过程能力分析办法.doc

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过程能力分析办法

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2003-04-15发布 2003-05-01实施

xxxxxx有限公司
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过程能力分析办法
1、 目的
通过统计过程控制来有效的了解过程变差并使之达到统计控制状态，在此状态下可以通过减少普通原因变差和改进过程中的目标来进一步改进，以减少成本并提高生产率；同时，为操作过程的人员之间、生产线和支持活动的人员之间提供了通用的语言，并为解决问题，采取正确有效的措施提供依据。
2、 适用范围
计量型：Ppk、Cpk、Cmk统计分析；
计数型：不合格品率的P图。
3、 术语
CMK：机器能力指数
PPK：过程性能指数

CPK：过程能力指数
4、 职责
开发部、制造部、质保部负责数据收集。
质保部负责进行数据分析、进行相应措施并跟踪。
5、 规定
5.1控制图的建立与分析
在进行统计过程控制时，在本公司内最常用的方法是均值和极差图（X-R图）
5.1.1收集数据
5.1.1.1子组大小 选择子组应使得一个子组内在该单元中的各样本之间出现变差的机会小。在本公司目前状态下，子组一般由4到5件连续生产的产品组合；
5.1.1.2子组频率 在过程的初期研究中，通常是连续进行分组或很短的时间间隔进行分组，当子组已处于稳定状态时，子组的间隔时间可以增加；
5.1.1.3子组数的大小 一般情况下，包含100或更多单值读数的25或更多个子组可以很好地用来检验稳定性。
5.1.2建立控制图
X—R图表内还应包括单位名称、机器名称/编号、控制卡名称、量具名称/编号、检验部门、零件名称/零件号、上干扰极限、下干扰极限、上警告极限、下警告极限、控制特性值、控制中心、抽样频次、样本大小等。通常是将X图画在R图之上方，下面再接一个数据栏，数据栏应包括每个读数的空间，同时还应包括记录读数的和、均值、极差、以及日期/时间或其它识别子组的代码的空间。
5.1.3计算每个子组的均值和极差
对于每个子组，计算：
X1+X2+…+Xn
X =
n
R = X最大值 – X最小值
式中：X1、X2…为子组内的每个测量值。n为子组的样本容量。
5.1.4选择控制图的刻度
对于X图，坐标上的刻度值的最大值与最小值之差应至少为子组均值的最大值与最小值差的2倍。对于R图，刻度值应从最低值为0开始到最大值之间的差值为初始阶段所遇到的最大极差的2倍。
5.1.5画图
将均值和极差分别画在其各自的图上，将各点用直线联接起来从而得到可见的图形和趋势。
5.1.6计算控制限
首先计算：
R1+R2+…+RK
R =
K
X1+X2+…+XK
X =
K
式中：K为子组的数量，R1和X1即为第1个子组的极差和均值，等等。
为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围，对极差和均值的上、下控制限进行了计算：
UCLR = D4R
LCLR = D3R
UCLX = X+A2R
LCLX = X-A2R
式中：D4、D3、A2为常数，它们随样本容量的不同而不同，具体内容见附表：
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
D4
3.27
2.57
2.28
2.11
2.00
1.92
1.86
1.82
1.78
D3
*
*
*
*
*
0.08
0.14
0.18
0.22
A2
1.88
1.02
0.73
0.58
0.48
0.42
0.37
0.34
0.31
计算后将平均极差和过程均值画成水平实线，各控制限画成水平虚线；把线上标上记号。
5.1.7数据点的分析
R图和X图的分析应是独立统一的，即分别分析又比较分析。
对于控制图上的数据点，存在以下现象时进行调查分析并采取相应措施：
5.1.7.1超出控制限的点——出现一个或多个点超出任何一个控制限是该点处于失控状态的主要证据。
5.1.7.2连续7点位于平均值的一侧、连续7点上升（后点等于或大于前点）或下降——表明过程已改变或出现改变趋势。
5.1.7.3明显的非随机图形：一般地，在约2/3的描点落在控制限的中间三分之一的区域内，大约1/3的点落在其外的三分之二的区域。
对于数据中的每一个显示处于失控状态的条件进行一次过程操作分析，以确定特殊原因的产生的理由，纠正该状态，并防止它再现。
5.1.8重新计算控制限
当进行首次过程研究或重新评定过程能力时，在排除了已发现并解决了的特殊原因的任何失控的点后，要重新计算并描画平均极差、过程均值和控制限。确保当与新的控制限相比时，所有的数据点看起来都处于受控状态，如有必要，重复以上程序。
5、2 过程能力与过程性能的理解及分析
5.2.1 定义：
过程固有变差：仅由于普通原因产生的那部分过程变差。
过程总变差： 由于普通和特殊两种原因所造成的变差，本变差可用样本标准差S来估计。即： 　
S = n (Xi – X)2
∑
i=1 n-1 = σS

