过程能力及过程能力指数

（5）过程能力与过程能力指数•过程能力又称工程能力，工序能力。过程能力是指生产过程处于稳定状态下，所制造产品质量特性值的经济波动幅度。±5σ±4σ±3σ±2σ±σμ范围范围内的概率±σ68.27%±2σ95.45%±3σ99.73%±4σ99.994%±5σ99.99994%根据正态分布的性质•过程能力指数又称工程能力指数，工序能力指数过程能力指数是过程能力满足产品质量标准（规格、公差）的程度，用Cp来表示。过程能力指数实际计算中，σ用S替代，σσ过程能力规格要求66LUTTTCpSTTSTCpLU66从全面性和经济性两个方面考虑，过程能力应该用6σ（±3σ）来描述，因为在稳定状态下±3σ范围内包括了99.73%的产品。过程能力B=6σ但在实际计算中，σ用S替代因此过程能力B=6S当过程的分布中心()与规格范围的中心M不重合时过程能力指数的计算上述CP==是过程的分布中心与规格范围的中心重合情况下的计算公式，但在实际的生产过程中，两者重合的情况只是一种特例，而绝大多数的情况是不重合的，存在着偏移量ε其偏离度K=这时CP就要进行修正，为CPKCPK=(1-K)CP=(1-)CP==因此，只有CPK才是真正代表过程的过程能力指数。规格要求只给出单侧规格界限时过程能力指数的计算当有的技术要求如垂直度、园度、同轴度寻它只给出规格的上限，其下限做得再好，也只能是零，不可能出现负值。6TST62/T2/T62TST62X又如考试，只给出了规格的下限，即60分及格，考得再好也只能是100分，不可能超过100分。这种规格要求也称为单向公差。只给出规格上限时，过程能力指数的计算公式为CPU==只给出规格下限时，过程能力指数的计算公式为CPL==过程能力指数的用途1、用于对过程的诊断由于过程能力指数是以数据直接反映出过程能力满足过程的规格要求的程度，并可以估算出过程可能产生的不合格率，因此就能对过程的状态作出正确的判断，以便立即采取相应的措施。3XTUSXTU33LTXSTXL3Cp范围等级过程可能产生的不合格率判断措施Cp≥1.67特级0.00006%以下过程能力富余可减少检验频次，必要时可选用精度较低的设备，以降低成本1.67Cp≥1.331级0.00006%~0.006%过程能力充分进行正常的质量控制1.33Cp≥12级0.006%~0.27%过程能力尚可须用控制图或其他控制方法对过程进行严格控制1Cp≥0.673级0.27%~4.55%过程能力不足分析过程分散大的原因，制定措施加以改进，当生产不能停止时，则要加大检验频次，直至全数检查，挑出不合格品0.67Cp4级4.55%以上过程能力严重不足一般应停止生产，找出原因，改进工艺，提高Cp值2、提供从何处进行改进的信息如果CP1，而CPK1时，则应调整过程的集中位置；如果CP与CPK接近，而两者均1时，则需找出散差大的原因；如果CP与CPK有差异而两者均1时，则即要调整集中位置又要找散差大的原因，加以解决。3、在采购原材料、零部件时对供应商生产现场质量保证能力的认定4、用于对设备的验收分析过程能力、计算过程能力指数在生产企业应用广泛，因此，是质量管理的一项技术基础工作。过程能力指数pC1、计算公式①当设计要求是双侧规格界限，且实际分布中心与规格中心无偏离（重合）时，过程能力指数是指过程能力满足设计标准要求的程度。②当设计要求是双侧规格界限，而实际分布中心与规格中心有偏离（不重合）时，其中：——规格范围TLUTTT——过程的标准偏差其中：——规格范围TLUTTT——过程的标准偏差6216TKTCpk其中：xM（偏离量）（规格上下限之差）如右图所示TTUTLM06TCp2TK⑴⑴⑵⑵⑴⑴1、计算公式①当设计要求是双侧规格界限，且实际分布中心与规格中心无偏离（重合）时，过程能力指数是指过程能力满足设计标准要求的程度。