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1、用户SPC理论培训教材1 SPC应用基础22 SPC概述33 .1什么是SPC34 .2SPC的发展简史35 .3SPC的特点36 .4SPC与IS09000标准体系的联系33控制图及其应用43.1 什么是控制图43.2 质量数据与控制图53.2.1 计量型数据53.2.2 计数型数据53.2.3 质量数据的特性53.3 控制图原理53.4 控制图贯彻预防原则63.5 两类错误63.6 30方-式73.7 控制图的判定准则73.7.1 判定稳态准则73.7.2 判定异常准则83.7.3 点子排列不随机模式83.8 休哈特控制图103.8.1 控制图的种类103.8.2 休哈特控制图的用途103
2、.8.3 通用控制图Il3.8.4 工序能力指数及样本分布图II3.8.5 控制图的选用124运用SPC的意义134.1为什么要用SPC134.2应用SPC的意义135控制图和报表135.1 作图基础135.2 作图135.2.1 均值极差图135.2.2 均值极差图135.2.3 中位数极差图145.2.4 单值移动极差图145.2.5 指数权重移动均值图145.2.6 运行图145.2.7 预控图145.2.8 不合格品率图（P图）145.2.9 不合格品数图（Pn图）155.2.10 不合格数图（C图）155.2.11 单位不合格数图（U图）155.2.12 直方图155.2.13 个体
3、直方图155.2.14 原因排列图155.2.15 措施排列图155.2.16 备注排列图165.2.17 DPTO图165.2.18 DPMO图165.3 图形属性165.4 判异175.4.1 判异规则175.4.2 失控点与关联点185.4.3 控制线185.5 点的拾取186控制线的计算公式196.1 计量类的控制线196.1.1 均值标准差图206.1.2均值极差图206.1.3 位数极差图216.1.4 单值移动极差图216.1.5EWMA图226.2合格数据类的控制线226.2.1P图226.2.2 Pn图236.2.3 Q图236.2.4 Qn图236.3缺陷数据类的控制线24
4、63.1C图246.3.2U图单位缺陷数图247分析工具257.1 过程能力分析257.2 过程能力变动分析257.3 产品直通率分析257.4 多参数对比分析257.5 正态概率纸251 SPC应用基础Fab-SPC系统建立在公司标准的网络平台上，服务器操作系统采用IVindOwS/NTServer数据库采用OraCIe支持公司标准的客户计算机平台。以客户/服务器结构（C/S结构）为基础模型，包括数据库服务器、数据采集/监控站点、SPC监控分析站点、SPC监控查询站点、SPC异常报警装置（选配）、基于B/S结构的远程质量查询站点（选配）、SPC控制图异常回馈装置等几大组成部分。2 SPC概述
5、2.1 什么是SPCSPC是StatiStiCalProcess.Control的简称，即统计过程控制。SPC运用统计技术对生产过程中的各工序参数进行监控，从而达到改进、保证产品质量的目的。2.2 SPC的发展简史SPC是美国贝尔实验室休哈特博士在20世纪二、三十年代所创立的理论，它能科学地区分出生产过程中产品质量的偶然波动与异常波动，从而对生产过程的异常及时告警，以便采取措施，消除异常，恢复过程的稳定。SPCD是StatiStiCalProcessControlandDiagnoSiS的简称，即统计过程控制与诊断，它是SPC发展的第二阶段。SPC虽能对过程的异常进行告警，但它并不能分辨出是什
6、么异常，发生于何处，即不能进行诊断，1982年我国首创两种质量诊断理论，突破了休哈特质量控制理论，开辟了统计质量诊断的新方向。此后，我国质量专家又提出了多元逐步诊断理论和两种质量多元诊断理论，解决了多工序、多指标系统的质量控制与诊断问题。SPCDA是StatiStiCalProcessControl,DiagnosisandAdjUStment的简称，即统计过程控制、诊断与调整,它能控制产品质量、发现异常并诊断导致异常的原因、自动进行调整，是SPC发展的第三个阶段，目前尚无实用性成果。2.3 SPC的特点SPC是全系统的，全过程的，要求全员参加，人人有责。SPC强调用科学方法（统计技术，尤其是
7、控制图理论）来保证全过程的预防。SPC不仅用于生产过程，而且用于服务过程和管理过程。2.4 SPC与IS09000标准体系的联系1809001:2000提出了关于质量管理的八项原则，对于质量管理实践具有深刻的指导意义。其中，“过程方法”、“基于事实的决策”原则都和SPC等管理工具的使用，有着密切的联系。以什么样的方法来对过程进行控制？以什么样的手段来保证管理决策的及时性、可靠性？是管理者首先应该考虑的问题。SPC技术运用是对按1S09001标准建立的质量管理体系的支持，制订1S09000族标准的TeI76,也为组织实施SPC制订了相应的标准（编号1S0/TR10017）,该标准以技术报告的形式
8、发布，也为IS09000标准族中的支持性标准。3控制图及其应用3.1什么是控制图控制图由正态分布演变而来。正态分布可用两个参数即均值和标准差。来决定。正态分布有一个结论对质量管理很有用，即无论均值口和标准差。取何值，产品质量特性值落在H3。之间的概率为99.73%,落在口3。之外的概率为100%-99.73%=0.27%,而超过一侧，即大于U+3。或小于-3。的概率为0.27%2=0.135%1,见图2.1,休哈特就根据这一事实提出了控制图。图2.1正态分布曲线控制图的演变过程见图2.2。先把正态分布曲线图按顺时针方向转90成图图2.2控制图的演变图2.3X控制图2.2(a),由于上下的数值大
