1、第五章 統計過程控制的原理和方法本章內容要點控制圖的分類和統計原理控制圖的作圖程序和方法控制圖的分析工序才干、程序才干指數的意義和計算不合格品率的計算方法過程才干指數的分析過程性能指數的概述.第一節 控制圖的根本原理一、控制圖概述SPCStatistical Process Control即統計過程控制是運用統計技術對消費過程的各階段進展監控，并對過程出現的異常進展預警，從而到達改良與保證質量的目的。其中控制圖實際是SPC保證全過程預防的最常用統計技術。.控制圖 ( control chart ) 的方式控制圖：具有中心線 (central line, CL)、上控制限 (upper cont

2、rol limit, UCL) 和/或 下控制限 (lower control limit, LCL)，某個統計目的的一系列樣本或子組的取值按照時間或樣本號的順序標在其上的圖。UCLLCLCL時間或樣本號樣本統計量數值.二、控制圖的統計原理 假設質量特性值服從正態分布，即 。當消費過程中僅有偶爾性緣由存在時，那么從過程中測得的產質量量特性值 X有99.27%在+ 3的范圍內，也可以了解為假設抽取少數產品測得的質量特性值應均落在+ 3范圍內，假設有特性值落在+ 3的界限外，可以以為過程出現系統性緣由時，X的分布發生了偏離。這就是休哈特控制圖的3原理。一3原理.二兩類錯誤 第一類錯誤是將正常的過程

3、判為異常，既消費仍處于統計控制形狀，但由于偶爾性緣由的影響，使得點子超出控制限，虛發警報而將消費誤判為出現了異常。處于控制形狀的樣品有0.27%的能夠落在3控制界限外，即犯錯誤的能夠性在 1000 中約有 3 次。犯這類錯誤的概率稱為第類風險，記作。 第二類錯誤是將異常判為正常，消費曾經處于非統計控制形狀，但點子沒有超出控制限，而將消費誤判為正常，這是漏發警報。把犯這類錯誤概率稱為第類風險，記作。.影響兩類錯誤的要素：1控制界限的大小假設擴展控制界限可以減小第類風險，例如將范圍從3擴展到5，那么有P |X-| 5 =99.9999%P |X-|5 =0.0001%此時=0.0001%，即一百萬

4、次約有一次犯第一類錯誤。但是，由于將控制限從3擴展到5，因此使第類風險增大，即增大。假設減少控制限，那么可以減少犯第二類錯誤的概率，但會添加犯第一類錯誤的概率。普通來說，當樣本大小為定數時，越小那么越大，反之亦然。因此，控制圖控制限的合理確定，應以兩類錯誤所呵斥的總損失最小為原那么。實際證明，能使兩類錯誤總損失最小的控制限幅度大致為3。因此選取3作為上下控制限是經濟合理的。2樣本量n的大小當3控制區域一定時，樣本量n增大，減小，控制圖的檢出力增大。.三、控制圖的運用程序和作圖方法一合理選擇運用控制圖的場所二選擇控制對象三選擇控制圖四合理子組五繪制分析用控制圖六確定控制規范七控制圖的管理.例5-

5、1：某制藥廠片劑車間消費某種藥品，以對顆粒水分的控制為例，繪制 控制圖。.步驟一：取預備數據，本例中按數據丈量的批次進展分組，共分 K=25 個子組，每個子組的數據組成一個樣本，子組大小 n=4 。步驟二：計算各子組樣本的平均值與極差 R ，子組樣本的平均值計算公式為：式中 第 i 個子組的樣本平均值 第 i 個子組中觀測值 n 子組的大小各子組樣本的極差 R 的計算公式為步驟三：計算一切樣本總平均值和平均極差，總平均值的計算公式為式中 一切觀測值的總平均值 K 子組的個數.步驟四：計算控制圖的參數本例中 n=4 ，查表 5-5 得 A2=0.729 ，D4=2.282 ，D3=0 ，根據控制

