工序(过程)能力分析.ppt

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,第十二章 工序,(,過程,),能力分析,12.1,基本概念,12.2,工序能力指數的計算,12.3,工序能力的評價與處置,12.4,工序能力調查,1,12.1,基本概念,在產品製造過程中，工序是保證產品性量的最基本環,節。所謂工序能力分析，就是考慮 工序的設備、工藝、,人的操作、材料、測量工具與方法以及環境對工序質量,指標要求的適合 程度。工序能力分析是質量管理的一項,重要的技術基礎工作。它有助於掌握各道工序的質量保,証 能力，為產品設計、工藝、工裝設計、設備的維修、,調整、更新、改造提供必要的資料和依據。,一 工序能力,二 工序能力指數,2,一 工序能力,1,概念,所謂工序能力，是指處於穩定、標準狀態下，工序的實際加工能力。,工序處於穩定狀態，是指工序的分佈狀態不隨時間的變化而變化，或稱工序處於,受控狀態；,工序處於標準狀態，是指設備、材料、工藝、環境、測量均處於標準作業條件，,人員的操作 也是正確的。,工序的實際加工能力是指工序質量特性的分散,(,或波動,),有多大。加工能力強或弱,的區分關鍵是質量特性的分佈範圍大小，或集中程度。由於均方差,是描述隨機,變量分散的數字特徵，而且，當產品性量特性服從正態分佈,N(,，,2),時，以,3,原則確定其分佈範圍,(,3),，處於該範圍外的產品僅占產品總數的,0.27%,，,因此，人們常以,6,描述工序的實際加工能力。實踐證明,用這樣的分散範圍表,示工序能力既能保證產品的質量要求，又能具有較好的經濟性。,2,表達式,B=6,或,B6S,3,影響原素,(1),人與工序直接有關的作業員、輔助人員的質量意識和操作技術水準；,(2),設備包括設備的精度、工裝的精度及其合理性、刀具參數的合理性等；,(3),材料包括原材料、半成品、外協件的質量及其適用性；,(4),工藝包括工藝方法及規範、操作規程的合理性；,(5),測具測量方法及測量精度的適應性；,(6),環境生產環境及勞動條件的適應性。,3,二 工序能力指數,1,概念,工序能力指數是衡量工序能力對產品規格要求滿足程,度的數量值，記為,Cp,。通常以規格範圍,T,與工序能力,B,的比,值來表示。即,T=,規格上限,TU-,規格下限,TL,。,2,工序能力與工序能力指數的區別,工序能力是工序具有的實,際加工能力，而工序能力指數是指工序能力對規格要求滿足,的程 度，這是兩個完全不同的概念。工序能力強並不等於,對規格要求的滿足程度高，相反，工序 能力弱並不等於對,規格要求的滿足程度低。當質量特性服從正態分佈，而且其,分佈中心 與規格中心,Tm,重合時，一定的工序能力指數,將與一定的不合格品率相對應。因此，工 序能力指數越大，,說明工序能力的貯備越充足，質量保證能力越強，潛力越大，,不合格品率 越低。但這並不意味著加工精度和技術水準越高。,4,12.2,工序能力指數的計算,一 計量值,1,雙側規格界限,（,1,）無偏,（,2,）有偏,2,單側規格界限,（,1,）僅給出規格上限,TU,（,2,）僅給出規格上限,TL,二 記數值,1,記件值,2,記點值,5,1,計量值雙側規格界限,雙側規格界限是指既具有規格上限,(TU),要求，又有規格下限,(TL),要求的情況,(1),無偏規格中心,Tm,與分佈中心 重合,計算公式,工序不合格品率,p,的估計,直接根據規格上、下限,TU,、,TL,以及工序分佈的數字特徵，估,計 和,S,進行計算,根據工序能力指數,Cp,計算。,由式,:,因此有,例,1,P,1,P,2,T,L,T,U,T,m,f,（,x,）,T,6,例,1,根據某工序加工零件的測試數據計算得出，,=6.5,S=0.0055,，規格要求為 。,試求該工序的工序能力指數及不良品率。,解,7,計算公式,絕對偏移量,(,圖中曲線,1),偏移系數,工序能力指數,或,當,k,，即,eT/2,時，,規定,Cpk,=0(,圖中，曲線,2),不合格品率估計,採用,“,用,Cp,和,k,值估計不合格品率,”,例,2,f,（,x,）,有偏時工序能力指數與不合格品率,e,1,2,e,T,L,T,U,P,1,P,2,T,m,x,T,(2),有偏規格中心,Tm,與分佈,中心 不重合,計量值雙側規格界限,8,例,2,測試一批零件外徑尺寸的平均值,=19.0101,，,S=0.0143,，規格要求為 ，試計算工序能力指數並估計不合格品率。