生產(chǎn)過程的SPC實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)(20210201120237)

1、生產(chǎn)過程的SPC實(shí)時(shí)監(jiān)控技術(shù)SPC技術(shù)存在的不足根據(jù)SPC手冊(cè)，針對(duì)金屬加工特點(diǎn)，我們歸納出實(shí)施 SPC的流程，如圖1所示其中，對(duì)SPC控制項(xiàng)目的選擇確定了下列原則:1）KPC（關(guān)鍵特性）項(xiàng)目。2）不是100%僉驗(yàn)的項(xiàng)目。3）不是送實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)的項(xiàng)目，確保檢測(cè)數(shù)據(jù)獲得及時(shí)。4）不是目測(cè)和通止規(guī)檢查項(xiàng)目，確保過程特性為計(jì)量值。5）現(xiàn)場(chǎng)檢具為工控機(jī)，具有 SPC功能，避免人工統(tǒng)計(jì)計(jì)算和作圖。圖2為按SPC手冊(cè)確定控制限后，用于實(shí)時(shí)過程監(jiān)控的 SPC實(shí)例。該圖由Q DAS統(tǒng)計(jì) 分析軟件生成，同一界面同時(shí)生成四張圖，分別如圖2所示。從圖2中可看出，全部樣本分布范圍約占總公差的 1/5,且分布在公差中心區(qū)

2、域，其能 力指數(shù)為3.94。對(duì)于這樣的控制圖，直觀上講應(yīng)是相當(dāng)好的，但該控制圖已發(fā)出報(bào)警，原因 是均值-極差圖（圖2c） 上有兩個(gè)點(diǎn)超出控制限，離散圖不穩(wěn)定，根據(jù)SPC手冊(cè)要求，應(yīng)分析發(fā)生異常的原因并采取適當(dāng)?shù)拇胧?。由于是離散性超上控制限，查找出真正原因有一定難 度，又由于本過程能力指數(shù)高達(dá) 3.94，工作人員都不愿意花精力去查找原因，也不可能有改 進(jìn)措施，SPCS制在報(bào)警響應(yīng)環(huán)節(jié)“失效”。171TV7；Z川1T 燉二i?IJY* 二L 嚴(yán)|T *4/IT*，1 T WiTg卜1心：7 * I:. I_:_:_；H M ；1 V I |M & 7u Xi; *! |ll |b 11(b)直方圖

3、1.67的過程滿足接受準(zhǔn)則?，F(xiàn)在通過反向 推導(dǎo)來確定現(xiàn)場(chǎng)SPC的控制限。假設(shè)過程質(zhì)量特性的工程規(guī)范（公差）為T,作均值一極差控制圖，樣本數(shù)n=5,初始研究后是一個(gè)對(duì)中的正態(tài)分布過程， 分布寬度為B,則T/B 1.67， 得出 B 0.6T。因此，均值控制圖的控制限為：雙向公差：UCLX=M+0.3T, LCLX=M-0.3T（M為公差中心）； 單邊公差：UCLX= M+0.6T LCLX=0由于是穩(wěn)定過程，則 B=6Rbar/d2, UCLR=D4Rbar根據(jù)SPC手冊(cè)，當(dāng)樣本量n=5時(shí)，d2=2.33 , D4=2.11,可得極差R圖的控制UCLR=0.49T控制限設(shè)定后，僅當(dāng)測(cè)量點(diǎn)超出控制

4、限時(shí)報(bào)警。盡管在推導(dǎo)日常監(jiān)控用均值極差控制圖的控制限時(shí)作了某些假設(shè)，但這些假設(shè)在日常生產(chǎn)中是可以再現(xiàn)的，這是因?yàn)樵诔跏佳芯繒r(shí)已將過程調(diào)整為穩(wěn)定狀態(tài)按上述方法設(shè)置的控制限對(duì)多數(shù)使用均值一極差控制圖的過程是適用的，對(duì)于一些特殊 情形，例如由于某種原因而人為地將產(chǎn)品特性值控制在公差上限或下限附近時(shí)則不適用，在 這類情況下，必須按SPC手冊(cè)的方法計(jì)算控制限，且質(zhì)量指數(shù)只考慮 Cp或Ppo3.SPC實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)例分析某發(fā)動(dòng)機(jī)廠曲軸生產(chǎn)過程SPC實(shí)時(shí)監(jiān)控實(shí)例如圖3所示，測(cè)試結(jié)果由Q-DAS統(tǒng)計(jì)分析軟 件生成。圖3中所測(cè)曲軸OP90工序精磨連桿頸直徑的工藝要求為 48-0.012 +0.004mm，控制限為：

