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統計技術SPC介紹

來源: 時間:2011-11-08 11:47 點擊:

統計技術SPC介紹 Spc即英文 “Statistical Process Control”之縮寫,意為 “統計制程控制” SPC或稱統計過程控制。SPC主要是指應用統計分析技術對生產過程進行實時監控,科學的區分出生產過程中產品質量的隨機波動與異常波動,從而對生產過程的異常趨勢提出預警,以便生產管理人員及時采取措施,消除異常,恢復過程的穩定,從而達到提高和控制質量的目的。 在生產過程中,產品的加工尺寸的波動是不可避免的。它是由人、機器、材料、方法和環境等基本因素的波動影響所致。波動分為兩種:正常波動和異常波動。正常波動是偶然性原因(不可避免因素)造成的。它對產品質量影響較小,在技術上難以消除,在經濟上也不值得消除。異常波動是由系統原因(異常因素)造成的。它對產品質量影響很大,但能夠采取措施避免和消除。過程控制的目的就是消除、避免異常波動,使過程處于正常波動狀態 一、 SPC起源與發展 1. 1924年修華特博士在貝爾實驗室發明了品質控制圖。 2. 1939年修華特博士與戴明博士合寫了《品質觀點的統計方法》。 3. 二戰后美英將品質控制圖方法引進制造業,并應用于生產過程。 4. 1950年,戴明到日本演講,介紹了SQC的技術與觀念。 5. SQC是在發生問題后才去解決問題,是一種浪費,所以發展出了SPC。 6. 美國汽車制造商福特、通用公司等對SPC很重視,所以SPC得以廣泛應用。 7. ISO9000(2000)體系亦注重過程控制和統計技術的應用(如8.1,8.2.3)。 二、SPC技術原理 統計過程控制(SPC)是一種借助數理統計方法的過程控制工具。它對生產過程進行分析評價,根據反饋信息及時發現系統性因素出現的征兆,并采取措施消除其影響,使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態,以達到控制質量的目的。當過程僅受隨機因素影響時,過程處于統計控制狀態(簡稱受控狀態);當過程中存在系統因素的影響時,過程處于統計失控狀態(簡稱失控狀態)。由于過程波動具有統計規律性,當過程受控時,過程特性一般服從穩定的隨機分布;而失控時,過程分布將發生改變。SPC正是利用過程波動的統計規律性對過程進行分析控制的。因而,它強調過程在受控和有能力的狀態下運行,從而使產品和服務穩定地滿足顧客的要求。 1、SPC可以為企業帶的好處 ....SPC 強調全過程監控、全系統參與,并且強調用科學方法(主要是統計技術)來保證全過程的預防。SPC不僅適用于質量控制,更可應用于一切管理過程(如產品設計、市場分析等)。正是它的這種全員參與管理質量的思想,實施SPC可以幫助企業在質量控制上真正作到“事前“預防和控制,SPC可以: · 對過程作出可靠的評估; · 確定過程的統計控制界限,判斷過程是否失控和過程是否有能力; · 為過程提供一個早期報警系統,及時監控過程的情況以防止廢品的發生; · 減少對常規檢驗的依賴性,定時的觀察以及系統的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作; 有了以上的預防和控制,我們的企業當然是可以: · 降低成本 · 降低不良率,減少返工和浪費 · 提高勞動生產率 · 提供核心競爭力 · 贏得廣泛客戶 · 更好地理解和實施質量體系 2、統計學的幾個基本概念 1) 計量值與計數值 計量值:其特點是可以連續讀取的這些數據; 計數值:其特點是不可以連續讀取的這些數據。 2) 總體、個體、樣本、抽樣 總體:由具有某種共同特性的單位個體組成的較大數量的整體。三特性:同質性、大量性和差異性。 樣本:由整體里的一定數量(部分或全部)個體組成的群體。 3、質量管理中常用的統計分析方法 ....介紹的以下這些工具和方法具有很強的實用性,而且較為簡單,在許多國家、地區和各行各業都得到廣泛應用: amp;Oslash; 控制圖:用來對過程狀態進行監控,并可度量、診斷和改進過程狀態。 