6、限表 5-2 計算控制圖參數。步驟六：畫控制圖.四、控制圖的觀測分析 控制圖的控制界限是根據正態分布原理計算的，根據3原理，點子應隨機陳列，且落在控制限內的概率僅為99.73%，因此控制圖中點子未出界，且點子的陳列也是隨機的，那么可以以為消費過程處于穩定形狀或控制形狀。假設控制圖點子出界或界內點陳列非隨機，就以為消費過程失控。 由此得出控制圖的兩類判異準那么 點出界就判異； 界內點陳列不隨機判異。.準那么1一點落在A區以外此準那么由休哈特在1931年提出的，該準那么可對參數的變化或參數的變化給出信號，變化越大，那么給出信號越快。對于控制圖而言，假設R圖堅持為穩態，那么可除去參數變化的能夠。準那

7、么1還可對過程中的單個失控作出反響，如計算錯誤、丈量誤差、原資料不合格、設備缺點等。假設過程正常，那么準那么1犯第一種錯誤的概率，或稱顯著性程度為0=00027。.準那么2延續9點落在中心線同一側此準那么通常是為了補充準那么1而設計的，以便改良控制圖的靈敏度。選擇9點是為了使其犯第一種錯誤的概率與準那么1的0=00027大體相仿，同時也使得本準那么采用的點數不致過多于美國格蘭特和列文沃斯(Grant and Levenworth)在1980年提出的7點鏈判異的準那么。.準那么3延續6點遞增或遞減此準那么是針對過程平均值的趨勢(trend)進展設計的，它斷定過程平均值的較小趨勢要比準那么2更為靈

8、敏。產生趨勢的緣由能夠是工具逐漸磨損、維修程度逐漸降低、操作人員技藝的逐漸提高等，從而使得參數隨著時間而變化。.準那么4延續14點中相鄰點上下交替出現本準那么的景象是由于輪番運用兩臺設備或由兩位操作人員輪番進展操作而引起的系統效應。在采用多頭秤加快包裝速度的場所也有類似的情況。實踐上，這就是一個數據分層不夠的問題。選擇14點是經過統計模擬實驗而得出的，以使其大體與準那么1的0=0.0027相當。.準那么5延續3點中有2點落在中心線同一側的B區以外過程平均值的變化通常可由本準那么斷定，它對于變異的添加也較靈敏。這里需求闡明：三點中的兩點可以是任何兩點，至于這第三點可以在任何處，甚至可以根本不存在

9、。.準那么6延續5點中有4點落在中心線同一側的C區以外與準那么5類似，這第5點可在任何處。本準那么對于過程平均值的偏移也是較靈敏的。出現本準那么的景象是由于參數發生了變化。.準那么7延續15點在C區中心線上下出現本準那么的景象是由于參數變小。對于本準那么不要被它的良好“外貌所迷惑，而應該留意到它的非隨機性。造本錢準那么景象的緣由能夠有：數據虛偽或數據分層不夠等。.準那么8延續8點在中心線兩側但無一在C區中造本錢準那么景象的主要緣由是數據分層不夠，本準那么即為此而設計的。.判異準那么的小結.第三節 過程才干分析一、過程才干一過程才干的概念 過程才干process capability是指處于穩定

10、形狀下的過程的實踐加工才干。所謂處于穩定消費形狀下的過程應具備以下幾個方面的條件： 原資料或上一過程半廢品按照規范要求供應； 本過程按作業規范實施，并應在影響過程質量各主要要素無異常的條件下進展； 過程完成后，產品檢測按規范要求進展。.二影響過程才干的要素在加工過程中影響過程才干的要素，主要有以下幾個方面： 設備方面 如設備精度的穩定性，性能的可靠性，定位安裝和傳動安裝的準確性，設備的冷卻光滑的維護情況，動力供應的穩定程度等。 工藝方面 如工藝流程的安排，過程之間的銜接，工藝方法、工藝配備、工藝參數、丈量方法的選擇，過程加工的指點文件，工藝卡、操作規范、作業指點書、過程質量分析表等。 資料方面