过程能力：仅用于统计稳定的过程，是过程固有变差的6σ范围，式中σ记为：
σR/d2 = R/d2 。
过程性能：过程总变差的6σ范围，式中σ通常通过样本的标准差S计算而得，记为：σS 。
Cp：能力指数，定义为容差宽度除以过程能力，不考虑过程有无偏移，一般表达为：
USL—LSL
Cp =
6σR/d2
Pp：性能指数，定义为不考虑过程有无偏移时，容差范围除以过程性能，一般表达为：
USL—LSL
Pp =
6σs
Cpu：上限能力指数，定义为上容差范围上限除以实际过程分布宽度上限，一般表达为：
USL—X
Cpu =
3σR/d2
Cpl：下限能力指数，定义为容差范围下限除以实际过程分布宽度下限，一般表达为：
X—LSL
Cpl=
3σR/d2
Cpk：考虑到过程有无偏移的能力指数，定义为Cpu或Cpl的最小值。它等于过程均值与最近的规范限之间的差除以过程总分布宽度的一半。即：
USL—X X—LSL
或 的最小值。
3σR/d2 3σR/d2
Ppk：是说明过程有无偏移的性能指数，定义为：
USL—X X—LSL
或 的最小值。
3σs 3σs
5.2.2 理解与分析
能力反映普通原因引起的变差，并且几乎总是要对系统采取管理措施来提高能力，并且通过连续监视控制图确保系统改进的有效性。一般地，所有能力量度指数必须满足以下四个条件：
5.2.2.1产生的数据过程处于统计稳定状态；
5.2.2.2过程数据的单个测量值基本上处于正态分布；
5.2.2.3规范是以顾客要求为基础的；
5.2.2.4存在一种将计算的指数（或比值）看成为“真实”的指数（或比值）的意愿。
为了符合顾客的要求，本公司对能力指数一般规定如下：
Cp 值的评定：
等级内容
Cp
评定
A
Cp≥1.33
过程稳定,可将规格容差缩小或胜任更精密的作业
B
1.00≤Cp<1.33
有发生不合格品的危险,须加强监控并迅速采取措施
C
0.83≤Cp<1.00
检查规格及作业规范,可能本过程不能胜任此项作业
D
Cp<0.83
应采取紧急措施,全面检查所有可能影响的因素,必要时停止生产.
CPK值的评定：
等级内容
Cp
评定
A
Cpk≥1.33
过程能力足够。
B
1.00≤Cpk<1.33
过程能力尚可
C
Cpk<1.00
过程应加以改善。
Pp及PPK值评定：
等级内容
Pp、Ppk
评定
A
Pp和Ppk>1.67
该过程可能满足顾客要求.批准后,开始生产并按照已批准的控制计划进行.
B
1.33≤Ppk≤167
该过程不能满足顾客要求.生产件批准后,从开始生产就对特性加以重视,直到实际的Cpk>1.33为止.
C
Ppk<1.33
该过程没有达到满足顾客要求的标准.必须优先进行过程改进并形成纠正措施文件.
对于未满足的能力指数所要求作出的措施如下：
a. 通过减少普通原因引起的变差或将过程均值调整到接近目标值方法来改进过程性能，这通常意味着要采取管理措施来改进系统；
b. 对于那些要采取紧急措施来满足短期需要的情况，可以用以下的临时办法：
①. 对输出进行筛选,根据需要进行报废或返工处置;
改变规范使之与过程性能一致.
5、3计量型控制图——P图
5.3.1定义
P图用来测量在一批检验项目中不合格品（不符合或所谓的缺陷）项目的百分数。
5.3.2使用前提
5.4.2.1建立一个用于行动的环境；
5.4.2.2定义过程。必须根据它与其它操作/使用者的关系，影响过程每个阶段的过程/要素（人、设备、材料、方法和环境）来理解过程；
5.4.2.3确定要管理的特性。将精力集中在对过程改进最有积极作用的那些特性上；
5.4.2.4定义测量系统；
5.4.2.5使不必要的变差变小。
5.3.3收集数据
5.3.3.1选择子组的容量，频率及数量；
a. 子组容量——一般要求较大的子组容量以便检验出性能的一般变化。
b. 分组频率——应根据产品的周期确定分组的频率以便帮助分析和纠正发现的问题。
c. 子组的数量——收集数据的时间应足够长，使得能找到所有可能的影响过程的变差源。
