过程能力指数cp与cpk及cmk培训教材.pptx

#,Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,11/7/2009,#,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,过程能力指数cp与cpk及cmk培训教材文档ppt,2,一、过程能力基础知识,二、过程（设备,/,性能）能力指数应用,目录,3,一、过程能力基础知识,标准差,4,(7),(1),(3),(5),A,枪,手,B,枪,手,1,、什么是,标准差,（,）,7,5,3,1,10,7,5,3,1,C,枪,手,飞镖图解,一、过程能力基础知识,5,A,B,C,1,、什么是,标准差,（,）,一、过程能力基础知识,6,A,枪,手,M,x,LCL,UCL,B,枪,手,M,x,LCL,UCL,C,枪,手,M,x,LCL,UCL,1,、什么是,标准差,（,）,一、过程能力基础知识,7,9,11,10,Sigma(,),表示,数据,的,离散程度,(X -X),i-1,=,n,1,2,n,依照射手射中环次的频率进行排列,可得以下的图表:,X,1,、什么是,标准差,（,）,一、过程能力基础知识,8,母体,样本,(X -X),S=,样本标准差,S=,n-1,1,2,n,i-1,因,为标准差,是用,数据,整,体计,算，所以,当数据,量大太,时,，就不便以操作,而且不符合,现场,需要。所以一般情況下,会,用,样本标准差,S,来,代替,样本标准,差,S,样本,:,从总体,中,随机,抽取的若干,个个体,的,总和称为样本,。,组,成,样本,的每,个个体称为样品,。,1,、什么是,标准差,（,）,一、过程能力基础知识,9,A:,每件,产品,的尺寸,与别,的都不同,数据,的分布,B:,但,它们,形成一,个,模型，若,稳定,，可以描述,为一个分布,C:,数据会,有不同的分布,形态,，正,态,分布,为钟型,1,、什么是,标准差,（,）,一、过程能力基础知识,10,2,、过程能力（加工精度）,过程能力,是指生产过程在一定时间内处于统计控制状态下制造产品的质量特性值的经济波动幅度，它又叫,加工精度,。用“,B”,表示。,从兼顾全面性和经济性的角度，一般取：,B,6,（,99.73%,）,过程能力是描述加工过程客观存在着分散的一个参数。,一、过程能力基础知识,11,精度,：,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,6*,的比,值,来,表示。即：,不精,确,精,确,2,、过程能力（加工精度）,一、过程能力基础知识,12,过程能力指数是反映过程能力满足产品质量标准（规范、公差等）能力的参数。一般记做,C,P,。,过程能力指数是技术要求和过程能力的比值。,C,P,技术要求,过程能力,T,T,U,T,L,M,M,：公差分布中心,：样本分布中心,T,：公差范围,TU,：上偏差,TL,：下偏差,2,、过程能力（加工精度）,一、过程能力基础知识,13,精度表示,什么,1.,制程,精度，其值越高表示,制程实际,值,间,的,离散,程度越小，亦即表示,制程稳定,而,变差,小（,离,中,趋势,，,与,有,关,）。,2.,当,公差,范围内能纳入越,多的,个数,，,则此制程表现越好,，其本身是一,中制程,固有的（已,决,定的）特性值，代表一,种潜在,的能力,Cp=T/6,=,规格公差,/6*,标准差,规格,公差,=UCL-LCL=,规格上线,-,规格下线,2,、过程能力（加工精度）,一、过程能力基础知识,14,准确度,:,代表,制程,平均值偏,离规格,中心值之程度。若其值越小，表示,制程,平均值越接近,规格,中心值，亦即,品质,越接近,规格,要求之,水准,（集中,趋势,，,与 有关,），值越大，表示,制程,平均值,越偏离规格,中心值，所造成的不良率,将越,大）,_,x,准确度,好,准确度,差,T,L,T,u,M,T,L,T,u,M,T,u=,规格,上限,T,L=,规格,下限,=,规格,中心,3,、过程能力（准确度）,一、过程能力基础知识,15,3,、过程能力（准确度）,一、过程能力基础知识,16,偏移,系数,T,u=,規格上限,T,L=,規格下限,T=,規格允差,.,T=,T,u,-,T,L,T,u,T,L,T,=,T,u,T,L,K,偏移量,=,_,x,M,=,T/2,M-,_,x,偏移,系数,K,M-,_,x,3,、过程能力（准确度）,一、过程能力基础知识,17,K,等级评定,后,处理原则,:,A:,操作者依据作业标准,.,继续操作,.,B:,有必要,时,.,尽,可能改,为,A,级,C:,操作者,可能看,错规格,或未照,作业标准,操作,应加强训练,关注规格,及,作业标准,.,D:,应,采取,紧急,措施,.,全面,关注,可能影,响,因素,.,必要,时,停,产,.,（,实绩）,（,实绩）,（,实绩）,X,X,X,A,级,B,级,C,级,D,级,规格中心值,规格上限（下限）,12.5%,25%,50%,100%,等级的解说,3,、过程能力（准确度）,一、过程能力基础知识,18,注：,K,为,给出双侧公差且分布中心与公差中心偏离时的平均值偏离度，它是平均值偏离量,与公差一半的比值，即：,K,/,（,T/,2,）。