工序(过程)能力分析

单击此处编辑母版标题样式,*,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第十二章 工序(过程)能力分析,12.1,基本概念,12.2,工序能力指数的计算,12.3,工序能力的评价与处置,12.4,工序能力调查,1,12.1 基本概念,在产品制造过程中，工序是保证产品质量的最基本环,节。 所谓工序能力分析，就是考虑 工序的设备、工艺、,人的操作、材料、测量工具与方法以及环境对工序质量,指标要求的适合 程度。工序能力分析是质量管理的一项,重要的技术基础工作。它有助于掌握各道工序的质量保,证 能力，为产品设计、工艺、工装设计、设备的维修、,调整、更新、改造提供必要的资料和依据。,一,工序能力,二,工序能力指数,2,一 工序能力,1 概念：,所谓工序能力，是指处于稳定、标准状态下，工序的实际加工能力。,工序处于稳定状态，是指工序的分布状态不随时间的变化而变化，或称工序处于,受控状态 ；,工序处于标准状态，是指设备、材料、工艺、环境、测量均处于标准作业条件，,人员的操作 也是正确的。,工序的实际加工能力是指工序质量特性的分散(或波动)有多大。加工能力强或弱,的区分关键是质量特性的分布范围大小，或集中程度。由于均方差,是描述随机,变量分散的数字特征 ，而且，当产品质量特性服从正态分布N(,，,2,)时，以,3,原则确定其分布范围(,3,)，处于该范围外的产品仅占产品总数的0.27%，,因此，人们常以6,描述工序的实际加工能力。实践证明：用这样的分散范围表,示工序能力既能保证产品的质量要求，又能具有较好的经济性。,2 表达式：B=6,或 B6,S,3 影响因素：,(1)人与工序直接有关的操作人员、辅助人员的质量意识和操作技术水平；,(2)设备包括设备的精度、工装的精度及其合理性、刀具参数的合理性等；,(3)材料包括原材料、半成品、外协件的质量及其适用性；,(4)工艺包括工艺方法及规范、操作规程的合理性；,(5)测具测量方法及测量精度的适应性；,(6)环境生产环境及劳动条件的适应性。,3,二 工序能力指数,1,概念,：,工序能力指数是衡量工序能力对产品规格要求满足程,度的数量值，记为,C,p,。通常以规格范围T与工序能力B的比,值来表示。即：,T,=规格上限,T,U,- 规格下限,T,L,。,2,工序能力与工序能力指数的区别,：,工序能力是工序具有的实,际加工能力，而工序能力指数是指工序能力对规格要求满足,的程 度，这是两个完全不同的概念。工序能力强并不等于,对规格要求的满足程度高，相反，工序 能力弱并不等于对,规格要求的满足程度低。当质量特性服从正态分布，而且其,分布中心 与规格中心,T,m,重合时，一定的工序能力指数,将与一定的不合格品率相对应。因此，工 序能力指数越大，,说明工序能力的贮备越充足，质量保证能力越强，潜力越大，,不合格品率 越低。但这并不意味着加工精度和技术水平越高。,4,12.2 工序能力指数的计算,一 计量值,1 双侧规格界限,（1）,无偏,（2）,有偏,2 单侧规格界限,（1）,仅给出规格上限,T,U,（2）,仅给出规格上限,T,L,二 记数值,1,记件值,2,记点值,5,1计量值双侧规格界限,双侧规格界限是指既具有规格上限(,T,U,)要求，又有规格下限(,T,L,)要求的情况,(1)无偏规格中心,T,m,与分布中心 重合,计算公式：,工序不合格品率,p,的估计：,直接根据规格上、下限,T,U,、,T,L,以及工序分布的数字特征，估,计 和,S,进行计算,根据工序能力指数,C,p,计算。,由式:,因此有,例1,P,1,P,2,T,L,T,U,T,m,f（x）,T,6,例1,根据某工序加工零件的测试数据计算得出，,=6.5,S,=0.0055，规格要求为 。,试求该工序的工序能力指数及不良品率。