SPC(CPK)培训教材-2005.10.28.ppt

统计程序控制统计程序控制(SPC)SPC)制程品质衡量方式的演进制程品质衡量方式的演进常态分布常态分布 管制图管制图(%)Ca/Cp/Cpk(ppm)6Statistical Process Control-SPC 乃是一些使製程穩定和經由降低變異乃是一些使製程穩定和經由降低變異性以改善製程能力的強力工具的結合性以改善製程能力的強力工具的結合-SPC 可應用在任何製程上可應用在任何製程上.其七大工具為其七大工具為:何謂何謂SPC統計製程管制統計製程管制1.直方圖直方圖 historgram2.查檢表查檢表 check Sheet3.柏拉圖柏拉圖 pareto chart4.特性要因圖特性要因圖 cause and effective diagram5.層別法層別法 stratification diagram6.散佈圖散佈圖 scatter diagram7.管制圖管制圖 control chart SPC 應用應用/QC七大工具七大工具統計統計(Statistic)數據數據透過透過 計算計算產生出產生出 有意義的情報有意義的情報I統統 計計 =數數 據據 +計計 算算 +有意義的情報有意義的情報PO計數值計數值計量值計量值X X統計製程控制統計製程控制 Statistical Process Control SPC 就是就是 依據依據統計的邏輯統計的邏輯 來判斷製程是否異來判斷製程是否異常及應否採取改善對策的一套控制系統常及應否採取改善對策的一套控制系統過程過程 100 分分品質零缺點品質零缺點檢測檢測 -忍受浪費忍受浪費預防預防 -避免浪費避免浪費制制程管制的必要性程管制的必要性直方图的应用直方图的应用&收集数据收集数据n80&计算极差计算极差R=Xmax-Xmin&适当分组适当分组k=n/10&组距组距h=R/k&纵线为频次纵线为频次&横线为数据分组横线为数据分组直方图直方图(Histogram)Histogram)分布曲线分布曲线直方图直方图 分布分布正常型正常型直方图直方图 分布分布偏向型偏向型直方图直方图 分布分布孤岛型孤岛型統計程序控制統計程序控制基本概念基本概念l19201920年由年由W.A.W.A.ShewhartShewhart 提出提出l一般稱為一般稱為ShewhartShewhart控制圖或控制圖或3 3控制圖控制圖l廣泛在工業界應用廣泛在工業界應用l為判斷制程變差的普通原因或特殊原因的為判斷制程變差的普通原因或特殊原因的主要統計分析主要統計分析工具工具统计量统计量J R 全距全距(range)J x()算术平均数算术平均数(arithmetic mean)J Md 中位数中位数(median)J Mo 众数众数(mode)J 方差方差/变异变异(variance)J 标准差标准差(standard deviation)基本统计概念基本统计概念 R 全距(range)R=Xmax-Xmin x()算术平均数(arithmetic mean)基本统计概念基本统计概念 Md 中位数中位数(median)顺序数列中的中心项的数值顺序数列中的中心项的数值 Mo 众数众数(mode)资料中出现最多的数值资料中出现最多的数值例例:1,1,2,3,4,6,11 R =10 X =4 Md=3 Mo=1 n 2=10.86 n-1 2 =12.67 n =3.29 n-1 =3.56 基本统计概念基本统计概念_ 首先是找出所有可控制的质量指标和相首先是找出所有可控制的质量指标和相 关参关参数数,包括各个工序的控制点、控制内容、数据包括各个工序的控制点、控制内容、数据类型及适用的控制图等。