Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. ·...

32
Statistical Process Control DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide ®2019 Dassault Systèmes. Apriso, 3DEXPERIENCE, the Compass logo and the 3DS logo, CATIA, SOLIDWORKS, ENOVIA, DELMIA, SIMULIA, GEOVIA, EXALEAD, 3D VIA, BIOVIA, NETVIBES, and 3DXCITE are commercial trademarks or registered trademarks of Dassault Systèmes or its subsidiaries in the U.S. and/or other countries. All other trademarks are owned by their respective owners. Use of any Dassault Systèmes or its subsidiaries trademarks is subject to their express written approval.

Transcript of Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. ·...

Page 1: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

  Statistical Process ControlDELMIA Apriso 2019 Implementation Guide

®2019

DassaultSystèmes.Apriso,3D

EXPE

RIENCE,theCom

pass

logo

andthe3D

Slogo,C

ATIA,SOLIDWORKS

,ENOVIA,DELMIA,SIMULIA,GEO

VIA,EX

ALEA

D,3DVIA,BIOVIA,NET

VIBE

S,and3D

XCITE

arecommercialtrademarks

orregistered

trademarks

ofDassaultSystèmes

orits

subsidiariesintheU.S.and/orothercountries.Allothertrademarks

areow

nedby

theirrespectiveow

ners.

Use

ofanyDassaultSystèmes

orits

subsidiariestrademarks

issubjecttotheirexpress

writtenapproval.

Page 2: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Contents1 Introduction 41.1 Scope 41.2 Intended Audience 41.3 References 4

2 SPC Overview 52.1 How to Use SPC 52.1.1 Plan 62.1.2 Do 62.1.3 Check 62.1.4 ACT 6

3 SPC Configuration 83.1 SPC Main Grid Screen 83.2 SPC Chart Properties Screen 83.2.1 SPC Chart Properties 93.2.2 Upper and Lower Chart Parameters 103.2.3 SPC Alert Rule Properties 10

3.3 Calculation and Display Queries 143.4 SPC Chart Types 153.4.1 P Chart 153.4.2 NP Chart 183.4.3 C Chart 193.4.4 U Chart 223.4.5 Run Chart 233.4.6 X-Bar Average and Range 243.4.7 X-Bar Average and Standard Deviation (X-Bar and S [Sigma]) 253.4.8 Median Chart 263.4.9 Individual Chart 273.4.10 Exponentially Weighted Moving Average Chart (EWMA) 28

4 SPC Chart Calculation and Display 295 Sample Scenario 306 References 32

FiguresFigure 1  The PDCA cycle 6Figure 2  SPC main grid 8Figure 3  SPC chart properties 8Figure 4  SPC Chart screen – properties section 9Figure 5  Edit Languages window 10Figure 6  SPC Chart screen – Upper Chart Parameters and Lower Chart Parameters sections 10

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 2

Page 3: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 7  SPC Alert Rule properties screen 11Figure 8  Calculation and Display Queries section 14Figure 9  Sample P chart 16Figure 10  P chart data mapping (A) 17Figure 11  P chart data mapping (B) 18Figure 12  Sample NP chart 19Figure 13  Sample C chart 20Figure 14  C chart data mapping (A) 21Figure 15  C chart data mapping (B) 21Figure 16  Sample U chart 22Figure 17  U chart data mapping 23Figure 18  Sample Run chart 24Figure 19  Sample X-Bar Average and Range 25Figure 20  Sample Median chart 27Figure 21  Individual chart 28

 

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 3

Page 4: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

1 IntroductionThe purpose of this document is to provide a general overview of the Statistical Process Control (SPC). It describes the three parts of SPC: design, calculation, and display.

1.1 ScopeThe scope of this document includes the core areas that are divided into three major parts:

 1.  ConfigurationUsing the SPC Main Administration screenThe types of charts supportedCreating SPC rules

 2.  CalculationUsing the CalculateChart Business Components (e.g., CalculateChart_v4)

 3.  DisplayThe Business Components used to show the chartA standard Business Process Flow will be used to demonstrate and outline how to display an SPC chart using the Chart Control Business Control

1.2 Intended AudienceThis Implementation Guide is for those Process Authors who want to visualize information and have a detailed knowledge of the Quality module and its associated database tables.

