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質(zhì)量管理工具:什么是SPC管制圖？

基本介紹:

它不僅可以控制過程中的質(zhì)量，還可以分析和判斷過程能力。也可作為新產(chǎn)品設(shè)計(jì)和成品驗(yàn)收的參考。簡單來說，在生產(chǎn)過程中，從設(shè)計(jì)、制造到工藝檢驗(yàn)，都是需要的。如果企業(yè)能夠有效地利用這些質(zhì)量知識，就能保證自己在市場上的競爭優(yōu)勢。

(一)控制圖的定義

控制圖是一種分析和控制過程質(zhì)量的方法。控制圖是一個(gè)記錄圖，帶有反映過程質(zhì)量的控制極限。圖表的縱軸代表產(chǎn)品質(zhì)量特征值(或從質(zhì)量特征值獲得的一些統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù))。橫軸表示按時(shí)間順序(從左到右)提取的每個(gè)樣本號；圖中有三條線:中心線(用CL表示)、控制上限(用UCL表示)和控制下限(用LCL表示)。

(2)控制圖的用途

控制圖不同于一般的統(tǒng)計(jì)圖，因?yàn)樗粌H可以通過曲線顯示數(shù)值來看出變化趨勢，還可以顯示變化是偶然的還是非偶然的，從而表明某一現(xiàn)象是否正常，并采取相應(yīng)的措施。

(3)控制圖原理

當(dāng)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)，其測量值的分布大致符合正態(tài)分布。從正態(tài)分布的性質(zhì)可以看出，質(zhì)量數(shù)據(jù)出現(xiàn)在平均值正負(fù)三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差(μ 3 σ)之外的概率僅為0.27%。這是一個(gè)小概率。根據(jù)“實(shí)際上不可能把小概率事件看做”的概率論原理，可以認(rèn)為μ 3 σ區(qū)間外的事件是異常波動，它們的發(fā)生是由于異常原因使其總體分布偏離正常位置。

根據(jù)該原理，控制極限的寬度設(shè)置為3 σ。

(4)、“α”和“β”風(fēng)險(xiǎn)

定義:基于控制極限的判斷也可能產(chǎn)生誤差。有兩種可能的錯(cuò)誤。

第一種錯(cuò)誤是將正常判斷為異常，其概率為α，也就是說過程中沒有異常，但由于隨機(jī)原因數(shù)據(jù)波動過大，少數(shù)數(shù)據(jù)失控，使人誤將正常判斷為異常。虛驚一場，因?yàn)橥絼诘卣页鲈虿⒉扇∠鄳?yīng)措施，造成損失。因此，第一種錯(cuò)誤也被稱為徒勞的錯(cuò)誤。

第二種錯(cuò)誤是將異常判斷為正常，其概率記錄為β，即過程中確實(shí)出現(xiàn)了異常，但數(shù)據(jù)沒有超過控制極限，沒有反映出異常，從而使人誤判為正常。泄漏報(bào)警，過程一直處于不穩(wěn)定狀態(tài)，但沒有采取相應(yīng)措施，導(dǎo)致不合格產(chǎn)品增加，損失增加。

兩種錯(cuò)誤不能同時(shí)避免。減少第一類誤差α?xí)黾拥诙愓`差β，反之亦然。

(5)、規(guī)范限值和控制限值

規(guī)格極限:用于指定質(zhì)量特性的最大(最小)允許值。

規(guī)格上限:USL；；規(guī)格下限:LSL；；。

控制限度:從實(shí)際生產(chǎn)的產(chǎn)品中提取一定數(shù)量的產(chǎn)品，根據(jù)觀察值進(jìn)行測試和計(jì)算。

控制上限:UCL；；控制下限:LCL；；

(6)控制圖的類型

1.按數(shù)據(jù)性質(zhì)分類:

測量控制圖

平均值和范圍控制圖

平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差控制圖

中間值和范圍控制圖

單值和移動范圍控制圖(圖表)

計(jì)數(shù)控制圖

產(chǎn)量控制圖

不良數(shù)控圖(nP圖，又稱np圖或d圖)

缺陷數(shù)控圖(C圖)

單元數(shù)控圖(U形圖)

2.根據(jù)控制圖的用途進(jìn)行分類

分析控制圖:根據(jù)樣本數(shù)據(jù)，計(jì)算控制圖的中心線、控制上限和控制下限，繪制控制圖，從而分析判斷過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。如果分析結(jié)果顯示過程中存在異常波動，首先要找出原因并采取措施，然后重新采樣，測量數(shù)據(jù)，重新計(jì)算控制圖限值進(jìn)行分析。

控制圖:通過以上分析證明工藝穩(wěn)定，能夠滿足質(zhì)量要求，此時(shí)的控制圖可以用于現(xiàn)場日常工藝質(zhì)量的控制。

建立步驟:

1.選擇質(zhì)量特征

2.確定控制圖的類型。

3.確定樣本量、采樣頻率和采樣方法。

收集數(shù)據(jù)

5.計(jì)算控制參數(shù)(上下控制邊界等。)

6.持續(xù)收集數(shù)據(jù)并使用控制圖監(jiān)控過程。

使用場合:

1.x光控制圖

用于控制長度、重量、強(qiáng)度、純度、時(shí)間、產(chǎn)量和產(chǎn)量等測量值。X控制圖主要用于觀察正態(tài)分布均值的變化，R控制圖主要用于觀察正態(tài)分布的離差或變異的變化，而X-R控制圖則是將兩者結(jié)合起來觀察正態(tài)分布的變化。