类型及适用的控制图等。_ 其次是从生产中最常出现问题的工序作为突其次是从生产中最常出现问题的工序作为突 破口，对此工序进行分析和控制，使其生产过破口，对此工序进行分析和控制，使其生产过程达到稳定状态。程达到稳定状态。确定关键变量 工序是生产产品工序是生产产品/服务的一系列行动或操作，及服务的一系列行动或操作，及 指支持产品指支持产品/服务的程序。服务的程序。一个工序的模式一个工序的模式人人设设 备备物物 料料方方 法法服服 务务客户回馈客户回馈工作方法工作方法/把资料分配组合把资料分配组合环环 境境品质问题品质问题产产 品品制程管制系统制程管制系统制程中对策制程中对策绩效报告绩效报告成品改善成品改善制制 程程 中中 对对 策策成成 品品人员人员 设备设备 材料材料环境环境方法方法1.人为因素人为因素-包括品质意识、工序熟练程度、遵守工艺纪律和疲劳的情包括品质意识、工序熟练程度、遵守工艺纪律和疲劳的情况等因素。况等因素。2.机器方面机器方面-包括机器的制造精确度、维修和保养状态等因素。包括机器的制造精确度、维修和保养状态等因素。3.材料方面材料方面-包括材料的均匀程度、切削性能、加工工艺性能等因素。包括材料的均匀程度、切削性能、加工工艺性能等因素。4.制造方法制造方法-包括加工工艺方法、选用测量方法、操作规程等因素。包括加工工艺方法、选用测量方法、操作规程等因素。5.环境方面环境方面-包括工场环境对人体及物料的影响等因素。包括工场环境对人体及物料的影响等因素。过程变差过程变差输入材料输入材料 不同批次之间的差异不同批次之间的差异 批次内的差异批次内的差异 随时间产生的差异随时间产生的差异 随环境而产生的差异随环境而产生的差异 生产生产/装配装配 设备及工装夹具的差异设备及工装夹具的差异 随时间而产生的磨损，漂移等随时间而产生的磨损，漂移等 操作工之间的差异（如手工操作的过程）操作工之间的差异（如手工操作的过程）设置的差异设置的差异 环境的差异环境的差异过程变差过程变差 输出产品输出产品 输出的产品随时间而产生的变化输出的产品随时间而产生的变化 输出的产品随环境而产生的变化输出的产品随环境而产生的变化 反馈反馈-测量测量 由于测量用于过程中的所有组成部分，测量的由于测量用于过程中的所有组成部分，测量的变差会对过程的各个阶段产生影响变差会对过程的各个阶段产生影响 偏倚偏倚 稳定性稳定性 重复性重复性 再现性再现性 分辨率分辨率过程变差过程变差精度的概念精度的概念准确度好准确度好精密度好精密度好系统误差小系统误差小偶然误差小偶然误差小准确度差准确度差精密度高精密度高系统误差大系统误差大偶然误差小偶然误差小准确度高准确度高精密度差精密度差系统误差小系统误差小偶然误差大偶然误差大准确度差准确度差精密度差精密度差系统误差大系统误差大偶然误差大偶然误差大 量具精确度量具精确度(偏差偏差)量具精确度指测量观察平均值量具精确度指测量观察平均值 与真实值与真实值(基准值基准值)的差异的差异.真实真实 值由更精确的测量设备所确定值由更精确的测量设备所确定.量具重复性量具重复性 量具重复性是由一个操作者量具重复性是由一个操作者,采用一种测量仪器采用一种测量仪器,多次测量多次测量 同一零件的同一特性时获得的同一零件的同一特性时获得的 测量值变差测量值变差.测量系统变差测量系统变差 量具再现性量具再现性 量具再现性是由不同的操量具再现性是由不同的操 作者作者,采用相同的测量仪器采用相同的测量仪器,测量同一零件的同一特性测量同一零件的同一特性 时测量平均值的变差时测量平均值的变差.量具稳定性量具稳定性 量具稳定性是同一测量系统量具稳定性是同一测量系统 在不同时间测量同一零件时在不同时间测量同一零件时 至少两组测量值的总变差至少两组测量值的总变差.