Typical users can be grouped into the following profiles:

Supervisors and Quality Technicians – these users have a similar profile to Workers with special privileges within the SPC chartWorkers – these users are able to view charts and to act upon alerts generated by the SPC calculationsDELMIA Apriso Administrators – these users are able to create new SPC charts and the rules for displaying them within Processes developed in Process Builder

1.3 ReferencesIt is preferable that users have knowledge of the following and should have them as references:

Business Control implementation guidesProcess Builder conventions documentSPC Chart Design documents on the layouts required for each 

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 4

Page 5: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

2 SPC OverviewThe SPC is used in many organizations to monitor, refine, and control processes. It is most commonly seen in high quality companies that have extensive quality initiatives and continuous improvement programs, such as Six Sigma and lean manufacturing.

To ensure that these companies get the most out of the system, the following elements are required:

Configuration screens – these screens are used to create and configure the chart to be calculated. This includes the subgroup information, WECO rule and custom rule configuration, the calculation and display queries, etc. As SPC charts can have an upper and lower chart, the configuration of tolerance levels and rules can be applied to both the upper and lower charts.

Calculation – the calculation of SPC charts needs to be flexible. The charts can be calculated:

In intervals using Job SchedulerManually from a Standard OperationAs embedded in Processes or on a machine eventVia download

The calculation is done via the CalculateChart Business Components (e.g., CalculateChart_v4).

2.1 How to Use SPCThe SPC controls the Process through statistics. In today’s world of lower margins, even a small advantage means a lot. Continuous Process improvement comes about from analysis performed by Process Engineers.

The PDCA cycle (see Figure 1  The PDCA cycle below1) is a checklist of the four stages that one must go through to get from “problem faced “to “problem solved,” as presented in this figure:

1By en:User:Xsmith (http://en.wikipedia.org/wiki/Image:PDCA.gif) [GFDL (http://www.gnu.org/copyleft/fdl.html) or CC-BY-SA-3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)], via Wikimedia Commons.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 5

Page 6: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 1  The PDCA cycle

This does more than just alert Operators about problems. It is a continual process that requires four phases.

2.1.1 Plan

In this phase, the problem is identified along with possible causes. This is done using the SPC and analysis tools. Questions that should be asked include:

What can and should be measured, and how often?How are the questions that need to be answered with every Process important to the organization?

2.1.2 Do

In this phase, changes are made that are designed to correct or improve the situation. This is done through the education of users and Process change. DELMIA Apriso has a tool called Process Builder, which is a Business Process Management tool. This makes enforcing a change in a plant or enterprise possible by giving Process Engineers the ability model/refine the Process to be used by the Operators in the plant.

2.1.3 Check

In this phase (which is also known as the “Study” phase), the effect of these changes on the situation should be studied. This is where control charts are used, as they show the effects of changes on a Process over time. Evaluate the results and then replicate the change, or abandon it and try something different. The question to be asked here is, did the changes help or hurt?

2.1.4 ACT

If the result is successful, standardize the changes and then work on further improvements or the next prioritized problem. If the outcome is not yet successful, look for other ways to change the Process or identify the different causes for the problem

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 6

Page 7: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

This is possible with DELMIA Apriso Global Process Manager, which can deploy Processes throughout the enterprise. This ensures that the new and improved Processes are followed and the benefits are returned in all parts of the organization.

In summary, to perform continual improvements, the following elements are required:

A plan and the tools for configuring what is to be measuredA tool for transforming the calculation to a visual representation of the Process so that the investigation of problems is possibleA tool for making changes to the Process in order to correct the problems found in the planning stageOnce it is proven that the change has improved the performance and/or quality of the Process, then this Process is to be standardized and pushed out to the enterprise

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 7

Page 8: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

3 SPC ConfigurationSPC chart configuration is performed through the SPC Charts administration screen. From here, the user is able to add a complete chart that is ready for calculation. The screen can be navigated to in the DELMIA Apriso Desktop Client.

