測量過程控制技術(shù)—統(tǒng)計過程控制—ok

1、測量過程控制技術(shù) —常規(guī)控制圖及其應(yīng)用,SPC 的管理理念圖解,不要等產(chǎn)品做完后，再去評價它的好或壞；而是在生產(chǎn)過程中就把它控制好！,生產(chǎn)過程,,人,,機,,法,,環(huán),針對產(chǎn)品,針對所有生產(chǎn)要素,控制圖的益處,SPC的基本概念,世上沒有任何兩件事物（人員、產(chǎn)品）是完全一樣的 ，所以每種事件的關(guān)鍵數(shù)據(jù)一定有變差，SPC關(guān)注的是變差； 信息化后的變差數(shù)據(jù)的指標圖形所產(chǎn)生的波動信號一定有警

2、示作用，所以SPC系統(tǒng)可用來預(yù)測過程的趨勢； 過程的變異在常態(tài)下，通常會依據(jù)一定的規(guī)律或模式而產(chǎn)生，所以過程可控制。,控制圖就是用來判斷過程是否處于正常狀態(tài)的一種統(tǒng)計工具。,特殊原因(可查明原因、異常原因)不是始終作用于過程中的變差的原因，它偶然出現(xiàn)在過程中，當(dāng)它們出現(xiàn)時將造成（整個）過程的分布改變。它會以不可預(yù)測的方式來影響過程分布！,普通原因 指過程在受控的狀態(tài)下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的且可重復(fù)的分布在過程中的變差的原因?！捌胀ㄔ颉?/p>

3、表現(xiàn)為一個穩(wěn)定系統(tǒng)的自然原因。 只有過程變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才可以預(yù)測?！捌胀ㄔ颉笔冀K存在于穩(wěn)定的過程中！,SPC的基本概念,控制圖的功能,如果能確保測量過程正常工作狀態(tài)，則可以將控制圖用于生產(chǎn)過程的統(tǒng)計控制，即產(chǎn)品質(zhì)量控制； 如果能找到一個很穩(wěn)定的核查標準，則可以將控制圖用于測量過程的統(tǒng)計控制。核查標準：控制測量過程，建立數(shù)據(jù)庫用的計量儀器產(chǎn)品或其他物體。,功能：測量過程的診斷：評估測量過程的穩(wěn)定性

4、控制：決定測量過程是否需要保持原有狀態(tài)，何時需要調(diào)整確認：確認某一過程的改進效果。,控制圖的分類,控制圖分類：根據(jù)控制對象的數(shù)據(jù)性質(zhì)，即所采用的統(tǒng)計控制量來分類，有如下幾種：平均值-標準偏差控制圖（ X -S圖）平均值-極差控制圖（ X -R圖）中位值-極差控制圖（ X -S圖） 平均值控制圖和中位值控制圖主要用于判斷測量過程是否受到系統(tǒng)效應(yīng)影響，標準偏差控制圖和極差控制圖主要用于判斷測量過程是否受到隨機效應(yīng)影

5、響。,,,,～,控制圖分類：根據(jù)用途可以分為如下兩種：分析用控制圖：用于對已經(jīng)完成的測量過程或測量階段進行分析，以評估測量過程是否穩(wěn)定或處于受控狀態(tài)?？刂朴每刂茍D：對于正在進行中的測量過程，可以在進行測量的同時進行過程控制，以確保測量過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)。 具體制作控制圖時，首先建立分析用控制圖確認過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)后，將分析用控制圖的時間界限延長，就轉(zhuǎn)化成控制用控制圖。,控制圖的分類,在多數(shù)情況下，影響測量結(jié)果的

6、因素比較多。測量結(jié)果的分布往往服從正態(tài)分布。對于正態(tài)分布， 測量結(jié)果位于μ±3σ區(qū)間的概率為99.73%，因此就將該區(qū)域作為需要控制的區(qū)域。,控制圖設(shè)計原理,正態(tài)分布理論中有一個結(jié)論,對抽樣檢驗管理是很有用，即無論均值“μ”（AVG）和標準差“σ”取何值，質(zhì)量特性值： 落在 ( μ±3σ )之間的概率為： 99.73% 落在 ( μ±3σ )之外的概率為： (1一99.73% ) = 0.27

