生產(chǎn)工序能力分析

11三月2024生產(chǎn)工序能力分析§12.1基本概念在產(chǎn)品制造過程中，工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的最基本環(huán)節(jié)。所謂工序能力分析，就是考慮工序的設(shè)備、工藝、人的操作、材料、測量工具與方法以及環(huán)境對工序質(zhì)量指標(biāo)要求的適合程度。工序能力分析是質(zhì)量管理的一項重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。它有助于掌握各道工序的質(zhì)量保證能力，為產(chǎn)品設(shè)計、工藝、工裝設(shè)計、設(shè)備的維修、調(diào)整、更新、改造提供必要的資料和依據(jù)。一工序能力二工序能力指數(shù)

2一工序能力1概念：所謂工序能力，是指處于穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，工序的實際加工能力。

●工序處于穩(wěn)定狀態(tài)，是指工序的分布狀態(tài)不隨時間的變化而變化，或稱工序處于受控狀態(tài)；

●工序處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，是指設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境、測量均處于標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)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(zhì)量特性的分散(或波動)有多大。加工能力強或弱的區(qū)分關(guān)鍵是質(zhì)量特性的分布范圍大小，或集中程度。由于均方差σ是描述隨機變量分散的數(shù)字特征，而且，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量特性服從正態(tài)分布N(μ，σ2)時，以3σ原則確定其分布范圍(μ±3σ)，處于該范圍外的產(chǎn)品僅占產(chǎn)品總數(shù)的0.27%，因此，人們常以6σ描述工序的實際加工能力。實踐證明：用這樣的分散范圍表示工序能力既能保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，又能具有較好的經(jīng)濟性。2表達式：B=6σ或B≈6S3影響因素：(1)人——與工序直接有關(guān)的操作人員、輔助人員的質(zhì)量意識和操作技術(shù)水平；(2)設(shè)備——包括設(shè)備的精度、工裝的精度及其合理性、刀具參數(shù)的合理性等；(3)材料——包括原材料、半成品、外協(xié)件的質(zhì)量及其適用性；(4)工藝——包括工藝方法及規(guī)范、操作規(guī)程的合理性；(5)測具——測量方法及測量精度的適應(yīng)性；(6)環(huán)境——生產(chǎn)環(huán)境及勞動條件的適應(yīng)性。3二工序能力指數(shù)1概念：工序能力指數(shù)是衡量工序能力對產(chǎn)品規(guī)格要求滿足程度的數(shù)量值，記為Cp。通常以規(guī)格范圍T與工序能力B的比值來表示。即：

T=規(guī)格上限TU

-規(guī)格下限TL。

2工序能力與工序能力指數(shù)的區(qū)別：工序能力是工序具有的實際加工能力，而工序能力指數(shù)是指工序能力對規(guī)格要求滿足的程度，這是兩個完全不同的概念。工序能力強并不等于對規(guī)格要求的滿足程度高，相反，工序能力弱并不等于對規(guī)格要求的滿足程度低。當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，而且其分布中心與規(guī)格中心Tm重合時，一定的工序能力指數(shù)將與一定的不合格品率相對應(yīng)。因此，工序能力指數(shù)越大，說明工序能力的貯備越充足，質(zhì)量保證能力越強，潛力越大，不合格品率越低。但這并不意味著加工精度和技術(shù)水平越高。4§12.2工序能力指數(shù)的計算一計量值1雙側(cè)規(guī)格界限（1）無偏（2）有偏2單側(cè)規(guī)格界限（1）僅給出規(guī)格上限TU（2）僅給出規(guī)格上限TL二記數(shù)值1記件值2記點值51計量值雙側(cè)規(guī)格界限雙側(cè)規(guī)格界限是指既具有規(guī)格上限(TU)要求，又有規(guī)格下限(TL)要求的情況(1)無偏——規(guī)格中心Tm與分布中心重合

●計算公式：

●工序不合格品率p的估計：①直接根據(jù)規(guī)格上、下限TU、TL

以及工序分布的數(shù)字特征，估計和S進行計算②根據(jù)工序能力指數(shù)Cp計算。由式:

因此有●例1P1P2TLTUTmf（x）σμT6例1根據(jù)某工序加工零件的測試數(shù)據(jù)計算得出，=6.5,S=0.0055，規(guī)格要求為。試求該工序的工序能力指數(shù)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(shù)：

工序能力指數(shù)：

或：當(dāng)k≥１，即e≥T/2時，規(guī)定Cpk=0(圖中，曲線2)

