第四章 统计过程控制(2)分析用控制图和控制用控制图
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统计过程控制(SPC)作图步骤一、SPC作图步骤1. 确定SPC控制点,选择适合的控制图类型2. 建立分析用控制图2.1确定样本组数和样本容量.根据取样检验的可能性和必要性来确定打点频度,使组内变差小,组间变差大;一般可使用等时抽样方法;通常要求25或更多个子组内包含100或更多的单值读数。
2.2 收集数据,运用minitab统计软件作分析用控制图,主管工程师对异常情况分析原因,采取措施,消除异常因素。
补充数据,重新计算控制界限,直到找到统计受控状态,进行初始过程能力研究分析。
3.建立控制用控制图3.1主管工程师把统计受控状态下(稳定状态)确定的控制图转化为控制用控制图,在控制图标准格式上按适用的控制界限作图。
现场操作人员进行生产控制,并对SPC控制点按确定的打点频度以时间先后在控制图上打点。
4、诊断与解决问题4.1主管工程师定期对SPC控制点进行诊断,对发现的问题进行根本原因分析,提出解决措施,消除产生异常的原因,必要时调整控制界限。
4.2 SPC应用分析主管工程师定期对SPC控制点应用情况进行分析,计算过程能力指数,分析过程能力改进情况,需要时调整过程。
二、建立控制图,进行控制的一般步骤:(以X-R图为例)(1)确定SPC控制点、样本组数和样本容量,选择适合的统计技术、控制图类型(2)收集k组预备数据(也称为参考数据),计算每一个样本的均值与极差。
(通常要求25或更多个子组内包含100或更多的单值读数。
) (3)首先计算k个样本极差的均值,记为R,这便是R控制图的中心线。
并计算R图的控制限。
(4)作R图,将各样本点与控制限进行比较,检查数据点有无失控或异常模式。
对发现的失控或异常进行分析,找出原因。
(5)剔除异常的子组,重新计算R图CL,UCL,LCL,再次确认所有点受控。
必要时,可以反复“识别-纠正-重新计算”这一过程,直到所有点受控。
(6)当异常的子组剔除后,用留下的子组数据,计算R和X,并计算它们的上下控制界限。
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中大网校 “十佳网络教育机构”、 “十佳职业培训机构” 网址: 1、分析用控制图的主要作用是( )
A:用于分析、寻找过程稳态
B:起到贯彻预防作用
C:实时分析数据,监视过程运行状态
D:消除不合格品
答案:A
2、用于控制不合格率、废品率、交货延迟率、缺勤率、邮电、铁道部门的各种差错率等的控制图是( )
A:c 控制图
B:U 控制图
C:ρ控制图
D:n ρ控制图
答案:C
3、控制图主要用来( )
A:识别异常波动
B:判断不合格品
C:消除质量变异
D:减少质量变异
答案:A
解析:提示:控制图的作用在于识别异常波动。
4、在控制图的应用中,由于界内点排列不随机导致的判异使( )。
统计过程控制的⼏种常⽤⽅法统计过程控制1、统计过程控制的基本知识1.1统计过程控制的基本概念统计过程控制(Stastistical Process Control简称SPC)是为了贯彻预防原则,应⽤统计⽅法对过程中的各个阶段进⾏评估和监控,建⽴并保持过程处于可接受的并且稳定的⽔平,从⽽保证产品与服务符合规定要求的⼀种技术。
SPC中的主要⼯具是控制图。
因此,要想推⾏SPC必须对控制图有⼀定深⼊的了解,否则就不可能通过SPC取得真正的实效。
对于来⾃现场的助理质量⼯程师⽽⾔,主要要求他们当好质量⼯程师的助⼿:(1)在现场能够较熟练地建⽴控制图;(2)在⽣产过程中对于控制图能够初步加以使⽤和判断;(3)能够针对出现的问题提出初步的解决措施。
