(wěn)定的水平從而保證產(chǎn)品與服務(wù)符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理品與服務(wù)符合規(guī)定的要求的一種質(zhì)量管理技術(shù)。技術(shù)。SPC的涵義的涵義（四）（四）統(tǒng)計過程診斷統(tǒng)計過程診斷SPD SPC 判斷過程是否異常，及時告警判斷過程是否異常，及時告警 SPD 對過程的各個階段進行監(jiān)控與對過程的各個階段進行監(jiān)控與 診斷診斷第二節(jié)第二節(jié) 控制圖原理控制圖原理 一、控制圖的結(jié)構(gòu)一、控制圖的結(jié)構(gòu) 1 2 3

4、 4 5 6 時間（h）樣本統(tǒng)計量數(shù)值LCLCLUCL二、重要性二、重要性1.1.控制圖是貫徹預(yù)防原則的控制圖是貫徹預(yù)防原則的SPCSPC的重要工的重要工具；可用以直接控制與診斷過程；具；可用以直接控制與診斷過程；2.2.國外先進發(fā)達國家的企業(yè)廣泛應(yīng)用；國外先進發(fā)達國家的企業(yè)廣泛應(yīng)用；3.3.控制圖的數(shù)量與產(chǎn)品種類和工藝復(fù)雜性控制圖的數(shù)量與產(chǎn)品種類和工藝復(fù)雜性有關(guān)；有關(guān)；4.4.反映管理現(xiàn)代化的程度。反映管理現(xiàn)代化的程度。三、控制圖原理三、控制圖原理 正態(tài)分布正態(tài)分布 圖圖 正態(tài)概率密度曲線正態(tài)概率密度曲線 3原理：原理：正態(tài)分布中，不論正態(tài)分布中，不論與與取值如何，產(chǎn)品取值如何，產(chǎn)品質(zhì)量特性

5、值落在質(zhì)量特性值落在 范圍內(nèi)的概率為范圍內(nèi)的概率為99.73%，落在該范圍外的概率為，落在該范圍外的概率為0.27（千（千分之三）是個小概率事件，而分之三）是個小概率事件，而“在一次觀測中，在一次觀測中，小概率事件是不可能發(fā)生的，一旦發(fā)生就認小概率事件是不可能發(fā)生的，一旦發(fā)生就認為過程出現(xiàn)問題。為過程出現(xiàn)問題?！惫使省凹俣üば颍ㄟ^程）處假定工序（過程）處于控制狀態(tài)，一旦顯示出偏離這一狀態(tài)，極于控制狀態(tài)，一旦顯示出偏離這一狀態(tài)，極大可能性就是工序（過程）失控，需要及時大可能性就是工序（過程）失控，需要及時調(diào)整。調(diào)整?！睋?jù)此休哈特發(fā)明了控制圖。據(jù)此休哈特發(fā)明了控制圖。(一一)控制圖的形成控制圖的形

6、成 把正態(tài)分布圖按順時針方向轉(zhuǎn)把正態(tài)分布圖按順時針方向轉(zhuǎn)90，再上，再上下翻轉(zhuǎn)下翻轉(zhuǎn)180，就得到一張控制圖。，就得到一張控制圖。（二）控制圖原理的第一種解釋（二）控制圖原理的第一種解釋 點子出界就判異點子出界就判異小概率事件原理小概率事件原理（三）控制圖原理的第二種解釋（三）控制圖原理的第二種解釋 區(qū)分偶然因素與異常因素兩類因素區(qū)分偶然因素與異常因素兩類因素 四、控制圖在貫徹預(yù)防原則中的作用四、控制圖在貫徹預(yù)防原則中的作用 及時告警。及時告警。五、統(tǒng)計控制狀態(tài)五、統(tǒng)計控制狀態(tài)(1)SPC的基準的基準統(tǒng)計控制狀態(tài)，或稱穩(wěn)統(tǒng)計控制狀態(tài)，或稱穩(wěn)態(tài)。態(tài)。(2)過程中只有偶因而無異因產(chǎn)生的變異的過程中

