SPC的制作.ppt

现用SPC控制图(Xbar-R)的制作o简单概念介绍简单概念介绍o制作步骤制作步骤o实例剖析实例剖析 Statistic Process Control制作：杨绪发制作：杨绪发 日期：日期：2012.07.06 控控 制制 图图v 管制中心线（管制中心线（Center Line)Center Line)：实际数据的平均值（即实际数据的平均值（即XbarXbar）v 管制上限（管制上限（Upper Control Line)Upper Control Line)：XbarXbar加上三倍的标准差加上三倍的标准差v 管制下限（管制下限（Lower Control LineLower Control Line）：）：XbarXbar减去三倍的标准差减去三倍的标准差管制上限管制上限(UCL)UCL)管制中心线管制中心线(CL)CL)管制下限管制下限(LCL)LCL)o世界上第一张控制图是美国休哈特在世界上第一张控制图是美国休哈特在1924年年5月提出月提出的的P控制图控制图(不良率控制图不良率控制图),当时休哈特采用了当时休哈特采用了3个标个标准差来确定控制图的上下限，即我们通常说的准差来确定控制图的上下限，即我们通常说的3o控制图是一个控制图是一个简单简单的的过程控制系统过程控制系统，其作用是利用，其作用是利用 控制控制图图 所提供的信息，把一个过程所提供的信息，把一个过程 控制在受控状态，控制在受控状态，一旦发现异常波动，就分析质量不利的原因，采取措一旦发现异常波动，就分析质量不利的原因，采取措施加以消除，使质量不断提高，并把一个失控状态变施加以消除，使质量不断提高，并把一个失控状态变为受控状态，以保持质量稳定。为受控状态，以保持质量稳定。o控制图实际上是生产过程质量的一种记录图形，它提控制图实际上是生产过程质量的一种记录图形，它提供了判断过程是否处于统计控制状态的一种方法。供了判断过程是否处于统计控制状态的一种方法。控制图运用原理o控制图是根据正态分布正态分布的3sigma原理构造的。根据3sigma原理，每一点落在控制界限以内的概率为99.73%，落在控制界限以外的概率1-0.9973=0.0027=0.27%所以是一个小概率事件，通常在一次实验中不应该发生，一量发生，就认为发生了异常。从而起到发现异常,达到事先预警的作用。控制图原理o正态分布是一条曲线，其特点是中间高、俩头正态分布是一条曲线，其特点是中间高、俩头低，左右对称产延伸到到无穷。我们一般采用低，左右对称产延伸到到无穷。我们一般采用俩个参数来讨论。俩个参数来讨论。(钟铃曲线钟铃曲线)o希腊字母希腊字母“谬谬”表示平均值表示平均值 o希腊字母希腊字母“西格玛西格玛”表示标准差表示标准差12=0.4=1.0=2.5平均值与标准差对正态分平均值与标准差对正态分布的影响示意图布的影响示意图控制图原理o标准偏差表示过程偏离标准的程度。6sigma，也称为6个标准偏差。o控制图以正态分布之中的三个标准为理论依据，中心线为平均值，上、下控制界限以平均值加减三个标准差(3）之值。如下图：68.26%95.45%99.73%68.26%95.45%99.73%示意图示意图+3+1+2-1-2-3UCLLCLCL将左图转将左图转90度得右图度得右图简单概念介绍oXbar:样本均值样本均值 oUCL：控制上限控制上限 (Upper Control LineUpper Control Line)o CL：控制中心线控制中心线 (Center LineCenter Line)oLCL：控制下限控制下限 (Lower Control LineLower Control Line)oUSL：规格上限规格上限 (upper specification limit)oLSL：规格下限规格下限(lower specification limit)oA2、D3、D4：系数系数(可通过系数表查得可通过系数表查得)oCA：准确度准确度(偏移度偏移度)CP：精密度精密度(离散度离散度)oCPK：过程能力综合指数过程能力综合指数(短期过程能力指数短期过程能力指数)（量产）（量产）CPK=(1-CA(K)CP二值之指数。