为你释问 | 凭3812四个数字,用Excel一站式跑完新SPC手册报告模板

案例场景

某过程工序OP100，特殊特性6.95-7.05mm被识别为产品重要特性。测量仪器最小可视分辨率0.001mm，校准证书有效期内，扩展测量不确定度U=0.002mm，GRR=9.8%，Cgk=1.45。

上公差U：7.050mm

下公差L：6.950mm

样本量：125，子组大小：5，抽样频率：每30分钟

用途：新过程分析

所谓3812指：3张大图，8种分布，1个适宜的控制图，2种指数计算。

3张大图

3张大图中第1张大图是原始值图。它在新手册中地位重要，用于识别单值随着时间的变化是否存在规律性趋势，如推断可能的位置不变的A1A2B型分布，如推断可能的单值有下降趋势但变差不变的C3型分布，如推断可能的小批量多批次频繁换型的C4型分布。

本案例用Excel生成如下：

通过Minitab软件验证如下：NA

推断：本案例可能的位置不变的A1A2B型分布

第2张大图是直方图。它在新手册中地位一般，但也不可或缺。它用于识别总体数据是否存在明显单峰，明显单峰偏态，明显无规律的任意形状，或其他情况（如明显双峰可能存在2个流等）。

本案例用Excel生成如下：

通过Minitab软件验证如下：NA

推断：本案例明显单峰偏态

第3张大图是正态概率图加上偏度和峰度计算。它在新手册中地位重要。它用于精准判断过程数据是否符合正态分布，还是非正态分布。2次检查包括结果分布检查（针对总体所有数据，数据足够多时），瞬时分布检查（针对某个具体时间段数据，数据不够多时）。

本案例数据量不够多，只做瞬时分布检查，用Excel生成如下：

偏度<excel公式skew(a1:a125)>: 0.790

峰度<excel公式kurt(a1:a125)>: 0.652

判断原则：所有点在线上，Excel计算偏度、峰度理想值为0，看绝对值四舍五入，则符合正态分布。

Excel推断：非正态分布

通过Minitab软件验证如下：

Minitab推断：P<0.005，非正态分布

两者结论一致。

以上3张大图都可以通过Excel完成，此处鼓掌三分钟，3张大图的目的是为了下一步过程分布模型推断做好准备工作。

8种分布

8种分布指新手册中引用ISO系列标准，采纳的A1/A2/B/C1/C2/C3/C4/D八种过程分布模型。

分布关键参数包括位置、变差和分布模型，新手册定义如下：

本案例推断过程分布符合A2模型。

1个适宜的控制图。

选择1个适宜的控制图在新手册中地位非常重要。

第1步根据用途选择是SPC控制图（控制环1）还是回顾性控制图（控制环3）。

• SPC控制图：现在看将来，目的为了分析研究新过程。

• 回顾性控制图：现在回顾过去，目的为了改进过程。

第2步根据A1/A2/B/C1/C2/C3/C4/D分布选择合适的控制图。

新手册推荐如下：

Excel易于生成休哈特控制图（包括首选Xbar-S均值标准差控制图，Xbar-R均值极差控制图，Xmedian-R中位数极差控制图，I-MR单值移动极差控制图），生成Pearson控制图-过程位置控制图也很容易，生成验收控制图也不难，但生成带扩展限的休哈特控制图非常困难。

本案例选择SPC控制图，选择Pearson控制图。

Excel生成Pearson控制图-过程位置控制图如下：

用Excel生成Pearson控制图的变差图比较困难。

Minitab软件生成Pearson控制图如下：

两者结论基本一致，在误差范围内可接受。

2种指数计算

本案例用Excel Z分法（简称Z法）计算超出USL和 LSL的概率ppm，如下：

用非正态分布Excel公式（注意：正态分布公式不一样，正态分布计算Cpk，Z值=3*Cpk，用normsdist()公式计算ppm）

• C2: USL=7.05  B2: LSL=6.95  单边公差请空

• E2: 计数%<LSL<excel公式if(C2=””,0,countif(a1:a125,”<”&C2)/count(a1:a125))>: 0

• E3: 计数%>USL<excel公式if(B2=””,0,countif(a1:a125,”>”&B2)/count(a1:a125))>: 0

• E4: 等效Z.LSL<excel公式if(E2=0,-999,normsinv(E2))>: -999, -999表示负无穷大

• E5: 等效Z.USL<excel公式if(E3=0,999,normsinv(E3))>: 999, 999表示正无穷大

• P%<LSL ppm<excel公式if(E4=-999,0,(1-normsdist(E4)))*1000000>: 0

• P%>USL ppm<excel公式if(E5=999,0,(1-normsdist(E5)))*1000000>: 0

Excel结论：超出USL和 LSL的概率ppm都是0。

通过Minitab软件验证如下：

两者结论基本一致，在误差范围内可接受。

综上所述，3812是新手册报告模板的核心要求，用Excel也可以生成新手册报告模板大部分内容，不管用哪种软件还是用Excel都是工具，而熟练掌握SPC原理和正确流程才是对个人对企业而言非常重要的。

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本期作者

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• VDA-QMC德国注册讲师

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