品质培训教材之SPC制程统计控制.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,课程大纲,第一部分：,SPC,技术概述,第二部分：,SPC,相关统计学原理与概念,第三部分：管制图的原理,及,制作,第四部分：制程能力分析,第五部分：,SPC,控制图表及,Cpk,制程能力分析实例,必联品质部培训教材,必联品质部培训教材,1.1品质观念的发展史程：,第一部分：SPC技术概述,1.2,有关品质的几个重要观念,可能出问题的地方一定会出问题,不,可能出问题的地方,也可能,会出问题,品质是习惯出来的,不要认为一个小小的缺点没有关系，反正不会影响使用,不要认为最低的原材料就会给企业带来最低的成本,不要认为百分之百全检，产品就会好,操作员的品质管制,领班的品质管制,检验员的品质管制,统计品质管制,全面品管,1.3 SPC,的定义及历程,SPC：Statistical Process Control,统计制程控制/统计过程管制,定义：,利用统计学的原理对制造业制程中的品质进行管制,QC统计方法的工作程序,：,整理,观察,判断,组织协调,归纳,分析,专业技术,收,集,数,据,数、表,图形,特征值,统,计,规,律,主,要,问,题,提,高,质,量,必联品质部培训教材,1.,4,变异,原因,：普通原因和特殊原因,普通原因：,共同原因/非机遇性原因 Common Cause,制程中变异因素是在统计的管制状态下，其特性有固定的分布。,特殊原因：,机遇性原因Special Cause,制程中变异因素不在统计的管制状态下，其特性,无,固定的分布。,定义,：,产品间的差异及产品与标准间的差距总是存在，这种差异就叫变异。,第二部分：,SPC,相关统计学原理与概念,1.数据的种类：,a.计量值型数据：,尺寸、重量、化学成份、电压等以物理单位表示，具有连续性的数据。,连续型随机变量,b.计数值型数据,：以特性分类、计算具有相同特性的个数，是为间断性数据。离散型随机,变量是以计产品的件数或点数的表示方法。,必联品质部培训教材,2.,分布及正态分布：,b.正态分布:,以数学公式订定，其分布与平均,值,呈,绝对的对称且具有常见的钟型,，,是实,践中最常见的一种分布，如产品的长,度、宽度、重量、高度、测量的误差,等都近似服从正态分布,。,a,.分布,：各事件所产生的频次会趋近于一个客观机率，只要有足够多的测量值，则测量值,会趋向于一个可预测的状态，这种状态就叫分布,。,2.14%,0.13%,2.14%,0.13%,13.6%,13.6%,34.13%,34.13%,2,1,X,3,1,3,2,如果某一个量的变化受到许多随机因素的影响，这种影响的总后果是各个因素的叠加，而且这些因素中没有任何一个起主导作用，那么这个量就是一个服从正态分布的随机变量。,不论母群体是否正态分布，但在其中抽取n个样品的平均数而组成的群体，则此群体非常接近正态分布。,均值,：即数学,平均,值，包括,离散型变量均,值和,连续型变量均值,。,方差,：,衡量,随机变量,或一组数据是离散程度的度量。统计中的方差（样本方差是各个数据分别,与其平均数之差的平方的和的,平均数,3.SPC,的基本概念：,必联品质部培训教材,c.中央极限定理,：,d.正态分布的判定,：,标准差：,标准差是离均差平方和平均后的,方根,，用,表示。标准差是方差的,算术平方根,。标准差,能反映一个数据集的,离散程度,。,全距,：,全距也称为,极差,，是指总体各单位的两个极端值之差，即：,R=,最大值最小值,中位数:,M,对于有限的数集，可以通过把所有观察值高低排序后找出正中间的一个作为中位数。,如果观察值有偶数个，通常取最中间的两个数值的,平均数,作为中位数,必联品质部培训教材,众数：,M,0,就是一组数据中占比例最多的那个数,不良率：,P,不良数：,NP,缺点数：,C,单位缺点(缺点率)：,U,百万分之不良,：PPM,管制上限,(,控制上限,):,UCL,管制中心线,(,控制中心线,),：,CL,管制下线,(,控制下限,),：,LCL,规格上限：,USL,规格中心线：,SL,规格下限：,LSL,偏移度,(,准确度,),：,Ca,平均值偏离中心值的程度。,制程能力指数,Cp,：,表示制程特性的一致性程度。越大越集中，越小越分散。