SPC統計過程控制(1)15908.pptx
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1、Tab 3:SPC统计过程统计过程控制控制目标目标1.能够使用“XBar和S图表”进行连续数据分析。2.能够使用“p”控制图表进行离散数据分析。3.能够确定每一种图表类型的控制极限范围。4.能够对图表进行解释并确定工序什么时候处于失控状5.态。6.5.能够解释依据图表信息采取措施的重要性。Tab 3:统计过程控制统计过程控制目的目的介绍统计过程控制的概念什么是:统计过程什么是:统计过程控制(控制(SPC)统计统计 基于概率的决策方法。过程过程 -所有重复性的工作或步骤。控制控制 -监控工序运行。基于与“t test”假设检验相同的概念进行分析,能够使我们在出现的问题影响到输出结果之前,就作出有
2、关工序的决定、采取行动、解决问题。当处于稳定状态的工序变差已当处于稳定状态的工序变差已经被经被外界外界可指定原因所影可指定原因所影响时,响时,SPC发出信号。发出信号。当过程失控时,SPC将发出信号,你的任务是找出失控的原因,然后进行修正,确保问题不再发生。6 个西格玛质量的重点是将控制范个西格玛质量的重点是将控制范围围转移到工序的上游转移到工序的上游,以充分利用,以充分利用对工序输入变量特征(关键对工序输入变量特征(关键X)的的控制控制6个西格玛个西格玛与与 SPC控制图表应用于控制图表应用于过程变量;自变量;设计变量 X1,X2,.,Xk提高因变量的稳定性,响应值 Y1,Y2,.,YmX
3、X1 1X X2 2X X3 3Y YX X什么时候使用什么时候使用SPC?希望获悉什么信息?希望获悉什么信息?关键过程变量(X或Y)在随时间变化吗?(即该过程稳定吗?)如何观察输出变量如何观察输出变量?基于实时数据、显示过程变化的图表SPC是一个严密的过程,它要求操作小组积极参是一个严密的过程,它要求操作小组积极参与数据的采集和分析。与数据的采集和分析。X失控状况,记录采取的修复行为UCLLCLX Bar X Bar 图表图表图表图表样本/分组(按时间排序)Sigma Sigma 图表图表图表图表控制下限总平均中心线控制上限控制图表包含内容控制图表包含内容控制图表包含内容控制图表包含内容UC
4、Ls LCLs 平均Sigma中心线控制图表控制图表统计过程控制图是由贝尔实验室的Walter shewhart 在1920年开发的,它提供了测量过程的观察值相与用统计方法计算出的“控制极限范围”(期望值)的图形比较。绘制随时间而变化的表现。一个过程的改变包括平均值和/或方差的改变,因此我们总是同时绘出平均值以及方差的控制 图(Xbar和S)。平均值的控制极限表示双边假设检验极限,用于推断观测的样本均值是否发生了变化。Sigma的控制极限或极差表示方差在何处显示 差异。假设检验假设检验?控制图是连续进行的双边检验的图形显示,其中 Ho和Ha定义如下:对于3限制,=0.00135Ho:iHa:i
5、当一个分组的平均值超出了控制图极限范围之外,它以图形表明样本平均值与历史平均值之间存在差值。注意:近似置信度为注意:近似置信度为99.7%.99.7%.LCLxUCLx/2/2X过程的稳定性过程的稳定性过程的稳定性过程的稳定性下图显示多种不稳定过程,控制图能够有助于确定这些不稳定状态什么时候产生、以及存在于什么环境。不稳定过程不存在可预测的表现,不稳定过程不存在可预测的表现,不稳定过程不存在可预测的表现,不稳定过程不存在可预测的表现,而且稳定的运行状态可能不是持续而且稳定的运行状态可能不是持续而且稳定的运行状态可能不是持续而且稳定的运行状态可能不是持续不变的不变的不变的不变的。Conditio
