SPC統(tǒng)計過程能力的概念與指數(shù)

1、USLLSLSPC Training21、目的、目的： 理解進(jìn)行過程能力分析的重要性； 掌握過程能力指數(shù)計算和分析的方法；2、內(nèi)容、內(nèi)容： 過程能力的概念； 分析過程能力的意義； 過程能力指數(shù)，計算及分析； 過程能力指數(shù)的評價；課程目的及內(nèi)容課程目的及內(nèi)容3過程能力研究過程能力研究 4過程能力過程能力 過程能力過程能力 是指是指 過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)下的實(shí)際加工能力，過程處于穩(wěn)定受控狀態(tài)下的實(shí)際加工能力， 它決定能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的能力它決定能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的能力 常用常用 B = 6B = 6 來表示。來表示。 稱之為總體標(biāo)準(zhǔn)偏差，由于難確定，一般采用稱之為總體標(biāo)準(zhǔn)偏差，由于難確定，一般采用樣

2、本標(biāo)準(zhǔn)偏差樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差 s s 表示表示。 5具備以下幾方面的條件：一、原材料或上一道工序半成品按照標(biāo)準(zhǔn)要求供應(yīng)；二、本工序按照作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施，并在影響工序質(zhì)量各因 素?zé)o異常的條件下進(jìn)行；三、工序完成后，產(chǎn)品檢測按照標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行；總之，工序?qū)嵤┮约扒昂筮^程均應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)化。穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)穩(wěn)定的生產(chǎn)狀態(tài)6過程能力過程能力1 1、過程能力、過程能力是以該過程產(chǎn)品質(zhì)量特性值的變異或波動來表示的；2 2、根據(jù)、根據(jù)33原理，在分布范圍原理，在分布范圍 3 3 內(nèi)，包含了內(nèi)，包含了99.73%99.73%的數(shù)據(jù)，接近于的數(shù)據(jù)，接近于1 1，以，以3 (3 (即即6 )6 )為標(biāo)準(zhǔn)來衡量為標(biāo)準(zhǔn)來衡量過程過程, ,

3、具有足夠的精確度和良好的經(jīng)具有足夠的精確度和良好的經(jīng)濟(jì)特性的。濟(jì)特性的。7 人、機(jī)、料、法、測、環(huán)（人、機(jī)、料、法、測、環(huán)（5M1E） 操作者方面操作者方面：如操作者的技術(shù)水平、熟練程度、質(zhì)量意識、責(zé)任心、管理程度等； 設(shè)備方面設(shè)備方面：如設(shè)備精度的穩(wěn)定性，性能的可靠性，定位裝置和傳動裝置的準(zhǔn)確性，設(shè)備的冷卻、潤滑情況等等； 材料方面材料方面：如材料的成分，配套元器件的質(zhì)量等等；影響過程波動的因素影響過程波動的因素8 工藝方面工藝方面：如工藝流程的安排，過程之間的銜接，工藝方法、工藝裝備、工藝參數(shù)、過程加工的指導(dǎo)文件、工藝卡、操作規(guī)范、作業(yè)指導(dǎo)書等； 測量方面測量方面：如測量儀器的精度、穩(wěn)定性

4、、測量者的讀數(shù)習(xí)慣、測量方法等等都會對結(jié)論的形成產(chǎn)生一定的影響； 環(huán)境方面環(huán)境方面：如生產(chǎn)現(xiàn)場的溫度、濕度、噪音干擾、振動、照明、室內(nèi)凈化、現(xiàn)場污染程度等等。影響過程波動的因素影響過程波動的因素9過程能力分析的意義過程能力分析的意義 保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作；保證產(chǎn)品質(zhì)量的基礎(chǔ)工作； 提高過程能力的有效手段；提高過程能力的有效手段； 為質(zhì)量改進(jìn)找出方向；為質(zhì)量改進(jìn)找出方向； 向客戶證明加工過程的能力；向客戶證明加工過程的能力；10過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)CP,CPCP,CPK KPP,PPPP,PPk k11CPCP、CPCPK K與與PPPP、PPPPK K的含義與區(qū)別的含義與區(qū)別 CPCP指