3.1 SPC Main Grid ScreenThe SPC main grid first appears when the SPC Charts administration screen is loaded.

Figure 2  SPC main grid

This grid lists all the existing SPC charts. Users can add, delete, or view/edit the properties of the charts on the grid using the standard DELMIA Apriso buttons (e.g., Add, Delete, View Properties).

3.2 SPC Chart Properties ScreenThe SPC Chart screen is displayed when adding a new chart or editing an existing chart’s properties.

Figure 3  SPC chart properties

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 8

Page 9: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

This screen is used to monitor and maintain the current SPC charts along with their properties.

The main properties of a chart are described in the following sections.

3.2.1 SPC Chart Properties

This section of the property sheet allows you to set specific properties for the chart.

Figure 4  SPC Chart screen – properties section

Field DescriptionChart ID This is a read-only field for showing the chart calculations.Chart Name The name of the chart.Chart Type The type of the chart. For information about each chart type, see 3.4 

SPC Chart Types).Short Description A concise localizable chart description.Medium Description A localizable chart description that is of average length.Extended Description A long localizable chart description.Product The default product of the SPC chart. This can be overridden in the 

calculation.Characteristic The default Characteristic being measuredSubgroup Size The size of the subgroup.Weighting Factor Used in the calculation of the EWMA chart.Control Limit Factor Used in the calculation of the EWMA chart.In Control Standard Deviation

Used in the calculation of the EWMA chart.

Clicking   opens the Edit Languages window, which allows for adding and removing translations for a chosen language:

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 9

Page 10: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 5  Edit Languages window

3.2.2 Upper and Lower Chart Parameters

In these sections, parameters for the upper and lower charts (where applicable) can be set. Both sections include an SPC alert rules grid.

Figure 6  SPC Chart screen – Upper Chart Parameters and Lower Chart Parameters sections

Field DescriptionLower Control Limit

The value of the lower control limit for the chart. Leave the field empty in order to have the chart calculate it.

Upper Control Limit

The value of the upper control limit for the chart. Leave the field empty in order to have the chart calculate it.

3.2.3 SPC Alert Rule Properties

The SPC Alert Rule properties screen is accessed when clicking the Add or Properties buttons above the Upper Chart Parameters or Lower Chart Parameters grids.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 10

Page 11: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 7  SPC Alert Rule properties screen

The screen contains the following fields:

Field DescriptionName The name of the created Alert.Alert Type The alert type used to create the alert for the SPC chart.Alert Class The alert class used to create the alert for the SPC chart.One point outside specification limit

Checking this box will enable the alert to be triggered if at least one point on the chart is outside the specification limit.

Last point outside specification limit

Checking this box will enable the alert to be triggered if the last point on the chart is outside the specification limit.

One point outside control limit

Checking this box will enable the alert to be triggered if at least one point on the chart is outside the control limit.

Last point outside control limit

Checking this box will enable the alert to be triggered if the last point on the chart is outside the control limit.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 11

Page 12: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Zone A Zone A is defined as the range in the chart between 2 Sigma and 3 Sigma. The rule for triggering an alert for the zones is to check for each plotted point (the "current check point") if, in the range of Points in range, the number of points occurring in the given zone reaches the value of Number in range.

For example, the Zone A check box is selected, 4 is entered in the Points in range field, and 2 is entered in the Number in range field. This means that if 2 points in a range of 4 fall in Zone A, an alert will be generated. The check is performed for each consecutive range of 4 points.

Number in range (for Zone A)

The minimum number of points required to generate the alert (the check will only be performed when CheckPointsZoneA = True).

Points in range (for Zone A)

This value indicates how many points from the current check point forward will be examined for the rule (the check will only be performed when CheckPointsZoneA = True).

Zone B Zone B is defined as the range in the chart between 1 Sigma and 2 Sigma. The rule for triggering an alert for the zones is to check for each plotted point (the “current check point”) if, in the range of Points in range, the number of points occurring in the given zone reaches the value of Number in range.

For example, the Zone B check box is selected, 4 is entered in the Points in range field, and 2 is entered in the Number in range field. This means that if 2 points in a range of 4 fall in Zone B, an alert will be generated. The check is performed for each consecutive range of 4 points.