7、%--- “α” 小于μ-3σ或大于μ+3σ的概率： (0.27%÷2) = 0.135%,控制圖設(shè)計原理,識別關(guān)鍵過程,,是否關(guān)鍵過程,Y,確定過程關(guān)鍵變量,制定過程控制計劃和規(guī)格標準,過程數(shù)據(jù)的收集、整理,準備階段,過程控制流程圖,N,定期抽樣、打點,日常管理,異常否,品質(zhì)改進QC或 改進工藝標準,N,回到一階段(4),Y,查明原因，調(diào)整工序測量過程,監(jiān)控階段,控制用控制圖監(jiān)控,控制圖的制作,控制圖必須成對使用，

8、首先確定所采用的控制圖的類型，通常采用極差控制圖和標準偏差控制圖，并且編制《高度控制測量過程作業(yè)指導(dǎo)書》。步驟1：確定控制對象，或稱統(tǒng)計量； 注意以下幾點：選擇技術(shù)上最重要的控制對象。若指標之間有因果關(guān)系，則寧可取作為因的指標為統(tǒng)計量?？刂茖ο笠鞔_，并為大家理解與同意?？刂茖ο笠芤詳?shù)字來表示?？刂茖ο笠x擇容易測定并對過程容易采取措施者。,預(yù)備數(shù)據(jù)的取得： 1）在重復(fù)性條件下，對選擇好的核查標準做n次的獨立重復(fù)測

9、量，當(dāng)采用標準偏差控制圖時，要求測量次數(shù)n≥10，當(dāng)采用極差控制圖時，要求測量次數(shù)n≥5即可。 2）根據(jù)規(guī)程或技術(shù)規(guī)范規(guī)定的測量條件下，重復(fù)上面的測量過程，共測量k組，k≥20，實際工作中一般取k=25組。,控制圖的制作,計算統(tǒng)計控制量： 1）當(dāng)采用“平均值-極差控制圖”時，計算如下控制量：,,=,,k,Rn,R3,R2,R1,+,+,+,+,=,...,,n,x,x,x,x,n,+,+,+,+,=,......,3,2,1

10、,均值-極差圖(Xbar-R),控制圖的制作,計算控制界限： 1）當(dāng)采用“平均值-極差控制圖”時，計算如下控制界限：,作 Xbar 圖 上控制限 下控制限,作 R 圖 上控制限 下控制限,均值-極差圖(Xbar-R),控制圖的制作,注： 對于樣本容量小于7 的情況下，LCLR可能在數(shù)學(xué)上 為一個負值。在這種情況下，就沒有下控制限，這意味著對于一個樣本數(shù)量為6的子組，6個“同樣的” 測量結(jié)果是可能成立

11、的。,均值-極差圖(Xbar-R),控制圖的制作,建立分析用控制圖，并在圖上標出測量點。 縱坐標為所采用的統(tǒng)計控制量，橫坐標為時間坐標。并在圖上畫出CL、UCL和LCL三條控制界限。在圖上標出測量點后將相臨的測量點連接成折線，即完成分析用控制圖。對分析用控制圖的測量點判異：按照異常點判斷的各項準則，對各測量點的分布狀況進行判斷。若測量點沒有異常，則表明測量過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。延長Xbar-R控制圖的控制

12、線作控制用控制圖，進行日常管理。,均值-極差圖(Xbar-R),控制圖的制作,均值-極差圖(Xbar-R),控制圖的制作,Xbar-R例,某電機廠為了提高電機的機加工的質(zhì)量，應(yīng)用排列圖分析電機不合格品的各種原因，發(fā)現(xiàn)“漏油”占第一位。為了解決漏油問題，再次應(yīng)用排列圖分析造成漏油的原因，結(jié)果發(fā)現(xiàn)主要是由于缸孔孔徑引發(fā)的漏油現(xiàn)象。為此廠方?jīng)Q定選擇核查標準應(yīng)用控制圖對機加工的孔徑測量過程進行控制。 請您根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)做控制圖進行解析,

