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(jìng)爭(zhēng)的核心因素之一。產(chǎn)品的良率直接影響到企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)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(chǎng)檢驗(yàn)去圍堵已經(jīng)無(wú)法解決。無(wú)論是從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、生產(chǎn)過(guò)程工藝管控、還是人員的質(zhì)量意識(shí)習(xí)慣提升產(chǎn)品質(zhì)量都已經(jīng)顯得十分被動(dòng)。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(wèn)題發(fā)生。質(zhì)量系統(tǒng)化工具SPC（統(tǒng)計(jì)過(guò)程分析）就是常用的質(zhì)量手段。依靠實(shí)時(shí)采集質(zhì)量關(guān)鍵工序數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)防式統(tǒng)計(jì)分析來(lái)判斷生產(chǎn)過(guò)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(jì)過(guò)程控制）是一種通過(guò)收集和分析數(shù)據(jù)來(lái)監(jiān)控和控制生產(chǎn)過(guò)程的方法。它通過(guò)使用各種統(tǒng)計(jì)工具，如直方圖、排列圖、因果圖等，來(lái)了解生產(chǎn)過(guò)程中數(shù)據(jù)的分布情況，判斷生產(chǎn)過(guò)程是否穩(wěn)定可控。SPC的主要目的是發(fā)現(xiàn)異常波動(dòng)，預(yù)防不合格品的產(chǎn)生，提高生產(chǎn)過(guò)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(gè)用于衡量工序能力對(duì)規(guī)格要求滿足程度的指標(biāo)。它通過(guò)計(jì)算規(guī)格界限和工序能力之間的關(guān)系來(lái)評(píng)估工序能力是否足夠。Cpk的值越接近1，說(shuō)明工序能力越符合規(guī)格要求，生產(chǎn)過(guò)程的可靠性越高。在生產(chǎn)過(guò)程中，Cpk可以用來(lái)評(píng)估生產(chǎn)過(guò)程的穩(wěn)定性和一致性，以及預(yù)測(cè)未來(lái)生產(chǎn)的質(zhì)量趨勢(shì)。

3) Ppk是什么？

Ppk（過(guò)程性能指數(shù)Performance Index of Process）是另一個(gè)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(duì)規(guī)格要求滿足程度。Ppk通過(guò)計(jì)算規(guī)格界限和過(guò)程性能之間的關(guān)系來(lái)評(píng)估過(guò)程的性能。與Cpk相比，Ppk更注重過(guò)程的性能和潛力，而不僅僅是偏差。Ppk可以用來(lái)評(píng)估過(guò)程的性能和可靠性，以及預(yù)測(cè)未來(lái)生產(chǎn)的質(zhì)量趨勢(shì)。

以上定義是不是感覺(jué)有點(diǎn)拗口，舉個(gè)例子：亞洲飛人蘇神身體素質(zhì)好，啟動(dòng)銜接加速跑出色、步速快，百米最佳成績(jī)9.83，多次成績(jī)?cè)?0秒之內(nèi)。如在某在比賽過(guò)程中，由于身體欠佳，發(fā)揮一般， 最終成績(jī)跑了10.2秒。那么這個(gè)事件，最終比賽成績(jī)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(jī)，即蘇神的Cpk能力。Cpk是制造過(guò)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(guò)程的實(shí)際表現(xiàn)，Cpk反應(yīng)的是過(guò)程的能力。

兩者的計(jì)算公式相似，但σ的估計(jì)方式不同：

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

其中，這個(gè)公式用子組內(nèi)樣品的離散程度R或s來(lái)計(jì)算整個(gè)過(guò)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(gè)過(guò)程離散程度之間的系數(shù)）。這個(gè)關(guān)系只有在過(guò)程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)下是正確的 。

其中n是用于過(guò)程監(jiān)控所采集的所有樣品的數(shù)量（如果采集了25個(gè)子組，每個(gè)子組有5個(gè)樣品，則n=125），xi是每個(gè)樣品的值，xbar是這些樣品的平均值。因?yàn)檫@個(gè)公式用到了所有采集的樣品來(lái)計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)差，所以SigmaP可以體現(xiàn)整個(gè)過(guò)程實(shí)際的離散程度，因此由公式1計(jì)算的Ppk值反映的是過(guò)程的實(shí)際表現(xiàn)。

CPK可能高估過(guò)程能力，而PPK更接近真實(shí)能力。

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

對(duì)上述討論做個(gè)小結(jié)：SigmaC是由子組的離散程度來(lái)計(jì)算的，它只能表征過(guò)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(guò)程的最佳狀態(tài)，體現(xiàn)的是過(guò)程的能力。SigmaP是由采集的所有樣品來(lái)計(jì)算的，它可以反應(yīng)過(guò)程在任何狀態(tài)下的離散程度，所以Ppk體現(xiàn)的是過(guò)程實(shí)際表現(xiàn)出來(lái)的狀態(tài)。

眾所周知，無(wú)論是關(guān)鍵工序能力評(píng)價(jià)指標(biāo)Cpk還是Ppk都是需要在生產(chǎn)過(guò)程穩(wěn)定受控情況下去評(píng)估和分析。SPC的目的正是確保過(guò)程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)，用于監(jiān)控生產(chǎn)過(guò)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(lái)對(duì)過(guò)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(jì)算邏輯，結(jié)合系統(tǒng)化控件和IoT 數(shù)采平臺(tái)實(shí)時(shí)采集工序（測(cè)量）數(shù)據(jù)進(jìn)行相關(guān)控制圖自動(dòng)生成，并對(duì)控制圖異常點(diǎn)結(jié)合判異規(guī)則進(jìn)行異常觸發(fā)實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)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。

針對(duì)如何對(duì)異常值進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控和觸發(fā)到相關(guān)人員安燈系統(tǒng)，詳見漢思信息微信公眾號(hào)《安燈系統(tǒng)的那些事》。更多有關(guān)系統(tǒng)化SPC控制圖的了解，可以聯(lián)系漢思信息或者文章留言，相關(guān)質(zhì)量方案專家會(huì)與您詳細(xì)答疑，有幸達(dá)成合作以后我們提供專業(yè)的質(zhì)量專家輔導(dǎo)式項(xiàng)目解決方案，確保質(zhì)量管理系統(tǒng)不僅可以上線，而且可以如何正確的使用相關(guān)質(zhì)量管理工具。

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