7、只有偶因而無異因產(chǎn)生的變異的狀態(tài)；狀態(tài)；(3)統(tǒng)計控制狀態(tài)的好處統(tǒng)計控制狀態(tài)的好處質(zhì)量穩(wěn)定、生質(zhì)量穩(wěn)定、生產(chǎn)經(jīng)濟、過程變異??；產(chǎn)經(jīng)濟、過程變異??；(4)全過程預(yù)防全過程預(yù)防全穩(wěn)生產(chǎn)線。全穩(wěn)生產(chǎn)線。六、兩類錯誤：六、兩類錯誤：1.第一類錯誤：虛發(fā)警報第一類錯誤：虛發(fā)警報 過程實際上沒有失控而虛報失控，這類過程實際上沒有失控而虛報失控，這類錯誤發(fā)生的概率記為錯誤發(fā)生的概率記為。2.第二類錯誤：漏發(fā)警報第二類錯誤：漏發(fā)警報 過程已經(jīng)異常，但仍會有部分產(chǎn)品落在過程已經(jīng)異常，但仍會有部分產(chǎn)品落在控制線內(nèi)，這類錯誤發(fā)生的概率記為控制線內(nèi)，這類錯誤發(fā)生的概率記為。3.如何減少兩類錯誤如何減少兩類錯誤 上下控

8、制線最優(yōu)間距上下控制線最優(yōu)間距6（3方式）。方式）。七、七、3原則原則 UCL=+3 CL=LCL3其中：其中：為正態(tài)總體的均值為正態(tài)總體的均值為正態(tài)總體的標準差為正態(tài)總體的標準差八、常規(guī)控制圖分類八、常規(guī)控制圖分類 常用休圖參見表常用休圖參見表4.2-1（國標（國標GB 40912001）。）。1.1.-R-R2.2.-S-S3.3.Me-RMe-R4.4.X-RsX-Rs5.5.P P6.6.nPnP7.u8.8.C C第三節(jié)第三節(jié) 分析用控制圖與控制用分析用控制圖與控制用控制圖控制圖 一、含義一、含義（一）分析用控制圖（一）分析用控制圖 所所分分析析的的過過程程是是否否為為統(tǒng)統(tǒng)計計控控制

9、制狀狀態(tài)態(tài)統(tǒng)統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)計穩(wěn)態(tài) 該過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求該過程的過程能力指數(shù)是否滿足要求技術(shù)穩(wěn)態(tài)技術(shù)穩(wěn)態(tài) 過程狀態(tài)的分類過程狀態(tài)的分類四種情況四種情況（二）控制用控制圖（二）控制用控制圖 當當過過程程達達到到確確定定的的狀狀態(tài)態(tài)后后，將將分分析析用用控控制制圖圖的的控控制制限限延延長長，作作為為控控制制用用控控制制圖圖的的控控制限，用于日常管理保持所確定的狀態(tài)。制限，用于日常管理保持所確定的狀態(tài)。交接手續(xù)：交接手續(xù)：判異準則判異準則 新的異常出現(xiàn)新的異常出現(xiàn) 恢復(fù)恢復(fù)二、常規(guī)控制圖的設(shè)計思想二、常規(guī)控制圖的設(shè)計思想（1）點點出出界界就就判判異異3方方式式，確確定定0=0.27%（2）界界內(nèi)

10、內(nèi)點點排排列列不不隨隨機機第第二二類類判判異異準準則則三、判異準則三、判異準則常見的異常情況與模式有如下八種：常見的異常情況與模式有如下八種：1.一點落在一點落在A區(qū)以外；區(qū)以外；2.連續(xù)連續(xù)9點落在中心線的同側(cè)；點落在中心線的同側(cè)；3.連續(xù)連續(xù)6點遞增或遞減；點遞增或遞減；4.連續(xù)連續(xù)14點中相鄰點上下交替；點中相鄰點上下交替；5.連續(xù)連續(xù)3點中有點中有2點落在中心線同側(cè)的點落在中心線同側(cè)的B區(qū)以外；區(qū)以外；6.連續(xù)連續(xù)5點中有點中有4點落在中心線同一側(cè)的點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外；區(qū)以外；7.連續(xù)連續(xù)15點在點在C區(qū)中心線上下；區(qū)中心線上下；8.連續(xù)連續(xù)8點在中心線兩側(cè)而無一點在區(qū)。點在

11、中心線兩側(cè)而無一點在區(qū)。四、局部問題對策與系統(tǒng)改進四、局部問題對策與系統(tǒng)改進（1）局部問題）局部問題 處理由異常原因造成的質(zhì)處理由異常原因造成的質(zhì)量波動通常由過程人員負量波動通常由過程人員負責處理責處理（2）系統(tǒng)改進）系統(tǒng)改進 解決由偶然原因造成的解決由偶然原因造成的質(zhì)量波動需由高一級管質(zhì)量波動需由高一級管理人員決策理人員決策第四節(jié)第四節(jié) 過程能力與過程能力指數(shù)過程能力與過程能力指數(shù) 一、過程能力（工序能力）一、過程能力（工序能力）是指過程加工質(zhì)量方面的能力，是指過程加工質(zhì)量方面的能力，用于衡量過程加工內(nèi)在一致性。用于衡量過程加工內(nèi)在一致性。過過程程能能力力決決定定于于質(zhì)質(zhì)量量因因素素：人人、

