过程能力分析

SeniorPCEGavinGao1、基本概念2、过程变差的因素3、过程的变差原因及分布状态4、过程能力指数5、过程能力评价6、过程能力分析具体实施步骤（包括报告）过程能力是指过程要素已经标准化，即在受控状态下实现过程目标的能力。受控状态包括：对象确定（产品、项目），方法确定（作业方法），手段确定（硬件、人员、环境），场所确定和时间确定。受控状态，可使用𝑥-R图与𝑥−𝜎图来确定。影响过程变差的因素一般提到以下：5M:Man人，Machine机，Material料，Method法，Measurement测量Environment环对过程的监视和测量，就是对影响过程能力的诸因素进行监视和测量。2.1、人员控制1）操作、检验人员必须熟悉和掌握本工序的技术要求，具有相应的技术素质。必要时，须经考核合格才能上岗。2）生产前，操作人员应按工艺规程的规定作好各种准备，包括设备、材料、环境条件的检查，进行工艺参数的试样验证等，并作好记录。2.2、设备控制1）所有的生产设备，包括机器、夹具、工装、样板、模具和计量器具等，在使用前均应按规定进行验收、验证（或试用）合格后，方可使用。2）制订和执行设备的维修保养、定期检定和校准制度，并对主要设备建立使用、点检、维修和校准的技术档案。3）影响产品关键质量特性的控制点设备，应加以重点控制，以减少因设备误差而引起的质量波动。2.3、材料控制1)工序的材料（原材料、半成品、零部件、外购外协件和辅助材料等），必须具有合格证明文件。不合格的不投料、不转序、不装配。代用材料必须按规定办理审批手续。2）生产过程中，应搞好材料的合理堆放、隔离、搬运、储存和保管，防止磕碰、划伤、生锈、变质和混料等。3）对有可追溯性要求的材料应作好识别标记和质量记录，实施批次管理（流程卡）。质量记录的内容应能分清批次、数量、质量情况、责任和生产动态。生产过程中应分批投料、分批加工、分批检验、分批转序、分批装配和分批保管。2.4、方法的控制生产现场使用的技术文件，包括设计文件、工艺文件，必须是现行有效版本，应做到正确、完整、协调、统一、清晰和文实相符。2.5、环境的控制1）工作场地的环境条件，如厂房内温度和湿度、风速、电源的电压波动等，应满足工艺技术文件的要求，以提供适宜的生产环境。2）生产车间应有良好的自然采光或照明，配置必要的安全防护设施，严格遵守防火和技术安全制度的规定。带有害物质的废水、废气、废渣必须进行有效的处理。2.6测量的控制1）量具在使用前，都要进行校验，并进行MSA分析，张贴校验合格证后才能使用。要制定定期校验计划。2）对重要的或者复杂的量具，要进行检验操作规程的制定。3）对使用量具的人员，需要具有相应的技术素质。必要时，须经考核合格才能上岗。3.1、变差的普通原因和变差的特殊原因普通原因指的是造成随着时间的推移具有稳定的且可重复的分布过程中的许多全距的原因，我们称之为“受控的过程”普通原因始终作用于稳定的过程中。特殊原因指的造成不是始终作用于过程的全距的原因，即当它们出现时将造成过程的分布改变。特殊原因以不可预测的方式来影响过程分布12目标值线预测时间目标值线尺寸时间？→两种变差原因及两种过程状态(1)两种性质的变差原因如果仅存在变差的普通原因,随着时间的推移,过程的输出形成一个稳定的分布并可预测如果存在变差的特殊原因，随着时间的推移，过程的输出不稳定简言之，首先应通过检查并消除变差的特殊原因使过程处於受统计控制状态，那么其性能是可预测的，就可评定满足顾客期望的能力。普通原因之变异特殊原因之变异１．大量之微小原因所引起,不可避免２．不管发生何种之普通原因，其个别之变异极为微小３．几个较代表性之普通原因如下：（１）原料之微小变异（２）机械之微小振动（３）仪器测定时不十分精确之作法４．