二值之指数。oPPK：长期过程能力指数或初始能力指数（试作）长期过程能力指数或初始能力指数（试作）10 N25控制图之选择控制图之选择 资料性质资料性质计量值计量值计数值计数值 基本大小基本大小中心线性中心线性x 样本大小样本大小N10X-控制图控制图X-R控制图控制图xX-R控制图控制图X-Rm控制图控制图一一个个单单位位计数性质计数性质不不良良数数缺缺点点数数 样本大小样本大小单位大小单位大小NP控控制制图图P控控制制图图C控控制制图图U控控制制图图不不一一定定一一定定一一样样不不一一样样简单概念介绍简单概念介绍1.过程能力：是指过程要素已经标准化，即在受控状态下过程能力：是指过程要素已经标准化，即在受控状态下实现过程目标的能力。实现过程目标的能力。2.过程能力指数：是指过程能力与过程目标相比较的定量过程能力指数：是指过程能力与过程目标相比较的定量描述的数值，即表示过程满足产品品质标准描述的数值，即表示过程满足产品品质标准(产品、规产品、规格、公差格、公差)的程度。的程度。一般以一般以CP或或CPK表示。表示。CP适用于品质标准规格的中适用于品质标准规格的中心值与实测数据的中心值一致，即无偏离的情况下，心值与实测数据的中心值一致，即无偏离的情况下，CPK适用于品质标准规格的中心值与实测数据的分布适用于品质标准规格的中心值与实测数据的分布中心不一致，即有偏离的情况下。中心不一致，即有偏离的情况下。3.工序能力是指品质上所能达到的程度。工序能力是指品质上所能达到的程度。简单概念介绍简单概念介绍oCA：各制程之规格中心值设定之目的，就是希望各工程制造出各制程之规格中心值设定之目的，就是希望各工程制造出来之各个产品之实绩值能为规格中心为中心，呈左右对称之常态来之各个产品之实绩值能为规格中心为中心，呈左右对称之常态分配，而制造时也应以规格中心值为目标。分配，而制造时也应以规格中心值为目标。o 从生产过程中所获得之资料其实际平均值从生产过程中所获得之资料其实际平均值(Xbar)与规格中心值与规格中心值M 之间偏差之程称为制程准确度之间偏差之程称为制程准确度CAoCA=(实际平均值实际平均值-规格中心值规格中心值)/规格许容差规格许容差=(Xbar-M)/(T/2)oT=SU-SL=规格上限规格上限-规格下限规格下限(或公差或公差)o从计算公模中可看出我们是设定规格中心值与规格之上下限之差从计算公模中可看出我们是设定规格中心值与规格之上下限之差 距为距为100%然后以实际中心值离开规格中心之远近为评定标准。然后以实际中心值离开规格中心之远近为评定标准。简单概念介绍简单概念介绍v CA值是衡量过程平均值与规格中心值值是衡量过程平均值与规格中心值(公差中心值公差中心值)的的一致性，如果一致性，如果CA值愈大，表明过程平均值偏离规格中值愈大，表明过程平均值偏离规格中心值愈大，过程能力愈差；心值愈大，过程能力愈差；规格中心值规格中心值(M)实际平均值实际平均值偏移偏移 TL TUCA等级A级 CA =12.5%B级 12.5%CA 25%C级 25%CA 50%D级 50%30)所计算出来的所计算出来的样本标准差再乘以样本标准差再乘以1/(N-1)以推定实绩之标准差。用以推定实绩之标准差。用3 与规格许容差比较或是以与规格许容差比较或是以6 与规格公差比较。与规格公差比较。oCP=规格许容差规格许容差/3=规格公差规格公差/6 潜在过程能力示意图管制上限管制上限(UCL)UCL)规格上限规格上限(USL)USL)规格下限规格下限(LSL)LSL)-4-2024管制下限管制下限(LCLLCL)规规格格公公差差范范围围制作步骤o收集预备数据收集预备数据o制作分析用控制图制作分析用控制图o判断生产过程是否满足质量要求判断生产过程是否满足质量要求o作控制用控制图作控制用控制图o 控制图应随时间和质量要求不断改进控制图应随时间和质量要求不断改进Xbar-R控制图的主要用途和特点vXbar-R图即平均值与极差控制图，符号图即平均值与极差控制图，符号 X-R，分布属正态分布。