12、機機、料料、法、環(huán)，而與公差無關(guān)。法、環(huán)，而與公差無關(guān)。通常用通常用6 6表示過程能力。表示過程能力。二、過程能力指數(shù)（工序能力指數(shù)）二、過程能力指數(shù)（工序能力指數(shù)）（一）雙側(cè)公差的過程能力指數(shù)（一）雙側(cè)公差的過程能力指數(shù)（二）單側(cè)公差的過程能力指數(shù)（二）單側(cè)公差的過程能力指數(shù) 上單側(cè)：上單側(cè)：（三）有偏移情況的過程能力指數(shù)（三）有偏移情況的過程能力指數(shù) Cpk=min(Cpu，Cpl)（0K1）其中：其中：與公差中心與公差中心M偏移量偏移量 T公差帶寬公差帶寬 T=TUTL則：則：K:K:對對M M的偏移度，的偏移度，=|M-|=|M-|（四）（四）Cp和和Cpk的比較與說明的比較與說明 C

13、p反映過程加工的一致性，即反映過程加工的一致性，即“質(zhì)量能力質(zhì)量能力”Cpk 反映過程中心反映過程中心與公差中心的與公差中心的偏移情況，是偏移情況，是“質(zhì)量能力質(zhì)量能力”與與“管理能力管理能力”綜合的結(jié)果綜合的結(jié)果 將將CpCp與與CpkCpk兩數(shù)值聯(lián)合使用，可對產(chǎn)品兩數(shù)值聯(lián)合使用，可對產(chǎn)品質(zhì)量有更全面的了解。質(zhì)量有更全面的了解。三、過程改進策略三、過程改進策略 國家標準國家標準GB/T 4091-2001常規(guī)控制圖常規(guī)控制圖 給出過程改進策略圖給出過程改進策略圖 包括：包括：1判斷過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài)判斷過程是否處于統(tǒng)計控制狀態(tài) 2評價過程能力評價過程能力四、過程性能指數(shù)四、過程性能指數(shù)

14、PP與與PPKPP無偏移過程性能指數(shù)無偏移過程性能指數(shù)PPU無偏移上單側(cè)過程性能指數(shù)無偏移上單側(cè)過程性能指數(shù)PPL無偏移下單側(cè)過程性能指數(shù)無偏移下單側(cè)過程性能指數(shù)PPK有偏移過程性能指數(shù)有偏移過程性能指數(shù) PPK=min（PPU，PPL）或）或PPK=（1-K）PP 過程能力指數(shù)過程能力指數(shù) 過程性能指數(shù)過程性能指數(shù) 其中其中 短期波動的標準差估計，在穩(wěn)態(tài)短期波動的標準差估計，在穩(wěn)態(tài)下計算下計算 或或 長期波動的標準差估計，在實長期波動的標準差估計，在實際情況下計算際情況下計算 過程穩(wěn)定指數(shù)過程穩(wěn)定指數(shù)d=過程相對穩(wěn)定系數(shù)過程相對穩(wěn)定系數(shù)d I=()/第五節(jié)第五節(jié) 常規(guī)控制圖的作法及其常規(guī)控制

15、圖的作法及其應(yīng)用應(yīng)用 一、各類常規(guī)控制圖的使用場合一、各類常規(guī)控制圖的使用場合（1）計量值控制圖）計量值控制圖均值均值-極差控制圖（極差控制圖（圖）圖）均值均值-標準差控制圖（標準差控制圖（圖）圖）中位數(shù)中位數(shù)-極差控制圖（極差控制圖（圖）圖）單值單值-移動極差控制（移動極差控制（圖）圖）（2）計數(shù)值控制圖）計數(shù)值控制圖不合格品率控制圖（不合格品率控制圖（p圖）圖）不合格品數(shù)控制圖（不合格品數(shù)控制圖（nP圖）圖）不合格數(shù)控制圖（不合格數(shù)控制圖（c圖）圖）單位不合格數(shù)控制圖（單位不合格數(shù)控制圖（u圖）圖）二、應(yīng)用控制圖需要考慮的問題二、應(yīng)用控制圖需要考慮的問題 1)控制圖用于何處？控制圖用于何處

