SPC中有关过程能力的分析机理.ppt
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1、SPC中有关过程能力的分析,1.基本概念 2.过程能力指数的计算3.过程能力的评价与处置 4.过程能力调查,1,1.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 过程能力 二 过程能力指数,2,一 过程能力,1 概念:所谓过程能力,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
2、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过程能力既能保证产品的质量要求,又能具有较好的经济性。,3,注意:过程能力与生产能力不同,过程能力是衡
3、量过程加工质量内在一致性的量值。生产能力则是指工序加工最大数量的能力。,4,2 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。,5,4 过程能力分类:短期过程能力和长期过程能力,短期过程能力:仅由偶因引起的变异所形成的过程能力,既是指过程处于稳定的过程能力,反映短期变异。此变异可由控制图的有
4、关参数估计:,6,长期过程能力:是指由偶因和异因之和引起的总变异所形成的过程能力,反映长期变异,也称实绩变异S。此变异可由控制图的有关参数估计:,7,二 过程能力指数,1 概念: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 过程能力与过程能力指数的区别:,8,2 过程能力与过程能力指数的区别:过程能力是工序具有的实际加工能力,而过程能力指数是指过程能力对规格要求满足的程度,这是两个完全不同的概念。过程能力强并不等于对规格要求的满足程度高,相反,过程能力弱并不等于对规格要求的满足程度低。当质量
5、特性服从正态分布,而且其分布中心 与规格中心Tm重合时,一定的过程能力指数将与一定的不合格品率相对应。因此,过程能力指数越大,说明过程能力的贮备越充足,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。,9,2.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TU(2)仅给出规格上限TL,10,二 计数值 1 计件值 2 计点值三 SCAT(快速简易判断)法,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 与分布中心 重合 计算公式:,
6、11,例1,因此有,由式:,根据工序能力指数Cp计算。,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 进行计算,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。试求该工序的过程能力指数及不良品率。,12,解:,13,当k,即eT/2时,规定Cpk=0(图中,曲线2),(2)有偏规格中心 与分布中心 不重合,有偏时工序能力指数与不合格品率,e,e,TL,TU,P1,P2,Tm,T,计量值双侧规格界限,采用“用Cp和k值估计不合格品率”,不合格品率估计:,讨论,或,工序能力指数:,偏移系数:,计算公式:(图中曲线
7、1)绝对偏移量:,14,当位于公差界限之外时,。此时,则。此时的 Cpk 为“0”,当,恰好位于公差中心时,,从而K=0,则,这是“无偏”的情况,即理想状态。,当,恰好位于公差上限或下限时,,从而K=1;,即:,当时,工序加工过程中的不合格品率 大于或等于50%。对不合格品率这样大的工序,已远远不能满足加工的质量要求,故认为此时的工序能力指数为“0”。因此 时此公式使用合理.,讨论,例2,15,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:,或由CpK=0.816,k=0.145查下表得不良品率估计约为2.1%2.
8、3%,计算Cpk,不合格品率计算:,2)计量值单侧规格界限,(1)仅给出规格上限TU,16,计算公式:,不合格品率估计:,解:,不合格品率:,当TU 时,p50%,则规定CpU0,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,试计算过程能力指数CpU及不合格品率pU。,计量值单侧规格界限,(2)仅给出规格下限TL,17,计算公式:,不合格率估计:,当 TL 时,p 50%,则规定Cp0,例3 要求零件淬火后的硬度HRC71,实测数据后计算得 HRC73;S1,试计算过程能力指数Cp及不良品率p。,解:,不良品率:,计数值计件值,(1)取k个样本,每个样本的
9、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。,18,(3)计算过程能力指数Cp,(2)计算平均不合格品率及平均样本量,计算公式 以不合格品率上限pU作为规格要求:,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,求过程能力指数Cp。,19,解:,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,20,(3)计算过程能力指数Cp,(2)计算平均疵点数(或平均不合格品数),(1)取k个样本,每个样本的样本容量分别为n1,n2,n
10、k,每个样本的疵点数(或不 合格品数)为C1,C2,Ck。,解:,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,求过程能力指数Cp。,21,4.,22,QS9000标准提出 新概念实绩指数长期过程能力指数。表1.短期过程能力指数与长期过程能力指数,表1.短期与长期过程能力指数,23,续表1.短期与长期过程能力指数,24,无偏的情况的 表示过程加工的一致性,即“质量能力”越大,则质量特性值的分布越“苗条”,质量能力越强;而有偏移情况的 表示过程中心 与规范中心 的偏移情况,越大,则二者偏离越小,也即过
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