⼤量实践证明,为了达到上述⽬的,单纯了解控制图理论公式的推导是⾏不通的,主要是需要掌握控制图的基本思路与基本概念,懂得各项操作的作⽤及其物理意义,并伴随以必要的练习与实践⽅能奏效。
1.2统计过程控制的作⽤(1)要想搞好质量管理⾸先应该明确下列两点:①贯彻预防原则是现代质量管理的核⼼与精髓。
②质量管理学科有⼀个⼗分重要的特点,即对于质量管理所提出的原则、⽅针、⽬标都要科学措施与科学⽅法来保证他们的实现。
这体现了质量管理学科的科学性。
为了保证预防原则的实现,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组,⼀为过程控制组,学术领导⼈为休哈特;另⼀为产品控制组,学术领导⼈为道奇。
其后,休哈特提出了过程控制理论以及控制过程的具体⼯具——控制图。
道奇与罗⽶格则提出了抽样检验理论和抽样检验表。
这两个研究组的研究成果影响深远,在他们之后,虽然有数以千记的论⽂出现,但⾄今仍未能脱其左右。
休哈特与道奇是统计质量控制(SQC)奠基⼈。
1931年休哈特出版了他的代表作《加⼯产品质量的经济控制》这标志着统计过程控制时代的开始。
(2)“21世纪是质量的世纪”。
美国著名质量管理专家朱兰早在1994年的美国质量管理年会上即提出此论断,若⼲年来得到越来越多的⼈的认同。
上海质量技术监督培训中心2011年质量专业理论与实务课后练习题(中级B 第四章 统计过程控制)一、单选题1.控制图的第一类错误是指( )。
A .错误使用判异准则B .过程异常,但点子排列未显示异常,判稳C .选择过程质量特性值不合适D .生产正常,但点子偶然出界,判异2.在过程处于稳态下,由于控制图打点出界,从而判断过程异常,则( )。
A .出现这种情况的概率为αB .过程无偶然因素存在C .出现这种情况的概率为1-αD .发生了第二类错误3.控制图是( )进行测定、记录、评估和监查过程是否处于统计控制状态的一种统计方法。
A .计量检测系统B .设备维护保养计划执行情况C .质量体系运行D .过程质量特性值4.合理子组原则指组内差异只由偶因造成,要求( )收集一个子组的样品。
A .尽可能长时间内B .尽可能减少成本地C .尽可能短时间内D .尽可能节省取样时间5.计算均值极差图通常是( )。
A .先作均值图,等均值图判稳,再作极差图B .先作均值图,再作极差图C .先作极差图,等极差图判稳,再作均值图D .同时作极差图和均值图6.休哈特控制图的实质是( )。
A .查明因素B .区分合格与不合格C .控制过程D .区分偶然因素与异常因素7. 控制图统计量的数据属于正态分布,当样本大小大于10时,一般应用的控制图为( )。
A .x R -B .x s -C .Me-RD .X-Rs8.控制图上的点子连续10点在中心线两侧,但无一在C 区中,则可以认为( )。
A .过程能力已满足要求B .过程能力未满足要求C .过程判异D .过程判稳9.过程能力指数反映了( )。
A .过程加工质量方面的能力B .过程加工质量满足产品技术要求的程度C .产品的技术要求D .企业产品的控制范围10.控制对象为铸造件上砂眼数、机器设备的故障次数时应选用( )控制图。
A . S X R -B .C C .pD .np11.过程处于统计控制状态即稳态,其( )。
四常规控制图的应用单选5—7题,多选7-9题,综合分析1—2题。
考查方式以理解题和计算题为主。
总分值35-45分.总分170分。
一、统计过程控制概述1.掌握统计过程控制的含义 (重点) 2.了解统计过程控制的作用和特点(重点)二、控制图原理1.掌握控制图的基本原理(重点) 2.了解控制图的两种错误(难点)3.掌握常规的控制图分类。
(难点。
重点)三、分析用控制图和控制用控制图1.熟悉分析用控制图和控制用控制图的区别(难点) 2.掌握过程改进策略3.掌握控制图的判异准(重点)四、常规控制图的应用1.掌握x-r 图、x—s 图和p 图的作用和使用方法(难点。
