SPC概论与实施步骤

一、什么是SPC

SPC即统计过程控制（Statistical Process Control）。SPC主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。

二、SPC技术原理

统计过程控制（SPC）是一种借助数理统计方法的过程控制工具。它对生产过程进行分析评价，根据反馈信息及时发现系统性因素出现的征兆，并采取措施消除其影响，使过程维持在仅受随机性因素影响的受控状态，以达到控制质量的目的。当过程仅受随机因素影响时，过程处于统计控制状态（简称受控状态）；当过程中存在系统因素的影响时，过程处于统计失控状态（简称失控状态）。由于过程波动具有统计规律性，当过程受控时，过程特性一般服从稳定的随机分布；而失控时，过程分布将发生改变。SPC正是利用过程波动的统计规律性对过程进行分析控制的。因而，它强调过程在受控和有能力的状态下运行，从而使产品和服务稳定地满足顾客的要求。

三、为什么使用SPC

SPC 强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法（主要是统计技术）来保证全过程的预防。SPC不仅适用于质量控制，更可应用于一切管理过程（如产品设计、市场分析等）。正是它的这种全员参与管理质量的思想，实施SPC可以帮助企业在质量控制上真正作到"事前"预防和控制，SPC可以：

◆对过程作出可靠的评估；

◆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；

◆减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和验证工作；

有了以上的预防和控制，我们的企业当然是可以：

◆降低成本

◆降低不良率，减少返工和浪费

◆提高劳动生产率

◆提供核心竞争力

◆赢得广泛客户

◆更好地理解和实施质量体系

四、质量管理中常用的统计分析方法

◆控制图：用来对过程状态进行监控，并可度量、诊断和改进过程状态。

◆直方图：是以一组无间隔的直条图表现频数分布特征的统计图，能够直观地显示出数据的分布情况。

◆排列图：又叫帕累托图，它是将各个项目产生的影响从最主要到最次要的顺序进行排列的一种工具。可用其区分影响产品质量的主要、次要、一般问题，找出影响产品质量的主要因素，识别进行质量改进的机会。

◆散布图： 以点的分布反映变量之间相关情况，是用来发现和显示两组数据之间相关关系的类型和程度，或确认其预期关系的一种示图工具。

◆工序能力指数（CPK）：分析工序能力满足质量标准、工艺规范的程度。

◆频数分析：形成观测量中变量不同水平的分布情况表。

◆描述统计量分析：如平均值、最大值、最小值、范围、方差等，了解过程的一些总体特征。

◆相关分析：研究变量之间关系的密切程度，并且假设变量都是随机变动的，不分主次，处于同等地位。

◆回归分析：分析变量之间的相互关系。

五、实施SPC的两个阶段

实施SPC分为两个阶段，一是分析阶段，二是监控阶段。在这两个阶段所使用的控制图分别被称为分析用控制图和控制用控制图。

分析阶段的主要目的在于：

1、使过程处于统计稳态，

2、使过程能力足够。

分析阶段首先要进行的工作是生产准备，即把生产过程所需的原料、劳动力、设备、测量系统等按照标准要求进行准备。生产准备完成后就可以进行，注意一定要确保生产是在影响生产的各要素无异常的情况下进行；然后就可以用生产过程收集的数据计算控制界限，作成分析用控制图、直方图、或进行过程能力分析，检验生产过程是否处于统计稳态、以及过程能力是否足够。如果任何一个不能满足，则必须寻找原因，进行改进，并重新准备生产及分析。直到达到了分析阶段的两个目的，则分析阶段可以宣告结束，进入SPC监控阶段。

控阶段的主要工作是使用控制用控制图进行监控。此时控制图的控制界限已经根据分析阶段的结果而确定，生产过程的数据及时绘制到控制上，并密切观察控制图，控制图中点的波动情况可以显示出过程受控或失控，如果发现失控，必须寻找原因并尽快消除其影响。监控可以充分体现出SPC预防控制的作用。

在工厂的实际应用中，对于每个控制项目，都必须经过以上两个阶段，并且在必要时会重复进行这样从分析到监控的过程。

六、SPC的最新发展

经过近70年在全世界范围的实践，SPC理论已经发展得非常完善，其与计算机技术的结合日益紧密，其在企业内的应用范围、程度也已经非常广泛、深入。概括来讲，SPC的发展呈现如下特点：

（1）.分析功能强大，辅助决策作用明显 在众多企业的实践基础上发展出繁多的统计方法和分析工具，应用这些方法和工具可根据不同目的、从不同角度对数据进行深入的研究与分析，在这一过程中SPC的辅助决策功能越来越得到强化；

（2）.体现全面质量管理思想 随着全面质量管理思想的普及，SPC在企业产品质量管理上的应用也逐渐从生产制造过程质量控制扩展到产品设计、辅助生产过程、售后服务及产品使用等各个环节的质量控制，强调全过程的预防与控制；

