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质量管理工具:什么是SPC管制图?

作者:精益六西格玛咨询顾问    分类:六西格玛工具    时间:2019-07-22 17:12:14

「管制图」:是实施质量管理作业时,最有效最快速的工具之一,它是美国品管大师Walter A. Shewhart博士应用统计数学理论于1920年所设计的。


质量管理工具:什么是SPC管制图?

基本介绍:

它不但能控制制程中质量,且能分析判定制程能力,更可作为新产品设计及制成品验收时的参考。简单说,在生产过程中,从设计、制造到过程检验三个阶段,皆需用到它,企业如能有效运用此质量知识,便能确保其在市场上的竞争优势。

(一)、控制图定义

控制图是用于分析和控制过程质量的一种方法。控制图是一种带有控制界限的反映过程质量的记录图形,图的纵轴代表产品质量特性值(或由质量特性值获得的某种统计量);横轴代表按时间顺序(自左至右)抽取的各个样本号;图内有中心线(记为CL)、上控制界限(记为UCL)和下控制界限(记为LCL)三条线。

(二)、控制图的目的

控制图和一般的统计图不同,因其不仅能将数值以曲线表示出来,以观其变异之趋势,且能显示变异属于偶然性或非偶然性,以指示某种现象是否正常,而采取适当的措施。

(三)、控制图原理

工序处于稳定状态下,其计量值的分布大致符合正态分布。由正态分布的性质可知:质量数据出现在平均值的正负三个标准偏差(μ±3σ)之外的概率仅为0.27%。这是一个很小的概率,根据概率论 “视小概率事件为实际上不可能” 的原理,可以认为:出现在μ±3σ区间外的事件是异常波动,它的发生是由于异常原因使其总体的分布偏离了正常位置。

控制限的宽度就是根据这一原理定为±3σ。

(四)、“α”及“β”风险

定义:根据控制限作出的判断也可能产生错误。可能产生的错误有两类。

第一类错误是把正常判为异常,它的概率为α,也就是说,工序过程并没有发生异常,只是由于随机的原因引起了数据过大波动,少数数据越出了控制限,使人误将正常判为异常。 虚发警报,由于徒劳地查找原因并为此采取了相应的措施,从而造成损失. 因此, 第一种错误又称为徒劳错误.

第二类错误是将异常判为正常,它的概率记为β,即工序中确实发生了异常,但数据没有越出控制限,没有反映出异常,因而使人将异常误判为正常。漏发警报,过程已经处于不稳定状态, 但并未采取相应的措施,从而不合格品增加, 也造成损失.

两类错误不能同时避免,减少第一类错误α,就会增加第二类错误β,反之亦然。

(五)、规格界限和控制界限

规格界限:是用以规定质量特性的最大(小)许可值。

上规格界限:USL;下规格界限:LSL; 。

控制界限:是从实际生产出来的产品中抽取一定数量的产品,并进行检测,从所得观测值中计算出来者。

上控制界限:UCL;下控制界限:LCL;

(六)、控制图的种类

1、按数据性质分类:

计量型控制图

平均数与极差控制图( Chart)

平均数与标准差控制图( Chart)

中位数与极差控制图( Chart)

个别值与移动极差控制图( chart)

计数型控制图

不良率控制图(P chart)

不良数控制图(nP chart,又称np chart或d chart)

缺点数控制图(C chart)

单位缺点数控制图(U chart)

2、按控制图的用途分类

分析用控制图:根据样本数据计算出控制图的中心线和上、下控制界限,画出控制图,以便分析和判断过程是否处于于稳定状态。如果分析结果显示过程有异常波动时,首先找出原因,采取措施,然后重新抽取样本、测定数据、重新计算控制图界限进行分析。

控制用控制图:经过上述分析证实过程稳定并能满足质量要求,此时的控制图可以用于现场对日常的过程质量进行控制。

建立步骤:

1.选择质量特性

2.决定管制图之种类

3.决定样本大小,抽样频率和抽样方式

4.收集数据

5.计算管制参数(上,下管制界线等)

6.持续收集数据,利用管制图监视制程

使用场合:

