制造过程能力分析课件.ppt
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1、1制造过程能力分析制造过程能力分析过程的概念:过程的定义输入输出控制资源2过程的概念:过程的定义输入输入输入输入输入输入输出输出输出输出输出输出控控制制控控制制资资源源输入输入输出输出3过程的概念:过程的定义输入输入输入输入输入输入输出输出输出输出输出输出控控制制控控制制资资源源输入输入输出输出4工序能力 工序能力又称过程能力,是指过程处于正常状态工序能力又称过程能力,是指过程处于正常状态( (稳定受控状稳定受控状态态) )时,过程所呈现出的一致性(时,过程所呈现出的一致性(Uniformity),即制造产品的能),即制造产品的能力。力。所谓稳定状态,应具备以下条件:所谓稳定状态,应具备以下条
2、件:原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应;本工序按作业标准实施,并应在影响工序质量各主要因素无异常的条件下进行;工序完成后,产品检测按标准要求进行。5进行工序能力分析的意义工序能力的测定和分析是保证产品质量的基础工作;工序能力的测试分析是提高工序能力的有效手段;工序能力的测试分析为质量改进找出方向。6工序能力分析的用途预测过程与规格符合的程度帮助产品设计/开发人员选择或修改过程协助设立过程控制的适当抽样区间提供新设备采购的功能需求不同供应商质量能力的评比当不同过程间有相互关系时,可以提供作为规划生产程序的参考降低制造过程的变异性7工序能力分析重要性在质量控制中收集样本的目的之一便是了解过程
3、(或工序)的生产能力有多大,即生产合格品的能力究竟有多大,如果生产能力太低,那必须采取措施加以改进。过程能力反映本身的生产能力,即过程的稳定程度,稳定程度越高,那么生产能力就越大,对计量特性来讲,其标准差的大小可以反映过程稳定程度的高低。8工序能力 工序能力通常以产品质量特性数据分布的工序能力通常以产品质量特性数据分布的6 6倍标准偏差表示。倍标准偏差表示。B = 69计算工序能力步骤从过程中收集一批数据x1,x2,xn;利用这批数据检验过程的输出特性是否服从正态分布;若过程稳定,则可用这批数据估计输出特性的标准差,将其乘以6即得过程能力的估计值。10时间(周)6 mm8.06.04.02.0
4、1224364810.0新的装配系统新的装配系统11工序能力指数的概念质量标准是指工序加工产品必须达到的质量要求,通常用标准、公差(容质量标准是指工序加工产品必须达到的质量要求,通常用标准、公差(容差)等来衡量,一般用符号差)等来衡量,一般用符号T T来表示。来表示。质量标准(质量标准(T T)与工序能力()与工序能力(B B)之比值,称为工序能力指数,记为)之比值,称为工序能力指数,记为CpCp。工序能力指数是衡量工序能力大小的数值。对于技术要求满足程度的指标,工序能力指数是衡量工序能力大小的数值。对于技术要求满足程度的指标,工序能力指数越大,说明工序能力越能满足技术要求,甚至有一定的能力工
5、序能力指数越大,说明工序能力越能满足技术要求,甚至有一定的能力储备。储备。6TBTCp12基本假定过程是稳定的,即过程的输出质量特性值X服从正态分布。产品的规格限(下规格限TL和上规格限TU)能准确反映顾客(下道工序的工人,使用者等)的要求。这两个假定分别说明过程的情况及顾客的要求。),(2N13几种情况1.1. 计量值为双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况;计量值为双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况;2.2. 分布中心和标准中心不重合的情况下工序能力指数的计算;分布中心和标准中心不重合的情况下工序能力指数的计算;3.3. 计量值为单侧公差情况下工序能力指数的计算;计量值为单侧公差情
6、况下工序能力指数的计算;4.4. 计件值情况下工序能力指数的计算;计件值情况下工序能力指数的计算;5.5. 计点值情况下工序能力指数的计算。计点值情况下工序能力指数的计算。14工序能力指数的计算1.1. 双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况6T(M)66LUpTTTBTC可以根据样本方差S来估计STTSTCLUp66TLTU15工序能力指数的计算例例 某零件强度的屈服界设计要求为某零件强度的屈服界设计要求为4800-5200kg/cm2,从,从100个样品中测得样本标准偏个样品中测得样本标准偏差为差为62kg/cm2,求工序能力指数。,求工序能力指数
