制造過程能力分析精選ppt課件.ppt

1,制造過程能力分析,2,過程的概念：過程的定義,過程-使用資源將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的活動的系統(tǒng)。,過程,輸入,輸出,控制,資源,3,過程的概念：過程的定義,在質(zhì)量管理體系中，任何一個過程都不會孤立地存在，若干過程之間的相互關(guān)系構(gòu)成過程網(wǎng)絡(luò)。,過程A,輸入,過程B,過程D,過程C,輸入,輸入,輸出,輸出,輸出,控制,控制,資源,輸入,輸出,在質(zhì)量管理體系中，過程網(wǎng)絡(luò)的有效運作是體系有效運行的重要條件。,4,過程的概念：過程的定義,組織內(nèi)所采用的過程以及這些過程之間的相互作用的系統(tǒng)性識別和管理可稱之為“過程方法。,過程A,輸入,過程B,過程D,過程C,輸入,輸入,輸出,輸出,輸出,控制,控制,資源,輸入,輸出,5,工序能力,工序能力又稱過程能力，是指過程處于正常狀態(tài)(穩(wěn)定受控狀態(tài))時，過程所呈現(xiàn)出的一致性（Uniformity），即制造產(chǎn)品的能力。,所謂穩(wěn)定狀態(tài)，應(yīng)具備以下條件：原材料或上一道工序半成品按照標(biāo)準要求供應(yīng)；本工序按作業(yè)標(biāo)準實施，并應(yīng)在影響工序質(zhì)量各主要因素?zé)o異常的條件下進行；工序完成后，產(chǎn)品檢測按標(biāo)準要求進行。,6,進行工序能力分析的意義,工序能力的測定和分析是保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作；工序能力的測試分析是提高工序能力的有效手段；工序能力的測試分析為質(zhì)量改進找出方向。,7,工序能力分析的用途,預(yù)測過程與規(guī)格符合的程度幫助產(chǎn)品設(shè)計/開發(fā)人員選擇或修改過程協(xié)助設(shè)立過程控制的適當(dāng)抽樣區(qū)間提供新設(shè)備采購的功能需求不同供應(yīng)商質(zhì)量能力的評比當(dāng)不同過程間有相互關(guān)系時，可以提供作為規(guī)劃生產(chǎn)程序的參考降低制造過程的變異性,8,工序能力分析重要性,在質(zhì)量控制中收集樣本的目的之一便是了解過程（或工序）的生產(chǎn)能力有多大，即生產(chǎn)合格品的能力究竟有多大，如果生產(chǎn)能力太低，那必須采取措施加以改進。過程能力反映本身的生產(chǎn)能力，即過程的穩(wěn)定程度，穩(wěn)定程度越高，那么生產(chǎn)能力就越大，對計量特性來講，其標(biāo)準差的大小可以反映過程穩(wěn)定程度的高低。,9,工序能力,工序能力通常以產(chǎn)品質(zhì)量特性數(shù)據(jù)分布的6倍標(biāo)準偏差表示。,B=6,10,計算工序能力步驟,從過程中收集一批數(shù)據(jù)x1,x2,xn；利用這批數(shù)據(jù)檢驗過程的輸出特性是否服從正態(tài)分布；若過程穩(wěn)定，則可用這批數(shù)據(jù)估計輸出特性的標(biāo)準差，將其乘以6即得過程能力的估計值。,11,時間（周）,6mm,8.0,6.0,4.0,2.0,12,24,36,48,10.0,新的裝配系統(tǒng),12,工序能力指數(shù)的概念,質(zhì)量標(biāo)準是指工序加工產(chǎn)品必須達到的質(zhì)量要求，通常用標(biāo)準、公差（容差）等來衡量，一般用符號T來表示。質(zhì)量標(biāo)準（T）與工序能力（B）之比值，稱為工序能力指數(shù)，記為Cp。工序能力指數(shù)是衡量工序能力大小的數(shù)值。對于技術(shù)要求滿足程度的指標(biāo)，工序能力指數(shù)越大，說明工序能力越能滿足技術(shù)要求，甚至有一定的能力儲備。,13,基本假定,過程是穩(wěn)定的，即過程的輸出質(zhì)量特性值X服從正態(tài)分布。產(chǎn)品的規(guī)格限（下規(guī)格限TL和上規(guī)格限TU）能準確反映顧客（下道工序的工人，使用者等）的要求。這兩個假定分別說明過程的情況及顧客的要求。