《工序过程能力分析》PPT课件.ppt

1,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,2,12.1 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,3,一 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 B6S3 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。,4,二 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Cp。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TU-规格下限TL。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Tm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。,5,12.2 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TU（2）仅给出规格上限TL二 记数值 1 记件值 2 记点值,6,1计量值双侧规格界限,双侧规格界限是指既具有规格上限(TU)要求，又有规格下限(TL)要求的情况(1)无偏规格中心Tm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TU、TL 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Cp计算。由式:因此有 例1,P1,P2,TL,TU,Tm,f（x）,T,7,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：,8,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Cpk=0(图中，曲线2)不合格品率估计：采用“用Cp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,TL,TU,P1,P2,Tm,x,T,(2)有偏规格中心Tm与分布 中心 不重合,计量值双侧规格界限,9,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Cpk,或由Cp=0.816，k=0.145查表得不良品率估计约为2.1%2.3%,10,用Cp和k值估计不合格品率,单位：%,11,(1)仅给出规格上限TU 计算公式：当TU 时，p50%，则规定Cp0 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，S0.24g，试计算工序能力指数 Cp及不合格品率p。解：,2计量值单侧规格界限,f（x）,TU,x,12,计量值单侧规格界限,(2)仅给出规格下限TL 计算公式：当 TL 时，p50%，则规定Cp0 不合格率估计：例3 要求零件淬火后的硬度HRC71，实测数据后计算 得 HRC73；S1，试计算工序能力指数Cp及不 良品率p。解：,f（x）,TL,x,-TL,13,计数值计件值,计算公式 以不合格品率上限pU作为规格要求：(1)取k个样本，每个样本的样本容量分别为n1，n2，nk，每个样本中 的不合格品 数为d1，d2，dk。(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Cp例1 某产品规格要求pU0.1，现取5个样本，n1n2n5100,各样本 中不合格品数为：d17，d25，d36，d42，d54，求工序能力指 数Cp。解：,14,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CU(1)取k个样本，每个样本的样本容量分别为n1,n2，nk，每个样本的疵点数(或不 合格品数)为C1，C2，Ck。(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Cp 例2：设某产品规格要求单位产品平均缺陷上限CU2，取容量为10的样 本5个，各样本中产品的缺陷数分别为C17；C25；C36；C4 2；C54，求工序能力指数Cp。解：,15,12.3 工序能力的评价与处置,工序能力指数Cp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 Cp1.67 特级加工 2 1.67Cp1.33 一级加工 3 1.33 Cp1 二级加工 4 1Cp0.67 三级加工 5 Cp0.67 四级加工,16,1 Cp1.67 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Tm 重合时，T10S，不合格品率p0.00006%。（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。,17,2 1.67Cp1.33 一级加工,当 时，10ST8S，不合格品率 0.00006%p0.006%。（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。,18,3 1.33 Cp1 二级加工,当 时，8ST6S，不合格品率 0.006%p0.27%。（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。,19,4 1Cp0.67 三级加工,当 时，6ST4S，不合格品率0.27%p4.55%。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。,20,5 Cp0.67 四级加工,当 时，T4S，不合格品率p4.55%。（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。,21,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,Tm,T3=4,T0=10,T1=8,T2=6,22,12.4 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,23,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Cp或Cpk,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,24,二 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,