,制程能力指数,Cpk,：,直接反映制程能力，值越大越好。通常要求,Cpk,在,1.33,以上,。,4.SPC,管,制,对象：,1）品质特性：影响产品规格的因素（生产条件）、产品属性分类、产品规格。,2）制程角度：不合格率最高、成本最高、安规问题。,3）检验角度：破坏性产品、无法于后工程检验、检验成本很高。,必联品质部培训教材,第三部分：管制图的原理、制作及图形分析,X-R,平均数全距,(,极差,),不良率管制图,P-chart,X-平均值标准差,不良数管制图,NP-chart,X-R,s,单,值移动全距,缺点数,C-chart,M,e,-R中位值全距管制图 单位缺点数,U-chart,计量,计数,必联品质部培训教材,1.,控制图表种类,2.,控制图计算公式,SPC,中常用的常數表,X-R,圖,X-S,圖,子組大小,X,圖,R,圖,控制限係數,估計,X,用的除數,計算控制限的係數,子組大小,控制限係數,估計,X,用的除數,計算控制限用的係數,A2,d2,D3,D4,A3,C4,B3,B4,2,1.880,1.128,3.267,2,2.659,0.7979,3.267,3,1.023,1.693,2.574,3,1.954,0.8862,2.568,4,0.729,2.059,2.282,4,1.628,0.9213,2.266,5,0.577,2.326,2.114,5,1.427,0.9400,2.089,6,0.483,2.534,2.004,6,1.287,0.9515,0.030,1.97,7,0.419,2.704,0.076,1.924,7,1.182,0.9594,0.118,1.882,8,0.373,2.847,0.136,1.864,8,1.099,0.9650,0.185,1.815,9,0.337,2.970,0.184,1.816,9,1.032,0.9693,0.239,1.761,10,0.308,3.078,0.223,1.777,10,0.975,0.9727,0.284,1.716,11,0.285,3.173,0.256,1.744,11,0.927,0.9754,0.321,1.679,12,0.266,3.258,0.283,1.717,12,0.886,0.9776,0.354,1.649,13,0.249,3.336,0.307,1.693,13,0.850,0.9794,0.382,1.618,14,0.235,3.407,0.328,1.672,14,0.817,0.9810,0.406,1.594,15,0.223,3.472,0.347,1.653,15,0.789,0.9823,0.428,1.572,16,0.212,3.532,0.363,1.637,16,0.763,0.9865,0.448,1.552,17,0.203,3.588,0.378,1.622,17,0.739,0.9845,0.466,1.534,18,0.194,3.640,0.391,1.608,18,0.718,0.9854,0.482,1.518,19,0.187,3.689,0.403,1.597,19,0.698,0.9862,0.497,1.503,20,0.180,3.735,0.415,1.585,20,0.680,0.9869,0.510,1.490,21,0.173,3.778,0.425,1.575,21,0.663,0.9876,0.523,1.477,22,0.167,3.819,0.434,1.566,22,0.647,0.9882,0.534,1.466,23,0.162,3.858,0.443,1.557,23,0.633,0.9887,0.545,1.455,24,0.157,0.451,1.548,24,0.619,0.9892,0.555,1.445,25,0.153,0.459,1.541,25,0.606,0.9896,0.565,1.435,必联品质部培训教材,3.,参数表,4.,计量型管制图,a.,简介：,是SPC计量值部份最重要、最常用的管制图之一。可以使我们很好地了解制程品质的进,展状态,(,发展趋势,),。分为：,解析管制图：,根据实际量测出来的数据，经过计算出管制图上下限之后画出。