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1、spc概述 S P C一、含义：SPC统计过程控制（Statistical Process Control）作用：SPC是利用数理统计方法对过程中的各个阶段进行监控，科学的区分生产过程中产品质量的正常波动与异常波动；及时对异常趋势提出预警，消除异常因素，使过程恢复到可接受的稳定水平，从而达到提高和控制质量的目的。特点：强调全过程监控预-整个过程可应用于一切管理过程、实现预防事前控制。SPC手册是由美国三大汽车公司编写并由AIAG发行的。好处：1、“检验法”：是只对于结果控制：1.质量难以保证全检可信度差，2.质量成本高检验出的不合格品已造成浪费。公司不但浪费时间和金钱，而且面对业内的对手失去竞

2、争优势。2、SPC法：定时的观察和系统的测量方法用在过程中最容易产生产品缺陷的关键部位，可用来减少甚至可能取消大量的视觉检查和验证的操作依赖。改进质量和降低成本。二、背景： 一般说来，先进的技术科学可以提高产品质量指标的绝对值，而先进的质量科学则可以在现有条件下将其质量波动调整到最小。预防原则是现代化质量管理的核心与精髓，旨在依据适当的信息来源，找出发生潜在不合格的原因，制定预防措施，有效地消除潜在不合格的原因，防止不合格发生，从而可保证产品质量、降低产品成本、保证生产进度。为了保证预防原则的实施， 20世纪20年代美国贝尔电话实验室成立了两个研究质量的课题小组：休哈特过程控制组提出了过程控制

3、理论及控制过程的具体工具(控制图)，道奇与罗米格产品控制组提出了抽样检验理论和抽样检验表。休哈特和道奇是统计质量控制的奠基人。休哈特首先在生产过程管理中应用正态分布特性，被誉为统计过程控制之父。 三、生产过程中的两种波动 过程存在波动随机正态/不随机正常/异常波动产生原因例子/特性改进正常波动(规范放宽/6sigma改进)、异常波动(8D方法对6因分析)1、生产过程中的质量特性存在波动 过程是由人员、设备、原料、方法和环境等因素构成，各基本因素客观上是在波动的，则过程也是在随之波动的。这也是产生缺陷的原因。 2、波动的两种形式分为正常波动和异常波动。用控制图区分后，才能决定对采取局部还是系统采

4、取措施。正常波动产生原因：是过程固有的本性，是各基本因素自然波动的结果。特性：是随机的、可预测的、不可控的、不可避免的。在控制线内按正态分布波动，是受控状态。一般它对产品质量影响较小：样品特征值出现在正态分布正负3范围内的概率为99.73%超出正负3范围发生概率仅为0.27%。 在技术上难以消除：因为他是目前资源/各因素固有的特性，在经济上成本高也不值得消除：需要增加现有资源的投入。举例：世界上没有两个完全一样的事物；手工插件时正时歪；调试值时大点时小点异常波动产生原因：是由系统原因造成的，当某因素自身出了问题，波动异常超常或失常时，致使相应的质量特性的波动变的不随即-异常，特性：是不随机的、

5、不可预测、是失控状态。它对产品质量影响很大，可通过SPC提前预测发现，举例：1、突变换新人/心情差、趋势设备件磨损/动作趋于熟练2、卡尺正常测量某一尺寸，测量值是在一定范围内的稳定正态分布；当被损伤或换成千分尺测量时，测量值的分布会明显变大或变小。 例如：每天坐车去上班，路上时间约 35 +/- 3 分钟. 这是普通原因变差，如果某天用50分钟，则是由于特殊原因变差造成 3、波动的控制： *过程控制(spc)的目的就是消除、避免异常波动，使过程处于正常波动状态。 各因素稳定-工序稳定-全过程稳定(满足要求)受控正常波动不受控可接受技术1类3类不可接受2类4类 控制方式：1类-过程稳定且有能力满

