浅谈SPC在工艺过程质量控制中的实施

张跃华 张 晶

（中航工业沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司，辽宁 沈阳市 110043）

二十世纪二十年代，美国休哈特博士创建了过程控制理论，该理论将数理统计应用于工业生产中，制作出世界上第一张过程控制图，即不合格率（P）控制图，由此把产品的质量控制从事后检验变为事前预防，这为保证产品质量，降低生产成本，提高生产率开辟了广阔的前景。时至今日，作为国际上行之有效的质量管理技术，统计过程控制（SPC），正在受到国内越来越多企业的重视和采用， 它将作为企业降低废品、提高产品质量、增加企业效益的重要工具。对于加工制造业来说，企业的生产特点为：生产任务量大，对工艺过程进行统一监控比较困难，产品质量数据多，对数据的收集、维护和检索比较困难，因此实施SPC对产品加工过程中的关重工序进行监控，从而控制产品质量形成过程中的关键环节就显得尤为重要。

1 SPC概述

SPC 即统计过程控制。就是应用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证与改进产品质量的目的。SPC 强调全过程的预防，通过控制图对制造产品的质量进行监控，有效掌握其随机和异常波动。当生产中出现异常时，可以采取一定的措施，对异常状况予以消除。将生产状态恢复稳定，从而有效提高产品质量，达到控制目的。SPC在重复生产中较为适用，其能够对生产过程做出较为准确的评估，从而对过程控制进行判断，保证过程控制具有其应有的能力，达到有效预警的作用。及时的对生产过程进行监控，防止或降低废品的产生。

SPC的原理及作用：

产品工艺过程中的质量波动是不可避免的。它是由人、机、料、法、环、测等基本因素的波动影响所致。而对上述内容的控制便是SPC实现其功能作用的主要内容，通过对产品生产过程的有效控制达到对产品质量控制的目的。而过程控制的目的就是消除异常波动，使过程处于正常波动状态。SPC是用统计方法来控制过程，其核心理论就是利用控制图中的围绕中心线的上下3-sigma界限，来识别过程是否有异常原因而引起的波动。SPC的有效实施为制造过程的质量分析提供依据，通过识别偶然性原因和异常原因，为采取局部措施或对系统采取措施提供指南。从而确保制造过程持续稳定、可预测；提高产品质量，生产能力、为企业降低成本，降低不合格品率，减少返工和浪费，提高劳动生产率，增强企业的核心竞争力，从而为企业赢得广泛的客户。

2 SPC的实施过程

2.1 SPC实施步骤

SPC实施的具体步骤分为以下三步：第一步：选择控制对象（即主要质量指标，例如某工序关键尺寸），然后收集数据并作图。第二步，使用SPC工具（控制图）对过程进行分析，确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程是否有能力。为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生。

2.2 控制图

控制图是SPC中最重要的工具。运用控制图的目的在于分析过程是否处于受控状态。如果处于受控状态， 说明过程稳定， 接下来再判断过程能力是否满足要求。如果处于统计失控状态， 则说明过程失控， 应该针对异常找出原因。若是状态处于控制范围内则说明控制有效，应当继续予以监控。

控制图是对过程质量加以测量、记录并进行控制管理的一种用统计方法设计的图。 图上有中心线CL、上控制界限UCL和下控制界限LCL，并有按时间顺序抽取的样本统计量数值的描点序列，UCL、CL与LCL统称为控制线。若控制图中的描点落在UCL与LCL之外或描点在UCL与LCL之间的排列不随机，则表示出现了异常。而若是控制图中的描点在规定的范围之内随即排列，则就表示状态正常无需进行检测，需要继续予以监督观察。

控制图分类及选择：常规控制图的种类很多，一般按数据性质分成计量控制图和计数控制图两大类。选择控制图主要是根据所控制质量指标的数据性质来进行选择，如数据为计量的，应选择计量控制图，数据为计件或计点的，应选择计数控制图。

控制图分析：通过控制图可以准确的掌握生产过程的实时状态，并就其中是否出现异常状态予以判断，从而有效排除生产过程中的故障，实质达到稳定的状态。通过控制图中点的分布来判断过程是否处于稳定受控状态还是出现异常。控制图判断稳定的准则有:（1）连续25 个点没有1个点在控制界限外； （2）连续35 个点中最多只有1个点在控制界限外；（3） 连续100个点中最多只有2个点在控制界限外。

结语

质量改进工具中SPC具有较为实用的价值，在制造以及服务等过程性领域中具有重要的应用实施意义。在进行过程质量改进的初期，SPC可以有效捕捉并确定改进机会，帮助改进阶段工作的顺利进行。在改进阶段完成后，改进的效果也可以通过SPC进行评价，并进一步对结果予以维持。从而使得生产过程更加稳定严谨。通过监控质量特性参数，能够有效的分析过程，对产品质量进行预先把控，并在生产过程中予以改进，从而进一步提高工艺过程的质量控制能力。

[1]统计过程控制（SPC）参考手册[Z].

[2]王会良， 等.SPC 在工序质量控制中的应用[Z].