,14,幾種情況,計量值為雙側(cè)公差而且分布中心和標(biāo)準中心重合的情況；分布中心和標(biāo)準中心不重合的情況下工序能力指數(shù)的計算；計量值為單側(cè)公差情況下工序能力指數(shù)的計算；計件值情況下工序能力指數(shù)的計算；計點值情況下工序能力指數(shù)的計算。,15,工序能力指數(shù)的計算,雙側(cè)公差而且分布中心和標(biāo)準中心重合的情況,可以根據(jù)樣本方差S來估計,TL,TU,16,工序能力指數(shù)的計算,例某零件強度的屈服界設(shè)計要求為4800-5200kg/cm2，從100個樣品中測得樣本標(biāo)準偏差為62kg/cm2，求工序能力指數(shù)。,解：當(dāng)工序過程處于穩(wěn)定狀態(tài)，而樣本大小n=100足夠了，可以用S來估計，則工序能力指數(shù)為：,雙側(cè)公差而且分布中心和標(biāo)準中心重合的情況,17,工序能力指數(shù)的計算,分布中心和標(biāo)準中心不重合的情況下工序能力指數(shù)的計算,令=|M-|，這里為分布中心對標(biāo)準中心M的絕對偏移量。把對T/2的比值稱為相對偏移量或偏移系數(shù)，記作K，即,TL,TU,18,工序能力指數(shù)的計算,又故,19,工序能力指數(shù)的計算,由前面公式可知：當(dāng)恰好位于標(biāo)準中心時，|M-|=0，則K=0，這就是分布中心與標(biāo)準中心重合的理想狀態(tài)；當(dāng)恰好位于標(biāo)準上限或下限時，即=TU或=TL時，則K=1；當(dāng)位于標(biāo)準界限之外時，即T/2，則K1。所以K值越小越好，K=0是理想狀態(tài)。,20,工序能力指數(shù)的計算,由前面圖可知，分布中心右側(cè)的工序能力指數(shù)為：分布中心左側(cè)的工序能力指數(shù)為：左側(cè)能力的增加值補償不了右側(cè)工序能力的損失，所以在有偏移值時，只能以兩者中較小值來計算工序能力指數(shù)，這個工序能力指數(shù)稱為修正工序能力指數(shù)，記作Cpk,21,工序能力指數(shù)的計算,因為,又因為,當(dāng)K=0，Cpk=Cp，即偏移量為0，修正工序能力指數(shù)就是一般的工序能力指數(shù)。當(dāng)K=1時，Cpk=0，這時Cp實際上也已為0。,22,工序能力指數(shù)的計算例子,例：設(shè)零件的尺寸要求（技術(shù)標(biāo)準）為300.023，隨機抽樣后計算樣本特征值為求,解：已知所以,23,工序能力指數(shù)的計算,3.計量值為單側(cè)公差情況下值的計算,只規(guī)定下限的質(zhì)量特性界限對于技術(shù)要求以不大于或不小于某一標(biāo)準值的形式表示，這種質(zhì)量標(biāo)準就是單側(cè)公差，如強度、壽命等。只規(guī)定上限的質(zhì)量特性界限如機械加工的形位公差、光潔度、材料中的有害雜質(zhì)的含量，只規(guī)定上限標(biāo)準，而對下限標(biāo)準卻不作規(guī)定。,24,工序能力指數(shù)：望小值質(zhì)量特性,給定單向公差Tu，要求產(chǎn)品質(zhì)量特性值小于等于Tu，越小越好。如：產(chǎn)品中某些雜質(zhì)成分；產(chǎn)品表面清潔度；汽車行駛的油耗；產(chǎn)品的不合格品率等。,25,工序能力指數(shù)：望大值質(zhì)量特性,給定單向公差TL，要求產(chǎn)品質(zhì)量特性值大于等于TL，越大越好。如：金屬材料的強度；化工產(chǎn)品的產(chǎn)出率；產(chǎn)品的合格品率等；,26,工序能力指數(shù)的計算,只規(guī)定上限的質(zhì)量特性界限,6,T,TL,TU,工序能力指數(shù)為,當(dāng)TU時，則認為Cp=0，這時可能出現(xiàn)的不合格品率高達50%100%。,27,工序能力指數(shù)的計算,只規(guī)定下限的質(zhì)量特性界限,工序能力指數(shù)為,當(dāng)TL時，則認為Cp=0，這是可能出現(xiàn)的不合格品率同樣為50%100%。,6,T,TL,TU,28,工序能力指數(shù)的計算,例某一產(chǎn)品含某一雜質(zhì)要求最高不能超過12.2毫克，樣本標(biāo)準差s=0.038，樣本均值為12.1。