CPK介绍及应用体会.doc

CPK的介绍及应用体会CPK及相关介绍：CPK的应用及设想：（CPK在部件例行实验中的应用及在电脑装配线上的应用设想）CPK及相关介绍CPK一般是指制程能力指数，但可进一步延伸到工程能力指数。下面主要是以制程能力指数进行介绍。一、 制程能力的意义产品质量是制程中各种质量因素所起作用的综合表现。产品质量的好坏取决于制程的好坏。质量控制工作的重要方面是对制程能力的管理上。狭义：制造程序潜在的测定。一个制程在一定的因素与正常管制状态下的品质作业能力。制程因素：原料、机器设备、人力、量测仪器制程条件：常态分析、统计管制状态广义：制程指硬件（设备、人员）、软件（说明与沟通）两个方面。基本精神：将制程能力计量化；将测得的制程能力与品质要求比较。制程能力（工序能力）指在工序处于稳定或控制状态下的实际加工能力，与所加工的产品技术要求无关。而产品的技术要求（规格）是指产品指标（含质量方面的指标）的允许波动范围或公差范围。制程能力的分析是6SIGMA管理的最基础工具、技术。二、 制程能力的数量表示法的准备1.平均值 2.分散宽度以6表示，当制程处于稳定时，产品的质量指标应服从正态分布，此时在-3+3范围内有99.73%的产品。这样可兼顾全面性和经济性两方面。3.标准差假设取样25个，平均值=（X1+X2+X3+.+X25）/25标准差2222 （X1-X）+（X2- X）+（X3- X ）+（X25-X ） = 25-1三、 制程能力的评价方法及处置原则欲判断一个群体品质好坏有三种主要数据平均数代表集中趋势。标准差代表离中趋势。超出规格的不良率，制程能力的评价。1. 制程准确度（Ca）： 从生产过程中所获得的测量平均值（）与规格中心（U）之间偏差的程度。Ca=（实测中心值-规格中心值）/规格容许差 =（-U）/T/2 （%） U尺寸公称值 T公差值= Su- Sl（规格上限-规格下限）由上公式知，与U之差愈小，Ca也愈小，也就是品质愈接近规格要求的水准，Ca值是负时表示实测值偏低，Ca值是正时表示实测值偏高。不同的Ca值对应不同的评定等级。等级Ca值A|Ca|12.5%B12.5|Ca|25%C25%|Ca|50%D50%6时，若大的愈多Cp值也愈大，也就是说在这种生产条件（人、机器、材料、管理），此制程非常适合生产此种产品，也就是Cp愈大愈好。不同的Cp值之分等级及评定标准如下：等级Cp值A1.33CpB1.00Cp1.33C0.83Cp1.00DCp0.83合理的、经济的Cp应大于1.33。根据上面公式可推出规格应为4。3. 制程能力指数（Cpk）(a) Cpk=（1-|Ca|）*Cp(b) Cpk=（Su-）/3或=-（Sl-）的最小值。Su、Sl分别为规格上限、规格下限对应的等级及评定标准如下：等级Cpk值A1.33Cpk1.67B1.00Cpk1.33C0.67Cpk1.00DCpk0.674. 制程能力总评不良率p%一个工程生产的实测值是否达到了规格的要求，是要Ca及Cp都很好，可是有时Ca虽很好，但Cp不好，结果实测也会有很多落在规格外；或是Cp很好，但是Ca很差时也会有很高的不良率的可能，总评就是用Ca及Cp对整个制程品质的综合评价。(1) 计算公式如下：Zl=3Cp*（1+ Ca）.由累积常态分配表查得F(z)lZu=3Cp*（1- Ca）. 由累积常态分配表查得F(z)u累积常态分配表见附件1（图示与表格）附件1：上限不良率pu%=1- F(z)u下限不良率pl%=1- F(z)l总不良率p%= pu%+ pl%(2) 评价标准：等级总评（p%）Ap0.44%B0.44% p1.22%C1.22 p6.68%D6.68% p(3) 举例：某款机箱的规格之一为1605（单位：以下省略），经制造出来测得其及，实测品质为3=1596，计算总不良率p为多少？并进行评价。A：Ca=（-U）/T/2 =（159-160/10/2 =-20%B级B：Cp=T/6 =10/(6*2) =0.83C级C：Zl=3Cp*（1+ Ca） =3*0.83*(1+(-0.2) =1.99D：Zu=3Cp*（1- Ca） =3*0.83*(1-(-0.2) =2.98E：由附件1（图示与表格）中直接查得上限不良率pu%=0.00144 =0.14%下限不良率pl%=0.0233 =2.33%总不良率p%= pu%+ pl% =0.14%+2.33% =2.47%总评价为C级5. 处置原则（1） Ca等级的处置A级：建议使用。