质量管理spc-控制图.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,*,第三章 Statistical Process control (SPC),统计过程控制,第一节 SPC,第二节 控制图原理,第三节 两类错误和,方式,第四节 控制图的判断准则,第五节 休哈特控制图,第六节 通用控制图,1,统计过程控制(SPC),一、,SPC(Statistical Process Control)的基本概念,统计过程控制,，,是为了贯彻预防原则，应用统计方法对过程中的各个阶段进行评估和监控，建立并保持过程处于可接受的并且稳定的水平，从而保证产品与服务符合规定要求的一种技术。主要工具：控制图,2,SPC的特点,：,1 SPC是全系统的，全过程的，要求全员参加。,2 SPC强调用科学方法。,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,3,SPC：统计过程控制；,SPD：统计过程诊断；,SPA：统计过程调整。,三者间的关系：,SPC,SPD,SPA,二、统计过程控制的发展,4,一、常规控制图的构造,控制图,是对过程质量特性值进行测定、记录、评估和监察过程是否处于统计控制状态的一种用统计方法设计的图。,第二节 常规控制图(休哈特控制图)原理,5,控制图示例,CL,LCL,UCL,样本统计量数值,时间或样本号,6,二、SPC的理论基础产品的统计观点,产品质量的统计观点是现代质量管理的基本观点之一。,(一)产品的质量具有变异性,(二)产品质量的变异具有统计规律性,7,常规控制图的形成,CL,UCL,LCL,3,3,8,点出界就判异,小概率事件原理：小概率事件在一次试验中几乎不可能发生，若发生即判断异常。,CL,UCL,LCL,3,3,（二）控制图原理的第一种解释,9,(三)控制图原理的第二种解释,1.概念,偶然因素(偶因random cause)：也称随机因素（stochastic cause)，是过程固有的，始终存在，对质量的影响微小，但难以除去。,异常因素(异因，可查明因素assignable cause，或系统因素systematic cause)：非过程固有，有时存在，有时不存在，对质量影响大，但不难除去。,偶然波动：偶因引起质量的波动，简称偶波；,异常波动：异因引起质量的 波动，简称异波。,10,2.控制图的第二种解释,假定现在异波均已消除，只剩下偶波，则此偶波的波动将是最小波动，即正常波动。根据这正常波动，应用统计学原理设计出控制图相应的控制界限，当异常波动发生时，点子就会落在界外。因此点子频频出界就表明异波存在。,控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限,。,11,四、控制图的作用 及时告警,20字方针“查出异因，采取措施，加以消除，不再出现，纳入标准”,CL,UCL,LCL,控制图点子形成倾向,12,控制图显示异常,统计控制图,状态（稳态）,调整控制,界 限,贯 彻,二十字,有无异,常因素,无,有,图2-13 达到统计控制状态的循环,13,五、统计控制状态,(1)统计控制状态(state in statistical control)，也称稳态(stable state)，即过程中只有偶因而无异因产生的变异的状态。,在统计控制状态下，有下列好处：,对产品的质量有完全的把握（合格率）,生产也是最经济的（不合格率）,在统计控制状态下，过程的变异最小。,14,从数理统计的观点，存在可能的两能错误:,(1)第一种错误(type I error)：虚发警报(false alarm)。,（2）第二种错误(type II error)：漏发警报(alarm missing)。,六、控制图的两种错误,15,CL,UCL,LCL,控制图的两种错误,16,假设检验的两类错误（概率）,实际情况,假设检验结论,拒绝H,0,接受H,0,H,0,为真,第类错误(),弃真错误,推断正确(1-),可信度,H,0,不真,推断正确(1-),第类错误(),存伪错误,注意,：拒绝,H,0,，只可能犯,型错误；,接受,H,0,，只可能犯,型错误错误。,17,当样本含量,n,一定时，越小，越大；若想同时减少和，只有增大样本含量。,18,两类错误的概率的关系,两类错误是互相关联的,当样本容量固定时,一类错误概率的减少导致另一类错误概率的增加.,要同时降低两类错误的概率,或者,要在,不变的条件下降低,需要增加样本容量.,19,如何减少两种错误所造成的损失？