X-R 控制圖培訓,2011-03,統計過程控制的來源和作用,統計過程控制(SPC)，主要應用于對過程變量的控制，它的基本控制原理為3原則,即平均值 3作為過程控制的上下限,它是由Waltear博士在1924年提出。 其作用為: 1、從數據到圖形應用統計技術可以反饋生產或服務過程性質變化的信息。 2、幫助我們分析過程變化的原因。 3對于超出控制界限的點采取整改行動。 4根據樣本數據可以對過程性質作出評價。 5、評定生產/過程性質變化與原來過程狀態進行比較。,2016-02,SPC應用的好處,節約成本 使標準趨于準確 使過程更加穩定 使控制規格更加真實 減少檢驗頻度 減少問題出現的頻度 改善和提高客戶的滿意度 可靠地測出實際過程能力 改善測量結果的準確度 改善產品品質 減少出貨周期時間,統計過程控制的好處,一、X-R控制圖定義的目的：,定義：用于長度、重量、時間、強度、成份等以計量值來管理工程的控制圖，利用統計手法，設定控制均值X和極差R的界限，同時利用統計手法判定導致工程質量變異是隨機原因，還是異常原因的圖表。 目的：對公司現場制程的初始能力進行監控，對有規格變異的產品質量特性或過程質量特性值進行動態控制，對配套的各種“零部件”的尺寸進行控制，以判定工程是否處于穩定狀態，并依據制定相應的措施糾正異常。,X-R控制圖示,X控制圖,UCL,LCL,UCL,X,R,二、X-R控制圖操作程序,1、 X-R控制圖編號、規格、參數填寫（填寫規范如下） （1）控制圖編號 （2）部門：技術質量責任部門或單位 （3）工序：X-R控制圖控制的工序 （4）操作者：工序操作者 （4）質量特性：說明控制何種計量特性，如零件孔徑、長度、焊接強度（焊合直徑、溶合深度）等。 （5）工程規范：產品質量特性值或過程特性值設計或規范公差 如長度尺寸 20+0.2-0.1,2011-03,（6）樣本容量/頻率：抽樣測量數據的數量/抽樣頻次，如：5件/每半小時，13次/每日，12次/次日等。 （7）產品型號：受控產品的型號 如XJ-630擠壓機 （9）零件名稱：受控產品零件的名稱 （10）測量工具：抽樣測量質量或過程特性數據的測量工具，如數顯卡尺、卷尺、塞尺等 （11）機器編號：受控工序操作的機器編號,二、X-R控制圖操作程序,2011-03,2、收集數據,合理的子組大小、頻率和數據 在控制時段內，按抽樣容量/頻率要求，收集產品工序質量或過程特性數據125個或者100個，然后根據抽樣時間段連續性，將數據分成25個子組，每個子組由45數據組成，每個子組數據是在非常相似的生產條件下生產出來的，并且相互之間不存在著系統的關系，因此，每組之間的變差為普通原因造成的，對于所有的子組的樣品應保持恒定。 頻率：在過程的初期研究中通常是連續進行分組或很短時間間隔進行分組，檢查時間間隔內是否有不穩定的因素存在。當證明過程處于穩定時，子組間的時間間隔可以增加。,2011-03,3、建立控制圖及記錄原始數據,1）XR通常把數據欄位于X圖和R圖的上方，X圖畫在R圖的上方，X和R的值為縱坐標，按時間先后的子組為橫坐標，數據值（極差和均值點）縱向對齊，數據欄應記錄讀數的均值(X)、極差(R)以及日期時間或其它識別子組代碼的空間,2011-03,4 計算每個子組的均值（X）和極差（R）,X1X2Xn X = n R=X最大值X最小值 式中：X1、X2Xn為子組內的每個測量值，n為子組樣本容量。,2011-03,5 選擇控制圖的刻度,X圖：縱坐標上的刻度值的最大與最小之差應至少為子組均值X的最大與最小值差的2倍。 R圖：刻度值應從最低值0開始到最大值之間的差值為初期階段所遇到最大極差R的2倍。,2011-03,6 將均值和極差畫到控制圖上。,1） 計算控制限 計算平均極差（R）及過程平均值（X）。 R= R1R2Rk K X= X1X2 Xk K 式中：K為子組數量，R1和X1即為第1個子組的極差和均值，R2和X2為第2個子組的極差和均值，其余類推。,2011-03,（2） 計算控制限,2） 計算控制限 UCLX X均值上限 LCL X X 均值下限 UCLR R極差上限 LCLR R極差下限,2011-03,（3) 在控制圖上作出平均值和極差控制限的控制線,將平均極差(R)和均值X畫成水平線，各控制限UCLR、LCLR、UCLX、LXLX畫成水平虛線,把線標上記號。 (4)控制圖描點鏈 將各子組計算出X、R值各作X圖和R 圖的縱坐標值，以子組序號為橫坐標值，描出X圖和R 圖中的相應的點，注意，在控制界內的點打記，在控制圖界外的作記，并連成點鏈。,2011-03,X-R控制圖示,X控制圖,UCL,LCL,UCL,X,R,R控制圖,7 X-R控制圖分析,（1） 分析均值極差圖上的數據點 A） 點在控制界線外；一個或多個點超出控制限是該點處于失控狀態的主要證明依據。因為只存在普通原因引起變差的情況下超出控制限的點會很少，我們便假設超出的是由于特殊原因（如工裝和設備異常突發變化等）造成的，給任何超出控制限的點作上標識，以便根據特殊原因實際開始的時間進行調查，采取糾正措施。