分布属正态分布。v 属于双值控制图，它所提供的情报系统完整，属于双值控制图，它所提供的情报系统完整，适用于产品批量大，加工过程稳定的情况，适适用于产品批量大，加工过程稳定的情况，适用于每次取样小于用于每次取样小于10，一般取样数为，一般取样数为45。(偏差偏差偏差）偏差）v X 控制图主要用于观察控制图主要用于观察正态分布的均值的变正态分布的均值的变化化，R控制图用于观察控制图用于观察正态分布的分散情况或正态分布的分散情况或变异变异度的变化，而度的变化，而X-R控制图则将二者联合运控制图则将二者联合运用，用于观察正态分布的变化。用，用于观察正态分布的变化。分析用控制图1.计算每一个样本的均值与标准差计算每一个样本的均值与标准差2.计算计算N个样的的均值的均值与标准差的均值个样的的均值的均值与标准差的均值3.计算计算Xbar与与R图的控制上、下限图的控制上、下限4.作分析用控制图作分析用控制图5.判断生产过程是否处于统计控制状态。判断生产过程是否处于统计控制状态。6.当生产过程不处于统计过程控制状态时采取当生产过程不处于统计过程控制状态时采取相应措施。相应措施。Xbar图计算公式：vXbar图图1.中心线中心线CL：X2.上控制界限上控制界限UCL：X+A2R3.下控制界限下控制界限LCL：X-A2RvR图图1.中心线中心线CL：R2.上控制界限上控制界限UCL：D4R3.下控制界限下控制界限LCL：D3RXbar-R系数表系数表 样本大小样本大小 A2 d2 D3 D4 2 1.880 1.128 /3.267 3 1.023 1.693 /2.575 4 0.729 2.059 /2.282 5 0.579 2.326 /2.115 6 0.483 2.534 /2.004过程能力指数常用计算公式1)单边规格限的情况 规定上限情况，即当特性值规定上限情况，即当特性值XTU时质量为合格时质量为合格,这时过程能力指数这时过程能力指数CP为为 CP=(TU-X)/(3)规定下限的情况规定下限的情况,即当特性值即当特性值XTL时质量为合格时质量为合格,这时过程能力指数这时过程能力指数CP为为:CP=(X-TL)/(3)过程能力指数计算公式:2）双边规格限的情况双边规格限的情况,即当质量特性值在即当质量特性值在TL,TU内为合格产品。内为合格产品。记偏移记偏移=（M-X）K=/(T/2)=2E/T K=/(T/2)=2E/T过程能力仍记为过程能力仍记为CPKCPK则则CPK=CPK=（1-K1-K）CP=CP=（T-2T-2）/6/6其是其是CP=T/CP=T/（66）如果如果X=M,X=M,则则K=0K=0，从而过程能力指数为：从而过程能力指数为：CP=T/CP=T/（66）EXCEL控制图制作步骤控制图制作步骤1.在在EXCEL表格中建立基本的格式，输入相关表格中建立基本的格式，输入相关的控制图所需信息的控制图所需信息。例：I.产品相关信息：机种名称，机台号，模号，品相关信息：机种名称，机台号，模号，产品品规格等。格等。II.录入数据的相关信息：入数据的相关信息：项次，次，时间，班，班别，数据，数据，记录员，异常状况，异常状况记录。III.控制控制图相关数据：控制上下限，中心相关数据：控制上下限，中心线。(Xbar,Rbar)。IV.数据数据录处后相关公式的后相关公式的计算。算。实例图表中所引用函数介绍图表中所引用函数介绍oAVERAGE(引用区域引用区域)：计算引用区域的的算术平均：计算引用区域的的算术平均值。值。oMAX(引用区域引用区域)：返回一组数据中的最大值。：返回一组数据中的最大值。oMIN(引用区域引用区域)：返回一组数据中的最小值。：返回一组数据中的最小值。