质量管理,质量控制,工序控制

2019/8/22《质量管理》－3工序控制1第三章工序控制一、工序能力和工序能力指数二、工序能力评价三、工序能力调查四、控制图2019/8/22《质量管理》－3工序控制2一、工序能力和工序能力指数•产品设计完毕后，其最终质量主要取决于生产过程。衡量生产过程能力的标志是工序质量。•工序质量——在4M1E的综合影响下，生产过程的稳定性。•工序质量的定量指标是工序能力和工序能力指数。2019/8/22《质量管理》－3工序控制31、工序能力的概念•工序能力,是指工序处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力(用6σ表示)。稳定状态下的工序应该具备以下几方面的条件:原材料或上道工序的半成品符合标准；本工序按作业标准实施，无异常因素；按既定标准检验成品。•总之，在生产的前、中、后各个工序都要按标准进行,非稳定状态下测得的工序能力是没有意义的。2019/8/22《质量管理》－3工序控制4•工序满足产品质量要求的能力主要表现在两个方面：1是产品质量是否稳定；2是产品的质量指标是否达到要求。因此当确认工序能力可以满足质量要求的条件下，工序能力是以该工序产品质量特性值的波动来表示的，一般取±3σ幅度来表述。•用σ表示数据的离散程度，用6σ来测度工序能力。当6σ大时，表示工序能力低；6σ小时，表示工序能力强。2019/8/22《质量管理》－3工序控制5对工序能力测定、分析的意义1.是保证产品质量的基础工作。只有掌握了工序能力才能控制制造过程中的符合性质量。2.是提高生产能力的有效手段。通过对工序能力的测试与分析可以发现影响产品质量的主导因素，进而有针对性地采取改进设备、改善环境、提高工艺水平、严肃操作规程等手段来提高生产能力。3.为产品的质量改进找出方向。通过工序能力的测定与分析，为技术与管理人员提供关键的工序能力数据，可以为产品设计的改进、管理程序或规程的优化提供第一手资料。2019/8/22《质量管理》－3工序控制62、工序能力指数的计算•质量标准是指加工产品必须达到的要求，通常用公差（容差）或允许范围等来衡量，一般用符号T表示。为了说明工序能力满足技术要求的程度，我们定义工序能力指数。Cp＝T/B=T/6σ其中:T——公差，6σ——工序能力。•Cp值越大，说明工序能力越能满足技术要求，甚至还有一定的能力储备。但是从经济的角度来说，并不是工序能力指数越大越好，它应该与经济效益相匹配。2019/8/22《质量管理》－3工序控制7（1）当质量特性为计量值时•分两种情况进行讨论：a、分布中心与公差中心重合b、分布中心与公差中心不重合2019/8/22《质量管理》－3工序控制8a、分布中心与公差中心重合STTTTTBTCLULUp666T——公差范围Tu——公差上限TL——公差下限σ——标准差PL,Pu—不合格品率TLTUTPLPUB2019/8/22《质量管理》－3工序控制9•例：某零件的尺寸公差为，从该零件的加工过程中随机抽样，求得:σ=0.02问Cp=？并估计不合格品率。10.005.0825.112.015.002.0695.71.86TCp0002.099991.01275.31202.0025.81.81202.012122UUUuLTXPTXPTXPPPP2019/8/22《质量管理》－3工序控制10b、公差中心与分布中心不重合的情况•a）技术条件为单侧公差时–有些质量特性只有单侧公差，如强度、寿命等只设下限，而形位公差，杂质等只规定其上限，在单侧公差时，工序能力以3σ计算，下面分两种情况来说明。2019/8/22《质量管理》－3工序控制11单侧公差（上）Tuu3uTCup上当uTu0上pC时2019/8/22《质量管理》－3工序控制12单侧公差（下）TLu3LpTuC下当uTL0下pC时,2019/8/22《质量管理》－3工序控制13b）技术条件为双侧公差时令:偏心距ε=|M-μ|相应地定义偏移系数KK=ε/(T/2)=2ε/T=2|M-μ|/TTuTLMμT/2T/2其中：M＝(TU+TL)/22019/8/22《质量管理》－3工序控制14公差中心与分布中心不重合时的工序能力指数•我们知道左/右侧工序能力补偿不了右/左测工序能力的损失，所以在公差中心与分布中心发生偏移时，要取T/2-ε与T/2+ε中的较小者来计算工序能力指数。这个工序能力指数被称为修正后的工序能力指数，记为Cpk。KCKTTTTCPTpk11662216322019/8/22《质量管理》－3工序控制15例：•已知一批零件的标准差为S=0.056，公差范围T=0.35毫米，从该批零件的直方图中得知尺寸的分布中心与公差中心的偏移为0.022毫米，求Cpk值。91.0056.06022.0235.0ˆ62TCpk2019/8/22《质量管理》－3工序控制16(2)当质量特性为计数值时•a、计件质量指标•b、计点质量指标2019/8/22《质量管理》－3工序控制17a、计件质量指标•在生产实践中，往往不是仅以产品的某一质量特性值来衡量产品的质量，而是同时考虑几个质量特性，因此，产品的最终质量标志就是“合格”或“不合格”。一批产品的不合格品率p或不合格品数d，被用来说明该批产品的质量水平。这时工序能力指数Cp的计算不同于以前，它所考虑的技术条件相应地改为批允许不合格品率上限pu或批允许不合格品数上限du，类似单侧公差的情况。