,解,由題意,計算,Cpk,或由,Cp=0.816,，,k=0.145,查表得不良品率估計約為,2.1%,2.3%,9,用,Cp,和,k,值估計不合格品率,C,p,k,0.03,0.04,0.08,0.12,0.16,0.20,0.24,0.28,0.32,0.36,0.40,0.44,0.48,0.25,.0.50,13.86,13.34,13.64,13.99,14.48,15.10,15.86,16.75,17.77,18.92,20.19,21.58,23.09,24.71,0.60,7.19,7.26,7.48,7.85,8.37,9.03,9.85,10.81,11.92,13.18,14.59,16.51,17.85,19.69,0.70,3.57,3.64,3.83,4.16,4.63,5.24,5.99,6.89,7.94,9.16,10.55,12.10,13.84,15.74,0.80,1.64,1.69,1.89,2.09,2.46,2.94,3.55,4.31,5.21,6.28,7.53,8.98,10.62,12.48,0.90,0.69,0.73,0.83,1.00,1.25,1.60,2.05,2.62,3.34,4.21,5.27,6.53,8.02,9.75,1.00,0.27,0.29,0.35,0.45,0.61,0.84,1.14,1.55,2.07,2.75,3.59,4.65,5.94,7.49,1.10,0.10,0.11,0.14,0.20,0.29,0.42,0.61,0.88,1.24,1.40,2.39,3.23,4.31,5.66,1.20,0.03,0.04,0.05,0.08,0.13,0.20,0.31,0.48,0.72,1.06,1.54,2.19,3.06,4.20,1.30,0.01,0.01,0.02,0.03,0.05,0.09,0.15,0.25,0.40,0.63,0.96,1.45,2.13,3.06,1.40,0.00,0.01,0.01,0.01,0.04,0.07,0.13,0.22,0.36,0.59,0.93,1.45,2.19,1.50,0.00,0.01,0.02,0.03,0.06,0.11,0.20,0.35,0.59,0.96,1.54,1.60,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.11,0.20,0.36,0.63,1.07,1.70,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.11,0.22,0.40,0.72,1.80,0.00,0.01,0.01,0.03,0.06,0.13,0.25,0.48,1.90,0.00,0.01,0.01,0.03,0.07,0.15,0.31,2.00,0.00,0.01,0.02,0.04,0.09,0.20,2.10,0.00,0.01,0.02,0.05,0.13,2.20,0.00,0.01,0.03,0.08,2.30,0.01,0.02,0.05,2.40,0.00,0.01,0.03,2.50,0.10,0.02,2.60,0.00,0.01,2.70,0.01,2.80,0.00,單位,%,10,(1),僅給出規格上限,TU,計算公式,當,TU,時，,p50%,，則規定,Cp,0,不合格品率估計,例 某零件質量要求加工後不得大於,71g,，測試部分數,據後得 ,70.2g,，,S,0.24g,，試計算工序能力指數,Cp,及不合格品率,p,。,解,2,計量值單側規格界限,f,（,x,）,T,U,x,11,計量值單側規格界限,(2),僅給出規格下限,TL,計算公式,當,TL,時，,p50%,，則規定,Cp,0,不合格率估計,例,3,要求零件淬火後的硬度,HRC71,，實測數據後計算,得 ,HRC73,；,S,1,，試計算工序能力指數,Cp,及不,良品率,p,。,解,f,（,x,）,T,L,x,-TL,12,計數值計件值,計算公式 以不合格品率上限,pU,作為規格要求,(1),取,k,個樣本，每個樣本的樣本容量分別為,n1,，,n2,，,，,nk,，每個樣本中,的不合格品 數為,d1,，,d2,，,，,dk,。,(2),計算平均不合格品率及平均樣本量,(3),計算工序能力指數,Cp,例,1,某產品規格要求,pU,0.1,，現取,5,個樣本，,n1,n2,n5,100,各樣本,中不合格品數為,d1,7,，,d2,5,，,d3,6,，,d4,2,，,d5,4,，求工序能力指,數,Cp,。,解,13,計數值計點值,計算公式 規格要求是單位產品平均缺陷,(,或疵點數,),上限或不合格品率,很小時的樣本中不合格品數上限,CU,(1),取,k,個樣本，每個樣本的樣本容量分別為,n1,n2,，,，,nk,，,每個樣本的疵點數,(,或不 合格品數,),為,C1,，,C2,，,，,Ck,。,(2),計算平均疵點數,(,或平均不合格品數,),(3),計算工序能力指數,Cp,例,2,設某產品規格要求單位產品平均缺陷上限,CU,2,，取容量為,10,的樣,本,5,個，各樣本中產品的缺陷數分別為,C1,7,；,C2,5,；,C3,6,；,C4,2,；,C5,4,，求工序能力指數,Cp,。