,制程管制图：,根据之前的历史数据，也可以根据经验或相似的各项标准，并以此为依据,作为今后管制图的管制界限。以之前较好或标准的管制界限来衡量近期的,品质状况。,必联品质部培训教材,b,.,图形制作：,数据收集：,确定子组大小、频率、小组数的大小,子组大小：,选择子组应使得一个子组内各样本之间的出现变差的机会小。,应注意：,子组样本的容量应稳定。,频率：,子组间的时间间隔。,子,组数的大小,：包含100个或更多单值读数的25个或更多子组的数据,4.1,Xbar-R平均数全距,(,极差,),管制图,必联品质部培训教材,c.,将数据列表，并计算各组数据的平均数及,极差,(,全距,),Xi=,Ri=,每组中最大,-,每组中最小值,d.,计算出平均数和,极差,(,全距,),的中心线与管制上下线：,XCL=,RCL=,e,.,计算出管制上限和管制下限：,每组量测数值总和,每组样本数,X1+X2+X,n,n,R1+R2+R,n,n,f,.,绘制,Xbar-R,控制图表,4.2,Xbar-,平均数,-,标准差管制图,必联品质部培训教材,意义：,当每组样本数较大(n10)时，全距R容易受个别值影响较大，而标准差相对较,小,所以成为过程变异性更有效的指标，此时一般用,Xbar,-S()代替,Xbar,-R.。,b,.制图的区别之处：,计算每组数据的Xbar及,（,s,）,：,计算管制中心线：,计算管制上、下限,及,管制图标准差：,c,.图形分析:,与Xbar-R基本相同,4.3,中位数,极差,(,全距,),管制图（,M-R,）,必联品质部培训教材,a.,意义：,优点：,可产生与Xbar-R图相同的作用（结论），中位数易于使用，并不要求很多计算，,使车间工人易于接受控制图方法。,缺点：,中位数在统计意义上没有均值理想。,b.,图形制作：,中位数的算法：先将数据按大小顺序排列，再取中间的一个数据。,计算管制中心线及管制上、下限,中心线：直按取各组中位数的平均值 Xm=Xmcl,极,差：,中位数管制图,:,c.,图形分析,：同Xbar-R,4.4,X-Rm,（,单,值与移动全距管制图）,必联品质部培训教材,a.,意义：,以不分组的方式描点作管制图，要求每次或每组的样本数为1。在计量值中，当每次取,样数为1时，不能用以上三种管制图。,b.,使用场合,：,一次只能收集到一个样本数据，如损耗率；,制程的品质极为均匀，不需要多取样本，如液体浓度、PH值等；,取得测定值既费时成本又高，如复杂的化学分析及破坏性试验等。,c.,注意,事项：,X-Rm在检查过程变化时不如Xbar-R图敏感,X-Rm图不能区分过程的零件间重复性，因此在很多情况下最好还是使用常规的,子,组样本容量较小的Xbar-R图。,d,.图形制作：,移动全距的计算：Ri=|Xi-X（I-m）|；当I-m1时，Ri=|SL-Xi|,移动位置值m：指组距R,i,要用当前一个数据减去前面第n个位置的数据。通常是,由产品的相关性来定的。,如果是前后点有相关性,则 m=1；如果是前后两点间有相关性，则 m=2。,计算各中心线及管制上、下限,单,值管制图,：,移动全距管制图：,e,.图形分析：,同Xbar-R分析方法。,5.,计数值型控制图,必联品质部培训教材,5.1,P-chart 不良率管制图,a.,意义：,利用管制图的原理对产品不良率进行管制，是SPC计数值型最常用最主要的分析图之一。,b.,特点,：可以掌握某产品或类别或生产线等取样母体的不良率状况，了解本系统在正常情况下,的不良状况，有助于做成本分析；,对于突发事件（特殊原因）影响程度及时了解；,便于预测下一阶段的不良率。,c.,应用场合：,单个,(,或多个,),产品在,同一,(,或不同,),工序的不良率,单个客户,(,多个,),某一,(,或全部,),产品的不良率,关键原料各供货商所供产品的不良率,d,.,图形制作：,计算管制中心线,：,CL=Pbar=不良数之和/检验数之和,计算管制上、下线,各组检验数相同,(,相差小于,20%,）,：,注：当,LCL,计算出来曾负数时，应改为,0,。,各组检验数不同,(,相差超过,20%),：需对各组进行管制界限的计算。,P-chart,各组检验数相同,各组检验数相差较大,各组检验数相差不大,各组检验数不同,必联品质部培训教材,5.2,NP-chart,不良数管制图,必联品质部培训教材,a,.