当,K,1,时，认为,C,PK,0,。,分布中心的偏离，会影响工序的加工精度。针对不同情况，其处理方法如下表：,过程能力指数,C,P,偏离度,K,（）,对分布中心是否采取措施,1.33,C,P,12.5,不必要,1.00,C,P,1.33,12.5,K,25,注意观察其变化，必要时采取措施,0.67,C,P,1.00,25,K,50,要采取措施,C,P,0.67,50,K,要采取纠正措施，或停止作业,K,3,、过程能力（准确度）,一、过程能力基础知识,19,让我们回忆,下,Cp,与,K,的,关系,不精,确,精确,准确,不,准确,4,、过程能力,一、过程能力基础知识,20,5,、过程能力,过程能力指数双侧公差,图例,计算公式,例题,与,M,重合,某零件质量要求为,20,0.15,，抽样,100,件，测得：,20.00mm,0.05mm,1,与,M,不重合,某零件质量要求为,20,0.15,，抽样,100,件，测得：,20.05mm,，,0.05mm,则：,M,20.00,0.05,0.67,x,x,M,T,T,U,T,L,x,M,x,T,T,U,T,L,C,P,T,6,T,U,T,L,6,C,PK,T,2,6,M,x,x,C,P,T,U,T,L,6,x,M,x,C,PK,T,2,6,一、过程能力基础知识,21,5,、过程能力,图例,计算公式,例题,给定公差上限,某部件清洁度的要求不大于,95mg,，抽样结果得：,48mg,12mg,1.33,给定公差下限,某金属材料抗拉强度的要求不得少于,32kg/cm,2,，抽样后测得：,38 kg/cm,2,1.8 kg/cm,2,1.11,x,T,U,x,C,PU,T,U,3,x,T,L,x,C,PL,T,L,3,x,C,PU,T,U,3,x,x,C,PL,T,L,3,x,过程能力指数单侧公差,一、过程能力基础知识,22,6,、提高过程能力指数的途径,根据公式 可知，影响过程能力指数有,3,个变量：,1,、产品质量规范（公差范围,T,）,;,2,、过程加工的分布中心与公差中心的偏移量,；,3,、过程加工的质量特性分散程度，即标准偏差,。,C,PK,T,2,6,一、过程能力基础知识,C,系列过程能力指数,Cp,无偏移短期过程能力指数,CpU,无偏移上单侧短期过程能力指数,CpL,无偏移下单侧短期过程能力指数,CpK,有偏移短期过程能力指数,23,1,、调整过程加工的分布中心，减少中心偏移量。,1,、通过收集数据，进行统计分析，找出大量连续生产过程中由于工具磨损、加工条件随时间逐渐变化而产生偏移的规律，及时进行中心调整，或采取设备自动补偿偏移或刀具自动调整和补偿等；,2,、根据中心偏移量，通过首件检验，可调整设备、刀具等的加工定位装置；,3,、改变操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏向上差大那大倾向性加工习惯，以公差中心值为加工依据；,4,、配置更为精确的量规，由量规检验改为量值检验，或采用高一等级的量具检测。,6,、提高过程能力指数的途径,一、过程能力基础知识,24,1,、修订工序，改进工艺方法，修订操作规程，优化工艺参数，补充增添中间工序，推广应用新材料、新工艺、新技术；,2,、检修、改造或更新设备，改造、增添与公差要求相适应的精度较高的设备；,3,、增添工具工装，提高工具工装的精度；,4,、改变材料的进货周期，尽可能减少由于材料进货批次的不同而造成的质量波动；,5,、改造现有的现场条件，以满足产品对现场环境的特殊要求；,6,、对关键工序、特种工艺的操作者进行技术培训；,7,、加强现场的质量控制，设置过程质量控制点或推行控制图管理，开展,QC,小组活动；加强质检工作。,2,、提高过程能力，减少分散程度。,6,、提高过程能力指数的途径,一、过程能力基础知识,25,3,、修订公差范围,修订公差范围，其前提条件是必须保证放宽公差范围不会影响产品质量。