统计过程控制与诊断

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1、质量管理学质量管理学经管学院李春成Lcc@mail.hzau.edu.cn第13章统计过程控制与诊断(SPC与SPD)第一节控制图第二节过程能力2第一节控制图一、概述二、应用控制图的步骤三、应用实例四、控制图的观察与分析3一、概述－－控制图又叫管理图。它是用来区分由异常原因引起的波动、或是由过程固有的随机原因引起的偶然波动的一种工具。－－控制图建立在数理统计学的基础上，它利用有效数据建立控制界限。控制界限一般分为上控制限（UCL）和下控制限（LCL）。质量特性值抽样时间和样本序号UCLCLLCL3倍标准偏差（3σ）3倍标准偏差（3σ）●●●●●●●●●●●41、控制图的基本格式控制图的基本格式

2、如图1-17。它一般有三条线。中心线CL（centralline）——用细实线表示；上控制界限UCL（uppercontrollimit）——用虚线表示；下控制界限LCL（lowercontrollimit）——用虚线表示。图1-17控制图的基本格式UCL和LCL之间的面积为数据在正态分布的99.73％，而不是公差。5所谓控制图的基本思想就是把要控制的质量特性值用点子描在图上，若点子全部落在上、下控制界限内，且没有什么异常状况时，就可判断生产过程是处于控制状态。否则，就应根据异常情况查明并设法排除。通常，点子越过控制线就是报警的一种方式，如图1-17中的第六点。控制图作为一种管理图，在工业生

3、产中，根据所要控制的质量指标的情况和数据性质分别加以选择。如表1-10。62、常用控制图的种类常用质量控制图可分为两大类。（1）计量值控制图包括：单值控制图、单值-移动极差控制图、平均值-极差控制图、中位数控制图。（2）计数值控制图包括：不良品数控制图、不良品率控制图、缺陷数控制图、单位缺陷数控制图。根据所要控制的质量特性和数据的种类、条件等，按图1-18中的箭头方向便可作出正确的选用。7图1-18控制图的种类及选用流程8计量值控制图一般适用于以计量值为控制对象的场合。所谓计量值表现为数轴上的所有点，是连续的数值。比如，长度、强度等，只要测量精度能够达到，那么其特征值可以任意的精度表示。计量值

4、控制图对工序中存在的系统性原因反应敏感，所以具有及时查明并消除异常的明显作用，其效果比计数值控制图显著。计量值控制图经常用来预防、分析和控制工序加工质量，特别是几种控制图的联合使用。计数值控制图则用于以计数值为控制对象的场合。所谓计数值表现为数轴上的整数形式，是离散型的数值。比如，一个产品批的不合格品件数。计数值控制图的作用与计量值控制图类似，其目的也是为了分析和控制生产工序的稳定性，预防不合格品的发生，保证产品质量。9表1-10各种控制图计算公式一览表10一、概述控制图的种类很多，一般按数据的性质分为计量值控制图、计数值控制图两大类。类别名称控制图符号特点适用场合计量值控制图平均值－极差控制

5、图x－R最常用，判断工序是否正常的效果好，但计算工作量很大。适用于产品批量较大的工序。中位数－极差控制图x－R计算简便，但效果较差。适用于产品批量较大的工序。单值－移动极差控制图x－RS简便省事，并能及时判断工序是否处于稳定状态。缺点是不易发现工序分布中心的变化。因各种原因（时间、费用等）每次只能得到一个数据或希望尽快发现并消除异常原因。计数值控制图不合格品数控制图Pn较常用，计算简单，操作工人易于理解。样本容量相等。不合格品率控制图P计算量大，控制线凹凸不平。样本容量不等。缺陷数控制图c较常用，计算简单，操作工人易于理解。样本容量相等。单位缺陷数控制图u计算量大，控制线凹凸不平。样本容量不等

6、。～11一、概述－－控制图的作用：在质量诊断方面，可以用来度量过程的稳定性，即过程是否处于统计控制状态；在质量控制方面，可以用来确定什么时候需要对过程加以调整，而什么时候则需使过程保持相应的稳定状态；在质量改进方面，可以用来确认某过程是否得到了改进。12二、应用控制图的步骤应用步骤如下：选择控制图拟控制的质量特性，如重量、不合格品数等；选用合适的控制图种类；确定样本容量和抽样间隔；收集并记录至少20～25个样本的数据，或使用以前所记录的数据；计算各个样本的统计量，如样本平均值、样本极差、样本标准差等；计算各统计量的控制界限；画控制图并标出各样本的统计量；研究在控制线以外的点子和在控制线内排列有

7、缺陷的点子以及标明异常（特殊）原因的状态；决定下一步的行动。13控制图控制界限线的计算公式-I图别中心线（CL）上控制界限（UCL）下控制界限（LCL）－RR＋A2D4－A2D3x－RR＋m3A2D4－m3A2D3x－RxRS＋2.6593.267－2.659不考虑xRxxx＝x＝RRx＝RRx～x～RSRSRRSx～～～x～x～RRRRRSx14控制图控制界限线的计算公式－IIPucPn图别中心