 Number in range (for Zone B)

The minimum number of points required to generate the alert (the check will only be performed when CheckPointsZoneB = True).

Points in range (for Zone B)

This value indicates how many points from the current check point forward will be examined for the rule (the check will only be performed when CheckPointsZoneB = True).

Points in a row

This check box indicates that a given number of points in a row will be checked for whether they increase or decrease consecutively.

For example, the Points in a row check box is selected, and 5 is entered in the Number of points field. This means that if there are at least 5 consecutive points in a row increasing or decreasing, the alert will be generated.

Number of points

The number of points in a row (the check will only be performed when CheckPointsInARow = True).

Alternating This check box indicates that a given number of points in a row will be 

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 12

Page 13: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Points checked for whether they alternate (as in, they go up, down, up, down, etc.).

For example, the Alternating Points check box is selected, and 5 is entered in the Number of alternating points field. This means that if there are at least 5 consecutive points in a row that alternate (as in, they go up, down, up, down, etc.), the alert will be generated.

Number of alternating points

The number of alternating points (the check will only be performed when CheckAlternatingPoints = True).

WECO Rules

Determines if the alert should use WECO rules or not. The following are the rules included:

Any single data point falls outside the 3σ-limit from the centerline (i.e., any point that falls outside Zone A, beyond either the upper or lower control limit).Two out of three consecutive points fall beyond the 2σ-limit (in zone A or beyond), on the same side of the centerline.Four out of five consecutive points fall beyond the 1σ-limit (in zone B or beyond), on the same side of the centerline.Eight consecutive points fall on the same side of the centerline (in zone C or beyond).Six (or more) points in a row are continually increasing (or decreasing).Fourteen (or more) points in a row alternate in direction, increasing then decreasing. 

Message The message to be displayed when the alert is generated.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 13

Page 14: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

3.3 Calculation and Display Queries

Figure 8  Calculation and Display Queries section

Field DescriptionDefault Calculation Query

The default calculation query used to retrieve the data to calculate the SPC chart points.

Calculation Query

The calculation query used to retrieve the data to calculate the SPC chart points.

Default Display Query

The default display query used to retrieve the SPC chart points for display.

Display Query The display query used to retrieve the SPC chart points for display.Copy from Default

Copies the query from the default query window to the display query window.

Tag List Inserts a variable from the dropdown list (such as @Key1) that will be substituted with the inputted values at runtime.

Validate Validates the query.Run Runs the query.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 14

Page 15: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

3.4 SPC Chart Types

3.4.1 P Chart

This Attribute control chart1 displays the fraction of non-conforming (defective) samples, which is the ratio of non-conforming parts/samples to the total quantity of parts inspected. It is not required, but it is recommended if the sample sizes are the same.

When Should This Chart Be Used?

This chart type shows a proportion of nonconforming items rather than the actual count of defects. P charts show how a Process changes over time (see Figure 9  Sample P chart below2).

This chart type is based on a Process Attribute (or Characteristic) that is defined as a Boolean value and is always described in a yes/no, pass/fail, go/no go form. For example:

Part cracked? Yes/NoCarbon content above 80%?Shiny finish?Oversize diameter?Poor runout?

Use P charts when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data a count of nonconforming items per subgroup? 3.  Can the counts be converted to proportions? 4.  Are there only two outcomes to any given check? 5.  Is the time order of subgroups preserved?

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “p-chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/p_chart.php.

2Statit Software, Inc., “p Chart,” 2007, Statit.com, http://www.statit.com/chartguides/mfg/attribute_mfg/docs/ampchrt.html (accessed April 21, 2015).

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 15

Page 16: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 9  Sample P chart

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 16

Page 17: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

P Chart Data Mapping

Figure 10  P chart data mapping (A)

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 17

Page 18: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 11  P chart data mapping (B)

3.4.2 NP Chart

This Attribute control chart1 monitors the number of nonconformances (np).

When ShouldThis Chart Be Used?

This chart shows the actual count of nonconforming items.

These charts are based on a Process Attribute (or Characteristic) that is defined as a Boolean value and is always described in a yes/no, pass/fail, go/no go form. For example:

Part cracked? Yes/NoCarbon content above 80%?Shiny finish?Oversize diameterPoor runout? 