重点)2.了解x-rs 图、me-r 图、c 图和u 图的作图和应用。
(难点.重点)五、过程能力与过程能力指数1.熟悉过程能力的定义(重点) 2.了解过程性能指数的概念3.掌握过程能力指数c p 和cpk 的计算和评价(难点.重点)六、过程控制的实施1.熟悉过程控制的基本概(重点) 2.掌握过程分析的基本步骤(难点)3.熟悉过程管理点的要求@#4。
1统计过程控制概述4。
1统计过程控制概述统计过程控制主要解决两个问题:一是过程运行状态是否稳定,二是过程能力是否充足.前者可利用控制图这种统计工具进行测定,后者可通过过程能力分析来实现。
统计过程控制理论是从制造业中的加工过程开始的,但是目前其应用已扩展到各种过程,如设计过程、管理过程、服务过程等。
学习目标要求(含4。
1;4。
2;4.3;)1、掌握统计过程的含义2、了解统计过程的作用和特点(一)过程控制p991、概念.过程控制是指为实现产品的生产过程质量而进行的有组织、有系统的过程管理活动。
目的在地为生产合格产品创造有利的生产条件和环境,从根本上预防和减少不合格品的产生。
2、过程控制的主要内容(1)过程分析,建立控制标准。
分析影响过程质量的主导因素,找出最佳水平,实现标准化.确定关键过程,建立控制点(管理点),制定控制文件。
统计过程控制(SPC)与休哈特控制图(完整版) 目录:统计过程控制(SPC )与休哈特控制图(一)第一章 统计过程控制(SPC ) 一、什么是SPC二、SPC 发展简史三、什么是SPCD 与SPCDA? 四、SPC 和SPCD 的进行步骤五、宣贯ISO9000国际标准与推行SPC 和SPCD 的关系第二章 控制图原理 一、控制图的重要性 二、什么是控制图三、控制图原理的第一种解释 四、控制图原理的第二种解释 五、控制图是如何贯彻预防原则的 第三章两类错误和3σ方式 一、两类错误 二、3σ方式第四章分析用控制图与控制用控制图 一、分析用控制图与控制用控制图 二、哈特控制图的设计思想 三、判断稳态的准则 四、判断异常的准则统计过程控制(SPC )与休哈特控制图(二)第五章休哈特控制图一、特控制图的种类及其用途 二、应用控制图需要考虑的一些问题 三、-R(均值-极差)控制图 四、-s(均值-标准差)控制图 五、Xmed-R(中位数-极差)控制图x x六、x-Rs(单值-移动极差)控制图七、p{不合格晶率)控制图八、pn(不合格晶数)控制图九、c(缺陷数)控制图十、u(单位缺陷数)控制图十一、计量值控制图与计数值控制图的比较统计过程控制(SPC)与休哈特控制图(三)第六章通用控制图一、标准变换与通用图二、直接打点法三、Pt(通用不合格晶率)控制图和pnt(通用不合格品数)控制图四、Ct(通用缺陷数)控制图和Ut(通用单位缺陷数)控制图第七章两种质量诊断理论一、两种质量诊断理论二、两种质量三、两种质量诊断理论的思路四、两种控制图的诊断五、两种工序能力指数的诊断统计过程控制(SPC)与休哈特控制图(四)第八章排列图法和因果图法一、排列图法三、其它常用的图表第九章直方图法一、什么是直方图二、直方图的作法三、直方图的观察分析四、直方图的定量描述五、直方图与分布曲线六、直方图法在应用中常见的错误和注意事项第十章散布图法一、什么是散布图二、散布图的作图方法三、散布图的判断分析四、散布图法在应用中应注意的事项统计过程控制(SPC)与休哈特控制图(一)这里介绍SPC,控制图的重要性,控制图原理,判稳及判异准则,休哈特控制图,通用控制图。
SPC(Statistical Process Control)统计过程控制一、统计过程控制的基本概念⒈ 统计的概念统计( Statistical ,简称 S ):有目的地收集数据、整理数据、并使用相应的方法制图,列表与分析数据 的过程。