6、足要求，使用现有资源不用增加投入；只需用控制图监控过程，异波出现前预警2类-过程稳定但能力不足不能满足要求，除非技术标准放宽，否则需用6SIGMA分析瓶颈因素，投入大量资金进行系统改造，提升瓶颈因素能力，减小正常波动幅度提高CP值，达到技术稳态。因需投入大量资金，所以要先深入调查研究做出全面可行性报告交高层领导决定。3类 -过程存在异波，暂时满足要求同初始过程计算PPK；需尽早找出并消除变因，恢复过程稳定，防止不合格品出现。用8D方法，可由基层更换或调整该变异因素解决成本低。4类-过程存在异波且能力不足不能满足要求，首先找出并消除变因恢复过程稳定，再判断CPK能否满足要求技术标准可以接受，否则

7、还需用6SIGMA分析，投入资金提高过程能力，满足技术稳态要求。 四、控制图过程控制： 波动两种原因、两种状态-统计控制两种阶段 制定控制标准确定控制特性选定控制图MSA收集数据计算控制线画分析用图描点判稳求CP/PP开始控制型控制图1、需要培训的知识：正态分布等统计基础知识、品管七工具调查表/分层法/散布图/排列图/直方图/因果图/控制图、过程控制网图的做法、过程控制标准的做法2、制定过程控制标准确定关键质量因素：对每道工序用因果图进行分析，造出所有关键质量因素，再用排列图找出最终产品影响最大的因素，即关键质量因素。列出过程控制网图，即按工艺流程顺序将每道工序的关键质量因素列出。3、选择数据

8、1- 一般要求对特殊特性做spc。如果没有过硬的数据，你可非正式评估某一个正在花费你许多时间去解决问题的过程。2- 特殊特性不是都要做SPC的：, d8 X H/ Y( k+ w6 I-质量-SPC ,six sigma,TS16949,MSA,FMEA-(20万质量人注册)特殊特性可以在线监孔或在后续100%检验的，可不做SPC；2 4 . v. P5 z六西格玛品质论坛 3- SPC数据测量前要做MSA, ( T1 7 d, j- P& )MSA是针对CP中的所有测量系统备注：特性分类-产品特性和过程特性； 1、关键特性CC-Crux Characteristic：显著影响产品的安全特性或

9、政府法规的符合性。2、重要特性SC-Significant Characteristic：配合/功能/安装/外观等影响客户满意度。3、主要特性MC-Master Characteristic4、一般特性GC-Generic Characteristic 5、特殊特性Special Characteristics：可能影响产品的安全性或法规符合性、配合、功能、性能或其后续过程的产品特性或制造过程参数。在验证活动中特别关注的特性（如检验和试验、产品和过程审核）4、分阶段控制一是分析阶段使用的分析用控制图，二是监控阶段使用的控制用控制图。 先用分析用控制图使过程稳定，再计算CPK值符合要求，然后用将

10、分析用控制图延长后的控制用控制图监控过程的异常变化，预防不合格发生。分析阶段：主要目的是使过程处于统计稳态和有能力足够。 首先要进行生产准备，即把生产过程所需的原料、劳动力、设备、测量系统等按照标准要求进行准备。确保生产是在影响生产的各要素无异常的情况下进行；然后就可以用生产过程收集的数据计算控制界限，作成分析用控制图、直方图、或进行过程能力分析，检验生产过程是否处于统计稳态、以及过程能力是否足够。如果任何一个不能满足，则必须寻找原因，进行改进，并重新准备生产及分析。直到达到了分析阶段的两个目的，才进入监控阶段。 步骤：0）生产准备：把生产过程所需的原料、劳动力、设备、测量系统等按照标准要求进

11、行准备。1）选取要控制的质量特性；根据质量特性及适用的场合选取控制图类型；2）确定合适样本组、样本大小和抽取间隔，并假定在样本组内波动为系统因素引起；3）收集数据：按时间顺序抽各小组样本，测出并记录2025个样本组的数据，通常每组样本量n=45个，这样保证控制过程的检出率为8490；4）计算各组样本的统计量：计算均值、标准差，极差等；计算中心线和控制限；5）绘制控制图：画坐标轴，画中心线和上下控制限，根据样本值打点，记入相关事项；6）分析控制图：根据样本点的排列形状，判断过程是否受控。如果存在系统因素，应设法消除；剔除分析用控制图中无代表性的数据（如落在界限外点子的数据）后，重新计算中心线和控