9、小不合常规，再把图2.2(a)上下翻转180成图2.2(b),这样就得到一个单值控制图，称U+3。为上控制限，记为UCL,称U为中心线，记为CL,称U-3。为下控制限，记为LCL,这三者统称为控制线。规定中心线用实线绘制，上下控制限用虚线绘制,见图2.3o综合上述，控制图是对过程质量数据测定、记录从而进行质量管理的一种用科学方法设计的图。图上有中心线(CL)、上控制限(UCL)和下控制限(LCL),并有按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列，见图2.4。得率统计量数值3.2 质量数据与控制图3.2.1 计量型数据所确定的控制对象即质量指标应能够定量。所控制的过程必须具有重复性,即表现出统计规
10、律性。所确定的控制对象的数据应为连续值。计量型控制图：能反映计量型数据特征，用来绘制、分析计量型数据的控制图。322计数型数据控制对象只能定性不能而不能定量。只有两个取值。与不良项目有关。计数型控制图：能反映计数型数据特征，用来绘制、分析计数型数据的控制图。323质量数据的特性质量数据的分布遵循三种特性:计量型数据服从正态分布；计件型数据服从二项分布:计点型数据服从泊松分布。3.3 控制图原理根据来源的不同，质量因素可分成设备（InaChinC）、材料（material）操作（man）、工艺（method）、环境（environment）,即4M1E五个方面；从对质量的影响大小来看，质量因素可
11、分成偶然因素（简称偶因）与异常因素（简称异因）两类。偶因是始终存在的，对质量的影响微小，但难以除去，如机械振动；异因对质量影响大，但不难除去，如刀具磨损等。偶因引起质量的偶然波动（简称偶波），异因引起质量的异常波动（简称异波）。偶波是不可避免的，但对质量的影响微小，异波则不然，它对质量的影响大，且采取措施不难消除,故在生产过程中异波及造成异波的异因是需要监控的对象，一旦发生，应该尽快找出，采取措施加以消除，并纳入标准化，保证它不再出现。经验与理论分析表明，当生产过程中只存在偶波时，产品质量将形成典型分布，如果除了偶波还有异波，产品质量的分布必将偏离原来的典型分布。因此，根据典型分布是否偏离就能
12、判断异波即异因是否发生，而典型分布的偏离可由控制图检出，控制图上的控制界限就是区分偶波与异波的科学界限。休哈特控制图的实质是区分偶然因素与异常因素。3.4 控制图贯彻预防原则1 .应用控制图对生产过程不断监控，当异常因素刚一露出苗头，在未造成不合格品之前就能及时被发现。例如，在图2.5中点子有逐渐上升的趋势，可以在这种趋势造成不合格品之前就采取措施加以消除，起到预防的作用。图2.5点子形成倾向图2.6达到稳态的循环2 .在现场，更多的情况是控制图显示异常，表明异因已经发生，这时要贯彻“查出异因，采取措施，保证消除，不再出现，纳入标准”原则，每贯彻一次这个原则（即经过一次这样的循环）就消除一个异
13、因，使它永不再出现，从而起到预防的作用。由于异因只有有限个，故经过有限次循环后，最终达到在过程中只存在偶因而不存在异因，图2.6。这种状态称为统计控制状态或稳定状态，简称稳态。3 .稳态是生产过程追求的目标，在稳态下生产，对质量有完全的把握，质量特性值有99.73%落在上下控制界限内；在稳态下生产，不合格品最少，因而生产也是最经济的。一道工序处于稳态称为稳定工序，每道工序都处于稳态称为稳态生产线,SPC就是通过稳态生产线达到全过程预防的。虽然质量变异不能完全消灭，但控制图是使质量变异成为最小的有效手段。3.5 两类错误控制图利用抽查对生产过程进行监控,因而是十分经济的，但既是抽查就不可能没有风
14、险，在控制图的应用过程会出现以下两类错误：1 .虚发警报错误,也称第I类错误。在生产正常的情况下,纯粹出于偶然而点子出界的概率虽然很小,但不是绝对不可能发生。故当生产正常而根据点子出界判断生产异常就犯了虚发警报错误,发生这种错误的概率通常记以。，见图2.7。一UCL一UL-LCL2.7两类错误概率图2.漏发警报错误,也称第11类错误。在生产异常的情况下,产品质量的分布偏离了典型分布,但总有一部分产品的质量特性值在上下控制界之内。如果抽到这样的产品进行检测并在控制图中描点,这时根据点子未出界判断生产正常就犯了漏发警报错误，发生这种错误的概率通常记以B,见图2.7。控制图是通过抽查来监控产品质量的
15、,故两类错误是不可避免的。在控制图上,中心线一般是对称轴,所能变动的只是上下控制限的间距。若将间距增大，则减小B增大,反之，增大B减小。因此，只能根据这两类错误造成的总损失最小来确定上下控制界限。3.6 3O方式长期实践证明，3。方式即UCL=+3oCL=1.CL=-3oJ是两类错误造成的总损失最小的控制界限，U为总体均值，。为总体标准差,此时犯第I类错误的概率或显著性水平a=0.0027o注意：在现场,把规格作为控制图的控制界限是不对的。规格是用来区分产品合格与不合格,而控制图的控制界限是用来区分偶然波动与异常波动，即区分偶然因素与异常因素的。利用规格界限显示产品质量合格或不合格的图是显示图，现场可以应用显示图，但不能作为控制图来使用。3.7 控制图的判定准则在生产过程中，通过分析休哈特控制图来判定生产过程是否处于稳定状态。休哈特控制图的设计思想是先确定