实际上要除去制程上之普通原因，是件非常不经济之处置１．一个或少数几个较大原因所引起,可以避免２．任何一个异常原因，都可能发生大的变异３．几个较代表性之异常原因如下：（１）原料群体之不良（２）不完全之机械调整（３）新手之作业员４．异常原因之变异，不但可以找出其原因，并且除去这些原因之处置，在经济观点上讲常是正确者3.2、过程的状态通常来讲，任何过程状态都可能归入以下四类过程的某一类：1）处于受控状态（即不存在变差的特殊原因）且有能力满足要求。LSLUSLa)能力满足要求t1t2t3b)处于受控状态2）处于受控状态但普通原因引起的偏差过大（能力不满足要求）LSLUSLa)能力不满足要求（分布过宽）b)处于受状态t1t2t33）不是受控状态，但能力满足要求。LSLUSLuTa)能力满足要求t1t2t3b)不在受控状态4）不是受控状态，能力不能满足要求LSLUSLuTa)能力不满足要求（均值偏移）t1t2t3b)不在受控状态1）“1”类过程是较理想也是可以接受的过程，因为此过程没有特殊原因引起的变差（处于受控状态）且满足客户要求。2）“2”类过程虽然受控但由于普通原因导致的过程变差过大，因此必须采取系统改善措施来降低普通原因引起的变差。3）“3”类过程虽然某些满足客户要求，但因过程存在特殊原因，这种原因如不消除，随时可能使过程不满足要求，因此须识别引起过程变差的特殊原因并消除它。4）“4”类过程因其既存在明显的特殊原因，又可能存在较多的普通原因影响，因此须首先区分特殊原因和普通原因，然后消除特殊原因，如过程转变为“2”类过程，则按“2”类过程的处理方法去处理，如过程转为“1”类过程，说明该过程变差的主要原因是特殊原因，过程受控且满足要求。控制满足要求受控不受控可接受1类3类不可接受2类4类4.1、过程能力指数是指过程能力与过程目标相比较的定量描述的数值，即表示过程满足产品质量标准（产品、规格、公差）的程度，一般以𝐶𝑃或𝐶𝑝𝑘表示。序号能力指数符号代表意思计算公式抽样备注1𝐶𝑝分布中心与公差中心重合情况下的过程能力指数.(无偏稳态过程能力指数）.𝐶𝑝=𝑇6𝜎=𝑇𝑈−𝑇𝐿6𝜎≈𝑇𝑈−𝑇𝐿6𝑠𝜎群体标准差,𝑠样本标准差。𝑠=(𝑥𝑖−𝑥)2𝑛𝑖=1𝑛𝜎=𝑠𝐶4𝐶4为随样本容量变化的系数.建议间隔一定频率抽取25组,至少100个数据过程能力指数越高，合格率越高。4.2、分布中心与公差中心重合4.3、双向公差,分布中心与公差中心不重合能力指数计算公式抽样备注𝐶𝑝𝑘公式一:𝐶𝑝𝑘=(1−𝐶𝑎)𝐶𝑝𝐶𝑎偏移修正指数，或K,𝐶𝑎=𝑥−𝜇𝑇2𝑥表示过程平均值(样本均值），𝜇表示规格中心值，𝑇表示公差值建议间隔一定频率抽取25组,至少100个数据过程能力指数越高，合格率越高。公式二𝐶𝑝𝑘=𝑍𝑚𝑖𝑛3𝑍𝑚𝑖𝑛=𝑍𝑈𝑆𝐿𝑍𝐿𝑆𝐿𝑍𝑈𝑆𝐿=𝑈𝑆𝐿−𝑥𝜎𝑍𝐿𝑆𝐿=𝑥−𝐿𝑆𝐿𝜎𝑥样本均值，𝜎群体标准差𝑈𝑆𝐿规格上限，𝐿𝑆𝐿规格下限4.4、规格只有上限单侧公差能力指数计算公式抽样备注𝐶𝑝𝑢𝐶𝑝𝑢=𝑇𝑈−𝑥3𝜎𝜎群体标准差𝑇𝑈规格上限𝑥表示样本平均值建议间隔一定频率抽取25组,至少100个数据过程能力指数越高，合格率越高。4.5、规格只有下限单侧公差能力指数计算公式抽样备注𝐶𝑝𝑙𝐶𝑝𝑙=𝑥−𝑇𝐿3𝜎𝜎群体标准差𝑇𝐿规格上限𝑥表示样本平均值建议间隔一定频率抽取25组,至少100个数据过程能力指数越高，合格率越高。对比项机器能力CMK长期过程性能指数PPK短期过程能力指数CPK取样连续加工零件组成样组给定周期内抽取样组给定周期内抽取样组ＣＭＫ一般在机器生产稳定后约一小时内抽样１０组５０样本[/b]对于输出满足规范要求且呈可预测的波形的长期不稳定过程，应使用Ppk。当不能得到足够的数据时（小于100个样本）.