統(tǒng)計技術(shù)SPC介紹

統(tǒng)計技術(shù)SPC介紹 Spc即英文 “Statistical Process Control”之縮寫,意為 “統(tǒng)計制程控制” SPC或稱統(tǒng)計過程控制。SPC主要是指應(yīng)用統(tǒng)計分析技術(shù)對生產(chǎn)過程進行實時監(jiān)控，科學(xué)的區(qū)分出生產(chǎn)過程中產(chǎn)品質(zhì)量的隨機波動與異常波動，從而對生產(chǎn)過程的異常趨勢提出預(yù)警，以便生產(chǎn)管理人員及時采取措施，消除異常，恢復(fù)過程的穩(wěn)定，從而達到提高和控制質(zhì)量的目的。 在生產(chǎn)過程中，產(chǎn)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(huán)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(chǎn)品質(zhì)量影響較小，在技術(shù)上難以消除，在經(jīng)濟上也不值得消除。異常波動是由系統(tǒng)原因（異常因素）造成的。它對產(chǎn)品質(zhì)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(tài) 一、 SPC起源與發(fā)展 1． 1924年修華特博士在貝爾實驗室發(fā)明了品質(zhì)控制圖。 2． 1939年修華特博士與戴明博士合寫了《品質(zhì)觀點的統(tǒng)計方法》。 3． 二戰(zhàn)后美英將品質(zhì)控制圖方法引進制造業(yè)，并應(yīng)用于生產(chǎn)過程。 4． 1950年，戴明到日本演講，介紹了SQC的技術(shù)與觀念。 5． SQC是在發(fā)生問題后才去解決問題，是一種浪費，所以發(fā)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(yīng)用。 7． ISO9000（2000）體系亦注重過程控制和統(tǒng)計技術(shù)的應(yīng)用（如8.1，8.2.3）。 二、SPC技術(shù)原理 統(tǒng)計過程控制（SPC）是一種借助數(shù)理統(tǒng)計方法的過程控制工具。它對生產(chǎn)過程進行分析評價，根據(jù)反饋信息及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性因素出現(xiàn)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(tài)，以達到控制質(zhì)量的目的。當過程僅受隨機因素影響時，過程處于統(tǒng)計控制狀態(tài)（簡稱受控狀態(tài)）；當過程中存在系統(tǒng)因素的影響時，過程處于統(tǒng)計失控狀態(tài)（簡稱失控狀態(tài)）。由于過程波動具有統(tǒng)計規(guī)律性，當過程受控時，過程特性一般服從穩(wěn)定的隨機分布；而失控時，過程分布將發(fā)生改變。SPC正是利用過程波動的統(tǒng)計規(guī)律性對過程進行分析控制的。因而，它強調(diào)過程在受控和有能力的狀態(tài)下運行，從而使產(chǎn)品和服務(wù)穩(wěn)定地滿足顧客的要求。 1、SPC可以為企業(yè)帶的好處 ....SPC 強調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強調(diào)用科學(xué)方法（主要是統(tǒng)計技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。SPC不僅適用于質(zhì)量控制，更可應(yīng)用于一切管理過程（如產(chǎn)品設(shè)計、市場分析等）。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實施SPC可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到“事前“預(yù)防和控制，SPC可以： · 對過程作出可靠的評估； · 確定過程的統(tǒng)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(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生； · 減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統(tǒng)的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作； 有了以上的預(yù)防和控制，我們的企業(yè)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(chǎn)率 · 提供核心競爭力 · 贏得廣泛客戶 · 更好地理解和實施質(zhì)量體系 2、統(tǒng)計學(xué)的幾個基本概念 1） 計量值與計數(shù)值 計量值：其特點是可以連續(xù)讀取的這些數(shù)據(jù)； 計數(shù)值：其特點是不可以連續(xù)讀取的這些數(shù)據(jù)。 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(shù)量的整體。三特性：同質(zhì)性、大量性和差異性。 樣本：由整體里的一定數(shù)量（部分或全部）個體組成的群體。 