oSTEDV(引用区域引用区域)：估计基于样本的标准偏差。：估计基于样本的标准偏差。可成SPC现用术语o数据反红数据反红(Xbar,R)：利用利用EXCEL表格中的表格中的条件格式对于不满足条件的单元格内数据进条件格式对于不满足条件的单元格内数据进行预先指定的动作。行预先指定的动作。(如条件不满足时设定如条件不满足时设定数字为红色，当然也可设定为别的颜色，如数字为红色，当然也可设定为别的颜色，如绿色，那数据异常时就可以叫做数据反绿了绿色，那数据异常时就可以叫做数据反绿了SPC常 用术语o平均值(Xbar)：用以测量一个过程的目标或中心，监督过程或产品在整个时间段内的变化平均值。o极差(RANGE)：用以测量变量的变动范围，监督过程或产品在整个时间段内的变化过程。o(sigma)：用以测量标准偏差，监控过程和产品性能在整个时间内的变化状况。如何使用如何使用EXCEL表格函数计算控制图中的各项值表格函数计算控制图中的各项值i.如何求极差？如何求极差？ii.如何求平均值？如何求平均值？iii.如何求标准偏差？如何求标准偏差？iv.如何求如何求CA、CP、CPK、PPK？v.如何实现数据反红？如何实现数据反红？如何求极差？o极差即一组数据中最大值与最小值之间的差极差即一组数据中最大值与最小值之间的差距。距。o利用利用EXCEL中函数中函数MAX，MIN函数即可实函数即可实现。现。o例：例：N=3 MAX（引用数据区域）引用数据区域）MIN（引用数据区域）即可引用数据区域）即可 max(A4:D4)-min(A4:D4)如何求平均值？o利用利用EXCEL中函数中函数AVERAGE函数即可实函数即可实现。现。o例：例：average(引用数据区域引用数据区域)average(A4:D4)如何求标准偏差？o利用利用EXCEL中函数中函数STDEVA 函数即可实现。函数即可实现。o例：例：STDVA(引用数据区域引用数据区域)估算基于样本的标准偏差。估算基于样本的标准偏差。STDVA(A4：O5)一般一般SPC给定样本最好在给定样本最好在25个以上，这样更个以上，这样更能反应制程受控状况。能反应制程受控状况。如何求CA、CP、CPK、PPK？o针对所选用的控制图选用适当的公式，引用针对所选用的控制图选用适当的公式，引用相应的单位格内数据，即可求得。相应的单位格内数据，即可求得。o例：公式例：公式CP=(规格上限规格上限-规格下限规格下限)/6,选定此公式后，再在相应的单元格内引用数选定此公式后，再在相应的单元格内引用数据源，即可。据源，即可。(I4-K4)/(6*A70)如何实现数据反红？如何实现数据反红？o 利用EXCEL表格中的“格式-条件格式”对于设定的数据进行相应的格式变化即可实现。图例：见下页图例对数据结果的分析o利用EXCEL中的逻辑函数对数据计算结果进行分析，并得出相应结论，以供参考。主要对：1、数据的图形(Xbar R图)2、过程能力指数 对数据结果的分析(逻辑函数)o逻辑函数简单介绍：IF：执行真假值判断，根据对指定条件进行逻辑评价的真假，从而返回不同的结果。IF(数据1，数据2，数据3)简单说就是哪个真就返回哪个结果。对数据结果的分析(逻辑函数)o例：I F(MAX(B37:BU37)M4,“有超出控制上限的点,请检查过程纪录，查明原因，并订出纠正措施。”,“没超出控制上限的点。”)说明：此例的意思为首先执行对(B37:BU37)这个区间单元格值进行最大值的判断，如有条件成立则返回“有超出控制上限的点,请检查过程纪录，查明原因，并订出纠正措施。反之则“没超出控制上限的点。”o在EXCEL表格中，适当的应用函数将将使我们事半功倍。o在EXCEL函数中都是简单介绍。o打开函数步骤如下图：步骤：a)首先打开一个EXCEL表格;b)将鼠标移到菜单“插入”；c)单击鼠标左键；d)在弹出下拉菜单中，选中“函数”打开即可。e)在选中自己想了解的函数就可以了。步骤图例步骤图例结束语 计数控制图计数控制图 计量控制图计量控制图