意义：,表示不合格品的实际数量而不是与样本的比率。是对不良率管制图的一个补充。,b.,应用要求,：,检验数相同,，,一般应用在以下几种状况下：,在自动化程度较高，人为因素相对较少，对不良分析是以计数为主；,当不良率相对较低时，用PPM不良率分析又较难时；,各批检验数,相同,，也可用不良数管制图。,c,.图形制作：,计算平均不良数（管制中心线,)CL=nP,计算控制限,3.图形分析：,完全类似P-chart，可以直接参照。,5.3,U-chart,单位缺点数管制图,必联品质部培训教材,a,.意义：,是对P-chart的一种补充，是制造部门考核的一个较好工具。,注：,同P-chart一样，不需要检验数相同。,b,.图形制作：,将收集的缺点数换算成单位缺点数：,Ui=Ci/Ni,其中:Ui 表示第i组数据单位缺点数,Ci,表示第I组数据缺点数,Ni,表示第I组数据检验数,计算管制中心线和上下限:,c,.图形分析：,同P-chart,a,.意义：,用来管制相对缺点数的变化状况,是对U-chart的一种补充,它们的关系如同P-chart和NP-chart,注意:,C-chart同不良数管制图一样,也要求检验数相同才有意义。,b,.图形制作：,c,.图形分析：,参照P图，只不过分析的内容是缺点数，而不是不良率。,（八）缺点数管制图,(C-chart),必联品质部培训教材,第四部分：制程能力分析,必联品质部培训教材,1.,制程能力指数（C,pk,）分析：,利用CPK推移图来了解某项产品的某一重要管制特性在一段时间内的宏观品质变化状态。,C,pk,推移图需要设定一CPK目标值。,1.,1,C,pk,目标值的设定:,一般设定为1.33或,1.67,。,也可根据实际情况,进行设定。,1.,2,计算C,pk,值:,双边规格：C,pk,=（1-Ca）*Cp,Cpk,值越大表示制程能力越强,单边规格：C,pk,=Cp,2.,Ca,：,制程,准确度,，表示制程特性中心位置的偏移程度，零表示不偏移，值越大表示偏移越大。,Ca =,(X-U)/(T/2),3.,Cp,：,制程,精密度,，表示制程特性的一致性程度，越大越集中。,Cp,=T/6,4.Cpk,：制程能力指数，表示,制程水平高低的方法，其实质作用是反映制程合格率的高低。,双边,Cpk=Cp*(1-,Ca,),或,Cpk=min【Cpku,Cpkl】,单边,Cpk=Cp,5.Ppk,是,过程,性能,指数,也可表示初始能力指数,它和,Cpk,的计算方式是一样的,只是利用的,标准差,的,估计值,不同,通常相对而言,Cpk,会比,Ppk,的值大,.,（,Cpk,的 用经验值，,Ppk,计算值）,6.,标准偏差的计算方法：,必联品质部培训教材,b.,样本偏差计算：,a.,整体偏差计算：,c.,样本,(n10),偏差估算：,d.,样本,(n10),偏差估算：,必联品质部培训教材,第,五,部分：,SPC,控制图表及,Cpk,制程能力分析实例,R7601RM1 PCB,过程能力分析,测试人,X X X,测量日期：,2015.X.XX,来料名称,PCB,板,产品型号,R7601RM1,标称尺寸,(,),39.50,mm,上公差,(,T,U,),0.13,mm,测试工具编号,000379,测量工具,游标卡尺,测量精度,0.01,mm,下公差,(,T,L,),-0.13,mm,Step 1.,信息描述,必联品质部培训教材,日期,测试数据,X1,X2,X3,X4,X5,X,AVG,R,2015.4.1,39.54,39.54,39.50,39.52,39.53,39.53,0.04,2015.4.2,39.50,39.52,39.50,39.51,39.49,39.50,0.03,2015.4.3,39.49,39.50,39.48,39.49,39.50,39.49,0.02,2015.4.4,39.51,39.50,39.50,39.49,39.48,39.50,0.03,2015.4.5,39.51,39.49,39.49,39.49,39.48,39.49,0.03,2015.4.6,39.50,39.51,39.51,39.52,39.49,39.51,0.03,2015.4.7,39.52,39.51,