11、 如資料的成份，物理性能，化學性能處置方法，配套元器件的質量等。 操作者方面 如操作人員的技術程度、熟練程度、質量認識、責任心等。 環境方面 如消費現場的溫度、濕度、噪音干擾、振動、照明、室內凈化、現場污染程度等。.二、過程才干指數一過程才干指數的概念過程才干指數表示過程才干滿足產品技術規范的程度。技術規范是指加工過程中產品必需到達的質量要求，通常用規范、公差容差、允許范圍等來衡量，普通用符號T表示。質量規范T與過程才干B之比值，稱為過程才干指數，記為CP.二過程才干指數的計算1. 計量值的過程才干指數的計算(1) 雙側公差而且分布中心和規范中心重合的情況.2. 雙側公差分布中心和規范中心不重

12、合的情況下CPK值的計算 當質量特性分布中心和規范中心M不重合時，雖然分布規范差未變，但卻出現了過程才干缺乏的景象。令=|M|，這里為分布中心對規范中心M的絕對偏移量。把對T/2的比值稱為相對偏移量或偏移系數，記作K。.三、過程不合格品率的計算(一) 當分布中心和規范中心重合時的情況 由以上公式可以看出，只需知道CP值就可求出該過程的不合格品率。.二查表法.四、過程才干的分析一過程才干的斷定.二提高過程才干指數的途徑1調整過程加工的分布中心減少偏移量2提高過程才干減少分散程度3. 修訂規范范圍.第三節 過程性能指數一、過程性能指數的概念 過程性能指數Process Performance In

13、dex Pp、PpK又稱長期過程才干指數，它反映長期過程才干滿足技術要求的程度，是由美國三大汽車公司福特、通用、克萊斯勒在QS9000規范中對于統計方法的運用提出的更高要求。它與過程才干指數Cp、Cpk計算公式類似，并且均是反映過程才干滿足技術要求的程度，但是兩者闡明問題的角度不同，普通將Cp、Cpk等過程才干指數稱為短期過程才干指數，而將Pp、PPk等過程性能指數稱為長期過程才干指數。.二、過程性能指數的計算方法 當給定公差范圍和總體規范差時，無偏移過程性能指數的計算公式為： 從消費現場搜集數據計算規范差S，利用樣本規范差估計總體規范差，此時無偏移過程性能指數的計算公式為： 其中.三、過程性

14、能指數與過程才干指數的區別對于同一個過程，過程性能指數運用的樣本規范差S往往大于在穩定形狀下總體規范差的估計值 ，因此過程性能指數普通大于過程才干指數。過程性能指數與過程才干指數的區別關鍵在于總體規范差的估計方法的不同，更重要的是由于估計方法不同，兩者闡明的問題有很大區別。過程性能指數反映的是當前的過程才干滿足技術要求的程度，并不思索過程的穩定與否；而過程才干指數是在對過程的穩定性確認后計算的目的，因此它反映了一種理想形狀下的質量情況。 .第四節 過程控制的實施一、過程控制概述 過程控制實施是指為實現產品的符合性質量而進展的有組織、有系統的過程管理活動。過程控制的實施實踐上是對過程的分析、控制

15、和改良。 過程分析的目的主要是分析過程質量影響要素的形狀，確定主導性要素，并分析主導性要素的影響方式、途徑和程度，據此明確過程主導要素的最正確程度或最優條件組合，實現過程規范化。 在過程分析的根底上制定并實施過程控制方案，按規范化過程進展實施，以最大程度的實現質量要素的最正確組合，并不斷實現過程的改良。.二、過程分析方法1. 技術分析方法技術分析方法主要根據工程技術手段和長期消費實際閱歷來進展。不懂得或對所分析的過程的專業技術一知半解是無法進展過程分析的。特別是對于一些數據搜集困難的過程，技術分析是主要的方法。2. 統計分析方法利用常用的統計方法進展過程分析。常用的統計分析方法除了第四章所述的

16、常用工具與技術外，ISO1900引薦的統計技術有：實驗設計/析因分析；方差/回歸分析；平安性評價/風險分析；顯著性檢驗、累計和技術以及統計抽樣檢驗等。.三、過程分析步驟一過程適宜性分析直接測定法過失分析法實踐產品測定法過程才干分析法二過程主導要素分析.確定過程分析對象組成過程分析小組制定過程分析方案調查過程現狀過程適宜性分析分析過程質量要素形狀確定主導要素制定對策實施對策，驗證效果緣由不明，效果不大制定過程控制規范文件過 程 分 析 步 驟四、過程控制方案制定和實施.過程質量控制的實際 .一、過程控制概述 過程控制實施是指為實現產品的符合性質量而進展的有組織、有系統的過程管理活動。過程控制的實