在这个前提条件下，可以对不切实际的过高的公差要求进行修订，以提高过程能力指数。,在工序加工分析时，减少中心偏移量的防误措施，在技术上、操作上比较容易实现，同时也不必为此花费太多的人力、物力和财力，因此把它作为提高过程能力指数的首要措施。,只有当中心偏移量,0,，而,C,P,值仍然小于,1,时，才考虑提高过程能力，减少过程加工的分散程度或考虑是否有可能放宽公差范围。,放宽公差范围必须不影响产品质量，不影响用户使用效果。,6,、提高过程能力指数的途径,一、过程能力基础知识,26,7,、过程能力调查,1,、过程能力调查的意义,过程能力调查了解和掌握过程能力的活动,。,通过工序标准化，消除工序中的异常因素，发现和解决质量问题，经济合理地选择和确定工艺标准和操作标准。,一、过程能力基础知识,27,2,、过程能力调查的方法,直方图法：,可以通过直方图的分散范围同公差范围比较，简单而直观地判断过程能力能否满足质量要求；简便计算出过程能力指数,C,PK,，为分析过程中系统因素的影响提供依据。但直方图不能看出质量特性值随时间变化的情况，有时因为在样本中包含特性值特大和特小的样本，使,较大，过程能力指数偏低。,控制图法：,可反映较长时间内过程处于稳定状态的质量波动状况，排除了系统因素的影响，因而其分布的,较小，比较准确可靠。,一般情况，,多用直方图法进行过程能力调查，并辅以控制图法。,7,、过程能力调查,一、过程能力基础知识,28,3,、过程能力调查的程序,明确调查目的；,选择调查对象；,确定调查方法；,工序的标准化；,严格按照各项标准进行作业；,收集数据；,画直方图或分析用的控制图；,判断过程是否处于控制状态；,计算过程能力指数；,处理。,7,、过程能力调查,一、过程能力基础知识,29,明确调查目的,质量信息（设计、市场质量、检查）的收集,确定调查方法,工序标准化,确定测试与抽样检查方法,确定调查计划,运作并收集数据,分析数据,稳定状态,过程能力分析,过程能力非常充裕,设法降低成本,采取措施,决定调查范围、分层方法、调查方法、调查期间取样方法、样本含量等,5M1E,标准的确定,明确必要性与目标落实：负责单位、完成期限、责任者、方法,按计划作业，防止差错，记录条件变化,作直方图、控制图并判定稳定性,不稳定状态,追查不稳定原因,计算并分析,C,P,过程能力不足,过程能力充分,追查原因,原因不明或因技术、经济原因无法采取措施,研究修改标准（公差）或确定全检,考虑简化检查方法，确认过程能力，进行过程控制,确定报告书,P,D,C,A,一、过程能力基础知识,30,一、过程能力基础知识,8,、,Pp,、,PpK,过程性能指数,1,、在,IATF16949,中提出,Pp,、,PpK,的新概念，称之为过程性能指数。,(ProcessPerformance Index),，又称为长期过程能力指数。,2,、,P,系列过程性能指数,Pp,无偏移过程性能指数,PpU,无偏移上单侧过程性能指数,PpL,无偏移下单侧过程性能指数,PpK,有偏移过程指数,IATF16949,对于,PpK,给出下列定义：,PpK=min(PpU,，,PpL),IATF16949,提出,Pp,、,PpK,的好处是,:,可以反映出系统当前的实际状态，而不要求在稳态的条件下进行计算。,长期标准差估算值大于短期标准差估算值,31,一、过程能力基础知识,9,、,临界机器能,力指数,（,Cmk,）,1,、,Cmk,是德国汽车行业常采用的参数，称为临界机器能力指数。,它仅考虑设备本身的影响，同时考虑分布的平均值与规范中心值的偏移；由于仅考虑设备本身的影响，因此在采样时对其他因素要严加控制，尽量避免其他因素的干扰，计算公式与,Ppk,相同，只是取样不同。,2,、,Cmk,计算,在目前，比较通行且实用的调查、计算设备能力的办法和过程（工序）能力调查方法一样，都是通过其产品质量特性值的分布来衡量的，设备能力值可以用,6m,来表示，而由于设备能力仅与设备本身有关，其产品质量的散差分布较小，即,m,一般取,m=3/4,，对此我们可以导出设备能力指数公式为：,Cmk=T/8m(T,为公差值），也可同过程能力指数计算一样。,32,一、过程能力基础知识,9,、,临界机器能,力指数,（,Cmk,）,2,、,Cmk,计算,标准偏差,S,算术平均值,X,和标准偏差,S,在这组数据组成的分布中,X,为位置度,S,为分散度。把分布的宽度定为,8S,。,把公差宽度与分布宽度做比较会出现三种情况,:,分布的宽度刚好等于公差的宽度,说明零件的加工尺寸刚好落在公差范围内，没有尺寸超差。,分布的宽度小于公差宽度，说明零件的加工尺寸完全落在公差范围内，没有尺寸超差。