12、制限。7）过程受控后，计算CP/CPK值分析生产过程能力是否满足技术要求；8）如果6）.7）任何一个不能满足，则必须分析根本原因，根除改进，并重新准备生产、计算控制线和CP值再分析，直到达到了分析阶段的两个目的本阶段方可宣告结束，进入SPC监控阶段。监控阶段：主要工作是使用控制用控制图进行监控，发现异常波动及时纠正，使生产过程保持在稳定状态，预防不合格品产生。此时控制图的控制线延用分析阶段已处稳态的控制线，生产过程的数据及时绘制到控制上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出过程受控或失控，如果发现失控，必须寻找原因并尽快消除其影响。 步骤：1）确认分析用控制图是否稳定：如果存在系统

13、因素，应设法消除。2）控制用控制图的控制界限应延用分析阶段控制线。若分析阶段不稳定，需剔除分析用控制图中无代表性的数据（如落在界限外点子的数据）后，重新计算中心线和控制限。3）确认分布范围位于公差界限之内。只有当生产过程稳定且产品质量特性值分布范围位于公差界限之内时，才能保证不出现大量不合格品。因此应该利用分析用控制图的数据绘制直方图，并与公差界限比较，或直接计算工序能力指标，进而采取相应措施。4）控制用控制图的使用。在确认过程稳定并具备足够的工序能力后，便可开始批量生产，并用控制图控制生产过程，即根据控制图类型抽取样本进行计算、绘图和分析。5、选择控制图 收集的数据分为计量型数据和计数型数据

14、。如果收集计量型数据使用计量型控制图，通常使用Xbar-R图；如果收集计数型数据使用计数型控制图，往往选择P或NP图。可用MEAN TIP软件，初期建议用人工计算数据和作图，而不要用电子数据表格的图表或自动软件包。 计量值与计数值控制图的比较：计量值控制图的最大的优点是灵敏度高,往往在真正造成不合格品之前已经及时发现异常，所需的样本容量比计数值控制图小很多；用计数值控制图处理比较简。类布控制控制图特点1求X2求R/S4求参数5求能力计量正态均值-极差Xbar-R批量大、4n10,R易计算CL= =XbarbarUCL=+3=Xbarbar+A2*RbarLCL=-3=Xbarbar-A2*Rb

15、arCL=Rbar UCL=D4*Rbar LCL=D3*RbarA2/D3/D4/d2查表Xbarbar=xi/nRbar=(Xmax-Xmin)i/n=Xbarbar=Rbar/d2K=2|M-Xbarbar|/ (USL-LSL)M=(USL+LSL)/2CP=(USL-LSL)/6 CPU=（USL-Xbarbar）/3CPL=（Xbarbar-LSL）/3CPK= MIN(CPU,CPL) 或=(1-K)CPPP/PPL/PPU/PPK与CPL/CPU /CPK公式相同，但S均值-标准差Xbar-Sn10时计算数据量大，S对变异更有效CL= =XbarbarUCL=+3=Xbarba

16、r+A3*SbarLCL=-3=Xbarbar-A3*SbarCL=Sbar UCL=B4*Sbar LCL=B3*Sbar=S/C4S2=(Xi-Xbar)2 /(n-1)Sbar=Si/n公式同Xbar-R，CP中=S/C4PP中=S中位数-极差M-R单值描点，选奇简单，灵敏度低CL=各组中位数均值UCL=X中bar + Aber2*RbarLCL= X中bar - Aber2*RbarCL=Rbar UCL=D4*Rbar LCL=D3*Rbar=Rbar/d2同Xbar-R单值-移动极差X- Rs/MR(连续数间差值)取样少/难-破坏性实验CL=均值=UCL=Xbarbar + E2*

17、RbarLCL=Xbarbar - E2*RbarCL=Rbar UCL=D4*Rbar LCL=D3*Rbar另当RbarR中位时：X:UCL=Xbarbar+3.14R中位 LCL=Xbarbar-3.14R中位R: UCL= 3.865R中位 LCL=0同Xbar-R计数二项不合格率p图P最好是成千上万个机会取样多计算多, 现已改用PPMCL=均值=PbarUCL=Pbar+3Pbar (1-Pbar)/n1/2LCL=Pbar-3Pbar (1-Pbar)/n1/2P=np/nPbar=niPi/nin是子组样本容量Pbar不合格率Pbar=niPi/ni不合格数np图Np最好是26批