ＣＰＫ在过程稳定受控情况下适当频率抽２５组至少１００个样本时间cmk代表短期机器能力（某一小段时间内的机器能力，连续的数据），用于新机验收时、新产品试制时、设备大修后等情况；ppk代表长期工序能力（一个长时间，如一年或都说所有的，全部的，可以是间断的数据）。cpk代表短期工序能力（某一小段时间内的工序能力，连续或间断的数据）原材料单一批量更多批量单一批量工具不容许改变正常周期改变正常周期改变操作者指定一个操作人员全部操作人员全部操作人员检验指定检验人员全部检验人员全部检验人员量具一种量具所有量具所有量具评价或计算公式[b]（见附件）Cm=(USL-LSL)/6σ[/b][b]Cmk计算公式与Ppk相同（见CmK等计算公式）𝑃𝑝=𝑇6𝑠𝑃𝑝𝑘=（见PpK等计算公式）CpCPK（见CPK等计算公式）评价参数Cm≥1.667Cmk≥1.667有能力Pp1.667有能力，能满足客户要求1.33Ppk≤1.667有可能被客户接受，但可能被要求进行一些改进。Ppk1.33,该过程不能满足和符合顾客要求。Cp≥1.33Cpk≥1.335.1、过程能力评价表𝑪𝒑(𝑪𝒑𝒌)级别判定应采取对策𝑪𝒑≥𝟏.𝟔𝟕A过程能力过高理想状态，可考虑抽检或免检1.67𝐶𝑝≥1.33B过程能力充分理想状态，继续维持现状，不是关键项目时可考虑1、放宽波动幅度，2、降低对材料的要求3、减少检验频次1.33𝐶𝑝≥1.0C过程能力尚可注意4M1E的变化情况，产品要严加检查，必须用控制图或其他方法进行控制或监督，对产品按常规进行检验。1.0𝐶𝑝≥0.67D过程能力不足找出原因，采取对策，产品要全检。0.67𝐶𝑝E过程能力严重不足必要时，停止生产，直到找出原因或全检Cpk与不合格率p的关系表Cpk合格率（双边规格）P不合格率-0.1720.23%69.77%0.1769.13%30.87%0.3384.13%15.87%0.5093.32%6.68%0.6797.725%2.275%0.8399.379%6210×10−4%1.0099.8650%1349.9×10−4%1.1799.9767%233×10−4%1.3399.99682%31.8×10−4%1.5099.99966%3.4×10−4%1.672.05.2、过程能力判断方法（不偏移）公差界限与𝝈关系𝑪𝒑说明公差界限处于±2𝜎时𝐶𝑝=+2𝜎−(−2𝜎)6𝜎=0.67过程能力不满足公差要求，产品只有95.5%在公差范围内。公差界限处于±3𝜎时𝐶𝑝=+3𝜎−(−3𝜎)6𝜎=1过程能力恰巧满足公差要求产品基本99.7%在公差范围内公差界限处于±4𝜎时𝐶𝑝=+4𝜎−(−4𝜎)6𝜎=1.33过程能力比较理想产品全部在公差范围内5.3偏移指数(准确度）评价表𝑪𝒂级别判定对策𝑪𝒂≤𝟎.𝟏𝟐𝟓A过程能力充分继续维持0.125𝑪𝒂≤𝟎.𝟐𝟓B过程能力尚可有必要将其改善至A级0.25𝑪𝒂≤𝟎.𝟓C过程能力不足立即检讨，进行改善0.5𝑪𝒂≤1D过程能力严重不足停止生产，全面检讨1𝐶𝑎E过程能力严重不足采取紧急措施29Sigma=σ=Deviation(Squarerootofvariance-7-6-5-4-3-2-101234567Between+/-1σBetween+/-2σBetween+/-3σBetween+/-4σBetween+/-5σBetween+/-6σ68.27%95.45%99.73%99.9973%99.999943%99.9999998%Result:317300ppmoutside（deviation)45500ppm2700ppm63ppm0.57ppm0.002ppmσ1)(2nxxiAxisgrachinSigma6.1、制定计划（产品型号，生产设备，合格的量具，测量人员，预计生产日期）。6.2、记录数据（记