5、數(shù)指數(shù) = = CPCP（Capability of processCapability of process）過程能力指數(shù)）過程能力指數(shù) CPCP “我們能做得多好我們能做得多好” CPCPK K “我們真正能做得多好我們真正能做得多好”規(guī)格寬度工序?qū)挾?2 PP (Performance of process)PP (Performance of process)過程性能指數(shù)過程性能指數(shù) PP PP “我們實(shí)際做到多好我們實(shí)際做到多好” PPPPK K 修正的過程性能指數(shù)修正的過程性能指數(shù) PPPPK K “我們實(shí)際真正做到多好我們實(shí)際真正做到多好”CPCP、CPCPK K與與PPPP、P

6、PPPK K的含義與區(qū)別的含義與區(qū)別13一、過程能力指數(shù)(Process Capability Index) CP：分布中心無偏離規(guī)格中心時衡量過程能力的指數(shù)； CPK ：分布中心偏離規(guī)格中心時衡量過程能力的指數(shù)； CPm： 目標(biāo)值與規(guī)格中心不一致時衡量過程能力的指數(shù)； CPU： 上單側(cè)過程能力指數(shù)； CPL： 下單側(cè)過程能力指數(shù)；二、過程績效指數(shù)(Process Performance Index) Pp： 分布中心無偏離規(guī)格中心時衡量過程能力的指數(shù)； PPK：分布中心偏離規(guī)格中心時衡量過程能力的指數(shù)； PPm：目標(biāo)值與規(guī)格中心不一致時衡量過程能力的指數(shù)； PPU：上單側(cè)過程能力指數(shù)； PP

7、L：下單側(cè)過程能力指數(shù)；過程能力指數(shù)分類過程能力指數(shù)分類估計估計Sigma(過程固有偏差）2dR4cS計算計算Sigma（過程總偏差）過程過程Sigma計算公式計算公式n計量型數(shù)據(jù)過程能力指數(shù)計算公式過程能力指數(shù)計算公式)1,2,233331(6kCpCpkCpkkLSLUSLMMxTkLSLxxUSLMinCpkLSLLSLxCplUSLxUSLCpuCpCprCrLSLUSLLSLUSLCp（也可以這樣計算：則稱為偏移量。稱為偏移系數(shù)），（存在時）（當(dāng)存在時）（當(dāng)（常以百分?jǐn)?shù)表示）（或都存在時）、當(dāng)16舉例舉例1某加工零件某加工零件88（-0.05-0.05，-0.10-0.10）mmmm

8、，從現(xiàn)場抽取樣品，從現(xiàn)場抽取樣品100100進(jìn)行檢查，得到的數(shù)據(jù)平均值為進(jìn)行檢查，得到的數(shù)據(jù)平均值為7.925mm7.925mm，估計標(biāo)準(zhǔn)偏差為，估計標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.005mm0.005mm。 1.1.求求CPCP值值? ? 2. 2.如果得到數(shù)據(jù)的平均值為如果得到數(shù)據(jù)的平均值為7.935mm7.935mm，其它不變求，其它不變求CPCPK K？171 1、解答：、解答： USL=7.95, LSL=7.90USL=7.95, LSL=7.90，s=0.005s=0.005 M = X= 7.925M = X= 7.925 Cp= (USL-LSL) / 6Cp= (USL-LSL) / 6 =