测量系统变差测量系统变差 量具线性量具线性 量具线性是在量具预期的工作范围内量具线性是在量具预期的工作范围内,偏差值的差值偏差值的差值.测量系统变差测量系统变差建立可解决问题之系统建立可解决问题之系统确认关键制程及特性确认关键制程及特性检讨制程能力符合规格程序检讨制程能力符合规格程序持续进行制程改善计划持续进行制程改善计划导入导入SPC进行关键制程及特进行关键制程及特性之管制性之管制提报及执行制程改善计划提报及执行制程改善计划决定管制项目决定管制项目决定管制标准决定管制标准决定抽样方法决定抽样方法选用管制图的格式选用管制图的格式记入管制界限记入管制界限绘点绘点 实施实施重新检讨管制图重新检讨管制图处置措施处置措施管制图判读管制图判读OKOKNG統計程序控制統計程序控制基本概念基本概念l控制圖中包括三條線控制圖中包括三條線l控制上限控制上限 (Upper Control Limit;UCL)Upper Control Limit;UCL)l中心線中心線 (Center Line;CL)Center Line;CL)l控制下限控制下限 (Lower Control Limit;LCL)Lower Control Limit;LCL)控制圖的種類控制圖的種類l數據：是能夠客觀地反映事實的資料數據：是能夠客觀地反映事實的資料和數位和數位l資料的質量特性值分為：資料的質量特性值分為：l計量值計量值l可以用量具，儀錶等進行測量而得出的連續可以用量具，儀錶等進行測量而得出的連續性數值，可以出現小數性數值，可以出現小數l計數值計數值l不能用量具，儀錶來度量的非連續性的正整不能用量具，儀錶來度量的非連續性的正整數值。數值。计量型数据的控制图计量型数据的控制图 Xbar-R图图 Xbar-S图图 X-MR图图 计数型数据的控制图计数型数据的控制图 p图图 np图图 c图图 u图图控制图的种类控制图的种类控制圖的使用策劃控制圖的使用策劃要點要點l建立適於採取措施的環境建立適於採取措施的環境l確定過程確定過程l確定待管理的特性確定待管理的特性l考慮：考慮：l客戶的要求客戶的要求l當前及潛在的問題區當前及潛在的問題區l特性間的相互關係特性間的相互關係l確定測量系統確定測量系統l使不必要的變差最小化使不必要的變差最小化Xbar-R 圖圖l平均數平均數-全距控制圖全距控制圖l資料可以合理分組時分析或控制資料可以合理分組時分析或控制l制程平均使用制程平均使用XbarXbar 圖圖l制程變差使用制程變差使用R R圖圖l工業界最常使用的計量值控制圖工業界最常使用的計量值控制圖Xbar-R 圖圖建立建立X bar-R控制圖的步驟控制圖的步驟1.1.收集資料收集資料l選擇子組大小，頻率和子組數量選擇子組大小，頻率和子組數量l建立控制圖及記錄原始資料建立控制圖及記錄原始資料l計算每個子組的計算每個子組的X X平均值和極差平均值和極差R Rl選擇控制圖的刻度選擇控制圖的刻度l將平均值和極差畫到控制圖上將平均值和極差畫到控制圖上建立建立Xbar-R控制圖的步驟控制圖的步驟2.2.計算控制限計算控制限l計算極差的平均值和過程平均值計算極差的平均值和過程平均值l計算控制限計算控制限l在控制圖上畫出中心線及控制線在控制圖上畫出中心線及控制線建立建立Xbar-R控制圖的步驟控制圖的步驟3.3.