②当设计要求是双侧规格界限，而实际分布中心与规格中心有偏离（不重合）时，其中：——规格范围TLUTTT——过程的标准偏差其中：——规格范围TLUTTT——过程的标准偏差6216TKTCpk其中：xM（偏离量）（规格上下限之差）如右图所示TTUTLM06TCp2TK⑴⑴⑵⑵⑴⑴8⑶当设计给定的是单侧规格界限时，3UpUTC3LpLTC其中：其中：UTLLTT————规格上限规格上限————规格下限规格下限————过程的平均值过程的平均值其中：其中：UTLLTTLLTT————规格上限规格上限————规格下限规格下限————过程的平均值过程的平均值UT92、判断参考标准一般应停止生产，找出原因，改进工艺，提高一般应停止生产，找出原因，改进工艺，提高值值过程能力严重不足过程能力严重不足找出分散程度大的原因，制订措施加以改进找出分散程度大的原因，制订措施加以改进过程能力不足过程能力不足应用控制图等方法对生产过程进行监督和控制，以便应用控制图等方法对生产过程进行监督和控制，以便及时发现异常波动，采取措施加以消除。及时发现异常波动，采取措施加以消除。过程能力尚可过程能力尚可对非主要项目，可适当简化质量检验，降低检验成本对非主要项目，可适当简化质量检验，降低检验成本过程能力充分过程能力充分可适当考虑经济性的要求可适当考虑经济性的要求过程能力过剩过程能力过剩措施措施判断判断范围范围一般应停止生产，找出原因，改进工艺，提高一般应停止生产，找出原因，改进工艺，提高值值过程能力严重不足过程能力严重不足找出分散程度大的原因，制订措施加以改进找出分散程度大的原因，制订措施加以改进过程能力不足过程能力不足应用控制图等方法对生产过程进行监督和控制，以便应用控制图等方法对生产过程进行监督和控制，以便及时发现异常波动，采取措施加以消除。及时发现异常波动，采取措施加以消除。过程能力尚可过程能力尚可对非主要项目，可适当简化质量检验，降低检验成本对非主要项目，可适当简化质量检验，降低检验成本过程能力充分过程能力充分可适当考虑经济性的要求可适当考虑经济性的要求过程能力过剩过程能力过剩措施措施判断判断范围范围67.1pC33.167.1pCpC如果计算的是如果计算的是CCpkpk值，则要用值，则要用CCpkpk值进行判断；在考虑采取措施时，先考虑调整加值进行判断；在考虑采取措施时，先考虑调整加工中心（即工中心（即），若调整加工中心，仍不能满足设计标准要求，或不能通过调整加），若调整加工中心，仍不能满足设计标准要求，或不能通过调整加工中心满足设计标准要求，则必须分析分散程度大的原因，采取改进措施。工中心满足设计标准要求，则必须分析分散程度大的原因，采取改进措施。x133.1pC67.01pCpC67.0计算过程能力指数要注意的问题1、要判别是单向公差还是双向公差，以便正确选用公式。2、当过程不处于稳定状态时，抽取样本，计算出的过程能力指数不能代表过程的实际情况。3、样本要大于50件，最好100件以上，样本数量太小会影响S的精确度。4、标准偏差有两种方法得出按均方差计算S=——精确估计法S=——精确度不如上者，但反映动态情况。2dRniiXXn12)(11113、举例（1）某零件质量要求为200.15mm，抽样100件测量，计算得mmx00.20mms04.0，计算过程能力指数。相等，，与xmmM00.20285.1915.20即重合与Mx25.124.030.004.0685.1915.206STCp因此，该过程能力可满足设计质量要求，可用控制图对生产过程进行监控。