統(tǒng)計(jì)過程控制原理b-robert

1、統(tǒng)計(jì)過程控制原理,準(zhǔn)備：黃小華部門：PRC HR日期：2012.5,前 言,SPC: Statistics, Process, Control統(tǒng)計(jì)：基于概率的決策規(guī)則過程：任何重復(fù)的工作或步驟控制：監(jiān)察過程的表現(xiàn)，提供反饋,內(nèi)容簡介,SPC的背景及其意義控制圖原理控制圖實(shí)例演示過程能力研究,,SPC的背景及其意義,質(zhì)量管理的發(fā)展,質(zhì)量管理發(fā)展的三個(gè)階段質(zhì)量檢驗(yàn)階段統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制階段全面質(zhì)量管理階段由事后檢驗(yàn)走向事先

2、預(yù)防,現(xiàn)代質(zhì)量管理的基石,貝爾實(shí)驗(yàn)室的課題組為了保證預(yù)防原則的實(shí)現(xiàn)，20世紀(jì)20年代美國貝爾電話實(shí)驗(yàn)室成立了兩個(gè)研究質(zhì)量的課題組，一為過程控制組，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人為休哈特(walter a.shewhart)；另一為產(chǎn)品控制組，學(xué)術(shù)領(lǐng)導(dǎo)人為道奇(Harold f.dodge)。其后，休哈特提出了過程控制理論以及控制過程的具體工具——控制圖（controlchart）,現(xiàn)今統(tǒng)稱之為SPC；道奇與羅米格(h.g.romig)則提出了抽樣檢驗(yàn)理

3、論和抽樣檢驗(yàn)表。這兩個(gè)研究組的研究成果影響深遠(yuǎn)。,,控制圖原理,產(chǎn)品制作流程中的變異與波動(dòng),產(chǎn)品制作流程中的變異與波動(dòng),產(chǎn)品制作流程中的變異與波動(dòng),控制圖的理論基礎(chǔ)：正態(tài)分布的啟示,不論平均值與標(biāo)準(zhǔn)差取值為何，產(chǎn)品質(zhì)量特性值落在[μ－3σ，μ＋3σ]范圍內(nèi)的概率為99.73％，這是數(shù)學(xué)計(jì)算的精確值。產(chǎn)品質(zhì)量特性值落在[μ－3σ，μ＋3σ]范圍外的概率為1－99.73%=0.27%，而落在大于μ＋3σ一側(cè)的概率為0.27％/2＝0.13

4、5%。,控制圖的形成,,用控制圖對(duì)過程實(shí)施控制,休哈特認(rèn)為：1）只要過程中的任何變化都能夠在控制圖中反映出來，控制圖就能夠?qū)^程實(shí)施有效的控制。2）對(duì)100%的質(zhì)量數(shù)據(jù)實(shí)施質(zhì)量控制是不可能實(shí)現(xiàn)的。在m+/-3s范圍內(nèi)包含全部質(zhì)量數(shù)據(jù)的99.73%，是絕大部分，如果能夠?qū)⑦@99.73%控制住，過程就基本實(shí)現(xiàn)了受控。故將過程處于受控狀態(tài)時(shí)質(zhì)量數(shù)據(jù)所形成的典型分布轉(zhuǎn)換為控制圖。如果過程受到異常因素的作用，典型分布就會(huì)遭到破壞。典型分布的

5、破壞可以表現(xiàn)為分布中心m或標(biāo)準(zhǔn)差s的顯著變化。,控制圖的三種解釋,超出控制界限是小概率事件控制界限區(qū)分偶波與異波通過控制圖判斷過程穩(wěn)態(tài),第一種解釋：小概率事件原理,點(diǎn)出界，就判異若過程正常，即分布不變，則點(diǎn)子超過UCL的概率只有1.35‰，屬小概率事件；若過程異常，譬如異常原因?yàn)檐嚨赌p，即隨著車刀的磨損，加工的螺絲將逐漸變粗，?逐漸增大，于是分布曲線上移，點(diǎn)子超過UCL的概率將大為增加，可能為1.35‰的幾十、幾百倍。,第一種