7、。075.1626480052006STTCLUp解解:当工序过程处于稳定状态,而样本大小:当工序过程处于稳定状态,而样本大小n=100足够了,可以用足够了,可以用S来来估计估计 ,则工序能力指数为:,则工序能力指数为:1.1. 双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况16工序能力指数的计算2.2. 分布中心和标准中心不重合的情况下工序能力指数的计算分布中心和标准中心不重合的情况下工序能力指数的计算2/|2/TMTK令=|M-|,这里为分布中心对标准中心M的绝对偏移量。把对T/2的比值称为相对偏移量或偏移系数,记作K,即T/2T/2MTLTU17工序能力
8、指数的计算LULUTTTTTM,2又故)(21)(21LULUTTTTK18工序能力指数的计算由前面公式可知:由前面公式可知:1. 当恰好位于标准中心时,|M- |=0,则K=0,这就是分布中心与标准中心重合的理想状态;2. 当恰好位于标准上限或下限时,即= TU或= TL时, 则K=1;3. 当位于标准界限之外时,即T/2,则K1。所以K值越小越好,K=0是理想状态。19工序能力指数的计算由前面图可知,分布中心右侧的工序能力指数为:分布中心左侧的工序能力指数为:左侧能力的增加值补偿不了右侧工序能力的损失,所以在有偏移值时,只能以两者中较小值来计算工序能力指数,这个工序能力指数称为修正工序能力
9、指数,记作Cpk32/TCp 上32/TCp 下20工序能力指数的计算因为)21(632/TTTCpkTK2)1(6KTCpk又因为PCT6)1(KCCPPk当K=0, Cpk= Cp,即偏移量为0,修正工序能力指数就是一般的工序能力指数。当K=1时, Cpk=0,这时Cp实际上也已为0。21工序能力指数的计算例子例:设零件的尺寸要求(技术标准)为300.023,随机抽样后计算样本特征值为求095.1997.29pCx,pkC095.1pC解:已知所以003.0997.2930|046.0977.29023.3030)977.29023.30(21xMTM952.0095.1)13.01(09
10、5.1)5.0046.0003.01()1(ppkCKC22工序能力指数的计算3. 3. 计量值为单侧公差情况下计量值为单侧公差情况下 值的计算值的计算只规定下限的质量特性界限对于技术要求以不大于或不小于某一标准值的形式表示,这种质量标准就是单侧公差,如强度、寿命等。只规定上限的质量特性界限如机械加工的形位公差、光洁度、材料中的有害杂质的含量,只规定上限标准,而对下限标准却不作规定。pC23工序能力指数:望小值质量特性 6 T T uCp上 = T - X 3 给定单向公差给定单向公差T Tu u,要求产品质量特性,要求产品质量特性值小于等于值小于等于T Tu u,越小越好。如:,越小越好。如
11、:v 产品中某些杂质成分;产品中某些杂质成分;v 产品表面清洁度;产品表面清洁度;v 汽车行驶的油耗;汽车行驶的油耗;v 产品的不合格品率等。产品的不合格品率等。 24工序能力指数:望大值质量特性给定单向公差给定单向公差TLTL,要求产品质量特,要求产品质量特性值大于等于性值大于等于TLTL,越大越好。如:,越大越好。如:v金属材料的强度;金属材料的强度;v化工产品的产出率;化工产品的产出率;v产品的合格品率等;产品的合格品率等; 6 T T L Cp下 = X - T L 3 25工序能力指数的计算只规定上限的质量特性界限6TTLTU工序能力指数为33XTTCUUp上 当TU时,则认为Cp=
12、0,这时可能出现的不合格品率高达50%100%。26工序能力指数的计算只规定下限的质量特性界限工序能力指数为33LLpTXTC下当TL时,则认为Cp=0,这是可能出现的不合格品率同样为50%100%。6TTLTU27工序能力指数的计算例某一产品含某一杂质要求最高不能超过12.2毫克,样本标准差s=0.038,样本均值为12.1。求工序能力指数。877.0038.031.122.123XTCUp 上28工序能力指数的计算4. 4. 计件值情况下计件值情况下 值的计算值的计算在计件情况下相当于单公差情况,其 值计算公式为当以不合格品数nP作为检验产品质量指标,并以(nP),取样本k个,每个样本大小
13、为n,其中不合格品数分别为:(nP)1,(nP)2,(nP)k,则样本不合格品数的平均值为其中pCpC3/)(UpTCPnknnPknnPnPnPPkiik121)()()()(29工序能力指数的计算由二项分布可得)1(3)()1(PPnPnnPCPPnPnP30工序能力指数的计算当以不合格品率P作为检验产品质量指标,并以P作为标准要求时,CP值可计算如下如果要求批不合格率为P,取样本k个,每个样本大小分别为n1,n2,nk,其样本平均值 与不合格品率平均值 分别为:nPkiikiiikkkkiiknPnnnnPnPnPnPnknnnkn112122111211)(131工序能力指数的计算这时
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