●不合格品率估計：①

②采用“用Cp和k值估計不合格品率”●例2f（x）有偏時工序能力指數(shù)與不合格品率e12eμTLTUP1P2TmxT(2)有偏——規(guī)格中心Tm與分布中心不重合計量值—雙側(cè)規(guī)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(guī)格要求為，試計算工序能力指數(shù)并估計不合格品率。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Cpk0.030.040.080.120.160.200.240.280.320.360.400.440.480.25.0.5013.8613.3413.6413.9914.4815.1015.8616.7517.7718.9220.1921.5823.0924.710.607.197.267.487.858.379.039.8510.8111.9213.1814.5916.5117.8519.690.703.573.643.834.164.635.245.996.897.949.1610.5512.1013.8415.740.801.641.691.892.092.462.943.554.315.216.287.538.9810.6212.480.900.690.730.831.001.251.602.052.623.344.215.276.538.029.751.000.270.290.350.450.610.841.141.552.072.753.594.655.947.491.100.100.110.140.200.290.420.610.881.241.402.393.234.315.661.200.030.040.050.080.130.200.310.480.721.061.542.193.064.201.300.010.010.020.030.050.090.150.250.400.630.961.452.133.061.400.000.010.010.010.040.070.130.220.360.590.931.452.191.500.000.010.020.030.060.110.200.350.590.961.541.600.000.010.010.030.060.110.200.360.631.071.700.000.010.010.030.060.110.220.400.721.800.000.010.010.030.060.130.250.481.900.000.010.010.030.070.150.312.000.000.010.020.040.090.202.100.000.010.020.050.132.200.000.010.030.082.300.010.020.052.400.000.010.032.500.100.022.600.000.012.700.012.800.00單位：%10(1)僅給出規(guī)格上限TU

●計算公式：

當(dāng)TU≤時，p≥50%，則規(guī)定Cp＝0

●不合格品率估計：●例某零件質(zhì)量要求加工后不得大于71g，測試部分?jǐn)?shù)據(jù)后得＝70.2g，S＝0.24g，試計算工序能力指數(shù)

Cp及不合格品率p。解：2計量值—單側(cè)規(guī)格界限μf（x）TUσx11計量值—單側(cè)規(guī)格界限(2)僅給出規(guī)格下限TL

●計算公式：

當(dāng)TL≥時，p≤50%，則規(guī)定Cp＝0

●不合格率估計：●例3要求零件淬火后的硬度≥HRC71，實測數(shù)據(jù)后計算得＝HRC73；S＝1，試計算工序能力指數(shù)Cp及不良品率p。

解：μf（x）TLσxμ-TL12計數(shù)值—計件值

●計算公式以不合格品率上限pU作為規(guī)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(shù)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(shù)Cp●例1某產(chǎn)品規(guī)格要求pU＝0.1，現(xiàn)取5個樣本，n1＝n2＝…＝n5＝100,各樣本中不合格品數(shù)為：d1＝7，d2＝5，d3＝6，d4＝2，d5＝4，求工序能力指數(shù)Cp。解：13計數(shù)值—計點值

●計算公式

規(guī)格要求是單位產(chǎn)品平均缺陷(或疵點數(shù))上限或不合格品率很小時的樣本中不合格品數(shù)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(shù)(或不合格品數(shù))為C1，C2，…，Ck。(2)計算平均疵點數(shù)(或平均不合格品數(shù))(3)計算工序能力指數(shù)Cp

●例2：設(shè)某產(chǎn)品規(guī)格要求單位產(chǎn)品平均缺陷上限CU＝2，取容量為10的樣本5個，各樣本中產(chǎn)品的缺陷數(shù)分別為C1＝7；C2＝5；C3＝6；C4

＝2；C5＝4，求工序能力指數(shù)Cp。

解：14§12.3工序能力的評價與處置

工序能力指數(shù)Cp客觀地、定量地反映了工序能力對規(guī)格要求的適應(yīng)程度，因此它是工序能力評價的基礎(chǔ)。根據(jù)工序能力指數(shù)的大小一般可將加工分為五類：1Cp＞1.67特級加工

21.67≥Cp＞1.33一級加工

31.33≥Cp＞1二級加工

41≥Cp＞0.67三級加工5Cp≤0.67四級加工

151Cp＞1.67特級加工●當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，且分布中心與規(guī)格中心Tm

重合時，T＞10S，不合格品率p＜0.00006%。（見圖）●工序能力過分充裕，有很大的貯備。這意味著粗活細(xì)作或用一般工藝方法可以加工的產(chǎn)品，采用了特別精密的工藝、設(shè)備或高級操作工人進行加工。這勢必影響了生產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品成本?！翊胧?1)合理，經(jīng)濟地降低工序能力。如改用低精度的設(shè)備、工藝、技術(shù)和原材料；放寬檢驗或放寬管理(2)在保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟效益的前提下更改設(shè)計，加嚴(yán)規(guī)格要求；(3)合并或減少工序也是常用的方法之一。1621.67≥Cp＞1.33一級加工●當(dāng)時，10S≥T＞8S，不合格品率0.00006%≤p＜0.006%。（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?！翊胧?1)允許小的外來波動；(2)非關(guān)鍵工序可放寬檢驗；(3)工序控制的抽樣間隔可適當(dāng)放寬。

1731.33≥Cp＞1二級加工●當(dāng)時，8S≥T＞6S，不合格品率0.006%≤p＜0.27%。（見圖）●對一般加工而言，工序能力適宜?！翊胧?1)對工序進行嚴(yán)格控制，使生產(chǎn)過程處于良好的穩(wěn)定、正常狀態(tài)，并保證不降低工序的質(zhì)量水平，(2)一旦發(fā)現(xiàn)工序有異常狀態(tài)出現(xiàn)，立即采取相應(yīng)措施，調(diào)整工藝過程，使之回到穩(wěn)定、正常狀態(tài)。(3)檢