程序控制解釋程序控制解釋l分析極差圖分析極差圖(R R圖圖)上的資料點上的資料點l識別並標注特殊原因識別並標注特殊原因(R R圖圖)l重新計算控制極限重新計算控制極限(R R圖圖)l分析平均值圖分析平均值圖(XbarXbar圖圖)上的資料點上的資料點l識別和標注特殊原因識別和標注特殊原因(XbarXbar圖圖)l重新計算控制極限重新計算控制極限(XbarXbar圖圖)l為繼續控制延長控制限為繼續控制延長控制限l控制的最終概念控制的最終概念(用控制圖於持續的程序控制用控制圖於持續的程序控制)X-R 控制图控制图 初始研究初始研究控制圖上的信號解釋控制圖上的信號解釋l有很多信號規則適用於所有的控制圖有很多信號規則適用於所有的控制圖(XbarXbar圖和圖和R R圖圖)，l主要最常見的規則有以下主要最常見的規則有以下3 3種：種：l規則規則1 1：超出控制限的點超出控制限的點控制圖上的信號解釋控制圖上的信號解釋l規則規則2 2：連續連續7 7點在中心線一側點在中心線一側控制圖上的信號解釋控制圖上的信號解釋l規則規則3 3：連續連續7 7點升或下降點升或下降控制圖上的信號解釋控制圖上的信號解釋l呈現有規律變化。呈現有規律變化。(1).连续五点继续上升连续五点继续上升(或下降或下降)注意以后动态注意以后动态(如图如图a)(2).连续六点继续上升连续六点继续上升(或下降或下降)开始调查原因开始调查原因(如图如图b)(3).连续七点继续上升连续七点继续上升(或下降或下降)必有原因必有原因,应立即采取措施应立即采取措施 (如图如图c)控制图上检定规则控制图上检定规则 图图a 图图b 图图c判断一个过程是否满足规格要求判断一个过程是否满足规格要求:能力指数能力指数-Cpk 性能指数性能指数-Ppk 判断一个过程是受控还是不受控用判断一个过程是受控还是不受控用:控制图控制图过程控制和过程能力过程控制和过程能力具有能力的过程具有能力的过程过程能力过程能力不具有能力的过程不具有能力的过程产产品品工工程能力靶心圖程能力靶心圖ABCD 能力研究能力研究 过程能力过程能力过程能力的研究过程能力的研究输入输入(材料材料)过程过程(生产生产/装配装配)输出输出(产品产品)反馈反馈(测量测量/检验检验)规格规格 平均工序坐落位置平均工序坐落位置 工序的标准偏差工序的标准偏差/离散程度离散程度工序能力取决于工序能力取决于:1.对单一产品特质的评估对单一产品特质的评估 2.工序输出落在规格内的比例工序输出落在规格内的比例 3.当特殊变异原因消除后当特殊变异原因消除后,在稳定情况下工序的表现在稳定情况下工序的表现.4.假设各个价值的分布是常态分布假设各个价值的分布是常态分布工序能力是工序能力是:工序能力指数工序能力指数CP(或或Cpk)(Process Capability index)是指工序在一定时间里是指工序在一定时间里,处于控制状态处于控制状态(稳定状态稳定状态)下的实下的实 际加工能力际加工能力.是工序固有的能力是工序固有的能力,或者说它是工序保证质量的能力或者说它是工序保证质量的能力.这里所指的工序这里所指的工序,是指操作者、机器、原材料、工艺方法是指操作者、机器、原材料、工艺方法 和生产环境等五个基本质量因素所起作用的综合表现，和生产环境等五个基本质量因素所起作用的综合表现，也就是产品质量的生产过程。也就是产品质量的生产过程。工序能力越高，则产品质量特性值的分散就会越小；若工序能力越高，则产品质量特性值的分散就会越小；若 工序能力越低，则产品质量特性值的分散就会越大。工序能力越低，则产品质量特性值的分散就会越大。CPCP和和CPK(CPK(工序能力指数工序能力指数)工序能力指数工序能力指数CP(或或Cpk)(Process Capability index)用用6（即即+3）来表示工序能力：工序能力来表示工序能力：工序能力=6 是处于稳定状态下的工序的标准偏差是处于稳定状态下的工序的标准偏差 工序能力是表示生产过程客观存在着分散的一个参数。