3、質(zhì)量管理中常用的統(tǒng)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(qū)和各行各業(yè)都得到廣泛應(yīng)用: amp;Oslash; 控制圖:用來對過程狀態(tài)進行監(jiān)控，并可度量、診斷和改進過程狀態(tài)。 amp;Oslash; 直方圖:是以一組無間隔的直條圖表現(xiàn)頻數(shù)分布特征的統(tǒng)計圖，能夠直觀地顯示出數(shù)據(jù)的分布情況。 amp;Oslash; 排列圖:又叫帕累托圖，它是將各個項目產(chǎn)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(qū)分影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要、次要、一般問題，找出影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，識別進行質(zhì)量改進的機會。 amp;Oslash; 散布圖: 以點的分布反映變量之間相關(guān)情況，是用來發(fā)現(xiàn)和顯示兩組數(shù)據(jù)之間相關(guān)關(guān)系的類型和程度，或確認其預(yù)期關(guān)系的一種示圖工具。 amp;Oslash; 工序能力指數(shù)（CPK）：分析工序能力滿足質(zhì)量標準、工藝規(guī)范的程度。 amp;Oslash; 頻數(shù)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(tǒng)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(guān)分析：研究變量之間關(guān)系的密切程度，并且假設(shè)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(guān)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(shù)值控制圖 P-chart:不良率控制圖 Pn-chart:不良數(shù)控制圖 C-chart:缺點數(shù)控制圖 U-chart:單位缺點數(shù)控制圖 2、SPC控制圖應(yīng)用及計算 1） SPC控制圖三要素：坐標、管制界限、數(shù)據(jù)點；構(gòu)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(shù)控制圖 D．U-chart:單位缺點數(shù)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(chǎn)階段），二是監(jiān)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(tǒng)計穩(wěn)態(tài)， 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(chǎn)準備，即把生產(chǎn)過程所需的原料、勞動力、設(shè)備、測量系統(tǒng)等按照標準要求進行準備。生產(chǎn)準備完成后就可以進行，注意一定要確保生產(chǎn)是在影響生產(chǎn)的各要素?zé)o異常的情況下進行；然后就可以用生產(chǎn)過程收集的數(shù)據(jù)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(chǎn)過程是否處于統(tǒng)計穩(wěn)態(tài)、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(chǎn)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(jié)束，進入SPC監(jiān)控階段。 amp;Oslash; 監(jiān)控階段的主要工作是使用控制用控制圖進行監(jiān)控。此時控制圖的控制界限已經(jīng)根據(jù)分析階段的結(jié)果而確定，生產(chǎn)過程的數(shù)據(jù)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(fā)現(xiàn)失控，必須尋找原因并盡快消除其影響。監(jiān)控可以充分體現(xiàn)出SPC預(yù)防控制的作用。 amp;Oslash; 在工廠的實際應(yīng)用中，對于每個控制項目，都必須經(jīng)過以上兩個階段，并且在必要時會重復(fù)進行這樣從分析到監(jiān)控的過程。 2、SPC控制圖（管制圖）管制界限的調(diào)整 1） SPC控制圖特性：追溯性、預(yù)測性、延續(xù)性（穩(wěn)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(huán)（ENVIRONMENT）；五要素只要有一個發(fā)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(xù)7點出現(xiàn)在管制中心線的一側(cè)。 3. 連續(xù)7點出現(xiàn)持續(xù)上升或下降。 4. 連續(xù)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(xiàn)規(guī)律性變化。 amp;Oslash; 管制圖異常的處理 1．