9、(7.95-7.90)/6 =(7.95-7.90)/6* *0.005=1.670.005=1.672 2、解答：、解答： M=7.925,Xbar=7.935M=7.925,Xbar=7.935 CPCPU U =(USL-X)/3s=(7.95-7.935)/3=(USL-X)/3s=(7.95-7.935)/3* *0.005=10.005=1 CPCPL L =(X-LSL)/3s=(7.935-7.900)/3=(X-LSL)/3s=(7.935-7.900)/3* *0.005= 2.330.005= 2.33 CPCPK K = Min (CP= Min (CPL L,CP,C

10、PU U)= 1)= 118v加工某金屬軸,長度x為其質(zhì)量特性,規(guī)格線為 USL=45.23mm, LSL=45.07mm 現(xiàn)隨機(jī)從生產(chǎn)線上抽取10個成品,測其長度(減去45mm)為 0.16, 0.14, 0.13, 0.12, 0.17, 0.16, 0.15, 0.15, 0.17, 0.13, 已知S平均=0.0175 C4=0.973, 試計算 過程能力指數(shù)Cp值舉例舉例2Answer: Cp=1.48過程性能指數(shù)計算公式過程性能指數(shù)計算公式是每百萬件的不良品數(shù)（注：），（存在時）（當(dāng)存在時）（當(dāng)（常以百分?jǐn)?shù)表示）（或都存在時）、當(dāng))(633331Pr(622MillionParts

11、_Per_PPMTaxSLSLUSLPpmLSLxxUSLMinPpkLSLLSLxPplUSLxUSLPpuPpPprLSLUSLLSLUSLPp20過程能力指數(shù)小結(jié)一、術(shù)語簡介：一、術(shù)語簡介： T： 技術(shù)規(guī)范的公差幅度， T=USL-LSL； B： 過程能力； 其中：B=6 Ta： 技術(shù)規(guī)范的目標(biāo)值； M： 規(guī)格中心； ： 分布中心。二、過程能力指數(shù)二、過程能力指數(shù) 一）當(dāng)雙側(cè)規(guī)范，且M=Ta時：1、當(dāng) = M的情況（即無偏離）時： 以Cp表示，2、當(dāng) M的情況（即偏離）時： 以Cpk表示，Cpk = Cp(1- k) 二）當(dāng)雙側(cè)規(guī)范，且MTa時： 以Cpm表示， 三）當(dāng)單側(cè)規(guī)范時：以CP

12、U, CpL表示。注：注：過程績效指數(shù)過程績效指數(shù)的使用時機(jī)同過程能力指數(shù)過程能力指數(shù)相當(dāng)； 它們之間的區(qū)別之一是計算公式中使用的Sigma不同。xx22)(6TaxLSLUSLCpm6LSLUSLBTCpx21過程能力等級的評價標(biāo)準(zhǔn)過程能力等級的評價標(biāo)準(zhǔn)過程能力指數(shù)Cp 1.671.33Cp1.671.00Cp1.330.67Cp1.00Cp0.67等級特級一級二級三級四級圖例評價過程能力過高過程能力充足過程能力尚可過程能力不充足過程能力太低LSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxCP在不同的等級時，有什么樣的管理措施？22管理措施管理措施特級a. 簡化

13、檢驗(yàn)工作,減少樣本量或抽樣頻率；b. 適當(dāng)考慮改用精度等級較低的設(shè)備；c. 縮小公差范圍，提高產(chǎn)品質(zhì)量；d. 放寬波動幅度，提高效率，降低成本；一級a. 適當(dāng)降低對原材料的要求；b. 適度簡化檢驗(yàn)工作；c. 放寬非關(guān)鍵項目的波動幅度； 23管理措施管理措施二級a.利用控制圖或其他方法監(jiān)控；b.正常檢驗(yàn)；三級a.分析分散度大的原因,制定改進(jìn)措施；b.在不影響質(zhì)量的前提下,放寬公差；c.加強(qiáng)檢驗(yàn)；四級a.改進(jìn)工藝；b.更換設(shè)備；c.全檢,挑出不合格品；24提高過程能力指數(shù)的途徑提高過程能力指數(shù)的途徑 調(diào)整加工過程的分布中心，減少偏移量調(diào)整加工過程的分布中心，減少偏移量; ; 提高過程能力減少分散程