6、nTimeMean:SUSTAINEDIRREGULARTRENDCONSTANT IRREGULARSHIFTSHIFTCONSTANTCONSTANTCONSTANT DECREASEDIRREGULARStdev:Copyright 1995 Six Sigma Academy,Inc.时间均值/方差过程稳定性过程稳定性过程稳定性过程稳定性 当过程输出值仅包括一般原因变差时,该过程被认为是稳定的。分组平均值和方差的测量值介于它们的控制极限范围之内,且未显示出存在可指定来源(特定原因)变差的证据。如果在控制图表中出现数据的非随机型态,或当某一点超出控制极限时,这是表示在你的过程中出现了可指
7、定来源(特定原因)的变差的明显信号。一个稳定过程的输出值很少超出正负三个一个稳定过程的输出值很少超出正负三个Sigma范围。范围。UCLLCL可指定来源变差区域可指定来源变差区域可指定来源变差区域可指定来源变差区域稳定过程变差区域稳定过程变差区域(仅存在一般原因变差仅存在一般原因变差)X平均值与极差Xbar&RN10,典型3-5平均值与标准偏差Xbar与Sn 10控制图表类型控制图表类型控制图表类型控制图表类型存在两种控制图表类型:变量变量变量变量图表图表图表图表用于监控连续变量值X,如:一个直径或消费者满意度评分。属性属性属性属性图表图表图表图表用于监控离散变量值X,如:合格产品/次品数量,
8、或存货水平。为了选择合适的控制图监控你的过程,首先要决为了选择合适的控制图监控你的过程,首先要决定重要的过程变量定重要的过程变量(X)是连续的还是离散的是连续的还是离散的.中间值与极差X与R n 50跟踪 dpu/dpo次品数量nP图表n 50(常量)跟踪次品数量缺陷数量c 图表c 5缺陷数/单元U 图表N 变量监控离散监控离散监控离散监控离散X X的分布的分布的分布的分布图表图表图表图表控制图表类型控制图表类型控制图表类型控制图表类型 X Bar西格玛西格玛(Xbar-S)控制图控制图用于分析和控制连续用于分析和控制连续过程变量过程变量能够使用能够使用XbarS 图图在测量阶段,通过图形显示
9、方式将变差的特定原因与一般原因分离。在分析和改进阶段,在完成假设检验之前检查过程的稳定性。在控制阶段,在改进措施实行后检验过程控制。Xbar-s 图表的最佳生成法图表的最佳生成法是使用是使用Mimitab 或其它统或其它统计软件包。如果没有该软件计软件包。如果没有该软件,则使用,则使用 Xbar-R 或其它或其它手工控制图表手工控制图表使用使用Minitab软件构建软件构建Xbar-S图表图表文件文件文件文件:GEAPPS6SigmaMinitabTrainingMinitabGEAPPS6SigmaMinitabTrainingMinitabSession 4Session 4 contro
10、l chart.mtwcontrol chart.mtw 选择 Stat Control Charts Xbar-S使用使用Minitab软件构建软件构建Xbar-S图表图表选择响应数据栏,并输入一个表明分组大小的值,或从分组下标栏(在这个示例中,该项为“Week”)选择选择“Tests”.确定“失控状态”标准,选择“执行八种测试”或从提供的八种测试中选择需要进行的几项测试。Minitab生成了Xbar-S图,它自动计算控制极限范围。图中标明了失控点,并且在会话框中得以总结。看!看!现在出现了什么现在出现了什么?图中的“失控”点数相应于确定“失控”状态的八个测试。分析控制图分析控制图分析控制图
11、分析控制图在第七和十六周测定的平均值低于最小控制限度3.957.它们属于失控点。它们属于失控点。这个变化是由一些指定原因(相关系统或初始范围)导致的。研究、研究、识别识别并 确定确定该变差的可指定原因,将其在图表中相应的时间点上标明。在第七周的区域中心的变化量变化量大于期望值,这样也要求进行研究、纠正并记录。失控指示可能来自任一图表。计算平均值图的控制限计算平均值图的控制限要想确定平均值的控制极限范围,必须先计算出过程的总平均值过程的总平均值。过程的总平均值K=分组平均值的个数控制上限控制上限:由下列公式得出:控制下限控制下限公式:公式:对于较大的样本容量,给定过程的控制限就会较小,控制图灵敏