工序能力是表示生产过程客观存在着分散的一个参数。是技术要求和工序能力的比值，即：工序能力是技术要求和工序能力的比值，即：工序能力=技术要求技术要求 /工序能力工序能力 当分布中心与公差重合时，工序能力指数记为当分布中心与公差重合时，工序能力指数记为Cp。当分布中心与公差叫心有偏离时，工序能力指数记为当分布中心与公差叫心有偏离时，工序能力指数记为 Cpk。CP和和CPK(工序能力指数工序能力指数)指数指数(index)客户要求的过程能力客户要求的过程能力 和过程性能的数值和过程性能的数值指指 数数指数分类指数分类能力指数能力指数性能指数性能指数不考虑过程的对中性不考虑过程的对中性CpPp考虑过程的对中性考虑过程的对中性CPU,CPL CpkPpk能力指数能力指数CpCpCp=规格范围与过程能力的比率规格范围与过程能力的比率 不考虑过程的对中性不考虑过程的对中性 LSLUSL制程能力等级制程能力等级判断及处置建议判断及处置建议-Cp等级等级Cp制程精密度制程精密度(Capability of precision)处置建议处置建议A1.33 Cp(T=8)此一制程甚为稳定此一制程甚为稳定,可以将规格许容可以将规格许容差缩小或胜任更精密之工作差缩小或胜任更精密之工作.B1.00 Cp1.33(T=6)有发生不良品之危险有发生不良品之危险,必须加以注意必须加以注意,并设法维持不要使其变坏及迅速追并设法维持不要使其变坏及迅速追查原因查原因.C0.83Cp1.00(T=5)检讨规格及作业标准检讨规格及作业标准,可能本制程不可能本制程不能胜任如此精密之工作能胜任如此精密之工作.D Cp0.83(T=8)应采取紧急措施应采取紧急措施,全面检讨所有可能全面检讨所有可能影响之因素影响之因素,必要时应停止生产必要时应停止生产.上限能力指数上限能力指数CPUCPULSLUSLCPL=下限公差范围与下限公差范围与1/2个固有过程能力的比率个固有过程能力的比率 考虑过程的对中性考虑过程的对中性 下限能力指数下限能力指数CPLCPLLSLUSL Cpk是是CPU或或CPL中较小的一个：中较小的一个：对中能力指数对中能力指数CpkCpk制程能力等级制程能力等级判断及处置建议判断及处置建议-CpkCpk等级等级Cpk制程能力指数制程能力指数(process Capability index)处置建议处置建议A1.33 Cpk制程能力足够制程能力足够B1.0 Cpk1.33制程能力尚可制程能力尚可,应再努力应再努力CCpk1.0制程应加以改善制程应加以改善 Cpk （PPM）T 0.67 45,600 4 1.00 2,700 6 1.33 67 8 1.67 0.67 10 2.00 1.33 CpkCpk 分布分布 品质分布虽然也是落在公差之内品质分布虽然也是落在公差之内,但太偏向一侧但太偏向一侧,仍有超仍有超差的可能差的可能,所以必须采所以必须采 取措施取措施,把分布移到中把分布移到中 间来间来.Cpk1.33 Tu CpkCpk 分布分布 分布也是落在公差之内分布也是落在公差之内,但已紧贴上下规格但已紧贴上下规格,一不小心一不小心,就就会超差会超差,故必须注意缩小分散程度故必须注意缩小分散程度.CpkCpk 分布分布 分布分散太大分布分散太大,肯定会出不良品肯定会出不良品,应即采取措施缩小分散应即采取措施缩小分散,或者放宽公差或者放宽公差,否则只有全数检查否则只有全数检查,挑出不良品挑出不良品.CpkCpk 分布分布练习直方图练习直方图The end!The end!谢谢谢谢大家大家!统计程序控制统计程序控制(SPC)SPC)