,解：,7,计算公式：,绝对偏移量,：,(图中曲线1),偏移系数,：,工序能力指数：,或：,当,k,，即,eT/2,时，,规定,C,pk,=0 (图中，曲线2),不合格品率估计：,采用“用,C,p,和,k,值估计不合格品率”,例2,f（x）,有偏时工序能力指数与不合格品率,e,1,2,e,T,L,T,U,P,1,P,2,T,m,x,T,(2)有偏规格中心,T,m,与分布,中心 不重合,计量值双侧规格界限,8,例2,测试一批零件外径尺寸的平均值 =19.0101，,S,=0.0143，规格要求为 ，试计算工序能力指数并估计不合格品率。,解：由题意：,计算,C,pk,或由,C,p,=0.816，,k,=0.145查表得不良品率估计约为2.1%2.3%,9,用,C,p,和,k,值估计不合格品率,单位：,%,10,(1),仅给出规格上限,T,U,计算公式：,当,T,U, 时，,p,50%，则规定,C,p,0,不合格品率估计：,例 某零件质量要求加工后不得大于71g，测试部分数,据后得 70.2g，,S,0.24g，试计算工序能力指数,C,p,及不合格品率,p,。,解：,2计量值单侧规格界限,f（x）,T,U,x,11,计量值单侧规格界限,(2)仅给出规格下限,T,L,计算公式：,当,T,L, 时，,p,50%，则规定,C,p,0,不合格率估计：,例3,要求零件淬火后的硬度,HRC,71，实测数据后计算,得 ,HRC,73；,S,1，试计算工序能力指数,C,p,及不,良品率,p,。,解：,f（x）,T,L,x,-,T,L,12,计数值计件值,计算公式,以不合格品率上限,p,U,作为规格要求：,(1)取,k,个样本，每个样本的样本容量分别为,n,1,，,n,2,，,n,k,，每个样本中,的不合格品 数为,d,1,，,d,2,，,d,k,。,(2)计算平均不合格品率及平均样本量,(3)计算工序能力指数,C,p,例1,某产品规格要求,p,U,0.1，现取5个样本，,n,1,n,2,n,5,100, 各样本,中不合格品数为：,d,1,7，,d,2,5，,d,3,6，,d,4,2，,d,5,4，求工序能力指,数,C,p,。,解：,13,计数值计点值,计算公式,规格要求是单位产品平均缺陷(或疵点数)上限或不合格品率,很小时的样本中不合格品数上限,C,U,(1)取,k,个样本，每个样本的样本容量分别为,n,1,n,2,，n,k,，,每个样本的疵点数(或不 合格品数)为,C,1,，C,2,，C,k,。,(2)计算平均疵点数(或平均不合格品数),(3 )计算工序能力指数,C,p,例2,：,设某产品规格要求单位产品平均缺陷上限,C,U,2，取容量为10的样,本5个，各样本中产品的缺陷数分别为,C,1,7；,C,2,5；,C,3,6；,C,4,2；,C,5,4，求工序能力指数,C,p,。,解：,14,12.3 工序能力的评价与处置,工序能力指数,C,p,客观地、定量地反映了工序能力对规,格要求的适应程度，因此它是工序能 力评价的基础。,根据工序能力指数的大小一般可将加工分为五类：,1,C,p,1.67 特级加工,2,1.67,C,p,1.33 一级加工,3,1.33,C,p,1 二级加工,4,1,C,p,0.67 三级加工,5,C,p,0.67 四级加工,15,1,C,p,1.67 特级加工,当质量特性服从正态分布，且分布中心 与规格中心,T,m,重合时，,T,10,S,，不合格品率,p,0.00006%。（,见图,）,工序能力过分充裕，有很大的贮备。这意味 着粗活细作,或用一般工艺方法可以加工的产品，采用了特别精密的,工艺、设备或高级操作工人进行加工。这势必影响了生,产效率，提高了产品成本。,措施：,(1)合理，经济地降低工序能力。如改用低精度的设备、,工艺、技术和原材料；放宽检验或放宽管理,(2)在保证产品质量和提高经济效益的前提下更改设计，,加严规格要求；,(3)合并或减少工序也是常用的方法之一。