⒉ 过程 (Process ,简称 P ) :在 ISO9000:2000 版中,过程的定义是一组将输入转化为输出的相互关联和相互作用的活动。
⒊ 控制( Control ,简称 C ): 所谓控制就是通过对图表与数据的分析研究,对过程的异常采取相应的措施进行监控的一种持续改进 的活动。
⒋ 统计过程控制( SPC )的涵义:统计过程控制( Statistical Process Control ,简称 SPC )是为了贯彻预防原则,应用统计技术对过程中的 各个阶段进行评估与监察,建立并保持过程处于可接受的并稳定的水平,从而保证产品和服务符合 规定的要求的一种技术。
统计技术涉及数理统计的许多分支,但 SPC 中的主要工具是控制图。
因此,要想推行 SPC 必须 对控制图有一定深入的了解,否则就不可能通过 SPC 取得真正的实效。
⒌ SPC 的特点:① 强调全员参与,而不是只依靠少数质量管理人员; ② 强调应用统计方法来保证预防原则的实现;③ SPC 不是用来解决个别工序采用什么控制图的问题, SPC 强调从整个过程、整个体系出发来解决 问题。
SPC 的重点就在于 P (Process ,过程)。
⒍ SPC 的常用工具:① Cpk :工程能力指数 ② QC 旧七大手法 ③ 管制图、控制图的形成原理 将通常的正态分布图转个方向, 使自变量增加的方向垂直向上, 将μ、μ+3σ和μ-3σ 分别标为 CL 、 UCL 、和 LCL ,这样就得到了一张控制图。
三、控制图在贯彻预防原则中的作用按下述情形分别讨论 :情形 1:应用控制图对生产过程进行监控,如出现图中的点子上升趋势,显然过程有问题,故异因刚 一露头,即可发现,于是可及时采取措施加以消除,这当然是预防。
控制阶段:统计过程控制与防错法课后测试1、在我们对控制图进行判异的过程中出现“错杀”的概率是多少(10分)A概率为α,一般要求不超过0.10B概率为α,一般要求不超过0.05C概率为β,一般要求不超过0.10D概率为β,一般要求不超过0.05正确答案:B2、下列不属于计数型控制图的是(10分)A P控制图B nP控制图C C控制图D Xbar R控制图正确答案:D3、以下哪种防错法则是以各种光学、电学、力学、机构学、化学原理来限制某些动作的执行或不执行,以避免错误发生。
(10分)A自动法则B顺序法则C复制法则D缓和法则正确答案:A4、防错思路——削除的方法是什么(10分)A合并生产步骤,实施工业工程改善B采用保险丝进行过载保护等C通过产品及制造过程的重新设计,加入防错方法D运用机器人技术或自动化生产技术正确答案:C1、依据过程控制原理,将过程的输入转化为过程的输出需要具备哪些条件(10分)A人B设备工具C程序方法D评价监控正确答案:A B C D2、下列关于分析用控制图以及控制用控制图的说法正确的是(10分)A分析用控制图在刚开始导入时所用的控制图,可能存在过程能力不足的问题,不适合直接用于过程管控。
B分析用控制图在刚开始导入时所用的控制图,不存在过程能力不足的问题,可以直接用于过程管控。
C控制用控制图已解决过程能力不足的问题,控制限可以直接用来进行过程管控。
D控制用控制图存在过程能力不足的问题,控制限不能直接用来进行过程管控。
正确答案:A C3、控制图的记录需要注意什么(10分)A按时取样B按规检测C如实记录D按数描点正确答案:A B C D4、防错的应用大致是在哪几个方面(10分)A产品开发设计B过程开发设计C现场管理D数据系统正确答案:A B C D1、SPC是1924年由美国的质量管理专家休哈特发明的,1950年由戴明将统计品管的方法引入日本。
(10分)A正确B错误正确答案:正确2、我们需要清楚控制图中的上下控制限及中心线都是计算得来的,不是人为给定的。
4.3 分析用控制图和控制用控制图
4.3 分析用控制图和控制用控制图
(一)分析用控制图与控制用控制图的含义
先看一下为什么控制图要在稳态下进行?