18、的平均值样本容量相同,控制不合格品数CL=均值=nPbarUCL=nPbar+3nPbar (1-nP/n)1/2LCL= nPbar-3nPbar (1-nP/n)1/2多用DPMO代替NPbar=(NP1+. NPk)/kNP是不合格数，n是子组样本容量，k子组个数Pbar=niPi/ni泊松不合格数c图Count样本容量恒定，同尺寸布上斑点数CL=均值=CbarUCL=Cbar+3*Cbar1/2LCL=Cbar-3*Cbar1/2Cbar=(C1+. Ck)/k，C是不合格数,k子组个数Cbar=(C1+. Ck)/k不合格数u图Unit样本容量不恒定，平均每单位缺陷数，不同尺寸布上单

19、位面积斑点数CL=均值=UbarUCL=Ubar+3(Ubaer /nbar)1/2LCL= Ubar-3(Ubaer /nbar)1/2U=C/n ， C是不合格数，n是子组样本容量Ubar=(c1+.ck)/(n1+.nk)Ubar过程均值nbar平均样本容量Ubar=(c1+.ck)/(n1+.nk)注：参数查表：NA2D3D4d2B3B4A3C4D2Aber2E221.88*3.271.128*3.272.660.7981.311.882.6631.02*2.571.693*2.571.950.8861.691.191.7740.73*2.282.059*2.271.630.9212.

20、060.801.4650.58*2.112.326*2.2091.430.9402.330.691.2960.48*2.002.530.031.971.290.9522.530.551.1870.420.081.922.700.121.881.180.9592.700.511.1180.370.141.862.850.191.821.100.9652.850.431.0590.340.181.822.970.241.761.030.9692.970.411.02100.310.221.783.080.281.720.980.9733.080.360.986、控制线： 初始过程或过程变更后能力重

21、新评估时，要计算控制线。控制线宽度：普因的变差决定了控制线的宽度。控制线间距比技术范围越小过程能力越强，质量越稳定。控制线间距过宽不能早期敏感地发现过程变异有异点难出界-漏发报警，过窄正常波动点易出界虚发报警会过多误报警。由正态分布知：当设定控制线为u3sigma时, 正常波动点出界率仅为0.27%, 两种错误造成损失最小。补：稳态判定两种错误第I类错误：把处于统计控制状态下的生产工序误判为处于非统计控制状态，称为第I类错误。把犯第I类错误的概率称为第I类风险，记为。第II类错误：把处于非统计控制状态下的生产工序误叛为处于统计控制状态，称为第II类错误。把犯第II类错误的概率称为第II类风险，

22、记作。一般情况下，要同时避免两类错误是不可能的。当样本大小一定时，越小，则越大，反之，越大，则越小。实践证明，3范围可使两类错误造成的总损失最小，较为经济合理。控制线意义：控制线UCL/LCL是判定过程是否稳定，规范线USL/LSL是区分产品合格与不合格当过程稳定时，统计出来控制线制定控制图，“控制界限”可作为一个工序的合格率的控制线，亦可用来确定本工序的固有能力。Xbarbar反映的是统计中线的位置，R/S/MR反映的是统计幅度的宽度。 控制限计算：(具体见上表)上控制限：UCL=+3 下控制限：LCL=3分布的中心位置 n7时 R图无下控制线 中心线：CL=总体：均值U=Xi/N 标准差2

23、=(Xi- U)2/N样本：均值Xbarbar=Xi/n 标准差-方差S2=(Xi-Xbar)2/(n-1) U-分布的中心位置; -分布的分散程度和标准偏差 ; R-分布的最大分散程度7、控制图的组成 控制图有两个坐标，纵坐标代表质量特性值，横坐标表示样本号。坐标刻度值至少是2Xbaimax-Xbaimin或2R； 先画R图。在坐标上画上中心线和上下控制限，将按时间顺序抽取样品的统计数值在坐标图上序列描点.。描点：有单值不能计算上下限/不方便将数据分组和均值两种。举例： Xbar-R控制过程1-收集数据填入表格 判定是正态分布直方图 /描点法等N次数12345678X1X2X3X4X5Xba