1.X-R控制图

用于控制对象为长度、重量、强度、纯度、时间、收率和生产量等计量值的场合。X控制图主要用于观察正态分布的均值的变化,R控制图主要用于观察正态分布分散或变异情况的变化,而X-R控制图则将二者联合运用,用于观察正态分布的变化。

2.X-s控制图

与X-R图相似,只是用标准差(s)图代替极差(R)图而已。

3.Me-R控制图

与X-R图也很相似,只是用中位数(Me)图代替均值(X)。

4.X-Rs控制图

多用于对每一个产品都进行检验,采用自动化检查和测量的场合。

5.p控制图

用于控制对象为不合格品率或合格品率等计数质量指标的场合,使用p图时应选择重要的检查项目作为判断不合格品的依据;它用于控制不合格品率、交货延迟率、缺勤率、差错率等。

6.np控制图

用于控制对象为不合格品数的场合。设n为样本,p为不合格品率,则np为不合格品数。

7.c控制图

用于控制一部机器,一个部件,一定长度,一定面积或任何一定的单位中所出现的不合格数目。焊接不良数/误记数/错误数/疵点/故障次数

8.u控制图

当上述一定的单位,也即n保持不变时可以应用c控制图,而当n有变化时则应换算为平均每项单位的不合格数后再使用u控制图。

注意事项:

针对企业的特殊生产条件,如何选择最适合自己的控制图?解决这个问题根本在于掌握定义图表类型的要素有哪些。但在此之前,需要明确:控制图究竟是什么。

控制图是:

实时图表化反馈过程的工具。

设计的目的是告诉操作者什么时候做什么或不做什么。

按时间序列展示过程的个性/表现。

设计用来区分信号与噪音。

侦测均值及/或标准差的变化。

用于决定过程是稳定的(可预测的)或失控的(不可预测的)。

控制图不是:

不是能力分析的替代工具。

在来料检验的过程中很难用到(没有时间序列)。

控制图不是高效的比较分析工具。

不应与运行图或预控制图混淆。a) 运行图是时间序列图,但没有基于统计计算的界限。 b) 预控制图将描点与公差限比较。

SPC管制图用于何处?对于所确定的控制对象——统计量应能够定量,这样才能够应用计量控制图;如果只有定性的描述而不能够定量,那就只能应用计数控制图。所控制的过程必须具有重复性,即具有统计规律。

如何选择控制对象?一个过程往往具有各种各样的特性,在使用控制图时应选择能够真正代表过程的主要指标作为控制对象。

怎样选择SPC管制图?选择控制图主要考虑以下几点:首先根据所控制质量特性的数据性质来进行选择,如数据为连续值的应选择X-R图,X-s图,X-Rs图等;数据为计件值的应选择p或np图;数据为计点值的应选择c图或u图。最后,还需要考虑其它要求;如样本抽取及测量的难易和费用高低。

如何分析SPC管制图?如果在控制图中点子未出界,同时点子的排列也是随机的,则认为生产过程处于稳定状态或统计控制状态。如果控制图点子出界或界内点排列非随机,就认为生产过程失控。

注:对于应用控制图的方法还不够熟悉的工作人员来说,即使在控制图点子出界的场合,也首先应该从下列几个方面进行检查:样本的抽取是否随机?测量有无差错?数字的读取是否正确?计算有无错误?描点有无差错?然后再来调查过程方面的原因,经验证明这点十分重要。

对于点子出界或违反其它准则的处理。若点子出界或界内点排列非随机,应立即查明原因并采取措施尽量防止它再次出现。

SPC管制图的重新制定。控制图是根据稳态下的条件(人员、设备、原材料、工艺方法、环境、测量,即5M1E)来制定的。如果上述条件变化,控制图也必须重新加以制定;由于控制图是科学管理生产过程的重要依据,所以经过相当时间的使用后应重新抽取数据,进行计算,加以检验。

计量控制图和计数控制图可分为未给定标准值和给定标准值两种情形,两种情形不能混淆。

SPC管制图的保管问题。控制图属于技术资料,应加以妥善保管,这些资料对于今后在产品设计和制定规范方面都是十分有用的。


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