,16,2 1.67,C,p,1.33 一级加工,当 时，10,S,T,8,S,，不合格品率,0.00006%,p,0.006%。（,见图,）,对精密加工而言，工序能力适宜；对一般加工,来说工序能力仍比较充裕，有一定贮备 。,措施：,(1)允许小的外来波动；,(2)非关键工序可放宽检验；,(3)工序控制的抽样间隔可适当放宽。,17,3 1.33,C,p,1 二级加工,当 时，8,S,T,6,S,，不合格品率,0.006%,p,0.27%。（,见图,）,对一般加工而言，工序能力适宜。,措施：,(1)对工序进行严格控制，使生产过程处 于良好 的稳定、,正常状态，并保证不降低工序的质量水平，,(2)一旦发现工序有异常状态出现，立即采 取相应措施，,调整工艺过程，使之回到稳定、正常状态。,(3)检查不能放宽。,18,4 1,C,p,0.67 三级加工,当 时，6,S,T,4,S,，不合格品率0.27%,p,4.55%。,工序能力不足，不合格品率较高。（,见图,）,措施：,(1)要通过提高设备精度、改进工艺方法、提高操作技术,水平、改善原材料质量等措施提高工序能力。,(2)要加强检验，必要时实行全检。,19,5,C,p,0.67 四级加工,当 时，,T,4,S,，不合格品率,p,4.55%。（,见图,）,工序能力严重不足，产品质量水平很低，不合格品率高。,措施:,(1)必须立即分析原因，采取措施 ，提高工序能力；,(2)为了保证产品的出厂质量，应通过全数检查；,(3)若更改设计、放宽规格要求 不致影响产品质量或从,经济性考虑更为合理时，也可以用更改设计的方法,予以解决，但要慎重处理。,20,加工分类,f(x),1级,1级,2级,2级,3级,3级,4级,4级,特级,特级,T,m,T,3,=4,T,0,=10,T,1,=8,T,2,=6,21, 12.4 工序能力调查,工序能力是保证和提高产品质量的重要因素，了解和掌握工序能力是控制产品质量的必要手 段。了解和掌握工序能力的活动称为工序能力调查。,一,工序能力调查程序,二,工序能力调查的应用,22,工序能力调查程序,明确调查目的,简化检查方法，确认工序能力适宜时，进行工序控制,工序能力充分,计算并分析,C,p,或,C,pk,作直方图、趋势图、控制图、并判定稳定性,明确必要性与目标、落实负责单位、完成期限、责任者、方法,按调查计划规定作业，记录数据及其背景,充分利用质量情报,选顶定调查对象（工序特性值）,检查工序标准条件,确定测试与抽样检查方法,制定调查计划,收集数据,分析数据,稳定状态,不稳定状态,工序能力分析,追查不稳定原因,工序能力过强,工序能力不足,设法降低成本,追查原因,修改标准,采取措施,采取有效的管理措施,23,二 工序能力调查的应用,1,工艺验证, 工艺验证就是通过工艺实施，验证设计的可行性和合理性。,它是联系设计和制造的纽 带。在工艺验证中，通过工序能力调查，可,以达到：,(1)选择既可实现设计质量、又可采用经济又合理的设备、工艺、原料,与技术；,(2)确认适宜的工序能力，并确定与之相适应的工艺规程、技术标准、,作业指导书及管理对 象与方法等；,(3)对设计的合理性进行验证，并提出修改设计的依据。,2,工艺诊断, 工序质量水平需要提高、生产过程不稳定以及工序质量水,平显著下降等场合，都必须进行工 序能力调查。它可为工艺诊断提供,可靠的资料和依据。,3,技术经济分析, 如对比不同加工过程的工序能力、质量水平和经济性；,从适宜的工序能力出发确定经济合理 的设备维修与保养标准；为技术,改造、设备更新提供经济合理的工序能力依据等。,4,对比分析, 用于设备鉴定、调试、工艺方法、操作方法对比以及技术,考核等。,5,为工序控制、检查方式、产品说明书、质量体系等提供资料,24,