五大質(zhì)量工具之SPC系統(tǒng)化應(yīng)用

隨著工業(yè)產(chǎn)品的精細(xì)化要求，產(chǎn)品質(zhì)量成為了各企業(yè)競爭的核心因素之一。產(chǎn)品的良率直接影響到企業(yè)的競爭力，客戶的滿意程度以及訂單量的大小。在飽和式快速發(fā)展的今天，采用傳統(tǒng)的質(zhì)量管理模式，完全靠現(xiàn)場檢驗去圍堵已經(jīng)無法解決。無論是從產(chǎn)品設(shè)計、生產(chǎn)過程工藝管控、還是人員的質(zhì)量意識習(xí)慣提升產(chǎn)品質(zhì)量都已經(jīng)顯得十分被動。需要一套具備預(yù)防式質(zhì)量化系統(tǒng)工具得以控制和預(yù)防產(chǎn)品質(zhì)量問題發(fā)生。質(zhì)量系統(tǒng)化工具SPC（統(tǒng)計過程分析）就是常用的質(zhì)量手段。依靠實時采集質(zhì)量關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)防式統(tǒng)計分析來判斷生產(chǎn)過程的變異穩(wěn)定性得以控制產(chǎn)品質(zhì)量尤顯重要。

1) SPC是什么？

SPC（統(tǒng)計過程控制）是一種通過收集和分析數(shù)據(jù)來監(jiān)控和控制生產(chǎn)過程的方法。它通過使用各種統(tǒng)計工具，如直方圖、排列圖、因果圖等，來了解生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)的分布情況，判斷生產(chǎn)過程是否穩(wěn)定可控。SPC的主要目的是發(fā)現(xiàn)異常波動，預(yù)防不合格品的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)過程的可靠性和一致性。

2) Cpk是什么？

Cpk（工序能力指數(shù)Complex Process Capability Index）是一個用于衡量工序能力對規(guī)格要求滿足程度的指標(biāo)。它通過計算規(guī)格界限和工序能力之間的關(guān)系來評估工序能力是否足夠。Cpk的值越接近1，說明工序能力越符合規(guī)格要求，生產(chǎn)過程的可靠性越高。在生產(chǎn)過程中，Cpk可以用來評估生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和一致性，以及預(yù)測未來生產(chǎn)的質(zhì)量趨勢。

3) Ppk是什么？

Ppk（過程性能指數(shù)Performance Index of Process）是另一個衡量工序能力的指標(biāo)，但它不考慮偏差的情況下衡量工序能力對規(guī)格要求滿足程度。Ppk通過計算規(guī)格界限和過程性能之間的關(guān)系來評估過程的性能。與Cpk相比，Ppk更注重過程的性能和潛力，而不僅僅是偏差。Ppk可以用來評估過程的性能和可靠性，以及預(yù)測未來生產(chǎn)的質(zhì)量趨勢。

以上定義是不是感覺有點拗口，舉個例子：亞洲飛人蘇神身體素質(zhì)好，啟動銜接加速跑出色、步速快，百米最佳成績9.83，多次成績在10秒之內(nèi)。如在某在比賽過程中，由于身體欠佳，發(fā)揮一般， 最終成績跑了10.2秒。那么這個事件，最終比賽成績10.2秒就是蘇神的Ppk，而10秒之內(nèi)9.83就是蘇神的最佳成績，即蘇神的Cpk能力。Cpk是制造過程能拿出的最佳表現(xiàn)，所以Cpk一定是大于等于Ppk的。Ppk反應(yīng)的是過程的實際表現(xiàn)，Cpk反應(yīng)的是過程的能力。

兩者的計算公式相似，但σ的估計方式不同：

Cpk：用組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差來估計σ，不同類型的數(shù)據(jù)的組內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)差計算方法不一樣。

其中，這個公式用子組內(nèi)樣品的離散程度R或s來計算整個過程的離散程度（R是子組的極值，s是子組內(nèi)樣品的標(biāo)準(zhǔn)差，d2或c4是子組內(nèi)樣品的離散程度與整個過程離散程度之間的系數(shù)）。這個關(guān)系只有在過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)下是正確的 。

其中n是用于過程監(jiān)控所采集的所有樣品的數(shù)量（如果采集了25個子組，每個子組有5個樣品，則n=125），xi是每個樣品的值，xbar是這些樣品的平均值。因為這個公式用到了所有采集的樣品來計算標(biāo)準(zhǔn)差，所以SigmaP可以體現(xiàn)整個過程實際的離散程度，因此由公式1計算的Ppk值反映的是過程的實際表現(xiàn)。

CPK可能高估過程能力，而PPK更接近真實能力。

處于穩(wěn)定受控狀態(tài)的過程，只存在普通原因，不存在特殊原因，此時過程展現(xiàn)的是它的最佳狀態(tài)（除非通過系統(tǒng)性措施改善普通原因，過程的離散程度不能再縮小了），所以用公式2計算的Cpk值體現(xiàn)的是過程的最佳狀態(tài)，即過程的能力。

對上述討論做個小結(jié)：SigmaC是由子組的離散程度來計算的，它只能表征過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)條件下的離散程度，所以Cpk反應(yīng)的是過程的最佳狀態(tài)，體現(xiàn)的是過程的能力。SigmaP是由采集的所有樣品來計算的，它可以反應(yīng)過程在任何狀態(tài)下的離散程度，所以Ppk體現(xiàn)的是過程實際表現(xiàn)出來的狀態(tài)。

眾所周知，無論是關(guān)鍵工序能力評價指標(biāo)Cpk還是Ppk都是需要在生產(chǎn)過程穩(wěn)定受控情況下去評估和分析。SPC的目的正是確保過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)，用于監(jiān)控生產(chǎn)過程的質(zhì)量控制。SPC 常用的控制圖就是核心分析工具之一，用來對過程狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，度量和診斷和持續(xù)改進(jìn)。

常用的控制圖如下：

漢思信息根據(jù)常規(guī)的控制圖以及計算邏輯，結(jié)合系統(tǒng)化控件和IoT 數(shù)采平臺實時采集工序（測量）數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)控制圖自動生成，并對控制圖異常點結(jié)合判異規(guī)則進(jìn)行異常觸發(fā)實現(xiàn)實時監(jiān)控和執(zhí)行。如常用的均值標(biāo)準(zhǔn)差控制圖、均值極差控制圖等。

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