王 丹，吳 偉

（深圳市華達玻璃鋼通信制品有限公司，深圳 518001）

SPC統計過程控制在質量管理中的應用

王 丹，吳 偉

（深圳市華達玻璃鋼通信制品有限公司，深圳 518001）

本文分析研究了SPC的統計原理以及使用方法，結合本公司的產品--- 高精度SMC衛星天線反射面的尺寸管控，著重介紹了生產過程中尺寸(-R Chart)控制圖的建立技術，闡述了SPC統計過程在質量管控中的作用。

SPC；管控圖；過程控制

1 引言

在SMC衛星天線反射面生產過程中，有許多不良因素需要控制，如尺寸不良、精度不良、外觀不良等。如何運用技術手段，對上述不良因素進行監控，并找到有效的改善措施？這是我們質量管理人員關注的焦點。我們知道，提出任何一種行之有效的管控措施，都需要對來自生產過程中的大量測量數據進行統計和分析。現有的數據統計分析方法有很多種，我們作為一個規模化的復合材料制品生產企業，SPC以其具有使用簡便、適用范圍廣、靈敏度高等諸多優點，被我們使用在生產統計過程控制中。

2 SPC統計原理和控制圖實施方法

2.1 SPC

SPC是英文Statistical Process Control的字首簡稱，即統計過程控制。SPC是一種借助數理統計方法的過程控制工具，它對生產過程大量數據進行分析評價，根據反饋信息及時發現系統性因素出現的征兆，并采取措施消除其影響，使過程維持在僅受隨機性因素影響的受控狀態，達到控制質量的目的。

2.2 實施SPC

實施SPC分為兩個階段：分析階段與監控階段，這兩個階段所使用的控制圖分別分析用控制圖和控制用控制圖。分析階段是要確保生產在各影響要素無異常的情況下進行，即從5M1E（即人員、設備、物料、方法、測量、環境）六個方面分析工序不良產生的異常原因，找出對最終產品影響的關鍵不良因素。之后，用生產過程中的質量記錄表收集檢驗數據，為關鍵因素建立過程控制界限，按質量特性值的類型來決定選用計量值控制圖，還是計數值控制圖。建立好控制圖后，就可以使用控制圖做過程管控了。

2.3 控制圖

控制圖也有很多種類，分析我司SMC衛星天線反射面的關鍵因素，主要有外觀不良和尺寸不良兩個因素，可以采用平均值與全距控制圖(-R Chart)和不良率控制圖(P Chart)。

對于我們來說，尺寸的管控更為重要，因此本文著重介紹SMC衛星天線反射面的尺寸(-R Chart)控制圖的建立。控制圖主要用于觀察正態分布的均值的變化，R控制圖主要用于觀察正態分布分散或變異情況的變化，而-R控制圖則將二者聯合運用，用于觀察數值正態分布的變化。

2.4 如何建立控制圖

控制圖的數據來源于生產過程的質量數據統計。確定合適樣本組、樣本大小和抽取間隔，用間隔取樣的方法獲得數據。控制圖作圖步驟如下：

2.4.1 收集并記錄數據

收集并記錄20～25個樣本組的數據，或使用以前所記錄的數據，通常每組樣本量n=4-5個，保證控制過程的檢出率為84%～90%。

式中，X1，X2…為子組內的測量值；n為子組容量

2.4.3 計算控制限

式中，D3，D4，A2為常數，它們隨樣本容量不同而不同，數值見表2和表3。

表2 系數A2

表3 系數D3，D4

2.4.3.3 作出控制線

圖1

2.4.3.4 繪制控制圖

當分析用控制圖中點子均在控制限之內或排列無缺陷時，表明生產過程穩定、無系統因素影響生產過程，尚不能說明不合格率小于允許值。因此，在分析用控制圖基礎上需要繪制控制用控制圖。