NP charts should be used with data collected in subgroups that are the same size and when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data the number of nonconforming items per subgroup? 3.  Are the subgroups the same size? 4.  Are there only two outcomes to any given check? 5.  Is the time order of subgroups preserved?

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “np-chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/np_chart.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 18

Page 19: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 12  Sample NP chart

3.4.3 C Chart

This Attribute control chart1 monitors the number of nonconformities. This chart type is different from the P chart and NP chart, which deal with non-conforming parts.

A C chart (or Count chart) displays how the number of defects, or nonconformities, for a Process or system changes over time. The number of defects is collected for the area of opportunity in each subgroup. The area of opportunity can be either a group of units or just one individual unit on which the defect counts are performed. The C chart is an indicator of the consistency and predictability of the level of defects in the Process.

When constructing a C chart, it is important that the area of opportunity for a defect be constant from subgroup to subgroup, since the chart shows the total number of defects. When the number of items tested within a subgroup changes, then a U chart should be used, since it shows the number of defects per unit rather than total defects (for details on U charts, see 3.4.4 U Chart). An example of this would the 100 check vehicle inspection done at the end of production of an automobile.

The subgroup size must be selected. The subgroup size is the area where defects have the opportunity to occur, and it must be constant from subgroup to subgroup. The opportunity for defects to occur must be large. The number of defects that actually occur must be small.

When Should This Chart Be Used?

This chart shows the actual count of nonconformities, and it should be used for data collected in subgroups that are the same size and when you can answer yes to these questions:

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “c-chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/c_chart.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 19

Page 20: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

 1.  Do you need to assess system stability?  2.  Is the data the number of nonconformities per subgroup? 3.  Are the subgroups the same size? 4.  Have the possible nonconformities been identified prior to data collection? 5.  Is the time order of subgroups preserved?

Figure 13  Sample C chart

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 20

Page 21: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

C Chart Data Mapping

Figure 14  C chart data mapping (A)

Figure 15  C chart data mapping (B)

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 21

Page 22: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

3.4.4 U Chart

Similar to the C chart, the U chart1 is the number of non-conformities per unit.

When Should This Chart Be Used?

This chart should be used when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data a count of nonconformities per subgroup? 3.  Can the counts be converted to proportions? 4.  Have the possible nonconformities been identified prior to data collection? 5.  Is the time order of subgroups preserved?

Figure 16  Sample U chart

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “u-chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/u_chart.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 22

Page 23: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

U Chart Data Mapping

Figure 17  U chart data mapping

3.4.5 Run Chart

Run charts are simply plots of Process Characteristics against time or in chronological sequence. They do not have a statistical basis, but they are useful for revealing trends and relationships between variables.

When Should This Chart Be Used?

Run charts should be used to show trends and multiple series of information. They are the basis of Attribute control charts.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 23

Page 24: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 18  Sample Run chart

3.4.6 X-Bar Average and Range

The purpose of average and range control charts is to control the level of variability of a Process. Average and Range charts1 are traditionally used in mass production Operations. In general, an average and Range chart requires a minimum of 20 subgroups just to start.

An X-Bar and R (Range) chart is a pair of control charts used with Processes that have a subgroup size of two or more.

As standard charts for variable data, X-Bar and R charts help determine if a Process is stable and predictable. The X-Bar chart shows how the mean or average changes over time, and the R chart shows how the range of subgroups changes over time. This is also used to monitor the effects of Process improvement theories.

Note that this X-Bar chart is displayed over both the Average and Range charts.

When Should This Chart Be Used?

This chart should be used when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data in variables form? 3.  Is the data collected in subgroups larger than one but less than eleven? 4.  Is the time order of subgroups preserved?

X-Bar and Range charts are used when you can rationally collect measurements in groups (subgroups) of between two and ten observations. Each subgroup represents a "snapshot" of a Process at a time. The charts' x-axes are time-based, so the charts show the history of the Process. For this reason, you must have data that is time-ordered (that is, entered in the sequence from which it was generated). If this is not the case, then the trends or shifts in the Process may not be detected and instead be attributed to random (common cause) variations.