產(chǎn)線工人或班組長發(fā)現(xiàn)SPC管制異常時首先；自我檢查，是否嚴格按作業(yè)標準（SOP或WI）作業(yè)，相鄰作業(yè)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(zhì)工程師和制程工程師。 2．品質(zhì)工程師與制程工程師現(xiàn)場分析后，能否在較短的時間內(nèi)（0.5~1小時）找到產(chǎn)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(zhì)工程師召集相關(guān)部門開會討論，尋找根本原因（制程、設(shè)計、材料或其它）。 3．SPC產(chǎn)生異常的原因找到并實施糾正預(yù)防措施后，SPC管制圖向管制異常相反的方向轉(zhuǎn)變，說明對策有效；恢復(fù)正常生產(chǎn)。此過程必須嚴密監(jiān)控。 六、制程能力指數(shù)（參數(shù)）CPK CPK是反映制程能力的一個重要參數(shù)； amp;Oslash; 如CPK≥1.33，說明制程能力較好，需繼續(xù)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(fā)展 70年在全世界范圍的實踐，SPC理論已經(jīng)發(fā)展得非常完善，其與計算機技術(shù)的結(jié)合日益緊密，其在企業(yè)內(nèi)的應(yīng)用范圍、程度也已經(jīng)非常廣泛、深入。概括來講，SPC的發(fā)展呈現(xiàn)如下特點： （1）.分析功能強大，輔助決策作用明顯 在眾多企業(yè)的實踐基礎(chǔ)上發(fā)展出繁多的統(tǒng)計方法和分析工具，應(yīng)用這些方法和工具可根據(jù)不同目的、從不同角度對數(shù)據(jù)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(xiàn)全面質(zhì)量管理思想 隨著全面質(zhì)量管理思想的普及，SPC在企業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量管理上的應(yīng)用也逐漸從生產(chǎn)制造過程質(zhì)量控制擴展到產(chǎn)品設(shè)計、輔助生產(chǎn)過程、售后服務(wù)及產(chǎn)品使用等各個環(huán)節(jié)的質(zhì)量控制，強調(diào)全過程的預(yù)防與控制； （3）.與計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)緊密結(jié)合 現(xiàn)代企業(yè)質(zhì)量管理要求將企業(yè)內(nèi)外更多的因素納入考察監(jiān)控范圍、企業(yè)內(nèi)部不同部門管理職能同時呈現(xiàn)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(shù)據(jù)并做到最大程度的資源共享。適應(yīng)這種需要，SPC與計算機技術(shù)尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的結(jié)合越來越緊密。 （4）.系統(tǒng)自動化程度不斷加強 傳統(tǒng)的SPC系統(tǒng)中，原始數(shù)據(jù)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(tǒng)計分析。隨著生產(chǎn)率的提高，在高速度、大規(guī)模、重復(fù)性生產(chǎn)的制造型企業(yè)里，SPC系統(tǒng)已更多采取利用數(shù)據(jù)采集設(shè)備自動進行數(shù)據(jù)采集，實時傳輸?shù)劫|(zhì)量控制中心進行分析的方式。 （5）.系統(tǒng)可擴展性和靈活性要求越來越高 企業(yè)外部和內(nèi)部環(huán)境的發(fā)展變化速度呈現(xiàn)出加速度的趨勢，成功運用的系統(tǒng)不僅要適合現(xiàn)時的需要，更要符合未來發(fā)展的要求，在系統(tǒng)平臺的多樣性、軟件技術(shù)的先進性、功能適應(yīng)性和靈活性以及系統(tǒng)開放性等方面提出越來越高的要求。 SPC可以為企業(yè)帶的好處 SPC 強調(diào)全過程監(jiān)控、全系統(tǒng)參與，并且強調(diào)用科學(xué)方法（主要是統(tǒng)計技術(shù)）來保證全過程的預(yù)防。SPC不僅適用于質(zhì)量控制，更可應(yīng)用于一切管理過程（如產(chǎn)品設(shè)計、市場分析等）。正是它的這種全員參與管理質(zhì)量的思想，實施SPC可以幫助企業(yè)在質(zhì)量控制上真正作到“事前“預(yù)防和控制，SPC可以： · 對過程作出可靠的評估； · 確定過程的統(tǒng)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(tǒng)，及時監(jiān)控過程的情況以防止廢品的發(fā)生； · 減少對常規(guī)檢驗的依賴性，定時的觀察以及系統(tǒng)的測量方法替代了大量的檢測和驗證工作； 有了以上的預(yù)防和控制，我們的企業(yè)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(chǎn)率 · 提供核心競爭力 · 贏得廣泛客戶 · 更好地理解和實施質(zhì)量體系

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