相關步驟如下：

（1）消除系統因素。依據分析用控制圖提供的信息判斷生產過程是否穩定，即是否有系統因素在起作用。如果存在系統因素，應設法消除。

（2）重新計算控制限。剔除分析用控制圖中無代表性的數據（如落在界限外點子的數據）后，重新計算中心線和控制限。

（3）確認分布范圍位于公差界限之內。只有當生產過程穩定且產品質量特性值分布范圍位于公差界限之內時，才能保證不出現大量不合格品。

3 SPC在SMC衛星天線反射面過程控制的應用

在確認生產過程穩定并具備足夠的工序能力后，便可開始使用SPC進行數據統計分析，即建立和使用生產過程的控制圖，抽取樣本進行計算、繪圖和分析，找出關鍵因素在生產過程中的變化。當超出控制限時，說明關鍵因素在生產中出現不可控，需提醒生產者采取糾正措施，防止不良品的產生。

SMC衛星天線反射面的尺寸是影響反射面接收性能的關鍵因素，其計量特性值，適合用基于正態分布、靈敏度高的-R計量控制圖來做管控。在下述例子中，我們提取了天線安裝孔的孔間距的尺寸測量數據，來說明如何進行SPC分析用控制圖和控制用控制圖的建立和使用。

表4 衛星天線反射面安裝孔間距的數據與-R圖計算表

表4 衛星天線反射面安裝孔間距的數據與-R圖計算表

3.1 尺寸測量數據

取尺寸測量數據，然后將數據合理分成25個分子組，參見表4。

例如，第一組樣本的平均值為

其余數值參看表4所列。

3.3 計算各級樣本的極差R

如第一組樣本的極差為

3.5 計算R圖和X圖的參數

計算R圖的參數。從表3可知，當子組大小n=5，D4=2.114，D3=0，代入R圖的公式，得到：

圖2 第一次-R圖

從圖2可見，R圖中第17組R=30出界。于是，舍去該組數據，重新計算如下：

圖3 第二次-R圖

按圖3所示，確定穩定生產狀態下的極差控制圖和均值控制圖，此時控制圖的控制界限已經根據分析階段的結果而確定。在連續生產SMC衛星天線反射面中，按樣本抽取產品做安裝孔孔間距的測量，并按上述公式計算，將計算值繪制到控制圖上。通過觀察控制圖中點的波動情況，能及時顯示出孔間距尺寸在生產過程中是受控還是失控，從而體現出SPC預防控制的作用。

4 應用專業軟件以簡化計算和制圖過程

在SPC統計過程中，為簡化計算和制圖過程，可使用專業的軟件，也可用EXCEL軟件編制，充分體現電算化的優勢。可將上述的計算公式編入軟件中，只要將檢驗記錄的數值輸入到表中，如表5的SPC數據分析表。就能自動計算出極差值和均值，再使用計算值繪制出控制圖。如果加入判斷函數，則可以自動警示計算值是否超限。

表5 SPC數據分析表

5 結束語

使用SPC統計過程控制這一質量管理工具，可以從連續的生產過程中，精確定位到生產中的不穩定因素，及時提出改善措施和解決不良因素的產生，提高了管理部門對生產過程的控制力度，大幅度降低了批量問題的發生。

Statistical Process Control Is Applied in Quality Management

Wang Dan, Wu Wei
(Shenzhen Huadar Smc & Communication Products Corp., Shenzhen, 518001)

This paper analyzed the SPC statistical principle and method of use, combined with the company's products - high precision SMC satellite antenna reflecting the size control, introduces the production process dimension (-R Chart) the establishment of the control charts technology, expounds the role of SPC statistical process in quality control.

SPC; Control chart; Statistical Process Control

10.3969/J.ISSN.1672-7274.2017.06.005

TN828.5文獻標示碼：A

1672-7274（2017）06-0016-04

王 丹，深圳市華達玻璃鋼通信制品有限公司董事長。

吳 偉，深圳市華達玻璃鋼通信制品有限公司質量部經理。