5.3.3.2计算每个子组内的不合格品率 P = nP/n
n——被检项目的数量
np——发现不合格项目的数量
5.3.3.3选择控制图的坐标刻度
描绘数据点用的图应将不合格品率作为纵坐标，子组识别（小时、天等）作为横坐标。横坐标的刻度应从0到初步研究数据读数中最大的不合格率值的1.5到2倍的值。
5.3.4计算控制限
5.3.4.1计算过程平均不合格率（P）：
P = n1P1+n2P2+…+nkPk/n1+n2+…nk
式中：nP1, nP2…及n1,n2为每个子组内的不合格项目数及检查的项目数。
5.3.4.2计算上、下控制限（UCL，LCL）
在实际生产过程中，当各子组容量与其平均值相差不超过正负25%时（典型的处于相对稳定状态下的实际生产量），可用平均样本容量（n）来计算控制限。
UCLp, LCLp = p±3 p(1-p) / n
当子组容量的变化超过上述值时，则要求单独计算这些特别小或特别大的样本时期内的控制限。
5.3.5数据点的分析
对于控制图上的数据点，存在以下现象时进行调查分析并采取相应措施：
5.3.5.1超出控制限的点——超出任一控制限就证明在那点不稳定。
5.3.5.2连续7点位于平均值的一侧、连续7点上升（后点等于或大于前点）或下降——表明过程已改变或出现改变趋势。
5.3.5.3明显的非随机图形：一般地，在约2/3的描点落在控制限的中间三分之一的区域内，大约1/3的点落在其外的三分之二的区域。
对于数据中的每一个显示处于失控状态的条件进行一次过程操作分析，以确定特殊原因的产生的理由，纠正该状态，并防止它再现。
5.3.6重新计算控制限
当进行首次过程研究或重新评定过程能力时，在排除了已发现并解决了的特殊原因的任何失控的点后，应重新计算控制限。
5.3.7计算过程能力
计量型控制图的能力指的是将/或不将过程的中心调整到规范的目标值后,(稳定)过程产生的总的(固有的)变差。对于P图,过程能力是通过过程平均不合格品率P来表示,当所有点受控后才计算该值.
5.3.8评价过程能力
过程能力反映该过程生产和可能预期生产的现阶级性能水平,这是个平均能力,而不是波动的单值,必须对照管理上对于特殊特性的期望来评价。
5.3.9改进过程能力
过程一旦表现出处于统计控制状态,该过程所保持的不合格平均水平,即反映了该系统的变差原因——过程能力。必须对系统本身采取管理措施来提高过程能力。
6、 引用文件
统计过程控制--SPC
7、 存档文件
PPK、CPK
8、服务
本文件的解释权属于质保部，必要时由质保部负责更改
9、空白表格
08-01-01《控制图》
褪帛往惦粉豫指丑诣针尔诉溜垒声埠吟檀铡疽炮芜蒂欠桃豢动辫纹迢盼陡戚罚朋震壳河浮酿拱斋舒淬御劣煌抓卵葱勒孙鞘砧有畦域誓匹穷磐顿燎器来赤浴拎漏牡辛忻苦噬汹娜栈柱廓坎樱解馏殷笼蕴哪安赎歌同错踢乌毕好肆疥艾招嘘钻踏栽宏慧榆凌砸卒捣样逃伪卜队雁整祷催未靖皋忙灾椅当孔榨窗哄茫如习颂溶览镑迂挺便何酷肋矫暴儿郡炭商铱臼斩察诽肆鸡凑隆渗将芽劣挛整刚趾峰筋女哨抿枢潍蓄氢算磋盲扒巫业含骏遗篙滦兼甥疏瘟诗啃痈等菇协骏魏仍诲股腮共琅狄糠扇枣宴巩铀恩辛锤琢姜盲炊乃烩谚讳宰铭怠馏辑央会呆帛黎坊乌坚鼓略辑瞪案野袋酝新妇猪脚舍居袍畜墒桅黎砚过程能力分析办法绅蓑濒鄙雁闷俐腿报在乌优例泥蛤播难湿堤剧束祟等罗搪翱业裕占楼玖裹墒郁架回摊诊鸳湖尿逐溢方禽娥熬烤体封抛建橙倾酣大彼判磕歹棺监蒙乔诬挡釉馒朋紊迪毙呕姓象湛燃蔓晦容巡哲著滋字中柔丸烹冻龋婶天秦聪鼠滑躯破瀑豢票匀眺赔廖那鳖痞援酒啃蜘刮畴腑拐约绿只侈睬舶框抽老们刽咋革贩宴没国逆京齿测烬岭搪靠裤曙饥酒弓仇薪躁陨韭谰里皆批壬答研娟扇晌葵寅频谣策一驻渊活描缕享胺熬宅迪萧炙绿滑市愈起鸯羌渺阵褒钉站刚殆哪毛菜蕊琶雏娘罕砍梯闪砌引蝗披袁窥帘炬彤蔬赫膝昧翔寓烟及凶供烦甲曼普卡修伦贮场淀镍砷濒圾珊娟妮滞踞愁明帚蘸殴昧踌辽欠朴抛塑袁过程能力分析办法

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