6、解釋：小概率事件原理,結(jié)論：點(diǎn)出界就判異，并作為一條判異準(zhǔn)則來使用。發(fā)生的可能性為0.135%用數(shù)學(xué)語言來說，這是小概率事件原理：小概率事件實(shí)際上不發(fā)生，若發(fā)生即判斷異常?？刂茍D就是統(tǒng)計(jì)假設(shè)檢驗(yàn)的圖上作業(yè)法。,第二種解釋：區(qū)分偶波與異波,影響質(zhì)量的因素根據(jù)來源的不同，可分為人、機(jī)、料、法、環(huán)、測(cè)6個(gè)方面，簡稱為5M1E。從對(duì)質(zhì)量影響的大小來分，偶因與異因兩類。偶因是過程所固有的，故始終存在，對(duì)質(zhì)量的影響微小，但難以除去，如機(jī)

7、床開動(dòng)時(shí)的輕微振動(dòng)等。異因則非過程所固有，故有時(shí)存在，有時(shí)不存在，對(duì)質(zhì)量影響大，但不難除去，例如車刀磨損等。,第二種解釋：區(qū)分偶波與異波,第二種解釋：區(qū)分偶波與異波,結(jié)論：控制圖上控制界限就是區(qū)分偶波與異波的科學(xué)界限。常規(guī)控制圖（即休圖）的實(shí)質(zhì)就是區(qū)分偶然因素與異常因素這兩類因素。將質(zhì)量因素區(qū)分為偶因與異因、質(zhì)量波動(dòng)區(qū)分為偶波與異波，并分別采取不同的處理策略，這是休哈特最突出的貢獻(xiàn)。,第三種解釋：控制圖判斷過程穩(wěn)態(tài),穩(wěn)態(tài)，也稱統(tǒng)

8、計(jì)控制狀態(tài)，即過程中只有偶因沒有異因的狀態(tài)。穩(wěn)態(tài)是生產(chǎn)追求的目標(biāo)。結(jié)論：統(tǒng)計(jì)過程控制SPC理論是運(yùn)用統(tǒng)計(jì)方法對(duì)過程進(jìn)行控制，既然其目的是“控制”，就要以某個(gè)標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)來管理未來，常常選擇穩(wěn)態(tài)作為標(biāo)準(zhǔn)。穩(wěn)態(tài)是統(tǒng)計(jì)過程控制SPC理論中的重要概念。,兩類錯(cuò)誤警報(bào),虛發(fā)警報(bào)（ α ）：生產(chǎn)正常而點(diǎn)子偶然超出界外，根據(jù)點(diǎn)出界就判異，于是就犯了第一種錯(cuò)誤。這類錯(cuò)誤將造成尋找根本不存在的異因的損失。漏發(fā)警報(bào)（ β ）：過程已經(jīng)異常，但仍會(huì)有

9、部分產(chǎn)品，其質(zhì)量特性值的數(shù)值大小偶然位于控制界限內(nèi)。第二種錯(cuò)誤將造成廢資增加的損失。根據(jù)使兩種錯(cuò)誤造成的總損失最小這一點(diǎn)來確定UCL與LCL之間的最優(yōu)間隔距離。經(jīng)驗(yàn)證明休哈特所提出的3σ方式較好，在不少情況下，3σ方式都接近最優(yōu)間隔距離。,休哈特控制圖的四項(xiàng)基礎(chǔ),休哈特控制圖永遠(yuǎn)只用中心線兩側(cè)三倍Sigma作為控制界限；計(jì)算三倍Sigma的控制界限時(shí)只能使用各不同時(shí)段分布統(tǒng)計(jì)的平均值；合理的抽樣方法和數(shù)據(jù)組群方式是休哈特控制圖的