39.53,39.55,39.52,39.53,0.04,2015.4.8,39.49,39.48,39.54,39.55,39.54,39.52,0.07,2015.4.9,39.55,39.51,39.51,39.49,39.48,39.51,0.07,2015.4.10,39.51,39.52,39.54,39.55,39.50,39.52,0.05,2015.4.11,39.51,39.55,39.45,39.54,39.55,39.52,0.10,2015.4.12,39.45,39.48,39.48,39.49,39.50,39.48,0.05,2015.4.13,39.45,39.48,39.49,39.50,39.50,39.48,0.05,2015.4.14,39.50,39.46,39.45,39.48,39.51,39.48,0.06,2015.4.15,39.53,39.55,39.45,39.51,39.50,39.51,0.10,Xavg,39.50,Ravg,0.05,Step 2.,数据收集,必联品质部培训教材,X,控制图,R,控制图,X,UCL,=Xavg+A2R,39.53,R,UCL,=D4*R,0.11,X,CL,=Xavg,39.50,X,LCL,=Xavg-A2R,39.47,R,LCL,0.00,Step 3.,管制界限计算,项目,2015.4.1,2015.4.2,2015.4.3,2015.4.4,2015.4.5,2015.4.6,2015.4.7,2015.4.8,2015.4.9,2015.4.10,2015.4.11,2015.4.12,2015.4.13,2015.4.14,2015.4.15,X,AVG,39.53,39.50,39.49,39.50,39.49,39.51,39.53,39.52,39.51,39.52,39.52,39.48,39.48,39.48,39.51,X,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,39.51,X,UCL,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,39.54,X,LCL,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,39.48,项目,2015.4.1,2015.4.2,2015.4.3,2015.4.4,2015.4.5,2015.4.6,2015.4.7,2015.4.8,2015.4.9,2015.4.10,2015.4.11,2015.4.12,2015.4.13,2015.4.14,2015.4.15,R,AVG,0.04,0.03,0.02,0.03,0.03,0.03,0.04,0.07,0.07,0.05,0.10,0.05,0.05,0.06,0.10,R,UCL,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,0.10,Step 3.,图表绘制,Xbar,控制图,必联品质部培训教材,R,控制图,Step 4.,制程能力分析,4.1,正态分布检验,正态分析,组距,0.052,组数,5,组序,个数,39.370-39.422,0,39.422-39.470,6,39.470-39.526,68,39.526-39.578,16,39.578-39.630,0,结论：所测数据符合正态分布。可进行制程能力分析。,必联品质部培训教材,4.2,制程能力分析,Cpk,计算：,标称尺寸,(,),39.50,CP=T/(,*6),1.97,标准偏差,=,R/d2,0.022,CP,U,=,丨,T,U,-X,丨,/(,*3),1.90,公差范围,T=T,U,-T,L,0.260,CP,L,=,丨,T,L,-X,丨,/(,*3),1.97,Cpk=MIN(CP,U,CP,L,),1.90,制程准确度,Ca=ABS(Xavg-,)/(,T/2),3%,结论：,1.,制程准确度,Ca=3%,，小于,12.5%,，为,A,级，不需改善制程偏差。,2.,制程能力,Cpk=1.90,，大于,1.67,，制程能力优，不需改善。,