,控制图共有三根线，一般，正态分布的CL居中不动，而且UCL与LCL互相平行，故只能改动UCL与LCL二者之间的间隔距离。,解决方法是：根据两种错误所造成的总损失最小来确定最优间距，经验证明休哈特所提出的3方式较好。,注：80年代，出现了经济质量控制EQC学派（学术带头人：德国乌尔茨堡大学冯考拉尼教授）以使两种错误所造成的总损失最小为出发点来设计控制图与抽样方案。,20,七、3方式,3方式的公式：,UCL=+3,CL=,LCL=-3,式中、为统计量的总体参数。,加以应用时需要经过下列两个步骤：,(1)具体化。,(2)对总体参数进行估计。,21,控制图的判断准则,一、分析用控制图与控制用控制图 一道工序开始应用控制图时，总要将非稳态的过程调整到稳态的过程，此乃,分析用控制图的阶段。,等到过程调整到稳态后，才能延长控制图的控制线作为控制用控制图，所谓,控制用控制图的阶段。,22,据使用的目的不同，控制图分为：,分析用与控制用控制图。,（一）分析用控制图 主要分析以下两点：（1）所分析的过程是否为统计稳态？（2）其过程能力指数是否满足要求？,23,统计稳态与技术稳态分类表,统计稳态 YES,统计稳态NO,技术稳态,YES,状态I,（最理想）,状态II,技术稳态,NO,状态III,状态IV（最不理想）,状态IV达到I的途径：,IV,III,IV,IIII,调整过程即质量不断改进过程,24,在控制状态下（异因消除，只有偶因）,时间,大小,时间,在控制状态下，但工程能力不足,（偶因的变异太大）,（偶因的变异减少）,上公差限,下公差限,稳态的图示,过程能力的图示,25,（二）控制用控制图 当过程达到了我们所确定的状态后，才能将分析用控制图的控制线延长作为控制用控制图，应有正式交接手续。判异准则,判稳准则,进入日常管理后，关键是保持所确定的状态。,26,经过一个阶段的使用后，可能又出现异常，这时按“20字方针”去做，恢复所确定的状态。从数学的角度看 分析用控制图的阶段就是过程参数未知的阶段；控制用控制图的阶段则是过程参数已知的阶段。,27,二、休哈特控制图的设计思想,1.设计思想是先定，再看,按照3方式确定UCL和LCL，也即确定=0.27%一般取1%、5%、10%尽量将取得小，但势必会增大。,28,使用者信心,升,=0.27%,升,点出界就判异,增大时，追加准则，即界内点排列不随机判异 2.80年代起出现经济质量控制 （EQC）学派 思想：,从两种错误造成的总损失最小出发来设计控制图与抽样方案。,29,三、判稳准则的分析,（一）判稳准则的思路,一个点未出界有两种可能性：过程本来稳定 漏报 （这里由于小，所以大），故一个点子未出界不能立即判稳。,30,（二）判稳准则,在点子随机排列的情况下，符合下列各点之一判稳：,连续25个点，界外点数d=0；,（0.0654）,连续35个点，界外点数d0；,（0.0041）,连续100个点，界外点数d10极差法估计标准差的效率迅速降低，此时应采用S图,62,图的检定能力和曲线（Operating Characteristic),假定过程标准差为常数，若过程均值由稳定状态值,则在偏移后第一个抽取的样本未检测出此偏移的概率（即漏发警报错误的概率）,为,：,5 图和R,图的检定能力和曲线,63,由第二个样本检出此偏移的概率？,（）,此偏移由第个样本检出的概率为,64,由第二个样本检出此偏移的概率？,值与，的关系？,（）,此偏移由第个样本检出的概率为,为检出此偏移的期望样本个数为,65,若变化一定时，设标准差由偏移到,66,当，同时变化时图的第二类错误的概率值为,67,若样本取自正态总体，可以证明：,68,69,若未知：,70,71,72,73,在已知的情况下：,74,75,样本大小为，所以对过程标准差的估计要通过相邻两个,样本间的移动极差来进行,设从过程抽取的样本为Xi,76,77,78,79,80,81,82,计件值控制图（二项分布）,若过程不合格品率已知：,一,P（,不合格品率）控制图,83,若P未知：设每个样本大小为,第i个样本中的不合格品数为,m为样本个数，则样本平均不合格品率为,84,85,86,87,控制图,数据列表,上下控制界线均呈现凹凸状的p图,88,Pn（,不合格品数）控制图,若P已知：,89,若P未知,90,计点值控制图（泊松分布）,C（,缺陷数）控制图,若已知,91,若未知,92,u,(,单位缺陷数）控制图,设个检查单位各自的缺陷数分别为随机变量,则平均单位缺陷数为：,U过程的单位缺陷数,93,若U已知,若U未知,94,95,96,通用控制图,标准变换：经过变换后随机变量的平均值变成，方差变成，即,变换后的随机变量（随机变量）,97,98,