17、施實踐上是對過程的分析、控制和改良。 過程分析的目的主要是分析過程質量影響要素的形狀，確定主導性要素，并分析主導性要素的影響方式、途徑和程度，據此明確過程主導要素的最正確程度或最優條件組合，實現過程規范化。 在過程分析的根底上制定并實施過程控制方案，按規范化過程進展實施，以最大程度的實現質量要素的最正確組合，并不斷實現過程的改良。 根據過程控制的對象和范圍不同，可將其劃分為管理點、消費線和消費現場控制三個層次，既點、線和面的控制。 管理點的控制是對工序質量特性、關鍵部位以及主導要素進展的重點控制，主要包括設置管理點、對管理點控制圖表和文件的編制和管理。.一、過程控制概述 消費過程的全面控制，是

18、針對某產品(或流程)全部過程編制進展的控制，主要內容為編制質量控制過程表和各個過程的控制文件，在質量控制過程表中，明確過程的重要程度和應控制的質量特性值以及控制方法。詳細內容詳見實施案例。 . 過程分析的方法可分為技術分析方法和統計分析方法。 1、技術分析方法 技術分析方法主要根據工程技術手段和長期消費實際閱歷來進展不懂得或對所分析的過程的專業技術一知半解是無法進展過程分析的。特別是對于一些數據搜集困難的過程，技術分析是主要的方法。 2、統計分析方法 利用常用的統計方法進展過程分析。常用的統計分析方法除了教科書所述的常用工具與技術外，ISO1900引薦的統計技術有：實驗設計/析因分析；方差/回

19、歸分析；平安性評價/風險分析；顯著性檢驗、累計和技術以及統計抽樣檢驗等。 在過程分析實際中，上述兩種分析方法難以截然分開，而是相互補充，相互促進，融為一體。特別是近年來，微型計算機技術的普及，使過程分析技術和方法的運用出現了新的局面。圖523為常用統計方法在電視機裝配線質量控制中的運用框圖。二、分析方法. 一、過程適宜性分析 過程適宜性分析，即判別過程的運轉形狀能否符合產質量量要求，它是進展工序設計、設備選擇以及制定操作規范、技術規范基礎。過程分析步驟如圖524所示。 過程適宜性的主要分析方法如下。 1、直接測定法 直接測定過程質量要素的技術特性，察看其能否到達所規定的規范，從而對未來過程運轉

20、的能夠形狀做出判別。 2、過失分析法 “過失是指操作、技術文件閱讀、傳送等方面出現的失誤。它難以用儀表丈量方法進展分析，但可以利用對操作者以往任務過失的統計資料進展分析，從“過失的類型、頻數、緣由及后果等方面來判別過程“軟配合方面能否適宜。三、過程分析步驟.二、分析方法檢驗記錄印制板插件工位統計調查表陳列圖過失圖插件調機修繕裝部件控制圖陳列圖因果圖總 調修繕總檢驗出廠陳列圖控制圖因果圖管理圖直方圖直方圖圖523 常用統計方法在電視機裝配線質量控制中的運用框圖 . 3、實踐產品測定法 根據首件檢驗、樣品檢驗來判別過程的適宜性。 4、過程才干分析法 過程才干分析法參見過程才干分析部分。 三、過程分

21、析步驟. 二、過程主導要素分析 主導要素亦稱支配性要素，是指在眾多的過程質量要素中，對產質量量特性值有決議性影響的要素。根據帕累托原理，與無關緊要的多數相比，它是極其重要的少數。過程的主導要素往往是由特定的加工方式和性質決議的，人們往往可憑仗專業技術和實際閱歷來加以識別，表514所示的過程主導要素分類表可供參考。 三、過程分析步驟.三、過程分析步驟主導要素典型過程根本特征管理方法操作者手工點焊、涂裝裝配、修繕、假設校正、檢驗等操作者的素質、技藝對產質量量產生重要影響崗位培訓，資歷認定，健全操作規范和規范，貫徹崗位責任制。運用自檢表、pn圖、c圖等機器設備各種自動加工設備、實驗和測試儀表等機器設