求工序能力指數(shù)。,29,工序能力指數(shù)的計算,4.計件值情況下值的計算,在計件情況下相當(dāng)于單公差情況，其值計算公式為當(dāng)以不合格品數(shù)nP作為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，并以（nP）,取樣本k個，每個樣本大小為n，其中不合格品數(shù)分別為：(nP)1，(nP)2，(nP)k，則樣本不合格品數(shù)的平均值為其中,30,工序能力指數(shù)的計算,由二項分布可得,31,工序能力指數(shù)的計算,當(dāng)以不合格品率P作為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，并以P作為標(biāo)準要求時，CP值可計算如下如果要求批不合格率為P，取樣本k個，每個樣本大小分別為n1,n2,nk，其樣本平均值與不合格品率平均值分別為：,32,工序能力指數(shù)的計算,這時有：則注意：樣本大小n最好為定值，以減小誤差,33,工序能力指數(shù)的計算,例抽取樣本大小為n=100的樣本20個，其中不合格品數(shù)分別為：1，3，5，2，4，0，4，8，5，4，6，4，5，4，3，4，5，7，0，5，當(dāng)允許樣本不合格品數(shù)（）為10時，求工序能力指數(shù)。,34,工序能力指數(shù)的計算,5.計點值情況下值的計算,在計點值情況下仍相當(dāng)于單公差情況，其值計算公式為當(dāng)以瑕疵點數(shù)（或缺陷數(shù)）C為檢驗產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)，并以C,作為標(biāo)準要求時，CP值可計算如下取樣本k個，每個樣本大小為n，其中瑕疵點數(shù)分別為C1,C2,Ck，則樣本瑕疵點數(shù)的平均值為,35,工序能力指數(shù)的計算,由泊松分布可得：則,36,工序能力指數(shù)的計算,例：抽取樣本大小為n=50的樣本20個，其中瑕疵點數(shù)分別為：1,2,0,3,2,4,1,0,3,1,2,2,1,6,3,5,1,3,2,當(dāng)允許樣本瑕疵點數(shù)C,為6時，求工序能力指數(shù)。,37,練習(xí),某零件圖紙尺寸要求為30+0.2mm，樣本標(biāo)準偏差S為0.038，=30.1，其規(guī)格上限T=30.2，求工序能力指數(shù)。已知某零件尺寸為，取樣實測后求得為50.05mm，S=0.061，求工序能力指數(shù)。,38,過程能力的等級評定,等級特級一級二級三級四級,Cp1.671.331.6711.330.6711.67對一般產(chǎn)品來講，這時的過程能力過高。可以采取的措施有：縮小公差范圍；放寬對特性值波動的限制；該用精度較差的設(shè)備以降低成本；放寬質(zhì)量檢驗，如采用免檢等。對高科技產(chǎn)品往往要求Cp2.,40,過程能力的分等一級二級,1.33Cp1.67對一般產(chǎn)品來講，這時過程能力充足。這往往是一種理想的狀態(tài)。這時對非關(guān)鍵性特性值也可以放寬對其波動的限制，一般應(yīng)該用控制圖進行質(zhì)量控制，以保證其處于統(tǒng)計控制狀態(tài)；對產(chǎn)品的檢驗可以放寬。,1.00Cp1.33對一般產(chǎn)品來講，這時的過程能力尚可，這時應(yīng)該用控制圖加以控制，防止發(fā)生大的波動；在Cp值接近于1.00時，出不合格品的可能性增大，這時應(yīng)加強對設(shè)備等的檢查；對生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)該進行抽樣檢驗。,41,過程能力的分等三四級,0.67Cp1.00對一般產(chǎn)品來講，這時過程能力不足。應(yīng)分析特性值波動大的原因，并采取措施；對不影響最終質(zhì)量的特性可以放大公差；對產(chǎn)品必須加強檢查。,對一般產(chǎn)品來講，這時的過程能力嚴重不足。應(yīng)從多方面分析原因，對工藝進行根本的改革，對已生產(chǎn)的產(chǎn)品要嚴格檢查。