10、概念基礎(chǔ)；唯有能有效的利用自控制圖上所得的知識(shí)，此控制圖方得以發(fā)揮效用。,控制圖常見的謬誤,未以中心線上下 3 Sigma 為控制界限遇工序異常時(shí)急著調(diào)整工序參數(shù)，未能找出并排除造成工序不穩(wěn)定的可查明原因未順時(shí)間軸分?jǐn)?shù)據(jù)群個(gè)別統(tǒng)計(jì)等待收集大量數(shù)據(jù)作周期性的統(tǒng)計(jì)在證實(shí)工序穩(wěn)定之前計(jì)算過程能力指數(shù) (Cpk),控制圖的種類,根據(jù)應(yīng)用來分：分析用控制圖與控制用控制圖分析用控制圖：應(yīng)用控制圖時(shí)，首先將非穩(wěn)態(tài)的過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)，用分析

11、控制圖判斷是否達(dá)到穩(wěn)態(tài)。確定過程參數(shù)特點(diǎn)：分析過程是否為統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)(統(tǒng)計(jì)穩(wěn)態(tài))；過程能力指數(shù)是否滿足要求(技術(shù)穩(wěn)態(tài))控制用控制圖：等過程調(diào)整到穩(wěn)態(tài)后，延長控制圖的控制線，作為控制用控制圖。應(yīng)用控制用控制圖的目的是使過程保持在確定的狀態(tài)。在應(yīng)用控制用控制圖的過程中,若過程又發(fā)生異常,則需再次使過程恢復(fù)原來的狀態(tài),,控制圖實(shí)例演示,使用控制圖的一般步驟,1. 選擇要監(jiān)控的流程變量2. 確定數(shù)據(jù)收集點(diǎn)3. 測(cè)量系統(tǒng)分析4. 建立

12、數(shù)據(jù)收集計(jì)劃1）合理子組計(jì)劃 (Rational subgroup)2）樣本量3）抽取頻率5. 選擇控制圖6. 收集數(shù)據(jù)7. 建立初始控制限8. 分析圖形1）識(shí)別失控狀態(tài)2）排除特殊原因3）重新計(jì)算控制限9. 過程能力研究10.把控制限應(yīng)用于于持續(xù)控制,從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),查出異因采取措施保證消除有效措施納入標(biāo)準(zhǔn),示例練習(xí)：從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),在Minitab中打開HoleDiameter.mtw文件

13、，里面有29組數(shù)據(jù)，每組里面有5個(gè)樣本。進(jìn)行如下操作,示例練習(xí)：從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),示例練習(xí)：從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),先看R圖，再看Xbar；第24組數(shù)據(jù)有問題,示例練習(xí)：從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),分析第24組數(shù)據(jù)后，排除異常(本題簡單的刪除掉)，重做,示例練習(xí)：從非穩(wěn)態(tài)到穩(wěn)態(tài),處理了第24組數(shù)據(jù)后，重做Xbar-R控制圖；發(fā)現(xiàn)達(dá)到穩(wěn)態(tài),,過程能力研究,什么是過程能力指數(shù),短期過程能力指數(shù),短期過程能力指數(shù),Cp沒有考慮流程中心的偏移Cpk考慮了流程中心的偏

14、移,短期流程能力指數(shù)的例子,過程能力水平,練習(xí):計(jì)算過程能力指數(shù),前面例題中，客戶對(duì)其內(nèi)孔孔徑的要求是11.40±0.05mm；取28組數(shù)據(jù)，每組內(nèi)5個(gè)樣本。計(jì)算其短期過程能力指數(shù)。,長期過程能力指數(shù),S： 所有數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)差,過程長期的波動(dòng),過程績效指標(biāo)Pp和Ppk,Pp沒有考慮流程中心的偏移Ppk考慮了流程中心的偏移,短期過程能力和長期過程能力指數(shù),如果過程沒有特殊原因的影響,這四個(gè)指標(biāo)將會(huì)很接近,計(jì)數(shù)型過程能力指數(shù),DP