解：123、举例（（22）某零件质量要求为）某零件质量要求为20200.150.15mmmm，抽样，抽样100100件测量，计算得件测量，计算得mms04.0，计算过程能力指数。，计算过程能力指数。mmxmmM05.2000.20285.1915.20，即即mmxM05.083.024.020.004.0605.0230.062STCpk解解：：由题可知由题可知因此，该过程能力不足。主要是由于过程的因此，该过程能力不足。主要是由于过程的偏离所致，故偏离所致，故应调整加工中心（应调整加工中心（）至规格中心（）至规格中心（）；假如无法调整加）；假如无法调整加工中心，就需采取措施，减少其分散程度。工中心，就需采取措施，减少其分散程度。mmx05.20xxM不重合与Mx三、具体方法介绍——15、矩阵图1、作用当问题和所形成的现象错综复杂，与原因的对应关系难以判断，且难以取得相应数据的情况下，根据大家的经验，应用矩阵图进行整理分析，可理清关系，抓住解决问题的关键。2、常用的矩阵图型（举例说明）某电扇厂QC小组对吊扇输入功率高、效率低的问题，使用L型矩阵图。⑴L型矩阵图14绝缘强度低耐压击穿功率大转速低启动性能差绝缘漆浓度低预烘时间短定子性能差转子缺陷风叶不配套风叶角度与电机不匹配轴承不合格精加工精度差性能原因——表示有关系（或弱相关）——表示有强相关（或密切相关）关系性能原因分析矩阵图主要问题是“功率大”、“转速低”，主要原因是“定子性能差”。进一步分析定子性能差的影响因素，通过试验，找到解决办法。电机不合格外筒不合格螺钉不合格垫圈不合格风扇不合格平衡量板面震动芯子震动变形板厚尺寸错误紧固程度安装失误圆度重量设备精度组装检查加工检验调整平衡检查组装安装电机安装外筒安装垫圈安装风扇运转性能检查零件震动不良的因素工序⑵T型矩阵图分析家用小吸尘器震动不良用T型矩阵图根据矩阵图分析，造成“震动”的零部件中，主要是“电机不合格”和“风扇不合格”二项；在工序方面，主要是“平衡检查”和“性能检查”二道工序；结合具体影响震动的因素分析，则“平衡量”、“设备精度”和“检查能力”，均对主要零件问题和主要工序问题产生影响。所以要解决紧固设备、平衡机和震动检查装置的能力与精度问题。16⑶Y型矩阵图17砂砂眼眼砂型掉边砂型掉边砂型裂纹砂型裂纹沉沉箱箱跑跑火火现现象象设备工装设备工装工艺管理工艺管理砂型质量不稳砂型质量不稳封火位置不合适封火位置不合适圆棒芯头小圆棒芯头小主机操作自控能力差主机操作自控能力差压实参数不合理压实参数不合理小车台面不平小车台面不平液压系统油温不稳液压系统油温不稳合箱速度快合箱速度快压铁重量轻压铁重量轻刮刀高度不合理刮刀高度不合理砂砂眼眼砂型掉边砂型掉边砂型裂纹砂型裂纹沉沉箱箱跑跑火火现现象象设备工装设备工装工艺管理工艺管理砂型质量不稳砂型质量不稳封火位置不合适封火位置不合适圆棒芯头小圆棒芯头小主机操作自控能力差主机操作自控能力差压实参数不合理压实参数不合理小车台面不平小车台面不平液压系统油温不稳液压系统油温不稳合箱速度快合箱速度快压铁重量轻压铁重量轻刮刀高度不合理刮刀高度不合理砂砂眼眼砂型掉边砂型掉边砂型裂纹砂型裂纹沉沉箱箱跑跑火火现现象象设备工装设备工装工艺管理工艺管理砂型质量不稳砂型质量不稳封火位置不合适封火位置不合适圆棒芯头小圆棒芯头小主机操作自控能力差主机操作自控能力差压实参数不合理压实参数不合理小车台面不平小车台面不平液压系统油温不稳液压系统油温不稳合箱速度快合箱速度快压铁重量轻压铁重量轻刮刀高度不合理刮刀高度不合理主要的问题是主要的问题是““砂型掉边砂型掉边””和和““砂型裂纹砂型裂纹””，从矩阵图可见，，从矩阵图可见，要解决工艺管理中的要解决工艺管理中的①①、、②②、、④④、、⑤⑤和设