22、備精度、運轉形狀和參數制約產質量量推行預防維修制度、設備三檢、過程才干查定、XR圖等加工工藝電鍍、熱處置機械加工、流程或消費線等工藝流程、工藝參數制約產質量量加強工藝驗證、完善工藝規程，運用工藝參數點檢表、工藝變卦管理書、動搖圖、pn圖等工裝模具壓力加工、拉削、鉆孔、外型、仿形車削等加工復雜性高、工裝模具精度及調整、安裝精度影響產質量量工裝、模具定期檢定，首件檢查，畫過程才干圖，不良品統計等方法物 料元器件鑄造用料、電子元件加工、商品配方、裝配等物料、元器件本身質量影響整機質量加強入廠檢驗、理化實驗，進展科學物料管理，建立協作廠質量診斷體系及質量信息反響時間鑄件時效、爐溫控制、工具磨損隨時間變

23、化引起工藝、物料、工具變動監控工藝參數，畫相關圖、動搖圖等信息自動控制利用信息反響制約加工過程影響產質量量儀表丈量記錄，信息反響單，計算機處置系統表514 過程主導要素 .四、過程控制方案制定和實施 過程控制方案包括各過程全面控制方案與過程管理點的控制方案兩類一、過程全面控制方案 針對某產品或流程全部過程編制控制方案。方案的內容包括如下幾個方面。 1、編制質量控制過程表 它是在過程流程圖的根底上，經過過程分析，明確過程重要度即劃分關鍵、重要及普經過程，確定過程應控制的質量特性值或工程、控制方法等構成的。它包括了每個過程質量保證控制與檢驗相結合的手段和方法，是編制過程管理點方案的根據。 圖515

24、及表524為WT200型電纜工序過程流程圖及質量控制過程表。.四、過程控制方案制定和實施進廠資料檢驗復繞拉絲絞線薄層 擠塑 對絞成纜護套 擠塑檢驗切割注止動塊抽頭焊接裝蓋檢測注抽頭檢驗包裝出廠“為全檢。“為抽檢。“為巡檢。“為質量管理點圖525過程全面控制流程圖. 2、編制各個過程的控制文件 根據各個過程的質量要求，編制相應的各種實施控制的規范文件，信息記錄表，傳送和反響程序，檢查、考核、獎懲制度等。 質量控制過程表，可以使所控的工程一目了然，做到“經過全局，便于實施全面的控制和“目視管理。它不發到消費現場，只供質量、技術部門控制工序活動時用。 二、過程管理點控制方案 過程管理點是為了保證過程

25、處于穩定形狀，重點控制質量特性、關鍵部位以及主導要素等。過程管理點控制方案應包括如下幾個方面內容。四、過程控制方案制定和實施. 1、設置管理點 管理點的設置必需根據過程的重要性及質量管理要求來確定，詳細應遵照如下原那么： (1) 設計所規定的A級質量特性及關鍵部位；少量的B級質量特性。 (2) 本身有特殊要求的質量特性和工程。所謂特殊要求， 指有的加工部位本身對產質量量沒有直接影響，但一旦出現問題會對下一過程產生艱苦影響，如機械加工工藝面、基準面等。 3質量不穩定、事故多發部位。 4用戶反響意見多或經質量審核發現問題較多的工程 2、管理點的要求 對所設立的管理點應符合如下要求： (1) 控制的部位或工程應盡能夠定量化、圖表化，便于實施目的管理。四、過程控制方案制定和實施. (2) 管理點應有控制規范，為發現異常提供根據，并闡明糾正的對策。 (3) 管理點可以是控制質量特性的，也可以是控制要素的點。可以是隨產品變化的“活點，也可以是不隨產品變化的固定點。 3、過程管理點控制圖表和文件編制 過程管理控制方案，是以質量管理點的控制圖表和文件編制為中心展開的。它的編制應按照“5W1H程序進展，