一道工序开始应用控制图时,几乎总不会恰巧处于稳态,也即总存在异因。
如果就以这种非稳态状态下的参数来建立控制图,控制图界限之间的间隔一定较宽,以这样的控制图来控制未来,将会导致错误的结论。
因此,一开始,总需要将非稳态的过程调整到稳态,这就是分析用控制图的阶段。
等到过程调整到稳态后,才能延长控制图的控制线作为控制用控制图,这就是控制用控制图的阶段。
故根据使用目的的不同,控制图可分为分析用和制用控制图两类。
1、分析用控制图
分析用控制图主要分析以下两个方面:
(1)所分析的过程是否处于统计控制状态?若达到;则称统计稳态。
(2)该过程的过程能力指数cp是否满足要求?维尔达(s.l.wierda)把过程能力指数满足要求的状态称作技术稳态。
从表可见,状态ⅳ达到状态ⅰ有两条途径:ⅳ→ⅲ→ⅰ;ⅳ→ⅱ→ⅰ,哪条好?这应由具体的技术经济分析决定,如果从计算cp值考虑,可以先达到状态ⅲ。
2、控制用控制图
2、控制用控制图
当统计稳态和技术稳态都达到时,分析用控制图可转为控制用控制图。
把分析用控制图的控制线延长,而且要有正式的交接手续。
经过一个阶段的使用后,可能又会出现异常,这时应查出异因,采取措施,加以消除。
(二)常规控制图的设计思想
常规控制图的设计思想是先确定犯第一类错误的概率α,再看犯第二类错误的概率β。
(1)按3σ方式确定cl、ucl、lcl,就等于确定α0=0.27%。
(2)在统计中通常采用α=1%,5%,10%三级,但休哈特为了增加使用者信心把常规控制图的α取得特别小,这样β就大,这就需要增加第二类判异准
则,即既使点子不出界,但当界内点排列不随机也表示存在异常因素。
(三)判异准则
判异准则有点出界和界内点排列不随机两类。
由于对点子的数目未加限制,故后者的模式原则上可以有很多种,但在实际中经常使用的只有具有明显物理意义的若干种。
在控制图的判断中要注意对这些模式加以识别。
国标gb/t4091-2001《常规控制图》中规定了8种判异准则。
主要适用于x 和图,质量特性服从挖正态分布。
为了应用这些准则,将控制图等分为6个区域,每个区宽1σ。
这6个区的标号分别为a、b、c、c、b、a。
这里可以和abc三类不合格结合起来理解掌握!
准则1:
准则1:一点落在a区之外(图4.3-1).比如:计算、测量错误,材料不合格,设备故障等。
最明显!
准则2:连续9点落在中心线同一侧(图4.3-2).此准则是为了补充准则1而设计的,以改进控制图的灵敏度。
选择9点是为了使其犯第一类错误的概率α与准则1的α0=2.7%大体相仿。
出现图4.3-2准则2的现象,主要是过程平均值μ减小的缘故。
准则3:
准则3:连续6点递增或递减(图4.3-3).此准则是针对过程平均值的趋势进行设计的,它判定过程平均值的较小趋势要比准则2更为灵敏。
产生趋势的原因可能是工具逐渐磨损、维修逐渐变坏等,从而使得参数随着时间而变化。
准则4:连续14点相邻点上下交替(图4.3-4).本准则是针对由于轮流使用两台设备或由两位操作人员轮流进行操作而引起的系数效应。
实际上,这就是一个数据分层不够的问题。
选择14点是通过统计模拟试验而得出的,也是为使其α大体与准则1的α0=0.0027相当。
准则5:连续3点中有2点落在中心线同一侧的b区以外(图4.3-5)。
过程平均值的变化通常可由本准则判定,它对于变异的增加也较灵敏。
这里需要说明的是:三点中的两点可以是任何两点,至于第3点可以在任何处,甚至可以根本不存在。
出现准则5的现象是由于过程的参数μ发生了变化。
准则6
准则6:连续5点中有4点落在中心线同一侧的c区以外(图4.3-6)。
与准则5类似,这第5点可在任何处。
本准则对于过程平均值的偏移是较灵敏的,出现本准则的现象也是由于参数μ发生了变化。
准则7:连续15点在c区中心线上下(图4.3-7).出现本准则的现象是由于参数σ变小。
对于这种现象不要被它的良好“外貌”所迷惑,而应该注意到它的非随机性。
造成这种现象的原因可能有数据虚假或数据分层不够等。
在排除了上述两种可能性之后才能总结现场减少标准差σ的先进经验。
8
准则8:连续8点在中心线两侧,但无一在c区中(图4.3-8)。
造成这种现象的主要原因也是因为数据分层不够,本准则即为此而设计的。
总结:
同一侧的有准则256,两侧的有准则478,单调的有1个准则3,14点15点各一个,968点各一个。
(四)过程改进策略
由异常原因造成的质量变异可由控制图发现,通常由过程人员负责处理,称为局部问题的对策。
由偶然原因造成的质量变异可通过分析过程能力发现,但其改善往往耗费大量资金,需由高一级管理人员决策,称为系统改进。
国标gb/t4091《常规控制图》给出的过程改进策略分为两个环节,一是判断过程是否处于统计控制状态,二是评价过程能力(参见图4.3-9)。