12、度也就较高。X XXXkk12.计算变差图的控制限计算变差图的控制限计算变差图的控制限计算变差图的控制限要确定要确定“s”的控制限的控制限,首先计算每一,首先计算每一个分组的个分组的“s”值。值。下一步计算平均值下一步计算平均值“S”确定控制限的上下线。确定控制限的上下线。计算方法基于与平均值图相似的概念,但是较之更为复杂。幸运地是,Minitab可以计算出这些极限范围。k=分组个数 ni=第I个分组的观测值数量。大型分组大型分组提高灵敏度提高灵敏度当采样大小增加时,控制限范围缩小。这样可以提高过程的灵敏度,即提高了探测到变化的概率。控制图的灵敏度与采样大小的平方根的比例相关。即,采样大小为2
13、5的控制图灵敏度是采样大小为4的2.5倍(5/2)。根据中心极限定理,分组大小必须大于2。n=3n=10n=25UCLUCLUCLLCLLCLLCLCopyright 1995 Six Sigma Academy,Inc.为什么使用为什么使用为什么使用为什么使用 3 3 SigmaSigma控制控制控制控制限范围限范围限范围限范围?3 Sigma极限已经通过了时间的检验。3 Sigma极限可得出近似等于.00135,当过程实际上并未发生改变时,较小的会给系统带来较低的反应机会。由于在全过程中要进行大量的检验,因此这一点是十分重要的。2 2 s s s s-平均值的平均值的95%95%置信区间置
14、信区间3 3 s s s s-a a a a=.003(=.003(原因原因原因原因:多次序列检验多次序列检验多次序列检验多次序列检验;减少可能发减少可能发减少可能发减少可能发生的错误。生的错误。生的错误。生的错误。)4.5 4.5 s s s s-与顾客需求相对比的单个测量值的长期过程性能目与顾客需求相对比的单个测量值的长期过程性能目 标。标。6.0 6.0 s s s s-与顾客需求相对比的单个测量值的短期过程变差目与顾客需求相对比的单个测量值的短期过程变差目 标。标。当过程处于稳定状态时,当过程处于稳定状态时,3 s s s s 极限对变化的灵敏度极限对变化的灵敏度较高,过度反应的可能性
15、较低。较高,过度反应的可能性较低。一个消费者服务组织希望能够监控消费者对公司的满意度。每周都对公司的个地区服务中心的调查结果进行评估,并制成表格。下面的实例说明了Xbars控制图如何用于监控“消费者满意度”(在这个示例中,满意值越高说明公司运营情况越出色。)创建Xbar-s控制图表的主要信息:分组总数量=25 分组大小,n=10总平均值,X=4.096 S=.1403变量控制图示例变量控制图示例变量控制图示例变量控制图示例控制限计算公式控制限计算公式:实际数据的控制限计算实际数据的控制限计算参见下页的常参见下页的常量量 SPC 表表UCL=4.096+(.975 x 0.1403)=4.232
16、LCL=4.096-(0.975 x 0.1403)=3.959UCLR=1.716 x 0.1403=0.2408LCLR=0.284 x 0.1403=0.0398控制图常量与控制限范围控制图常量与控制限范围控制图常量与控制限范围控制图常量与控制限范围变量控制图控制限常量变量控制图控制限常量下列表格包括用于构建SPC控制图的不同常量。用于计算控制图极限范围的标准偏差是以绘制图的类型为基础的。s对于Xbar图,它是分组平均值的标准偏差,这与合并标准差类似。s对于S图表,它是分组标准偏差的标准偏差。两种类型的公式都依赖于分组的大小。控制图的使用控制图的使用控制图表可以在测量和分析阶段用于控制图
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- SPC 統計過 程控 15908
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