质量管理工具之SPC的介绍与应用
一、SPC技术概述
统计过程控制（SPC）是TSl6949质量体系五大核心工具之一。它是一种在产品生产前进行提前预防的质量管控手段。 时光之箭
为了较为精确的实现质量管控，需要精准的采集产品生产过程中所产生的加工信息数据，之后利用统计的方法对所采集的数据进行分析及讨论。所采集数据信息的精准性取决于检测系统及抽样方法的准确度，因此，实时的采集数据信息对质量管控具有重要的意义。二、SPC实施流程
统计过程控制技术的实施是通过确定关键质量控点，分析其关键质量特性，确定数据采集方案和控制图类型，通过工序分析和工序能力计算，查偶然因素和系统因素，并将追查信息及时反馈，以便于缩短产品延误时间，不断提高生产过程能力。
1）原理
SPC的理论基础是中心极限定理和3σ原则。在生产过程中，当众多彼此相互独立的偶然因素共同对生产对象产生影响时，由于彼此的相互作用、相互抵消，而最终使产品的质量特性呈正态分布。
由图可得出正态分布的一个重要结论：通过对正态分布计算密度函数的积分，可获得不同质量特性值区间的概率。
1927年，美国贝尔实验室的休哈特博士根据正态概率分布的特点创造了用于保证加工质量的控制图。从此，质量管理技术由传统手工检验阶段发展到统计质量控制阶段。在我国休哈特控制图已纳入国家标准GB4091。
休哈特博士将过程处于稳定受控状态时的质量数据所形成的典型分布的μ±3σ范围内的正态分布曲线转换为控制图，如下图所示：
注：控制图由平面直角坐标系构成，其中横坐标代表时间，纵坐标代表被控制的质量特性值或其分布的特征值。
2）控制图的主要作用
SPC控制图的作用主要分为三方面：
在质量检测工作上，监控加工过程设备的稳定状态，即过程是否处于统计控制状态；
在质量控制方面，可以用来确定何时需要对过程加以调整，何时需使过程保持相应的稳定状态；
在质量改进方面，可以用来确认某过程是否得到了改进。
应用SPC控制图的目的，就是要及时发现过程中出现的异常，其判断准则主要有两类：
点子越出控制界限。在稳定状态下，点子越出界限的概率为0.27%；
点子虽在控制界限内，但排列的形状有缺陷。
3）使用操作步骤
A. 确定控制目标
确定像不合格数等SPC控制图可以影响的质量目标。
B. 确定SPC的表达图类型
C. 确定样本信息
比如样本总量和样本间隔参数等。
D. 收集数据
收集并记录至少26~30个样本的数据。
E. 计算
计算各个样本的均值、极差和标准偏差等数理统计量。
F. 确定各统计量的上限目标值和下限目标值
G. 绘图
画SPC控制图并于图上体现关键的数量统计量值。
H. 分析结果
如果己知有的数据存在特殊状况或异常原因，要在图中标注明确判断过程的控制状态；
I. 决定下一步行动
三、零件质量控制
对外经贸实务在现代的生产工艺中，工件产品的生产均是在相同的条件下加工的，这里不仅仅指的是其生产环境、生产设备相同，同样指其加工原料以及设计要求。因此，工件质量在某种程度上应是均匀分布的，在随机因素的影响下，加工质量会出现一定的波动。排除系统因素对加工质量的影响，工件质量应服从一定的概率分布，也就是说其质量分布可按照数理统计理论进行分析。
本文采用数理统计理论，其主要包括控制图、抽样检验、可靠性理论等及其相应的方法，它被用于加工过程中监控加工质量，一旦发现异常就可以及时采取手段方法，改善最终加工质量。
奇人趣事
1汽车零部件生产过程控制
下面以某后轴承盖沉孔深度为例，介绍统计过程控制在汽车零部件生产过程中的应用。沉孔深度要求为9.495mm（误差在-0.015~0之内）。
1）质量数据收集方法
振镜A. 抽样方案
后轴承盖沉孔深度质量控制点是对沉孔深度尺寸进行质量控制。后轴承盖沉孔深度作为影响后轴承盖质量的主要质量特性，加工过程较复杂，而且尺寸要求严格，测量较困难，每天的产量为200~300件，所以根据后轴承盖的生产批量需要对该工序实施较长时间的抽样，同时为了保证控制图能有效地区分变差的特殊原因，以便于发现影响工序能力的所有可能因素。
决定抽样方案为：每加工25个后轴承盖沉孔随机抽取一组作为抽检样本，每个样本由连续抽检的5个后轴承盖沉孔深度尺寸数据组成，即样本容量n=5。
B. 样本个数
为更好的检验工序的稳定性，抽取30组样本。
C. SPC分析与控制方案
由于质量特性为计量型数据，采用均值-极差控制图进行分析与控制。戴力扬
2）数据收集江西泰和在线论坛
根据抽样方案抽取样本，并测量质量特性值，所得30组数据如下表所示。
3）数据分析
将抽样数据制作成控制图，如图所示。（红和灰线条分别表示上界限UCL和下界限LCL）
根据控制图的判断准则，极差图处于稳态。再分析均值图，从图中可以看出，第7、22两个样本超出控制界限，控制图过程不稳定，存在异常原因，调查发现：加工沉孔的道具损坏，导致加工尺寸不能严格的保障，需要替换新道具。剔除异常的样本点后，重新绘制控制图，发现过程处于稳态，可知影响产品质量的异常因素已经排除。
更换刀具后10天，重新采集数据，并绘制控制图，如下图所示，过程已经处于稳态。可以
对后轴承盖沉孔深度工序进行工序能力评价。
四、实施
通过以上分析，汽车加工过程中会遇到众多质量问题。在生产过程中难以及时发现不良问题或提前预防不良品发生，因此需要利用SPC理论，做到提前预防，避免批量不良，提高产品质量，降低生产成本。基于SPC的汽车零件加工品质控制方法，其主要满足以下功能：
1. 将加工工件质量判断结果由定性转为量化；
2. 通过统计加工工件检测数据，绘制加工趋势图，用此作为机床操作依据；
3. 了解加工设备稳定性，严格控制工件加工质量；
4. SPC系统随时保存维护检测数据，在出现加工不良时，可实现快速追溯。
除此之外，只要在SPC信息采集环节增添更多采集项目和功能，则该系统就可以有比如基础资料设置、数据采集及维护、过程监控、数据分析、报表查询等功能模块，可以进行多
样化的数据收集和对质量状况及时的监控和分析。
五、SPC的应用条件
所谓统计过程控制，就是通过数理分析，出日常生产中的异常波动。只有数据满足正态分布的规律，才能出异常波动。因此需要分析采集的数据是否满足正态分布规律。如果满足，可以按照控制方法进行后续工作，如果不满足，则需要进一步分析原因并解决。
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