24、rXbarbar=RRbar=2-求每次的Xbar和R 求总的Xbarbar和Rbar 3-求X的 CL=Xbarbar UCL=Xbarbar + A2*Rbar LCL= Xbarbar - A2*Rbar R的 CL=Rbar UCL=D4 * Rbar LCL= D3 * Rbar 4-绘图：画控制线、描点 用每组的Xbar和R值描点。先画R图，举例： DPMO图的控制线DPMO=缺点总数/(单板缺陷机会数OFD *抽样机数n)*106 DPMObar=控制限内各点的DPMO之和/控制图落在控制限内的点数和控制上下限= DPMObar3000(DPMObar/OFD*n)1/2 8、控

25、制图的判断准则判断稳态的准则： 符合下列之一就认为过程处于稳态。 （1）连续25个点都在控制界限内；（2）连续35个点子至多有1个点子落在控制界限外；（3）连续100个点子至多有2个点子落在控制界限外。判异的准则：点出界或不随机链、循环、趋势等模式；8种：1点出界6m中单项失控；9(7)点在中心线同侧u值变；6(7)点连升或降6m中某项逐变；14点锯齿形2方式轮流工作/分层不够；-14中间值两边交替出现的连续点3点中2点同一A区u值变；-2个以上接近UCL或LCL的连接续点5点中4点同一C区外u值变；15点在2C区内变小可能异常 ；8点分在2C区外分层不够- 8个在中间值一边的连续点P图判稳：

26、1、超出控制线 2、连续7点上升/下降或位于均值的一侧，Npbar5时 7点应该为8点或更多点。 3、2/3点位于控制线中部的1/3区域，1/20点位于与控制限较近的区域。40%点位于控制线中部的1/3区域太少 P图判异： 1点出3 9点同侧 6点连升或连降 4点锯齿形 判定原理：1、 按正态分布特性制定了判断过程稳态的准则。不论 与取值如何，产品质量特性落在 3， +3范围内的概率为99.73%2、依照小概率事件原理：有点出界时判异准确率为99.73%。应该2/3的点落在中心1/3的区域；90%点在中心区1/3内过多，40%点在中心区1/3内过少 2、 过多规律可能产生大量的“伪报警”，但规

27、律太少又可能在生产过程中漏检9、判异处理：判异时，首先分析R图在分析Xbar图，若比较分析有时可深入了解影响过程的特殊原因 具体见“波动控制”五、过程能力指数 1、定义 a、过程稳定性()：过程稳定地在一固定范围内波动，范围不随时间变化，它是由质量因素人、机、料、环、法的稳定性决定的。稳态时，99.73%的产品落在(-3sigma，+3sigma)范围内。b、过程能力(Z)：过程的加工质量满足技术标准的能力，是衡量加工内在一致性的标准，决定于质量因素人、机、料、环、法的水平，与公差无关。 c、过程能力指数(Cp)：过程能力满足产品技术标准（产品规格/公差）的程度。d、生产能力：加工数量方面的能

28、力。 2、计算：具体公式见上表 为准确地反映过程能力，CP与CPK/PP与PPK成对使用1-双侧规格的过程能力指数 CP=T/6s =(TU -TL )/ 6s= (USL-LSL)/62-单侧规格的过程能力指数CPU=（USL-U）/3 只有规范上限/上公差CPL=（U-LSL）/3 只有规范下限/下公差 CPU或CPL0时，说明过程能力特差3-偏移过程能力指数 有偏移情况CPK= MIN(CPU,CPL) 或 =(1-K)CP =（1-K）*T/6s 定义分布中心u与公差中心M的偏移量e =|M-u|，规范中值M=(USL+LSL)/2偏移系数/与M的偏移度K= e/(T/2)= 2e/T = 2|M-U|/(USL-LSL) 举例：知：规范2103 N=5 Xbarbar=212.5 Rbar=1.2 求：CP? 1 = Rbar/d2=1.2/2.326=0.516 2 CPL=（Xbarbar-LSL）/3=(212.5-207)/3*0.516=3.553 CPU=（USL-Xbarbar）/3=(213-212.5)/ 3*0.516=0.323 3 CPK=MIN(CPU,CPL) =MIN(0.323,3.