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(jī),,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(biāo)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。“普通原因”始終存在于穩(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(biāo)準(zhǔn)，則可以將控制圖用于測量過程的統(tǒng)計控制。核查標(biāo)準(zhǔn)：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(rèn)：確認(rèn)某一過程的改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(jī)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(jìn)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(jìn)行中的測量過程，可以在進(jìn)行測量的同時進(jìn)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(rèn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),過程數(shù)據(jù)的收集、整理,準(zhǔn)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(jìn)QC或 改進(jìn)工藝標(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)之間有因果關(guān)系，則寧可取作為因的指標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)做n次的獨立重復(fù)測

9、量，當(dāng)采用標(biāo)準(zhǔn)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(fù)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(biāo)出測量點。 縱坐標(biāo)為所采用的統(tǒng)計控制量，橫坐標(biāo)為時間坐標(biāo)。并在圖上畫出CL、UCL和LCL三條控制界限。在圖上標(biāo)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(zhǔn)則，對各測量點的分布狀況進(jìn)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(jìn)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(jī)廠為了提高電機(jī)的機(jī)加工的質(zhì)量，應(yīng)用排列圖分析電機(jī)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用控制圖對機(jī)加工的孔徑測量過程進(jìn)行控制。 請您根據(jù)下表中的數(shù)據(jù)做控制圖進(jìn)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　＝357－18/24=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(biāo)準(zhǔn)差

18、圖(Xbar-S),控制圖必須成對使用，確定所采用標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖”時，計算如下控制量：,均值-標(biāo)準(zhǔn)差圖(Xba

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

20、UCL和LCL三條控制界限。在圖上標(biāo)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(zhǔn)則，對各測量點的分布狀況進(jìn)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(jìn)行日常管理。,控制圖的制作,均值-標(biāo)準(zhǔn)差圖(Xbar-S),控制圖的制作,控制圖的判異標(biāo)準(zhǔn),控制狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn),,,,,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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn),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(biāo)準(zhǔn)

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(biāo)準(zhǔn),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(rèn)為這是測量過程得到改進(jìn)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(biāo)準(zhǔn),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