13、Xbar-R例,提示：D4＝2.114，D3＝0，A2＝0.577，∑Xbar=4081.4，∑R=357,Xbar-R例,步驟1：計算各組樣本的平均Xbari,各組樣本的極差Ri 　　　 =(154+174+164+166+162)/5=164.0 R1=174-154=20 其余見數(shù)據(jù)表步驟2：計算平均極差　　　　

14、 =357/25=14.280,,Xbar-R例,步驟3：計算R圖的參數(shù)　　　　 UCLR＝D4＊Rbar?。?2.114*14.28=30.188 CLR= Rbar =14.280 LCLR=D3 ＊ Rbar =－ 通過描點可見現(xiàn)在R圖判穩(wěn)。 故接著再建立 Xbar圖：

15、 X2bar ＝4081.4/25=163.256UCLX= X2bar +A2 ＊ Rbar =163.256+0.577*14.28=171.496LCLX= X2bar －A2 ＊ Rbar =163.256-0.577*14.28=155.016,,,,,,,,Xbar-R例,因為第13組Xbar為155.0小于LCLX,故過程的均值失控，經(jīng)調(diào)查屬于某種突發(fā)原因，故將其數(shù)據(jù)剔除，重新計

16、算R圖與Xbar的參數(shù)。,Xbar-R例,重新算?。?57－18/24=14.125 UCLR=D4 =29.860 LCLR=D3 =－,從R圖可以看到第17組數(shù)據(jù)R＝30出界。,Xbar-R例,從R圖可以看到第17組數(shù)據(jù)R＝30出界。舍去此組數(shù)據(jù)重新計算： =339-30/23=13.435R圖：　 UCLR=D4

17、 =28.402 　　　　 R圖穩(wěn)定故接著做均值圖Xbar圖： =（3926.4-162.4）/23=163.652 UCLX =163.652+0.577*13.435=171.404 LCLx =163.652-0.577*13.435=155.900,Xbar-R例,從上圖可以看出，此時的極差與均值均處于穩(wěn)態(tài),Xbar-R例,均值-標準差

18、圖(Xbar-S),控制圖必須成對使用，確定所采用標準偏差控制圖，并且編制“關(guān)鍵測量過程作業(yè)指導(dǎo)書”。預(yù)備數(shù)據(jù)的取得： 1）在重復(fù)性條件下，對選擇好的核查標準做n次的獨立重復(fù)測量，要求測量次數(shù)n≥10。 2）根據(jù)規(guī)程或技術(shù)規(guī)范規(guī)定的測量條件下，重復(fù)上面的測量過程，共測量k組，k≥20，實際工作中一般取k=25組。,控制圖的制作,計算統(tǒng)計控制量：當(dāng)采用“平均值-標準偏差控制圖”時，計算如下控制量：,均值-標準差圖(Xba

19、r-S),控制圖的制作,均值-標準差圖(Xbar-S),計算控制界限：,作 Xbar 圖 上控制限 下控制限,作 S 圖 上控制限 下控制限,控制圖的制作,均值-標準差圖(Xbar-S),注：在樣本容量低于6 時，沒有標準差的下控制限。,控制圖的制作,均值-標準差圖(Xbar-S),建立分析用控制圖，并在圖上標出測量點。 縱坐標為所采用的統(tǒng)計控制量，橫坐標為時間坐標。并在圖上畫出CL、

20、UCL和LCL三條控制界限。在圖上標出測量點后將相臨的測量點連接成折線，即完成分析用控制圖。對分析用控制圖的測量點判異：按照異常點判斷的各項準則，對各測量點的分布狀況進行判斷。若測量點沒有異常，則表明測量過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)。延長Xbar-R控制圖的控制線作控制用控制圖，進行日常管理。,控制圖的制作,均值-標準差圖(Xbar-S),控制圖的制作,控制圖的判異標準,控制狀態(tài)的標準可歸納為二條： 第一條, 控制圖上點不超過控制界限；

21、 第二條, 控制圖上點的排列分布沒有缺陷。 過程受控所遵循的一般依據(jù): 連續(xù)25點以上處于控制界限內(nèi) 連續(xù)35點中, 僅有1點超出控制界限 連續(xù)100點中, 不多于2點超出控制界限,過程缺陷的八種異常模式：1點落在A區(qū)以外；連續(xù)9點落在中心線同一側(cè)；連續(xù)6點遞增或遞減；連續(xù)14點中相鄰點交替上下；連續(xù)3點中2點落在中心線同一側(cè)的B區(qū)以外；連續(xù)5點中4點落在中心線同一側(cè)的C區(qū)以外；連續(xù)15點落在中心線兩側(cè)的C