amp;Oslash; 直方圖:是以一組無間隔的直條圖表現頻數分布特征的統計圖,能夠直觀地顯示出數據的分布情況。 amp;Oslash; 排列圖:又叫帕累托圖,它是將各個項目產生的影響從最主要到最次要的順序進行排列的一種工具。可用其區分影響產品質量的主要、次要、一般問題,找出影響產品質量的主要因素,識別進行質量改進的機會。 amp;Oslash; 散布圖: 以點的分布反映變量之間相關情況,是用來發現和顯示兩組數據之間相關關系的類型和程度,或確認其預期關系的一種示圖工具。 amp;Oslash; 工序能力指數(CPK):分析工序能力滿足質量標準、工藝規范的程度。 amp;Oslash; 頻數分析:形成觀測量中變量不同水平的分布情況表。 amp;Oslash; 描述統計量分析:如平均值、最大值、最小值、范圍、方差等,了解過程的一些總體特征。 amp;Oslash; 相關分析:研究變量之間關系的密切程度,并且假設變量都是隨機變動的,不分主次,處于同等地位。 amp;Oslash; 回歸分析:分析變量之間的相互關系。 三、SPC控制圖及計算 1、常用的SPC控制圖 1)計量值控制圖 Xbar-R(X-R):平均值與全距(極差)控制圖 X-Rm:個別值與全距控制圖 3) 計數值控制圖 P-chart:不良率控制圖 Pn-chart:不良數控制圖 C-chart:缺點數控制圖 U-chart:單位缺點數控制圖 2、SPC控制圖應用及計算 1) SPC控制圖三要素:坐標、管制界限、數據點;構成完整的SPC圖。 2) 計算: A. Xbar-R: Xbar=∑Xn/n, R =Xmax-Xmin ,R=∑Rn/n UCL=X A2*R LCL=X -A2*R UCL=D4*R LCL==D3*R B.P-chart:不良率控制圖 P=P‘(NG)/∑N *100% C.C-chart:缺點數控制圖 D.U-chart:單位缺點數控制圖 四、SPC控制圖(管制圖)的實施 1、 實施SPC的兩個階段 amp;Oslash; 實施SPC分為兩個階段,一是分析階段(批量試產階段),二是監控階段。在這兩個階段所使用的控制圖分別被稱為分析用控制圖和控制用控制圖。 amp;Oslash; 分析階段的主要目的在于: 一)、使過程處于統計穩態, 二)、使過程能力足夠。 amp;Oslash; 分析階段首先要進行的工作是生產準備,即把生產過程所需的原料、勞動力、設備、測量系統等按照標準要求進行準備。生產準備完成后就可以進行,注意一定要確保生產是在影響生產的各要素無異常的情況下進行;然后就可以用生產過程收集的數據計算控制界限,作成分析用控制圖、直方圖、或進行過程能力分析,檢驗生產過程是否處于統計穩態、以及過程能力是否足夠。如果任何一個不能滿足,則必須尋找原因,進行改進,并重新準備生產及分析。直到達到了分析階段的兩個目的,則分析階段可以宣告結束,進入SPC監控階段。 amp;Oslash; 監控階段的主要工作是使用控制用控制圖進行監控。此時控制圖的控制界限已經根據分析階段的結果而確定,生產過程的數據及時繪制到控制上,并密切觀察控制圖,控制圖中點的波動情況可以顯示出過程受控或失控,如果發現失控,必須尋找原因并盡快消除其影響。監控可以充分體現出SPC預防控制的作用。 amp;Oslash; 在工廠的實際應用中,對于每個控制項目,都必須經過以上兩個階段,并且在必要時會重復進行這樣從分析到監控的過程。 2、SPC控制圖(管制圖)管制界限的調整 1) SPC控制圖特性:追溯性、預測性、延續性(穩定性);故SPC控制圖的管制界限可以延用。 2) 4M1E分析方法,4M1E:人(MAN)、機(MACHINE)、料(MATETIAL)、法(METHOD)、環(ENVIRONMENT);五要素只要有一個發生改變就必須重新計算。 五、SPC控制圖(管制圖)異常的判斷及處理 amp;Oslash; 有以下幾種情況屬管制圖異常: 1. 有點超出管制上/下限。 2. 連續7點出現在管制中心線的一側。 