16、？2)如何選擇控制對象？如何選擇控制對象？3)怎樣選擇控制圖？怎樣選擇控制圖？4)如何分析控制圖？如何分析控制圖？5)對于點子出界或違反其他準則的處理。對于點子出界或違反其他準則的處理。6)控制圖的重新制定?？刂茍D的重新制定。7)未給定標準值和給定標準值兩種情形不能混未給定標準值和給定標準值兩種情形不能混淆淆 8)控制圖的保管問題?？刂茍D的保管問題。三、三、控制圖控制圖（一）（一）圖的特點：適用范圍廣圖的特點：適用范圍廣 靈敏度高靈敏度高 （二）（二）圖的作法圖的作法1.預(yù)備數(shù)據(jù)：觀測值預(yù)備數(shù)據(jù)：觀測值 樣本均值樣本均值 樣本極差樣本極差 2.中心線和控制限：中心線和控制限：圖：圖：圖：圖：3

17、.-R3.-R圖中，應(yīng)先做圖中，應(yīng)先做R R圖，在圖，在R R圖上判穩(wěn)圖上判穩(wěn)定后，再作定后，再作 圖。圖。（三）（三）控制圖的操作步驟控制圖的操作步驟 1.1.確定控制對象（統(tǒng)計量）確定控制對象（統(tǒng)計量）2.2.收集收集k k組預(yù)備數(shù)據(jù)（一般組預(yù)備數(shù)據(jù)（一般K=25K=25；每組數(shù)；每組數(shù)據(jù)個數(shù)據(jù)個數(shù)n n 2;2;遵循合理子組原則）遵循合理子組原則）3.3.計算每一個樣本的均值計算每一個樣本的均值 與極差與極差 。4.4.計算計算 5.5.計算計算R R圖控制限并作圖圖控制限并作圖6.6.用各樣本點繪在圖中，判斷狀態(tài)。用各樣本點繪在圖中，判斷狀態(tài)。分分析析過過程程若若失失控控或或異異常常，

18、找找出出原原因因，進行糾正，防止再發(fā)生。進行糾正，防止再發(fā)生。7.計算計算 圖控制限并作圖，判斷狀態(tài)。圖控制限并作圖，判斷狀態(tài)。8.計算過程能力指數(shù)驗證是否符合要求計算過程能力指數(shù)驗證是否符合要求 9.延長控制限，作控制用控制圖，進行日延長控制限，作控制用控制圖，進行日常管理常管理四、四、圖（掌握）圖（掌握）五、五、X-Rs圖（了解）圖（了解）六、六、Me-R圖（了解）圖（了解）七、七、P控制圖控制圖（一）（一）P控制圖的控制狀態(tài)控制圖的控制狀態(tài)（二）（二）P控制圖的統(tǒng)計基礎(chǔ)為二項分布，其控制圖的統(tǒng)計基礎(chǔ)為二項分布，其參數(shù)為平均不合格品率。參數(shù)為平均不合格品率。，（三）建立（三）建立P圖的步驟

19、圖的步驟 1.預(yù)備數(shù)據(jù)預(yù)備數(shù)據(jù) 選取樣本量選取樣本量n應(yīng)充分大，使得應(yīng)充分大，使得np01，通常，通常 或或2.計算樣本不合格品率計算樣本不合格品率 P0：給定標準值：給定標準值：未給定標準值：未給定標準值3.計算計算P圖的控制限圖的控制限4.樣本不合格品率描點樣本不合格品率描點 5.判穩(wěn)判穩(wěn)/判異判異 6.關(guān)于樣本量關(guān)于樣本量ni的說明的說明 （1）若若樣樣本本量量n大大小小相相等等，則則P圖控制限為兩條直線。圖控制限為兩條直線。（2）若若樣樣本本量量ni不不全全相相等等，則則P圖圖控制限呈凹凸狀?？刂葡蕹拾纪範?。GB/T 4091-2001推薦的解決辦法：推薦的解決辦法：當當ni的變化不超過的變化不超過25%時，采用單一的時，采用單一的等于平均子組大小的一組控制限等于平均子組大小的一組控制限 當當ni的變化超過的變化超過25%時，采用如下標準時，采用如下標準化變換，改為化變換，改為Zi值繪圖。值繪圖。則則 UCL=3 CL=0 LCL=-3 中心線和控制限與中心線和控制限與ni無關(guān)無關(guān)