B级：建议使用，有必要尽可能改进为A级。C级：应检查相关规范、规格。D级：应采取紧急措施全面检查可能影响的因素，必要时应停止生产（或相关工作、工程）。（2） Cp等级的处置A级：此工程很稳定，可以将规格容许差缩小或可胜任更紧密的工作。B级：有发生不良品的可能，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏，应迅速追查。C级：应检查规格及作业标准，本工程不能胜任这么精密的工作。D级：应采取紧急措施全面检查可能影响的因素，必要时应停止生产（或相关工作、工程）。（3） 不良率p%的处置如为B、C、D级须按照Ca及Cp的处置原则，总评仍是根据Ca及Cp的处置原则。对于等级的评定标准在于让我们了解不良率的范围，以便采取对策、措施。注：Ca、Cp、Cpk、p%的评定等级A、B、C、D是相似的，处置原则有一定的类比性。一般对制程能力是以Cp、Cpk来评定，产品规格的设定与实测之间的管制范围的关系尤为重要，既要经济合理、又要具有可操作性；当Cp1.0时说明此制程有能力生产出符合规格的产品，当Cpk1.0时说明此制程生产的产品符合规格要求，当Cp1.0又Cpk1.0时以保证一个有能力的工程正在生产合格的产品。四、 制程能力分析的用途1.提供资料给设计部门，使其尽量利用目前的制程能力，以设计新产品。2.决定一项新设备或修理后的设备能否满足要求。3.利用机器的能力安排适当的工作，使其得到最佳的应用。4.选用适当的作业员、材料和工作方法。5.制程能力达不到时，应建立经济的管制界限。6.制程能力过剩时，应调整规格以达到最经济的生产。7.用于建立机器的调整界限。8.是一项具价值的技术情报资料。l 管制方法抽样的基本原则：区分重要尺寸（规格）次要尺寸制程能力指数管制方法取样频率管制方法取样频率1.00以下检验全检检验全检1.001.33管制图高管制图中1.331.66管制图检查表中高检查表中1.662.00管制图检查表低中检查表大于2.00视情况需要l 关于选取哪些尺寸（指标）作为管制/监控对象呢？例如：对于机箱这个部件来说，下面是必须管控的尺寸：测 量 项 目标准尺寸(单位:mm）测量尺寸(单位:mm）I/O架尺寸1.I/O架上平面到铜螺柱上平面的高度109.75mm0.25mm各测量尺寸记录在Cpk报告中2.主板第一定位孔到I/O架的距离12.25mm0.25mm主板伞帽3.最大处直径（两个）4.20mm0.05mm主板支撑柱4.高度（四个）大于等于6mm光驱固定处5.最大处宽度146.20mm0.10mm软驱固定处6.最大处宽度101.600.15mm随带喇叭7.电阻8欧姆0.1O欧姆其他关键尺寸8.l 使用Cp及Cpk对对象（例如尺寸）进行监控分析时还要注意以下几点：1. 测量仪器必须具有最小测定值的1/8的测量能力。2. 测试人员需经过培训，在熟练度方面上合格。3. 对于抽样的测量应有三个不同的合格人员共同来完成。五、 工程能力的介绍1.工程能力l 工程管理中基本的统计应用是建立稳定的制造工程同时在延伸的期间内维持其状态，其事实上的意义是将工程调整到所有产品都符合规格的程度，后续的状态与工程能力的分析有关。l 建立了稳定的工程后，要想办法将工程调整到产品输出符合规格的水准，以后的管理方法是制定XBAR-R管制图并保持无数据在管理界限外，通常是在一定间隔下抽取4个或更多的样品并保持至少20组以上的数据，建立了这样的管理后可以分析工程能力以决定是否符合规格要求。初期的工程管理目的是在工程出现特殊原因时提供一个信号，同时采取必要的措施消除此类原因并防止其再发生。l 工程能力由来自普通原因的整体偏差决定当消除全部的特殊原因后可以达到最小偏差，另外，当其被证明处于统计管理状态时，工程能力反映工程本身的潜在表现。l 工程能力通常由其在产品规格公差内所占的比例来决定，如果一个工程处于统计管理状态时，其可被一个可预测的分布来叙述，另外分布外的部分也可以进行实际的评价，超出时，需要采取措施以减少来自普通原因的偏差，以使工程能力与规格保持一致。l 短期内要先使工程处于统计管理状态下，这样我们就可以预测其表现，然后我们再通过调整使其能力符合规格的要求。2.关于工程能力的管理界限和设计规格的关系如下l 收集数据：在运行的工程中收集所研究特性的数据，此类数据可以是机械部件的尺寸，也可以是PCB表面的缺陷数或是每天的生产不良率等。l 计算管理界限：根据工程输出的数据计算管理界限，我们当然希望偏差仅仅来自普通原因，注意：管理界限不是规格或目标，它应反映的是工程的自然变动。