2019/8/22《质量管理》－3工序控制18（a）以批不合格品率为质量指标•当以不合格品率P作为检验产品质量的指标、并以Pu作为标准要求时，CP值的计算如下:•取k组样本,每组样本的容量分别为：n1，n2,…,nk，第i组的不合格品数为ri，定义样本容量的平均值与不合格品率的平均值分别为：kiiknknnnkknn121112019/8/22《质量管理》－3工序控制19nppppCuP13当ppu时CP=0其中：pu—产品的允许不合格品率上限—过程平均不合格品率pnrnrnnnrrrpkiikiikk112121则：2019/8/22《质量管理》－3工序控制20（b）以批不合格品数为质量指标•以不合格品数为检验产品的质量指标时，设du为最大允许不合格品数，取k组样本，每组样本的容量为ni，其中不合格品数分别为：r1，r2，…，rk，则样本容量平均值与样本平均不合格品率的值分别为：kikiiinrp11/kiinkn11rrkpnkii112019/8/22《质量管理》－3工序控制21则工序能力指数为：ppnpndCup13pndu时，Cp=0其中：du——允许不合格品数上限rpn——样本平均不合格品数ppn1——样本不合格品数的标准差注：每组的样本容量n必须相等。2019/8/22《质量管理》－3工序控制22例•抽取容量为100的20个样本，其中不合格品数分别为：1、3、5、2、4、0、3、8、5、4、6、4、5、4、3、4、5、7、0、5，当允许不合格品数du为10时，求工序能力指数。解：039.050754345464583042531200011irnp2019/8/22《质量管理》－3工序控制23•样本平均不合格品数为:0503.1039.019.339.31013ppnpndCup9.3039.0100pn所以：2019/8/22《质量管理》－3工序控制24b、计点质量指标有些产品如布、电镀件表面等的质量是以疵点数多少来评价其质量好坏的，一般说来,这些疵点数服从泊松分布：k!ecckkXP其中C为单位面积内所含的疵点数，若C＞5时,可用下式来计算工序能力,如C＜5时，可适当增加单位面积的量值使C＞5。,...2,1,0k2019/8/22《质量管理》－3工序控制25记点值情况下Cp值的计算•当以缺陷数C检验产品质量指标，并设最大缺陷数为Cu时,Cp值的计算如下:•取k个样本，每个样本的容量为n，其中的缺陷数分别为Ci，记样本平均缺陷数为CkiiCkC11由于缺陷数服从泊松分布，所以其方差与期望相等，它们的无偏估计都是样本平均缺陷数C2019/8/22《质量管理》－3工序控制26则可得工序能力指数Cp计算式为：CCCCup3当CCu时，Cp=0其中：Cu——允许单位面积缺陷数上限C——样本缺陷数的标准差2019/8/22《质量管理》－3工序控制27二、工序能力评价•考察工序能力是否能满足设计质量的要求，主要是用该工序的工序能力指数Cp值来判断。Cp值多大才算比较恰当呢？一般是根据产品的加工要求来确定的。2019/8/22《质量管理》－3工序控制28•1、Cp＞1.67——特级加工–适用于加工要求特别高的产品，对于一般产品，可认为工序能力储备过大，例如设备加工精度过高，这样势必影响生产效率，缩短设备寿命，提高生产成本，此时可采取下列措施：–（1）改用精度较低的设备或采用较为简单的工艺或更换较为廉价的原材料。–（2）更改设计，提高产品质量水平。2019/8/22《质量管理》－3工序控制29•2、Cp=1.33~1.67——一级加工–工序能力充裕，可以作为精密加工。•3、Cp=1.00~1.33——二级加工–适用于精度较高的加工，如内燃机配件的加工水平一般不得低于二级。•4、Cp=0.67~1.00——三级加工–这时工序能力已略显不足，必须分析情况，采取措施，提高工序能力，同时，当被加工产品要求较高时，应对产品实行全检。2019/8/22《质量管理》－3工序控制30•5、Cp0.67——四级加工•工序能力严重不足，应立即停产检查原因，同时对产品实行全数检查。-6-5-4-3-2-10123456σ1σ1σ2σ3σ3σ22019/8/22《质量管理》－3工序控制31工序能力CP值的评价TLTUTLTUTLTUTLTUTLTU工序能力指数工序能力等级图例工序能力评价1.67＜Cp特级工序能力过高1.33＜Cp＜1.67一级工序能力充足1.00＜Cp＜1.33二级工序能力尚可0.67＜Cp＜1.00三级工序能力不足Cp＜0.67四级工序能力太低2019/8/22《质量管理》－3工序控制32三、工序能力调查•工序能力调查是进行工序控制的准备工作。在进行工序控制时，要求生产过程相对地稳定，亦即工序能力要足够大，这就需要对生产过程的工序能力做详细的调查,同时对原来的工艺规范、技术标准等等进行验证,确定比较合理的工艺、技术标准。工序能力调查的方法常用的有：1、直方图法2、工序能力图法2019/8/22《质量管理》－3工序控制331、直方图法（1）收集数据a数据要足够多，一般要求：n＞50。b数据要按加工条件等进行分层，这样便于发现问题。（2）用这些数据画直方图,计算,S,ε,与Cp。如果Cp值足够大，表明工序能力是充分的。如果Cp比较小，则表明工序能力不足，就应用因果分析图等统计方法，找出存在问题，提高工序能力，在实践中，提高工序能力往往不是一次能达到目的，而是要经过几次调整。x2019/8/22《质量管理》－3工序控制342、工序能力图•所谓工序能力图即为:按加工时间顺序抽出部分产品，画出其质量特性的散布图，并与技术条件进行比较。画工序能力图的目的是通过了解质量特性值随时间变化的情况，对生产过程有比较深入的了解，从而设法使生产保持稳定。•下面介绍几种比较典型的工序能力图。2019/8/22《质量管理》－3工序控制35a、点子都在上、下限之内波动，说明生产过程稳定，能满足要求。特性值TuTLt··········2019/8/22《质量管理》－3工序控