2.X-S控制圖

類似于X-R圖，僅使用標(biāo)準(zhǔn)偏差(S)圖，而不是范圍(R)圖。

3.Me-R控制圖

它也非常類似于X-R圖，除了使用中位數(shù)(Me)圖代替平均值(X)。

4.X-RS控制圖

常用于每件產(chǎn)品都經(jīng)過檢驗(yàn)，并采用自動檢驗(yàn)和測量的場合。

5.p控制圖

當(dāng)控制對象為統(tǒng)計(jì)不合格品率或合格品率等質(zhì)量指標(biāo)時(shí)，使用P圖時(shí)，應(yīng)選取重要檢驗(yàn)項(xiàng)目作為判定不合格品的依據(jù)；用于控制不合格品率、交貨延遲率、曠工率、出錯(cuò)率等。

6.NP控制圖

用于控制不合格品的數(shù)量。設(shè)n為樣品，p為不合格品率，則np為不合格品數(shù)。

7.c控制圖

用于控制一臺機(jī)器、一個(gè)部件、一定長度、一定面積或任何一定單位的不合格品數(shù)量。焊接缺陷/錯(cuò)誤/錯(cuò)誤/缺陷/故障的數(shù)量

8.u控制圖

當(dāng)上述某些單位，即N保持不變時(shí)，可以應(yīng)用C控制圖，而當(dāng)N變化時(shí)，U控制圖應(yīng)換算成各單位的平均不合格數(shù)后使用。

注意事項(xiàng):

根據(jù)企業(yè)特殊的生產(chǎn)條件，如何選擇最適合的控制圖？這個(gè)問題的解決方案在于掌握定義圖表類型的元素。但在此之前，需要明確的是:什么是控制圖？

控制圖是:

實(shí)時(shí)圖形反饋過程的工具。

設(shè)計(jì)的目的是告訴操作者什么時(shí)候該做什么時(shí)候不該做。

以時(shí)間序列顯示流程的個(gè)性/表現(xiàn)。

旨在區(qū)分信號和噪聲。

檢測平均值和/或標(biāo)準(zhǔn)偏差的變化。

用于確定過程是穩(wěn)定的(可預(yù)測的)還是失控的(不可預(yù)測的)。

控制圖不是:

它不是能力分析的替代工具。

很難在進(jìn)貨檢驗(yàn)中使用(沒有時(shí)間序列)。

控制圖不是一個(gè)有效的比較分析工具。

不應(yīng)與操作圖或預(yù)控圖混淆。a)操作圖為時(shí)間序列圖，但沒有基于統(tǒng)計(jì)計(jì)算的限制。b)預(yù)控制圖將跟蹤點(diǎn)與公差極限進(jìn)行比較。

SPC控制圖用在哪里？對于確定的控制對象——統(tǒng)計(jì)量應(yīng)能量化，以便測量控制圖能應(yīng)用；如果只有定性描述沒有定量描述，那么只能應(yīng)用計(jì)數(shù)控制圖。受控過程必須是重復(fù)的，即具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律。

如何選擇控制對象？一個(gè)過程通常有各種特征。使用控制圖時(shí)，應(yīng)選擇真正能代表過程的主要指標(biāo)作為控制對象。

如何選擇SPC控制圖？控制圖的選擇主要考慮以下幾點(diǎn):首先要根據(jù)受控質(zhì)量特性的數(shù)據(jù)屬性進(jìn)行選擇，如X-R圖、X-s圖、X-Rs圖等。如果數(shù)據(jù)是連續(xù)值；如果數(shù)據(jù)是計(jì)件價(jià)值，應(yīng)選擇p或np圖表；如果數(shù)據(jù)是計(jì)數(shù)值，應(yīng)該選擇C圖或者U圖。最后，需要考慮其他要求；比如樣品提取和測量的難度和成本。

如何分析SPC控制圖？如果控制圖中的點(diǎn)沒有越界，點(diǎn)的排列是隨機(jī)的，則認(rèn)為生產(chǎn)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)或統(tǒng)計(jì)控制狀態(tài)。如果控制圖點(diǎn)越界或越界點(diǎn)的排列不是隨機(jī)的，則認(rèn)為生產(chǎn)過程失控。

注:對于不熟悉應(yīng)用控制圖方法的工作人員，即使控制圖點(diǎn)出界，也要先從以下幾個(gè)方面進(jìn)行檢查:抽樣是否隨機(jī)？測量有誤差嗎？數(shù)字讀對了嗎？計(jì)算有錯(cuò)誤嗎？追蹤有錯(cuò)誤嗎？然后，調(diào)查過程原因，經(jīng)驗(yàn)證明這很重要。

對越界或違反其他標(biāo)準(zhǔn)的想法的處理。如果想法出界或者出界點(diǎn)的排列是非隨機(jī)的，立即找出原因并采取措施盡量防止其再次出現(xiàn)。

程控控制圖的重構(gòu)。控制圖根據(jù)穩(wěn)態(tài)條件(人員、設(shè)備、原料、工藝方法、環(huán)境、測量，即5M1E)制作。如果上述條件發(fā)生變化，必須重新制定控制圖；由于控制圖是生產(chǎn)過程科學(xué)管理的重要依據(jù)，數(shù)據(jù)要經(jīng)過長時(shí)間的使用后重新提取、計(jì)算和測試。

計(jì)量控制圖和計(jì)數(shù)控制圖可以分為無給定值和給定值兩種情況，兩種情況不能混淆。

程控控制圖的保管。控制圖屬于技術(shù)資料，要妥善保管。這些數(shù)據(jù)對今后的產(chǎn)品設(shè)計(jì)和規(guī)格制定非常有用。