（3）.与计算机网络技术紧密结合 现代企业质量管理要求将企业内外更多的因素纳入考察监控范围、企业内部不同部门管理职能同时呈现出分工越来越细与合作越来越紧密两个特点，这都要求可快速处理不同来源的数据并做到最大程度的资源共享。适应这种需要，SPC与计算机技术尤其是网络技术的结合越来越紧密。

（4）.系统自动化程度不断加强 传统的SPC系统中，原始数据是手工抄录，然后人工计算、打点描图，或者采用人工输入计算机，然后再利用计算机进行统计分析。随着生产率的提高，在高速度、大规模、重复性生产的制造型企业里，SPC系统已更多采取利用数据采集设备自动进行数据采集，实时传输到质量控制中心进行分析的方式。

（5）.系统可扩展性和灵活性要求越来越高 企业外部和内部环境的发展变化速度呈现出加速度的趋势，成功运用的系统不仅要适合现时的需要，更要符合未来发展的要求，在系统平台的多样性、软件技术的先进性、功能适应性和灵活性以及系统开放性等方面提出越来越高的要求。

七、成功实施SPC的因素

因素1：实施计划

“凡事预则立，不预则废”。计划对于任何事情都有着不可忽视的作用。对于SPC项目，一个有效的计划极其重要。

有效的计划包括这些方面。首先，它应该是全面周密的。也就是说，在SPC项目实施之前，应该充分估计所要用到的资源，包括项目分几个阶段，各阶段的目标、所参与人员、工作内容、工作时间、硬件资源、软件系统、资金等。确定了这些方面内容的计划才是一个具体、明确、切实可行的SPC项目实施计划。其次，它应该有一定的灵活性。计划制定时应该尽量充分估计到实施过程中的偏离，并且给出偏离后的处理方法以及补充的资源。

因素2：培训

培训是保证SPC能够被正确理解和运用的关键。对于SPC项目中的培训工作，应该制定合理的培训方案，该方案明确了培训内容、接受培训人员、培训时间、日期、培训师、培训目标等项。

应该针对管理和操作的需要，针对具体的职位或人员，选择合理的培训内容及目标，如表1是笔者制定的培训方案，此方案是对质量工程师的培训，由于其职位的要求比较高，所以必须掌握比较深入的统计学知识，但是对于操作员工，其培训内容就没必要这么深入，只需要了解数据的输入方法（如小键盘的操作）及异常的判断以及如何处理异常。

因素3：技术支持

技术支持工作包括两方面，一是SPC信息系统供应商的系统支持，二是企业内电脑、网络管理或信息部门的支持。SPC信息系统供应商应该保证整个SPC系统功能达到企业的实施要求；能够提供系统的操作规范；能够提供SPC理论知识及SPC软件系统运行的正确咨询工作。企业内部的技术支持工作主要是提供网络的维护、系统平台的提供，并且保证它的安全有效性。

因素4：激励

任何项目的执行都离不开人的作用。根据马斯洛的需求层次理论，任何人都有受人尊敬以及自我实现的需求，从工作中如果得不到这样的满足，必将影响工作热情，其效果就是影响了项目的执行及效果。在SPC的项目实施中，为了激励员工正确学习并积极完成项目的各项工作，必须有效的激励方法。有效的激励方法可以是：

1） 召开项目启动会议。此会议必须让项目参与人员明确自己的重要性与不可取代性，同时要阐述每个人的工作在他或她的职业生涯中的重要性，比如掌握了SPC知识就会多一项专门技能，也就增加了一种职业选择的机会。

2） 定期或不定期沟通。让参与项目的员工清楚自己及别人的工作完成及效果情况，并且，SPC项目经理应该充分表扬在项目执行中已经保证质量并且高效率完成工作任务的员工，同时也把正确的引导、建议、期望及鼓励给予那些为完成以及效果不好的员工，这一点非常重要。

3） 给予奖金。适当的给予奖金奖励可以充分有效的调动员工的工作热情。

因素5：编码系统

SPC系统也是一个信息系统，与其他信息系统一样，它需要对企业中庞大的产品或生产过程的统一编码。编码的合理与否在最终的运用上有很大的不同。SPC项目的事实施中会遇到产品的编码、过程的编码、质量特性的编码、缺陷编码、常用改善措施编码、常用异常原因编码等等。按照企业原有编号作为系统中的编码，如产品编号，可能编码就比较长，但实际意义却能充分体现；如果以新的规则重新编码，那么，系统在使用时将比较简洁，但是却牺牲了其含义的明确性。实际工作中，一定要权衡两方面的效果，作出统一的编码系统。“千里之行，始于足下”，这项工作是SPC信息系统实施的第一步具体工作。

因素6：系统维护

SPC系统初步运行以后，必须对系统进行持续的维护，否则将功亏一篑。SPC系统的维护工作包括方面：

1、 网络及服务器维护。企业内的网络管理员必须维护网络正常开通；数据库服务器、自动采集服务器、自动检测服务器都正常工作，这样，基于网络的SPC系统才能正常启动和运行。

2、 数据及时输入。除了自动采集的数据外，手工采集的数据必须及时输入才能体现SPC的时效性。