22、區(qū)內(nèi)；連續(xù)8點落在中心線兩側(cè)且無一在C區(qū)內(nèi)。,控制圖的判異標準,UCL,LCL,CL,,,,第一種模式：1點落在A區(qū)以外； 測量點出現(xiàn)在A區(qū)之外的概率僅為0.27％，因此任何測量點出現(xiàn)在A區(qū)之外，均可立即判為測量過程異常，測量點超出上界，表明統(tǒng)計控制量的均值增大；而當(dāng)測量點超出下界，表明其均值減小。,測量點出現(xiàn)在A區(qū)之外,控制圖的判異標準,,,,,第二種模式：連續(xù)9點落在中心線同一側(cè)： 測量點出現(xiàn)在控制圖中心線的同一側(cè)的現(xiàn)

23、象稱為鏈。9點鏈出現(xiàn)的概率僅為0.38％，鏈的出現(xiàn)表明統(tǒng)計控制量分布的均值向出現(xiàn)鏈的一側(cè)偏移。,連續(xù)9個點出現(xiàn)在中心線同一側(cè),控制圖的判異標準,第三種模式：連續(xù)6點落在中心線同一側(cè)： 測量點排列出現(xiàn)單調(diào)遞增或遞減的狀態(tài)稱為趨勢。計算表明，6點趨勢出現(xiàn)的概率為0.27％.趨勢的出現(xiàn)表明統(tǒng)計控制量的均值隨時間增大或減小。,連續(xù)6個點呈現(xiàn)單調(diào)遞增遞減,控制圖的判異標準,第四種模式：連續(xù)14個測量點呈現(xiàn)上下交替排列：計算表明，連續(xù)14

24、個測量點呈現(xiàn)上下交替排列出現(xiàn)的概率為0.37％，最接近于顯著水平。此時表明測量過程受到某種周期性效應(yīng)的影響。,連續(xù)14個點上下交替排列,控制圖的判異標準,第五種模式：連續(xù)3個測量點中有2點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)A區(qū)中：計算表明，連續(xù)3個測量點中有兩點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)A區(qū)中出現(xiàn)的概率為0.27％.與規(guī)定的顯著水平相一致。當(dāng)出現(xiàn)該種情況時，則可以判定測量過程異常。,連續(xù)3個測量點有2個測量點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)A區(qū)中,,,,控制圖的判異標準

25、,第六種模式：連續(xù)5個測量點中有4點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)的B區(qū)或A區(qū)中：計算表明，連續(xù)5個測量點中有4點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)的B區(qū)或A區(qū)中出現(xiàn)的概率為0.51％，比較接近于規(guī)定的顯著水平。此時表明該控制圖所選用的統(tǒng)計控制量向該側(cè)偏移。,連續(xù)5個測量點中有4點出現(xiàn)在中心線同一側(cè)的B區(qū)或A區(qū)中,,,控制圖的判異標準,第七種模式：連續(xù)15個測量點出現(xiàn)在中心線兩側(cè)的C區(qū)中：計算表明，連續(xù)15個測量點出現(xiàn)在中心線兩側(cè)的C區(qū)中出現(xiàn)的概率為0.33％

26、，比較接近于規(guī)定的顯著性水平。對于這種分布異常，不要認為這是測量過程得到改進的結(jié)果，這種情況的出現(xiàn)往往表明由于控制圖設(shè)計的錯誤而導(dǎo)致控制界限過寬而造成的。此時的控制圖已失去對測量過程的控制作用，而應(yīng)重新采集數(shù)據(jù)制作新的控制圖。,連續(xù)15個測量點出現(xiàn)在中心線兩側(cè)的C區(qū)中,控制圖的判異標準,第八種模式：連續(xù)8個測量點出現(xiàn)在中心線兩側(cè)并且全部不在C區(qū)出現(xiàn)這種請況往往表明：該統(tǒng)計控制量的分布是兩種不同分布的混合，并且其中一個分布的均值與另一個