14、度提高過程能力減少分散程度; ; 修訂標(biāo)準(zhǔn)范圍修訂標(biāo)準(zhǔn)范圍; ;25 練習(xí)練習(xí)1 1 某產(chǎn)品長度標(biāo)準(zhǔn)為某產(chǎn)品長度標(biāo)準(zhǔn)為50500.5mm0.5mm，現(xiàn)由甲、乙、丙三名工，現(xiàn)由甲、乙、丙三名工人分別加工。經(jīng)統(tǒng)計當(dāng)月的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)：人分別加工。經(jīng)統(tǒng)計當(dāng)月的質(zhì)量特性數(shù)據(jù)： 甲工人甲工人 X = 50.2mm X = 50.2mm ，s = 0.15 mms = 0.15 mm 乙工人乙工人 X = 49.7mm X = 49.7mm ，s = 0.15 mm s = 0.15 mm 丙工人丙工人 X = 50 mm X = 50 mm ，s = 0.10 mms = 0.10 mm26答案答案 甲工

15、人甲工人 CPCPK K = 0.67 = 0.67乙工人乙工人 CPCPK K = 0.44 = 0.44丙工人丙工人 CPCPK K = 1.67 = 1.6727練習(xí)2: 對四部機(jī)器工序能力的研究,取得了一下信息(表中數(shù)據(jù)的單位為英寸): 特定工件的公差尺寸為:1.500+/-0.005英寸。機(jī)器均值工序能力(B)11.4950.00421.5020.00631.5000.01241.4980.012281、如果均值容易借助機(jī)器的調(diào)整而移動,則所列的四部機(jī)器中使用上最好的是哪個?在經(jīng)濟(jì)上最實(shí)用的是哪一個?2、如果均值不容易通過機(jī)器的調(diào)整加以移動,而且產(chǎn)品不能返工或修理,則使用上最好的機(jī)器

16、又是哪一個?29解答解答:3、由于機(jī)器變異的散布中心(均值)可以準(zhǔn)確地調(diào)整到1.500,加工質(zhì)量就唯一地決定于機(jī)器的散布程度和其等價指標(biāo)過程能力; 從表中所列數(shù)據(jù)表明,機(jī)器1的過程能力值最小,也就是加工的變異程度最小,當(dāng)然在使用上是最好的一部機(jī)器; 但從經(jīng)濟(jì)上講,最好的機(jī)器不一定是最實(shí)用的機(jī)器,以下從過程能力指數(shù)可以得到證明:30解答：解答：83.0012.001.0:483.0012.001.0:367.1006.001.0:25.2004.001.0:1CpCpCpCp號機(jī)器號機(jī)器號機(jī)器號機(jī)器產(chǎn)品要求不是很高的情況下,用1號機(jī)器就有些能力過剩了.31解答解答: II. 由于散布中心不能通過

17、調(diào)整機(jī)器移動到目標(biāo)值,所以計算過程能力指數(shù)時,必須考慮偏移量,對無偏差的Cp進(jìn)行修正;計算結(jié)果如下:32解答解答:06. 0012. 001. 0)005. 0002. 01 (:483. 0012. 001. 0)01 (:31006. 001. 0)005. 0002. 01 (:20004. 001. 0)005. 0005. 01 (:16)21 ()1 (2CpkCpkCpkCpkLSLUSLLSLUSLXCpkCpkLSLUSL號機(jī)器號機(jī)器號機(jī)器號機(jī)器33Todaysoft-SPC34提示n 過程能力改善為了達(dá)到6標(biāo)準(zhǔn)，不是簡單的將過程的異常因素消除了就行了，而是需要持續(xù)性進(jìn)行過程能力改善以降低引起過程變異的普通原因，必要時對過程的均值