,解,14,12.3,工序能力的評價與處置,工序能力指數,Cp,客觀地、定量地反映了工序能力對規,格要求的適應程度，因此它是工序能 力評價的基礎。,根據工序能力指數的大小一般可將加工分為五類,1 Cp1.67,特級加工,2 1.67Cp1.33,一級加工,3 1.33 Cp1,二級加工,4 1Cp0.67,三級加工,5 Cp0.67,四級加工,15,1 Cp1.67,特級加工,當質量特性服從正態分佈，且分佈中心 與規格中心,Tm,重合時，,T10S,，不合格品率,p0.00006%,。（見圖）,工序能力過分充裕，有很大的貯備。這意味 著粗活細作,或用一般工藝方法可以加工的產品，採用了特別精密的,工藝、設備或進階操作工人進行加工。這勢必影響了生,產效率，提升了產品成本。,措施,(1),合理，經濟地降低工序能力。如改用低精度的設備、,工藝、技術和原材料；放寬檢驗或放寬管理,(2),在保證產品性量和提升經濟效益的前提下更改設計，,加嚴規格要求；,(3),合併或減少工序也是常用的方法之一。,16,2 1.67Cp1.33,一級加工,當 時，,10ST8S,，不合格品率,0.00006%p0.006%,。（見圖）,對精密加工而言，工序能力適宜；對一般加工,來說工序能力仍比較充裕，有一定貯備。,措施,(1),允許小的外來波動；,(2),非關鍵工序可放寬檢驗；,(3),工序控制的抽樣間隔可適當放寬。,17,3 1.33 Cp1,二級加工,當 時，,8ST6S,，不合格品率,0.006%p0.27%,。（見圖）,對一般加工而言，工序能力適宜。,措施,(1),對工序進行嚴格控制，使生產過程處 於良好 的穩定、,正常狀態，並保證不降低工序的質量水準，,(2),一旦發現工序有異常狀態出現，立即采 取相應措施，,調整工藝過程，使之回到穩定、正常狀態。,(3),檢查不能放寬。,18,4 1Cp0.67,三級加工,當 時，,6ST4S,，不合格品率,0.27%p4.55%,。,工序能力不足，不合格品率較高。（見圖）,措施,(1),要透過提升設備精度、改進工藝方法、提升操作技術,水準、改善原材料質量等措施提升工序能力。,(2),要加強檢驗，必要時實行全檢。,19,5 Cp0.67,四級加工,當 時，,T4S,，不合格品率,p4.55%,。（見圖）,工序能力嚴重不足，產品性量水準很低，不合格品率高。,措施,:,(1),必須立即分析原因，採取措施，提升工序能力；,(2),為了保證產品的出廠質量，應透過全數檢查；,(3),若更改設計、放寬規格要求 不致影響產品性量或從,經濟性考慮更為合理時，也可以用更改設計的方法,予以解決，但要慎重處理。,20,加工分類,f(x),1,級,1,級,2,級,2,級,3,級,3,級,4,級,4,級,特級,特級,T,m,T3=4,T0=10,T1=8,T2=6,21,12.4,工序能力調查,工序能力是保證和提升產品性量的重要原素，了解和掌握工序能力是控制產品性量的必要手 段。了解和掌握工序能力的活動稱為工序能力調查。,一 工序能力調查程式,二 工序能力調查的應用,22,工序能力調查程式,明確調查目的,簡化檢查方法，確認工序能力適宜時，進行工序控制,工序能力充分,計算並分析,Cp,或,Cpk,作直方圖、趨勢圖、控制圖、並判定穩定性,明確必要性與目標、落實負責單位、完成期限、責任者、方法,按調查計畫規定作業，記錄數據及其背景,充分利用質量情報,選頂定調查對象（工序特性值）,檢查工序標準條件,確定測試與抽樣檢查方法,製定調查計畫,收集數據,分析數據,穩定狀態,不穩定狀態,工序能力分析,追查不穩定原因,工序能力過強,工序能力不足,設法降低成本,追查原因,修改標準,採取措施,採取有效的管理措施,23,二 工序能力調查的應用,1,工藝驗証 工藝驗証就是透過工藝實施，驗証設計的可行性和合理性。,它是聯繫設計和製造的紐 帶。在工藝驗証中，透過工序能力調查，可,以達到,(1),選擇既可實現設計質量、又可採用經濟又合理的設備、工藝、原料,與技術；,(2),確認適宜的工序能力，並確定與之相適應的工藝規程、技術標準、,作業指導書及管理對 象與方法等；,(3),對設計的合理性進行驗証，並提出修改設計的依據。,2,工藝診斷 工序質量水準需要提升、生產過程不穩定以及工序質量水,平顯著下降等場合，都必須進行工 序能力調查。它可為工藝診斷提供,可靠的資料和依據。,3,技術經濟分析 如對比不同加工過程的工序能力、質量水準和經濟性；,從適宜的工序能力出發確定經濟合理 的設備維修與保養標準；為技術,改造、設備更新提供經濟合理的工序能力依據等。,4,對比分析 用於設備鑑定、調試、工藝方法、操作方法對比以及技術,考核等。,5,為工序控制、檢查模式、產品說明書、質量體系等提供資料,24,