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “X-bar and range chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/x_bar_range.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 24

Page 25: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

For subgroup sizes greater than 10, use X-Bar and Sigma charts, since the range statistic is a poor estimator of Process sigma for large subgroups. In fact, the subgroup sigma is always a better estimate of subgroup variation than subgroup range. The popularity of the Range chart is only due to its ease of calculation, dating to its use before the advent of computers. For subgroup sizes equal to one, an Individual-X and Moving Range chart can be used, as can EWMA or CUSUM charts.

X-Bar charts are efficient at detecting relatively large shifts in the Process average, typically shifts of ±1.5 sigma or larger. The larger the subgroup, the more sensitive the chart will be to shifts, providing a rational subgroup can be formed. For more sensitivity to smaller Process shifts, use an EWMA or CUSUM chart.

Figure 19  Sample X-Bar Average and Range

3.4.7 X-Bar Average and Standard Deviation (X-Bar and S [Sigma])

An X-Bar and S (Sigma) chart1 is a special purpose variation of the X-Bar and R chart. Used with Processes that have a subgroup size of 11 or more, X-Bar charts and S charts show if the system is stable and predictable. They are also used to monitor the effects of Process improvement theories. Instead of using a subgroup range to chart variability, these charts use a subgroup standard deviation. Because standard deviation uses each individual reading to calculate variability, it provides a more effective measure of the Process spread.

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “X-bar and sigma,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/x_bar_sigma.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 25

Page 26: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Note that this X-Bar chart is displayed over both the Average and Sigma charts.

When Should This Chart Be Used?

Use the X-Bar and S charts to analyze variable data with subgroups of 11 or more or when you want the most efficient measure of subgroup variability.

Use X-Bar and S charts when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data in variables form? 3.  Is the data collected in subgroups larger than ten? 4.  Is the time order of subgroups preserved?

Data Source

The data source is the same as for 3.4.6 X-Bar Average and Range charts.

3.4.8 Median Chart

A Median control chart1 ( ) is another alternative to the Average and Range charts. The 

specific advantages to this chart are as follows:

Ease of use and readabilityNo calculations required (just a straight display)The chart shows the spread of the Process output and gives a picture of the Process variation

Note that this chart displays over two charts: the top chart is the Median, and the bottom chart is the Range.

When Should This Chart Be Used?

Use the Median chart when you want to plot all the measured values, not just the subgroup statistics. This may be the case when the subgroup ranges vary a great deal, as showing all the points will emphasize the spread. This chart shows users that individual data points can fall outside the control limits, while the central location is within the limits.

Use a Median chart when you can answer yes to these questions:

 1.  Do you need to assess system stability? 2.  Is the data in variables form? 3.  Is the data collected in subgroups larger than one? 4.  Is the time order of subgroups preserved?

1Some of the information in this section is taken from: PQ Systems, “Median chart,” accessed April 8, 2015, http://www.pqsystems.com/qualityadvisor/DataAnalysisTools/median.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 26

Page 27: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

 5.  Do you want to see individual data points? 6.  Do you have subgroups of 10 parts or less? 7.  Do you want to see all the test data?

Figure 20  Sample Median chart

3.4.9 Individual Chart

Individual and Moving Range charts (XI – RM) use individual readings instead of subgroup averages.

Note that this chart displays over both the Individual and Range charts.

When Should This Chart Be Used?

Use an Individual chart (see Figure 21  Individual chart below1) when you can answer yes to these questions:

 1.  Short production runs. 2.  Small amounts of data (destructive testing, special Process tests). 3.  When individual measurements are necessary or expensive.

1NCSS Statistical Software, "EWMA Control Charts", https://ncss-wpengine.netdna-ssl.com/wp-content/themes/ncss/pdf/Procedures/NCSS/EWMA_Charts.pdf.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 27

Page 28: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

Figure 21  Individual chart

3.4.10 Exponentially Weighted Moving Average Chart (EWMA)

An EWMA (Exponentially Weighted Moving-Average) chart1 is a control chart for variable data (as in, data that is both quantitative and continuous in measurement, such as a measured dimension or time). It plots weighted moving average values. A weighting factor is chosen by the user to determine how older data points affect the mean value compared to more recent ones. Because a EWMA chart uses information from all samples, it detects much smaller Process shifts than a normal control chart would.

