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,*,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,*,过程能力分析,2,过程能力,过程能力是指过程处于受控状态或稳定状态下在加工精度方面的实际能力，过程能力体现了过程稳定地实现加工质量的范围。,它有助于掌握各道过程的质量保证能力，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。,3,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。,受控过程仅受随机性因素的影响，因此，过程质量特征值服从正态分布。,4,-3,-2,-1,+,+2,+3,LSL,USL,工序能力,B=,正态分布与过程能力,5,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。,6,过程能力：,B,=6,或,B,=6,s,(,样本标准差,),6,影响因素,(1),人,与过程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。,7,1.,确定样本含量（,n,）,2.,确定合理的抽样方案,3.,抽样,4.,记录数据,5.,绘制直方图,6.,检查数据的正态性,7.,检查是否存在系统性因素,8.,计算工序能力,9.,计算工序能力指数,过程能力分析的步骤,8,过程能力指数是衡量过程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,与过程能力,B,的比值来表示。即：,过程能力指数,9,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。,10,过程能力指数的计算,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,（,2,）仅给出规格下限,二、记数值,1,、记件值,2,、记点值,11,1,、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,P,1,P,2,T,L,T,U,T,m,f,（,x,）,T,12,例,1,根据某过程加工零件的测试数据计算得出，,=6.5,S,=0.0055,，规格要求为 。,试求该过程的过程能力指数及不良品率。,解：,13,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”,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,14,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 ，试计算过程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%,15,若,C,p,与,C,pk,都较小而两者差别不大时，说明过程能力严重不足，过程的主要问题是,太大。,若,C,p,较大，而,C,pk,很小时，说明过程的主要问题是过程分布中心,偏离,M,太多。,若,C,p,和,C,pk,都较小而两者相差较大时，说明过程的,和,都有问题，解决的办法通常是先移动,使之更接近于,M,，然后没法降低过程的波动。,16,用,C,p,和,k,值估计不合格品率,C,p,k,0.03,0.04,0.08,0.12,0.16,0.20,0.24,0.28,0.32,0.36,0.40,0.44,0.48,0.25,.0.50,13.86,13.34,13.64,13.99,14.48,15.10,15.86,16.75,17.77,18.92,20.19,21.58,23.09,24.71,0.60,7.19,7.26,7.48,7.85,8.37,9.03,9.85,10.81,11.92,13.18,14.59,16.51,17.85,19.69,0.70,3.57,3.64,3.83,4.16,4.63,5.24,5.99,6.89,7.94,9.16,10.55,12.10,13.84,15.74,0.80,1.64,1.69,1.89,2.09,2.46,2.94,3.55,4.31,5.21,6.28,7.53,8.98,10.62,12.48,0.90,0.69,0.73,0.83,1.00,1.25,1.60,2.05,2.62,3.34,4.21,5.27,6.53,8.02,9.75,1.00,0.27,0.29,0.35,0.45,0.61,0.84,1.14,1.55,2.07,2.75,3.59,4.65,5.94,7.49,1.10,0.10,0.11,0.14,0.20,0.29,0.42,0.61,0.88,1.24,1.40,2.39,3.23,4.31,5.66,1.20,0.03,0.04,0.05,0.08,0.13,0.20,0.31,0.48,0.72,1.06,1.54,2.19,3.06,4.20,1.30,0.01,0.01,0.02,0.03,0.05,0.09,0.15,0.25,0.40,0.63,0.96,1.45,2.13,3.06,1.40,0.00,0.01,0.01,0.01,0.04,0.07,0.13,0.22,0.36,0.59,0.93,1.45,2.19,1.50,0.00,0.01,0.02,0.03,0.06,0.11,0.20,0.35,0.59,0.96,1.54,1.60,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.11,0.20,0.36,0.63,1.07,1.70,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.11,0.22,0.40,0.72,1.80,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.13,0.25,0.48,1.90,0.00,0.01,0.01,0.03,0.07,0.15,0.31,2.00,0.00,0.01,0.02,0.04,0.09,0.20,2.10,0.00,0.01,0.02,0.05,0.13,2.20,0.00,0.01,0.03,0.08,2.30,0.01,0.02,0.05,2.40,0.00,0.01,0.03,2.50,0.10,0.02,2.60,0.00,0.01,2.70,0.01,2.80,0.00,单位：,%,17,(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,18,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,19,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,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：,20,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,：,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：,21,过程能力指数,Cp,的评价标准,Cp,的取值范围,级别,过程能力的评价,Cp=1.67,I,过程能力较高,1.67Cp=1.33,II,过程能力充分,1.33Cp=1.0,III,过程能力尚可，但接近,1.0,时要注意,1.0Cp=0.67,IV,过程能力不足，需要采取措施,0.67Cp,V,过程能力严重不足,22,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,=6,23,过程能力调查,过程能力是保证和提高产品质量的重要因素，了解和掌握过程能力是控制产品质量的必要手 段。了解和掌握过程能力的活动称为过程能力调查。,一,过程能力调查程序,二,过程能力调查的应用,24,过程能力调查程序,明确调查目的,简化检查方法，确认过程能力适宜时，进行过程控制,过程能力充分,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（过程特性值）,检查过程标准条件,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,过程能力分析,追查不稳定原因,过程能力过强,过程能力不足,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,25,过程能力调查的应用,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，通过过程能力调查，可以达