l 工程管理解释：将数据与管理界限比较可以判断出工程是否稳定及偏差是否只来自普通原因，如果有特殊原因存在，要研究工程的运行情况以找出影响工程的原因，当消除特殊原因后又继续运行工程，同时收集数据及再计算管理界限，必要时，要研究其他的特殊原因并改善。l 工程能力解释：当所有的特殊原因消除后工程又恢复受控时，可以计算工程能力，如果来自普通原因的偏差过大时，工程也不能生产满足规格的产品，此时要调查工程本身并采取措施来识别及改善工程中重要的缺陷，如果改善不经济的话，要考虑重新评价工程规格。l 产品接受性解释：当最初使用管理图来评价及改善工程是否受控及其能力，同样地也用于决定是否采取措施来调整生产（过程）的输出，管理图可以给出根据来决定产品是否可以直接使用，或是必须挑选后并对其中的不合格进行再作业和废弃。l 管理界限和规格间的关系XBAR-R的管理界限是基于工程上发生的内容，而不是基于规格。如果工程受控，计算出的管理界限要比规格严格。如果工程不受控，但产品仍不符合规格，则说明现有的条件（例如人员、工具、机器等）不可能生产出符合规格的产品。3关于工程能力中量化的因素六、 6SIGMA简介1.6SIGMA的要求l 制程精密度Cp=2.0l 制程能力指数Cpk1.52.以6SIGMA定位品质目标的基准理由l 在无制程变异情况下（Cp= Cpk=2.0），产生的缺陷率为0.002PPM（相当于10亿分2）l 在制程无法消除变异情况下（Cp=2.0、Cpk=1.5），产生的缺陷率为3.4PPM（相当于百万分之3.4）3.品质等级的定义PPMCp3.066803.01.004.06200.01.334.51350.01.505.0233.01.676.03.42.00l 超级优越品质Cp2.00 Cpk1.50l 一流品质Cp1.50 1.33Cpk1.50l 品质要求与品质的趋势3.0的品质要求（1930年至1970年）66803PPM3.5的品质要求（1970年至1980年）22750PPM4.0的品质要求（1980年至1990年）6200PPM4.5的品质要求（1991年至1995年）1350PPM5.0的品质要求（1996年至1997年）233PPM5.5的品质要求（1997年至1998年）31.8PPM6.0的品质要求（1998年至2001年）3.4PPMCPK的应用及设想l 根据2001财年公司所定的商用电脑的QA目标值为2500PPM，相当于上个世纪90年代初品质水平。l Cp、Cpk在部件的例行实验中已加以应用，例如在机箱的例行实验中对关键尺寸（与机箱配合部件的装配尺寸）进行量测、统计并利用Cp、Cpk的计算方法进行计算得到机箱制程方面的评价，以加强对供应商的质量控制。l Cp、Cpk在电脑组装业中生产线应用的关键是选取定义所反映的特性指标，及相应的测量系统（MS）和测量系统的分析（MSA）。l MSA（Measurement System Analysis）测量系统分析:使用数理统计和图表的方法对测量系统的分辨率和误差进行分析，以评估测量系统的分辨率和误差对于被测量的参数来说是否合适，并确定测量系统误差的主要成分。有关此方面的介绍在今后推出。l Cp、Cpk在管理工作上的应用，从现在本人收集的资料看，目前Cp、Cpk的应用仅在生产上的制程能力的分析中，其他工程方面的应用诸如在研发能力等尚无，本人认为最后应延伸扩展到过程能力的分析中，下图是对过程控制系统的构想，在过程的各个阶段（P1、P2.等），有对应的检查点（MS2、MS3）这些检查点对P2、P3的特性指标进行定时测量、并进行Cp、Cpk分析，对于分析结果所对应的不同处置方法自动反馈到过程中去，对影响过程的各种因素进行调整，例如暂时停止过程，对特殊变异因素进行解决等。 写了这么多，总之，对于过程能力控制中使用Cp、Cpk的分析方法是重要的控制手段，尤其适合体系、流程较完善的过程，可对体系、流程进行有效的监控。关于结合自己实际工作的应用及在我们公司的应用还不是很多，目前在部件的质量控制中有所应用，以完善对供应商的控制。关于Cp、Cpk的分析方法在其他过程中的应用本人会继续总结，望其他同人能多多提出宝贵意见。谢谢！ 祝大家五一节快乐！杨卫国 2001/4/30Work-In-Process Management systemMeasuring Date Flowoutput过 程 控 制 系 统(Measure system)MS3MS2inputP1P2P3P4