When Should This Chart Be Used?

Although standard EWMA charts are designed to monitor Processes with a stable mean, a modified EWMA control chart may be used for auto-correlated Processes with a slowly drifting mean

1Some of the information in this section is taken from: Quality America Inc., “Exponentially Weighted Moving Average (EWMA) Charts”, accessed April 20, 2015, http://qualityamerica.com/LSS-Knowledge-Center/statisticalprocesscontrol/exponentially_weighted_moving_average_(ewma)_charts.php.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 28

Page 29: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

4 SPC Chart Calculation and DisplayThe following Business Components are used in the calculation and display of SPC charts:

CalculateChart_v4AddModifiyPointNoteDeletePointNoteChangePointStatus

To learn more about these Business Components, consult the Business Components Documentation.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 29

Page 30: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

5 Sample ScenarioThe sample scenario below will create a Line chart. 

Start with creating a new SPC_Charts_Op Standard Operation with two steps:

 1.  Select NewStep1. 2.  Add a new Function:

Name: SelectChartType: Input Only Without Validation

 3.  Add a Function Input:Name: ChartIDData Type: IntegerInput Source: UserUser Interface Control: Drop Down ListDesktop: ChartIDInput Value List: Database Query:

SELECT ID FROM SPC_CHARTORDER BY ID ASC

 4.  Add a Function Output:Name: ChartIDData Type: IntegerRouting Disposition: Session VariableSession Variable Name: ChartID

 5.  Select NewStep2. 6.  Add a new Function:

Name: CalculateChartType: Business Component

 7.  Link a Business Component:Business Component: FlexNet.BusinessFacade.SPC.ChartDataControllerMethod: CalculateChart_v4

 8.  Configure the Function Input:Name: ChartIDInput Source: Session VariableSession Variable Name: ChartID

 9.  Add a new Function:Name: GetChartDataType: SQL QuerySQL Statement:

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 30

Page 31: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

SELECT SCD.XAxisValue, SCD.PlottedValue1, SCD.LCLValue1, SCD.UCLValue1, SCD.ControlValue1FROM SPC_CHART SCINNER JOIN SPC_CHART_CALCULATION SCC ON SC.ID = SCC.SPCChartID AND SCC.IsLastCalculation = 1INNER JOIN SPC_CHART_DATA SCD ON SCC.SPCChartID = SCD.SPCChartID AND SCC.ID = SCD.SPCChartCalculationIDWHERE SC.ID = @ChartID

 10.  Add a Function Input:Name: ChartIDData Type: IntegerInput Source: Session VariableSession Variable Name: ChartID

 11.  Add Function Outputs with the Data Type List of Decimal:Name: PlottedValue1Name: XAxisValueName: LCLValue1Name: UCLValue1Name: ControlValue

 12.  Add a new Function:Name: ShowChartDataType: Business Control

 13.  Link a Business Control:Business Control: Chart Control

 14.  Configure the chart to display data from the GetChartData Function.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 31

Page 32: Statistical Process Controljpabapriso02.japaneast.cloudapp.azure.com/Apriso/... · 2019. 4. 11. · 1 Introduction The purpose of this document is to provide a general overview of

All the internal documents referenced in this section are available from the DELMIA AprisoStart page, which can be accessed on your DELMIA Apriso server (<server name>/apriso/start).The newest versions of all documents are available from 3DS Support at:http://www.3ds.com/support/documentation/overview/

6 ReferencesInternal Documentation

 1.  Business Components Documentation

Enables viewing DELMIA Apriso Business Components (BCs) and their descriptions. The same documentation is available in the Business Components Repository in DELMIA Apriso Process Builder.

3DS Support Knowledge Base

If you have any additional questions or doubts not addressed in our documentation, feel free to visit the 3DS Support Knowledge Base at https://www.3ds.com/support/knowledge-base/.

Statistical Process Control | DELMIA Apriso 2019 Implementation Guide 32