5、UCLX=47.998 7mm LCLX=47.994 1mm UCLR=0.000 957mm 由圖 3 可見，兩個(gè)點(diǎn)超過 均值圖的上控制限，一個(gè)點(diǎn)超過極差圖的上控制限，已報(bào)警，Ppk=1.90o卜悴+7 W74-7圳州丄7孚川 0V(網(wǎng)itOJUJt悴州1Jf1上控EH8R圖3曲軸連桿頸直徑精磨均值一極差圖本例中，工程規(guī)范給出的公差為 T=0.016 0mm而按SPC手冊(cè)計(jì)算后，均值允許波動(dòng) 范圍B=0.004 3mm 公差利用率僅為 B/T X 100%=27%且組內(nèi)極差僅允許波動(dòng) 0.000 957mm， 公差利用率僅為5.98%，這對(duì)制造過程提出了過高的要求，當(dāng)生產(chǎn)環(huán)境溫度有所波動(dòng)，

6、檢具 有輕微的變化，甚至零件表面上有點(diǎn)灰塵都會(huì)造成檢測(cè)數(shù)據(jù)的變化超過極差控制圖的上控制 限而報(bào)警。若采取響應(yīng)措施，如停機(jī)檢查機(jī)床主軸跳動(dòng)是否過大、對(duì)檢具檢修等，這些措施 都將影響生產(chǎn)的正常進(jìn)行。很明顯，這種質(zhì)量控制方式很不經(jīng)濟(jì)。同時(shí)期按本文提出的控制限方案并重新計(jì)算設(shè)置控制限后，均值一極差控制圖如圖4所示。經(jīng)計(jì)算，控制限為： UCLX=48.000 8mm LCLX=47.991 2mm UCLR=0.007 84m，控制限 已在現(xiàn)場(chǎng)工控機(jī)內(nèi)設(shè)定。均值陽MMttPI 畑辱二1510I忡呃卜堆卅臥4乳必以- 嵋 fSVL- 科g.- 47.*iJU 4i.4mr圖4曲軸連桿頸精磨控制圖(重新計(jì)算

7、控制限)在控制圖中，由于沒有點(diǎn)超出控制限，故未發(fā)出報(bào)警，避免了過度調(diào)整。經(jīng)過計(jì)算，過 程能力指數(shù)Cpk=5.20,過程發(fā)生不合格的概率極低，因此，不需要對(duì)過程作任何調(diào)整(由 Q -DAS軟件計(jì)算出的質(zhì)量指數(shù)較低，這是由于 Q- DAS軟件對(duì)非標(biāo)準(zhǔn)型正態(tài)分布在計(jì)算質(zhì)量 指數(shù)時(shí)有修正)。控制圖生成后，當(dāng)點(diǎn)子排列出現(xiàn)“鏈”、“周期性波動(dòng)”、“靠近控制限”等異常情形 時(shí)，為避免過度調(diào)整，工作人員結(jié)合質(zhì)量指數(shù)確定是否對(duì)過程采取糾正措施。(1) 質(zhì)量指數(shù)1.33不采取糾正措施(2) 1.33 質(zhì)量指數(shù)1.0生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工程師召集相關(guān)人員分析異常點(diǎn)出現(xiàn)的原因，制定 整改措施預(yù)案，密切關(guān)注產(chǎn)品質(zhì)量變化趨勢(shì)，發(fā)生批量不合格的可能性增大時(shí)實(shí)施整改措施 預(yù)案。(3) 質(zhì)量指數(shù)V 1.0短期措施操作工抽檢頻次加嚴(yán)，直至全檢，具體抽檢頻次由生產(chǎn)現(xiàn) 場(chǎng)工程師和質(zhì)量保證工程師商定。長(zhǎng)期措施：生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)工程師召集相關(guān)人員進(jìn)行原因分析， 制定改進(jìn)措施并組織實(shí)施，質(zhì)量保證工程師對(duì)改進(jìn)措施實(shí)施后的過程組織初始研究，計(jì)算過 程能力指數(shù)(1.67)并重新計(jì)算、設(shè)定控制限。結(jié)