SPC检验系统的应用

马擎

摘要：本文分析了企业实施SPC管理的重要作用，阐述了SPC的设计模型，根据经验重点总结了SPC应用过程中应注意的几个问题。

关键词：SPC动态；连续性；过程控制

一、SPC的背景及作用

工序是组成生产过程的基本环节，操作者、机台、材料、工艺方法和环境都对工序质量起到重要的影响作用。因此，也可以认为工序是这五个要素在特定条件下的有效组合。只有对每一道工序的加工过程进行控制，才能形成自始至终的过程控制闭环，保证生产过程的可控态。有了稳定的工序状态，才会有稳定的生产质量。实践证明，SPC是控制生产过程的有效手段和工具。SPC作为一种过程控制方法，它运用数理统计概率论的原理，可及时发现生产过程中的异常情况，从而及时采取措施进行改进，把质量隐患消灭在萌芽状态，真正达到防患于未然。

1956年，西电公司出版了一本手册，其中就包括非自然模式的测试。除了四个测试不稳定性之外，手册还介绍了其他非自然的图案，包括“混合物”，“分层”，“趋势”其他作者对于Shewhart控制图提出了额外的敏感规则。

SPC作为一种先进的质量管理方法，在国际上很多企业中被广泛采用。摩托罗拉公司、GE公司运用6 sigma控制质量，已经取得了巨大的经济效益。不论在企业还是在其它行业，引入6 sigma管理的条件之一，就是已经成功地推行了SPC和SPD，并且产品质量目前至少已经达到3 sigma水平。在生产过程中，产品的每个零部件质量的优劣，都关系到出厂产品的质量，关系到企业的信誉。在大批量生产的条件下，如果企业没有能力进行全检，而抽检无十足把握，在这种情况下采用现代化的质量管理方法（SPC）控制产品的过程质量，可以使零件加工过程处于可控状态，在检测指标趋于不合格的情况下及时调整生产参数，以保证零部件质量可靠性，以提高产品质量，为实现6sigma管理打下坚实的基础。SPC检验系统就是基于SPC的理论，对于其数据进行有效的监控和管理。

二、控制图的分类

SPC主要是通过各种控制图，来达到进行质量分析、质量控制和质量改进的目的。控制图是SPC的核心工具，它被用于分析和判断工序是否处于稳定状态，预报工序中出现质量异常的现象及其原因。

控制图主要分为计量型控制图和计数值控制图。计量型控制图，即通过测量获得的是计量型数据，在概率统计中也称连续型随机变量，如零件的尺寸、材料的强度、热处理的温度等。主要包括：均值一极差控制图、均值一标准差控制图、中位数一极差控制图、单值一移动极差控制图。计数值控制图的数据，在概率统计理论中也称离散型随机变量，在质量控制中最常用的计数型数据只取两个数据中的一个，如。、1、合格、不合格，以及通过、不通过等。主要包括：不合格品率控制图、不合格品数控制图、不合格数控制图、单位不合格数控制图。除控制图外还有预控图，也叫彩虹图，它直接与标准界限相联系，而不是与控制界限相联系，因此不必根据积累的数据计算控制限，它可以使作业者操作简便。对于工序能力小于0.67的工序，用调查表加以控制，以便系统地收集数据，获取对事实的明确认识。

三、SPC检验系统的设计模型

SPC检验系统是一个不稳定性的监测索引，是指导工程师决定哪个图形需要关注的有效图形管理工具，将众多需观测图形精简至对几个关键图形的观测。

要根據控制点的性质来选择控制图。对于连续测得的质量特性值，如长度、重量、强度等计量型数据，应选用均值一极差控制图、均值一标准差控制图；按个数取得的非连续性取值的质量特性值，例如不合格品数、不合格率、铸件的疵点数等质量特性值数据，应选用不合格品率控制图、不合格品数控制图、不合格数控制图、单位不合格控制图。预控图是一种简便的质量控制工具，它不仅适用于计量值工序，也适用于计数值工序。但需满足：（1）过程服从正态分布；（2）CP>1；（3）工序分布中心与标准中心重合。

SPC检验系统，是收集生产过程中的量测数据，对数据进行分析。对于每个图形的量测点会落入量测区间内。

测量系统的准确性，对SPC数据的真实性和正确性十分重要，否则会影响SPC数据的准确度，导致浪费甚至起误导作用。因此，对实施SPC工序的测量系统必须进行严格地分析和检查。

对量测数据组成的图形进行分析，将违反以下规则的数据进行严格监控。

VVEl：量测点落在3sigma之外。（UCL/LCL：3Sigma）

Vv'E2：连续三个量测点，其中两个落在Centre line的同一侧。

WE3：连续五个量测点，其中四个落在Centre line的同一侧。

VvTE4：8个点落在Centre line的同一侧。

STRA7：15个量测点组成一行，幅度小于1 sigma.

TREND：7个量测点连续上升或连续下降。

TREND2：严格的7个量测点连续上升或连续下降。

将这些规则应用于对量测点图形的控制中，找到需要重点监测的图形。

控制图受控后，计算出工序能力指数，延长其控制限作为控制用控制图，下发到各控制点。控制图的测量、绘制由操作者完成，控制图的异常处理和分析工作，由各单位的质量管理员和工艺人员完成。随时对出现的异常情况进行分析。采取有效措施，以保证工序处于可控态，同时定期对sPc操作者及相关人员进行培训，要求各单位严格按规定执行，以确保sPc工作顺利进行。

四、应用系统的前景

随着企业的发展，将面临的竞争将更加激烈，企业间的竞争实质上就是产品的竞争，就是产品质量的竞争。如果不从产品质量人手去赢得市场，企业就会陷入发展的困境。sPc监控系统是一种有效的质量管理工具，如果在企业中成功地实施了sPc监控系统，在质量控制中将起到极好的预防作用，从而为提高产品质量，降低生产成本，为企业带来丰厚利润，起到事半功倍的效果。