统计过程控制SPC

1. SPC的含义

SPC指用统计方法对过程进行控制，本质上是一种方法。它利用控制图来分析过程和过程输出，并根据分析的结果采取相应措施，使过程处于受控状态和具有满足要求的过程能力，从而使过程的输出是一致的和符合规定要求的。

其中的统计方法有初高级之分，在SPC中一般只涉及初级统计技术，即涉及的只是一个因素或相互独立的多个因素，如控制图，因果图等。

2. SPC的目的

2.1 使过程处于受控状态；

2.2  确保过程的输出是一致的且符合规定的；

2.3  把事后检验变为事前预防，是预防措施之一。

3. SPC的适用范围

3.1 用于对制造过程/过程输出的控制；

3.2 帮助查清过程波动的原因，以准备相关对策。

4. 相关知识

4.1 变差

 含义：在制造过程中，对过程输出的产品逐个测量会发现测量值存在波动，这种单个产品的质量特性存在的波动成为变差。

造成变差的原因：共两种，一是普通原因，属偶然原因、随机原因。其特点是a）存在于任何过程；b）难以用现有技术加以控制，如刀具磨损造成的尺寸改变，需要专门的刀具磨损补偿技术；c）对过程的影响轻微且不确定，在实际过程中，约有85%以上属于这种情况，如不是，则需采取措施以便纠正。

二是特殊原因，属系统原因、非随机原因。其特点是a）有时出现，有时不出现；b）不一定存在于每个过程；c）对过程影响大；d）可以利用现有技术进行控制。

在实际过程中，约有15%属于这种情况。

4.2 数据

1）计量型数据，如游标卡尺或千分尺测量大数据，数据是连续的。

2）计数型数据，如通知规测量螺纹孔，数据是间断的。

5. 控制图

5.1 含义

控制图是SPC最常用的工具之一，是对过程质量特性值进行测量、记录和评估，从而监测过程是否处于受控状态的一种用统计方法设计的图。控制图是休哈特提出的，又称为休哈特图。

该图是直角坐标图式，横坐标是时间序列或样本号序列，纵坐标是样本统计量数值。

控制图

5.2 控制图用途

a）用来帮助判别过程是否存在特殊原因。若存在，通过分析找出原因并解决问题，这个过程会一直反复，直到过程处于受控状态为止。

b）过程受控时，用控制图对其进行维护，有特殊原因时，我们可以在控制图上发现。

c）能减少过度控制或不足控制。

6. 一些公式

过程能力指数Cp或Cpk

Cp=(USL-LSL)/6σ=T/6σ

其中，T为公差，USL为规格上限，LSL为规格下限，σ是受控状态下过程特性值的标准差；

用M表示规格中心，M=(USL-LSL)/2

用u表示分布中心，过程均值。

有偏移时，M和u不相等，过程能力用Cpk表示

Cpk=（1-k）Cp=（T-2｜M-u｜）/（6σ）

其中，k=2｜M-u｜/T，它代表的是均值与规格中心的相对偏移量，也称偏移系数。

过程绩效指数Pp或Ppk

过程绩效是从过程总波动的角度反映过程的实际加工能力，它不需要考虑过程是否受控，也不要求过程输出的质量特性一定要服从某个正太分布。

过程无便且双向公差：

Pp=(USL-LSL)/6σ=｜T｜/6σ

过程有偏且双向公差，

Pp=min【(USL-u）/3σ，（u-LSL)/3σ】

当用单侧偏差时：

Ppu=（USL-u）/3σ=（USL-X均值）/3σ

Ppl=（u-LSL）/3σ=（X均值-LSL）/3σ

Ppk=min（Ppu，Ppl）