（但連續35點允許一點、連續100點有二點逸出控制界外，可暫不采取糾正措施）,2011-03,B）控制限之內的圖形或趨勢，當出現非隨機有規律的圖形或趨勢時，盡管所有極差都在控制限內，也表明出現這種圖形或趨勢的時期內，過程質量異常或過程分布寬度發生變化。,點鏈有下列現象之一表明過程已改變或出現這種趨勢： a. 連續7點位于平均值的一側； b. 連續7點上升(后點等于或大于前點)或下降； C、中心點一側出現眾多點（11點有10點，14點有12點，17點有14點，20點有16點）,2011-03,l 高于平均極差的點鏈或上升鏈說明存在下列情況之一或全部； a. 輸出值分布寬度增加，其原因可能是無規律的（例如設備、工裝不正常），或是由于過程中的某個要素變化(例如使用新的或異常的原材料、作業方法發生變化) b. 測量系統的改變（新的測試員或量具的變化）。,UCLR,R,l 低于平均極差的鏈，或下降鏈表明下列存在的情況如下之一或全部； a . 輸出值分布寬度減小，這常常是好的狀態，應研究以便推廣應用和改進過程。 b. 測量系統改變，這樣會遮掩過程真實性能的變化。,UCLR,R,C） 明顯的非隨機有規律變化圖形：除了會出現超過控制界的點或長鏈之外，數據中還可能出現其他的易分辨的由于特殊原因造面的圖形，屬工序質量異常。,UCL,LCL,X,下面介紹一種驗證數據點的總體分布是否異常的準則：各點與R的距離：一般地，大約2/3的描點應落在控制限的中間三分之一的區域內，大約1/3的點落在其外的三分之二的區域。如數據點雖在控制界限內，如連續3點中有2點落在其外的三分之二的區域，應屬工序質量異常（見3圖的說明）,3點中有2點落在其外的三分之二的區域，屬異常,8、控制圖報警程序和管理,當控制圖出現警告信號時，由責任人員填寫X-R控制圖異常報警表，交技術質量工程師作出分析并制定糾正措施，技術質量部QA負責跟蹤和考核。必要時，對超出控制限的點確定為特殊原因引起的，必須對該點加以刪除，重新修訂控制圖，重新計算控制限。當控制限變得越來越好時，應對此時的工藝參數形成文件加以介定，以優化管理。,1、控制圖操作備注說明：,1、X-R圖的控制限為上一次控制圖工序能力分析后，工序穩定（即CPK1.33時）時控制限，因此開始作一份SPC控制圖的第一個點時，控制限已經生成，并不是25組數據取完后計算的控制限。 2、作一份X-R圖時必須計算該圖的控制限和CPK，當CPK1.33且計算的控制限范圍相對事先設定的控制限范圍縮窄時，下一份圖的控制限以該圖計算出的控制限為事先設定的控制限。,四、工序能力計算和分析,1、工序能力客觀地描述工序過程中存在著分散的狀況，統計學有CP來評介工程能力的大小（分散程度），其計算公式為CP=（UCL-LCL）/6，工程能力CP的評價基準為：,當工程規范（公差）為兩側規格時，工序能力為Cpk，其計算為： Cpk=（1-K)(UCL-LCL）/6 =（T-2）/6 其中(Epsilon) = (USL+LSL)/2-X,當工程規范（公差）為單向公差界限時，Cpk的計算為： CpK=USL-X/3（規定公差上限時） CpK =X-LST/3（規定公差下限時） 以上的計算也可用近似代替，以下為估計過程的標準偏差（用表示）公式 = R/d2 式中：R為子組極差的均值(在極差受控時期) d2隨樣品大小變化的常數，見下表:,四、有關“控制”的最后概念用于進一步的考慮. 在一個生產過程中永遠無法達到完美的控制狀態，過程控制圖的目的不是完美的，而是合理、經濟的控制狀態，如果某工序控制圖上從來不出現失控點，Cpk一直為1.33以上，則需查詢該工序是否應畫控制圖，可考慮用其它通用的工藝控制方式保證產品質量。,五、有關3控制圖的說明： 以樣本平均值X為中心，以 X3為范圍，作成控制圖時，如質量特性值呈現正態分布時（左、右對稱），則測量的數據，就有99.97%機率落在X3范圍內，我們可以判定為隨機原因的變異，為安定值。當數據落在界線外側時，就判定為異常原因造成時，需要調查。 調查方式按下面方法進行：,按上述原則判定，可能會出現兩個誤判； （1）即冒失者之誤：落入控制圖的機率為99.97%，也就是說1000個數據，有3個數據可能逸出控制界外，這是隨機原因，不是異常原因造成的變異，屬正常，但誤判為異常，此現象為冒失者之誤。用表示。如=0.3%。 （2）迷糊者之誤：測量值全部落在控制圖中，且無傾向性，通常也會認為屬隨機原因變異，而判定為正常。但是，實際測量數據的分布中心已經偏離了設計規范中心，此時，肯定存在變異，只是抽樣時未碰到而已。這種誤判，屬迷糊者之誤，用表示,一般來說, 發生的機率大于機率。初次使用SPC手法控制產品質量的QC人員經常會發生和兩種情況的誤判。,1、收集原始數據（取樣本5件，連續測量25組，得到125個數據） 2、進行控制圖的初始能力分析：定出控制上下限，并計算出初始的工序能