3. 連續7點出現持續上升或下降。 4. 連續3點中有2點靠近管制上/下限。 5. 管制圖上的點(7點以上)出現規律性變化。 amp;Oslash; 管制圖異常的處理 1.產線工人或班組長發現SPC管制異常時首先;自我檢查,是否嚴格按作業標準(SOP或WI)作業,相鄰作業員交叉檢驗;情況嚴重,或無法查找到原因必須立即通知品質工程師和制程工程師。 2.品質工程師與制程工程師現場分析后,能否在較短的時間內(0.5~1小時)找到產生異常的原因,采用4M1E分析制程;如仍然無法找到根源,而且情況嚴重(如:P不良率大大超標),報告上級主管決定是否停線;品質工程師召集相關部門開會討論,尋找根本原因(制程、設計、材料或其它)。 3.SPC產生異常的原因找到并實施糾正預防措施后,SPC管制圖向管制異常相反的方向轉變,說明對策有效;恢復正常生產。此過程必須嚴密監控。 六、制程能力指數(參數)CPK CPK是反映制程能力的一個重要參數; amp;Oslash; 如CPK≥1.33,說明制程能力較好,需繼續保持; amp;Oslash; 如1.33≥CPK≥1,說明制程能力一般,須改進加強; amp;Oslash; 如CPK≤1,說明制程能力較差,急需改進。 七、SPC的最新發展 70年在全世界范圍的實踐,SPC理論已經發展得非常完善,其與計算機技術的結合日益緊密,其在企業內的應用范圍、程度也已經非常廣泛、深入。概括來講,SPC的發展呈現如下特點: (1).分析功能強大,輔助決策作用明顯 在眾多企業的實踐基礎上發展出繁多的統計方法和分析工具,應用這些方法和工具可根據不同目的、從不同角度對數據進行深入的研究與分析,在這一過程中SPC的輔助決策功能越來越得到強化; (2).體現全面質量管理思想 隨著全面質量管理思想的普及,SPC在企業產品質量管理上的應用也逐漸從生產制造過程質量控制擴展到產品設計、輔助生產過程、售后服務及產品使用等各個環節的質量控制,強調全過程的預防與控制; (3).與計算機網絡技術緊密結合 現代企業質量管理要求將企業內外更多的因素納入考察監控范圍、企業內部不同部門管理職能同時呈現出分工越來越細與合作越來越緊密兩個特點,這都要求可快速處理不同來源的數據并做到最大程度的資源共享。適應這種需要,SPC與計算機技術尤其是網絡技術的結合越來越緊密。 (4).系統自動化程度不斷加強 傳統的SPC系統中,原始數據是手工抄錄,然后人工計算、打點描圖,或者采用人工輸入計算機,然后再利用計算機進行統計分析。隨著生產率的提高,在高速度、大規模、重復性生產的制造型企業里,SPC系統已更多采取利用數據采集設備自動進行數據采集,實時傳輸到質量控制中心進行分析的方式。 (5).系統可擴展性和靈活性要求越來越高 企業外部和內部環境的發展變化速度呈現出加速度的趨勢,成功運用的系統不僅要適合現時的需要,更要符合未來發展的要求,在系統平臺的多樣性、軟件技術的先進性、功能適應性和靈活性以及系統開放性等方面提出越來越高的要求。 SPC可以為企業帶的好處 SPC 強調全過程監控、全系統參與,并且強調用科學方法(主要是統計技術)來保證全過程的預防。SPC不僅適用于質量控制,更可應用于一切管理過程(如產品設計、市場分析等)。正是它的這種全員參與管理質量的思想,實施SPC可以幫助企業在質量控制上真正作到“事前“預防和控制,SPC可以: · 對過程作出可靠的評估; · 確定過程的統計控制界限,判斷過程是否失控和過程是否有能力; · 為過程提供一個早期報警系統,及時監控過程的情況以防止廢品的發生; · 減少對常規檢驗的依賴性,定時的觀察以及系統的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作; 有了以上的預防和控制,我們的企業當然是可以: · 降低成本 · 降低不良率,減少返工和浪費 · 提高勞動生產率 · 提供核心競爭力 · 贏得廣泛客戶 · 更好地理解和實施質量體系

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