,42,Cp與Cpk,43,44,Ca(Capabilityofaccuracy),Ca(過程準確度),45,三個工序能力指數(shù),1.過程準確度Ca=,2均值-規(guī)格中心,公差范圍,2.過程精密度Cp=,公差范圍,6標(biāo)準差,3.過程精確度Cpk=,公差范圍2中心偏移量,6標(biāo)準差,上限均值,均值下限,3標(biāo)準差,或MIN,46,準確度Ca,精密度Cp,精確度CPk,Ca/Cp/CPk之間的概念關(guān)系,Cpk=Cp(1-Ca),47,工序能力評價,等級評價等級評價等級評價,48,影響工序能力的因素,設(shè)備方面。如設(shè)備精度的穩(wěn)定性，性能的可靠性，定位裝置和傳動裝置的準確性，設(shè)備的冷卻潤滑的保護情況，動力供應(yīng)的穩(wěn)定程度等；工藝方面。如工藝流程的安排，工序之間的銜接，工藝方法、工藝裝備、工藝參數(shù)、作業(yè)指導(dǎo)書等；材料方面。如材料的成分，物理性能，化學(xué)性能處理方法，配套件元器件的質(zhì)量等；操作者方面。如操作人員的技術(shù)水平熟練程度，質(zhì)量意識，責(zé)任心，管理程度等；環(huán)境方面。如生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度、濕度、噪音干擾等。,49,提高工序能力指數(shù)的途徑,調(diào)整工序加工的分布中心減小偏移量,偏移量是工序分布中心和技術(shù)標(biāo)準中心偏移的絕對值即=|M-|。當(dāng)存在偏移量時，會嚴重影響工序能力指數(shù)。假設(shè)在兩個中心重合時工序能力指數(shù)是充足的，但由于存在偏移量，使工序能力指數(shù)下降，造成工序能力嚴重不足。例：某零件尺寸標(biāo)準要求為8(-0.10,-0.05),隨機抽樣后計算出的樣本特性值為平均值為：7.945，標(biāo)準差為0.00519，計算工序能力指數(shù)。經(jīng)計算得：CP為1.6,CPK為0.32由此例看出，CP=1.6是很充足的，但由于存在偏移量，使工序能力指數(shù)下降到0.32，造成工序能力嚴重不足。所以調(diào)整工序加工的分布中心，消除偏移量，是提高工序能力指數(shù)的有效措施。,50,提高工序能力指數(shù)的途徑,提高工序能力減少分散程度,修訂工序改進工藝方法：修訂操作規(guī)程優(yōu)化工藝參數(shù)；補充增添中間工序，推廣應(yīng)用新工藝和新技術(shù)。改造更新與產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準要求相適應(yīng)的設(shè)備，對設(shè)備進行周期點檢，按計劃進行維護，從而保證設(shè)備的精度。提高工具、工藝裝備的精度，對大型的工藝裝備進行周期點檢，加強維護保養(yǎng)，以保證工裝的精度。按產(chǎn)品質(zhì)量要求和設(shè)備精度要求保證環(huán)境條件。加強人員培訓(xùn)，提高操作者的技術(shù)水平和質(zhì)量意識。加強現(xiàn)場質(zhì)量控制，設(shè)置關(guān)鍵、重點工序的工序管理點，開展QC小組活動，使工序處于控制狀態(tài)。,51,不良品率的計算,當(dāng)質(zhì)量特性的分布呈正態(tài)分布時，一定的工序能力指數(shù)與一定的不良品率相對應(yīng)。例如CP=1時，即B=6，質(zhì)量特性標(biāo)準的上下限與3重合。由正態(tài)分布的概率函數(shù)可知，此時的不良品率為0.27%。如圖所示。,6,52,不良品率的計算,1.當(dāng)分布中心和標(biāo)準中心重合時的情況,首先計算良品率，由概率分布函數(shù)的計算公式可知，在TL與TU之間的分布函數(shù)值就是良品率，即,53,不良品率的計算,故不良品率為：例：當(dāng)CP=1時求相應(yīng)不合格品率P。,CP值增大，不良品率下降，反之，當(dāng)CP值減小時，不良品率增大。,54,不良品率的計算,2.當(dāng)分布中心和標(biāo)準中心不重合時的情況,55,不良品率的計算,2.當(dāng)分布中心和標(biāo)準中心不重合時的情況,56,不良品率的計算,57,不良品率的計算,故不良品率為：或,58,不良品率的計算,