,分布的宽度大于公差的宽度，说明有一部分零件的尺寸已经超差。,33,一、过程能力基础知识,9,、,临界机器能,力指数,（,Cmk,）,2,、,Cmk,计算,基于这种道理，可以用公差宽度等于分布宽度的多少倍来评价机器是否有能力,由此可以引出机器能力系数的表达式如下,:,上式中：,USL,上公差,LSL,下公差,在,Cmk,中，,K,表示“临界”，,Cmk,的表达式如下：,上式中：与最近的公差边界的临界距离 二者取较小的。,单项公差边界的情况,判断过程是否处于控制状态；,Pp无偏移过程性能指数,简便计算出过程能力指数CPK，为分析过程中系统因素的影响提供依据。,一般应停止继续加工，找出原因，改进工艺，提高CP值，否则全数检验，挑出不合格品。,20.,TL Tu,1、什么是标准差（）,67 CPk 1.,必须用控制图或其他方法对工序进行控制和监督，以便及时发现异常波动；,原因不明或因技术、经济原因无法采取措施,在工序加工分析时，减少中心偏移量的防误措施，在技术上、操作上比较容易实现，同时也不必为此花费太多的人力、物力和财力，因此把它作为提高过程能力指数的首要措施。,1、什么是标准差（）,4、改变材料的进货周期，尽可能减少由于材料进货批次的不同而造成的质量波动；,2、提高过程能力，减少分散程度。,PpK有偏移过程指数,34,一、过程能力基础知识,10,、,CPK,、,PPK,、,CMK,的区别于联系,CPK,是过程能力指数。,PPK,是性能指数。,CMK,是设备能力指数。,分类,Cpk,Ppk,Cmk,属性,强调的是过程固有变差和实际固有的能力,包含引起变差的普通原因和特殊原因的过程,考虑短期离散，强调设备本身因素对质量的影响,状态,分析前提是数据服从正态分布，且过程受控,反映出系统当前的实际状态，而不要求在稳态,用于新机验收时、新产品试制时、设备大修后等情况,指数要求,1.33,1.67,1.67,取样,在过程稳定受控情况下适当频率抽组至少个样本,长期组间差异（一般在,3,个月或者更长）收集的数据,一般在机器生产稳定后约一小时内连续抽样组样本,指标,有偏移短期过程能力指数,有偏移过程指数,设备能力指数,标准差计算方式,利用极差来估算：,1,=,R/d,2,或,2,=,s/c,4,使用所有的数据来估算：,使用所有的数据来估算：,35,二、过程（设备,/,性能）能力指数应用,1,、,过程能力指数（,Cpk,）,范围,等级,判断,措施,C,Pk,1.67,特级,过程能力过剩,为提高产品质量，对关键或主要项目再次缩小公差范围；或为提高效率、降低成本而放宽波动幅度，降低设备精度等级等。,1.67,C,Pk,1.33,1,级,过程能力充分,当不是关键或主要项目时，放宽波动幅度；降低对原材料的要求；简化质量检验，采用抽样检验或减少检验频次。,1.33,C,Pk,1,2,级,过程能力尚可,必须用控制图或其他方法对工序进行控制和监督，以便及时发现异常波动；对产品按正常规定进行检验。,1,C,Pk,0.67,3,级,过程能力不足,分析分散程度大的原因，制定措施加以改进，在不影响产品质量的情况下，放宽公差范围，加强质量检验，全数检验或增加检验频次。,0.67,C,Pk,4,级,过程能力严重不足,一般应停止继续加工，找出原因，改进工艺，提高,C,P,值，否则全数检验，挑出不合格品。,过程能力等级评定表,1=R/d 2 或 2=s/c4,TL Tu,针对不同情况，其处理方法如下表：,3、过程加工的质量特性分散程度，即标准偏差 。,2、过程能力（加工精度）,一般应停止继续加工，找出原因，改进工艺，提高CP值，否则全数检验，挑出不合格品。,分布的宽度大于公差的宽度，说明有一部分零件的尺寸已经超差。,修订公差范围，其前提条件是必须保证放宽公差范围不会影响产品质量。,9、临界机器能力指数（Cmk）,20.,38 kg/cm2,8、Pp、PpK 过程性能指数,7、加强现场的质量控制，设置过程质量控制点或推行控制图管理，开展QC小组活动；,代表制程平均值偏离规格中心值之程度。,过程能力指数双侧公差,算术平均值X和标准偏差S,在这组数据组成的分布中,X为位置度,S为分散度。,6、提高过程能力指数的途径,1、过程能力调查的意义,3、过程能力（准确度）,36,二、过程（设备,/,性能）能力指数应用,2,、,过程能力指数（,Cpk,）,/,性能指数（,PPK,）,PPAP,阶段,PPK,1.67,（取样至少,125,只）,量产阶段,CPK,新标准：,PPK,德国汽车行业常采用的参数,CMK,37,谢谢,Thank you for listening,