《生產(chǎn)過程能力和性能監(jiān)測統(tǒng)計方法第2部分：時間相依過程模型的過程能力與性能GBT 40681.2-2023》詳細解讀

《生產(chǎn)過程能力和性能監(jiān)測統(tǒng)計方法第2部分：時間相依過程模型的過程能力與性能GB/T40681.2-2023》詳細解讀contents目錄1范圍2規(guī)范性引用文件3術(shù)語、定義、符號和縮略語3.1術(shù)語和定義3.2符號3.3縮略語4過程分析contents目錄5時間相依分布模型6過程能力和性能指數(shù)6.1性能和能力指數(shù)的確定方法—綜述6.2單側(cè)規(guī)范限6.3不同計算方法的應(yīng)用7報告過程性能/能力指數(shù)參考文獻011范圍適用對象適用于各類生產(chǎn)制造企業(yè)，特別是那些需要對其生產(chǎn)過程進行精細管理和控制的企業(yè)。適用于時間相依過程模型，即那些輸出結(jié)果隨時間變化的生產(chǎn)過程。涵蓋內(nèi)容本標準規(guī)定了時間相依過程模型的過程能力與性能的統(tǒng)計方法和評價指標。涉及生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性、能力指數(shù)、性能指數(shù)等關(guān)鍵參數(shù)的計算和分析方法。目的和意義提供了一種科學的評估工具，幫助企業(yè)了解生產(chǎn)過程的實際能力和性能水平。有助于企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題，為持續(xù)改進和提升產(chǎn)品質(zhì)量提供數(shù)據(jù)支持。022規(guī)范性引用文件GB/T40681.1-2023《生產(chǎn)過程能力和性能監(jiān)測統(tǒng)計方法第1部分：通用模型和統(tǒng)計量》該標準提供了生產(chǎn)過程能力和性能監(jiān)測的基本模型和關(guān)鍵統(tǒng)計量的定義，是理解和實施本部分（GB/T40681.2-2023）的重要基礎(chǔ)。主要引用標準相關(guān)引用標準GB/T19000-2016《質(zhì)量管理體系基礎(chǔ)和術(shù)語》定義了質(zhì)量管理體系中的基礎(chǔ)和常用術(shù)語，對于理解和解釋本部分中的相關(guān)概念具有輔助作用。GB/T6379.6-2009《測量方法與結(jié)果的準確度(正確度與精密度)第6部分:準確度值的實際應(yīng)用》提供了測量準確度評估的方法和指導(dǎo)，有助于評估時間相依過程模型的過程能力與性能的測量準確度。ISO22514-1:2014《Statisticalmethodsinprocessmanagement--Capabilityandperformance--Part1:Generalconceptsanddefinitions》提供了過程能力和性能統(tǒng)計方法的國際標準和通用概念，對于理解和比較國內(nèi)外相關(guān)標準具有參考價值。注：以上列舉的規(guī)范性引用文件和參考文件，旨在為讀者提供全面的標準背景和參考資料，以便更好地理解和實施《生產(chǎn)過程能力和性能監(jiān)測統(tǒng)計方法第2部分：時間相依過程模型的過程能力與性能GB/T40681.2-2023》。在實際應(yīng)用中，還需結(jié)合具體生產(chǎn)過程和業(yè)務(wù)需求，進行靈活應(yīng)用和調(diào)整。010203參考文件033術(shù)語、定義、符號和縮略語過程性能考慮了過程中所有變差（包括長期變差）的過程表現(xiàn)，通常表示為Pp或Ppk，用于評估過程在實際情況下的性能。生產(chǎn)過程一組將輸入轉(zhuǎn)化為輸出的相互關(guān)聯(lián)或相互作用的活動，其目的是為了制造產(chǎn)品或提供服務(wù)。過程能力一個穩(wěn)定過程的固有變差（或稱為短期變差），通常表示為Cp或Cpk，用于量化過程能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的能力。3.1術(shù)語和定義USL規(guī)格上限（UpperSpecificationLimit）。LSL規(guī)格下限（LowerSpecificationLimit）。μ過程輸出的平均值。T規(guī)格公差，即USL與LSL之差。σ過程輸出的標準差，代表過程的短期變差。σs過程輸出的樣本標準差。3.2符號Cp過程能力指數(shù)，用于量化過程能力。Cpk有偏移的過程能力指數(shù)，考慮了過程平均值與規(guī)格中心的偏移。Pp過程性能指數(shù)，用于評估過程性能。Ppk有偏移的過程性能指數(shù)，考慮了過程平均值與規(guī)格中心的偏移以及長期變差。3.3縮略語043.1術(shù)語和定義生產(chǎn)過程能力是指一個穩(wěn)定的生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品特性值分布的6σ范圍所表示的能力。它反映了生產(chǎn)過程在一定時間內(nèi)處于統(tǒng)計控制狀態(tài)下的質(zhì)量水平。定義生產(chǎn)過程能力是衡量企業(yè)生產(chǎn)制造水平的重要指標，有助于企業(yè)了解自身生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量水平，為持續(xù)改進提供數(shù)據(jù)支持。意義3.1.1生產(chǎn)過程能力定義性能指標是用于量化評估生產(chǎn)過程性能的一組參數(shù)，包括過程能力指數(shù)、不良品率等。分類性能指標可分為長期性能指標和短期性能指標。長期性能指標反映了生產(chǎn)過程的長期穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量水平；短期性能指標則用于評估生產(chǎn)過程的短期波動和異常情況。3.1.2性能指標3.1.3時間相依過程模型特點時間相依過程模型能夠更真實地反映實際生產(chǎn)過程中的動態(tài)變化，有助于企業(yè)及時發(fā)現(xiàn)并處理生產(chǎn)過程中的異常情況，提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。定義時間相依過程模型是一種考慮時間因素對生產(chǎn)過程影響的模型，用于描述生產(chǎn)過程特性值隨時間變化而呈現(xiàn)出的規(guī)律。定義過程能力與性能評估是指運用統(tǒng)計方法對生產(chǎn)過程能力和性能指標進行量化評估的過程。目的3.1.4過程能力與性能評估過程能力與性能評估的目的是幫助企業(yè)全面了解生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和產(chǎn)品質(zhì)量水平，發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題和改進方向，為企業(yè)的持續(xù)改進提供數(shù)據(jù)支持和決策依據(jù)。0102053.2符號代表過程輸出的質(zhì)量特性值X代表過程輸出的平均值μ代表過程輸出的標準差σ符號定義010203USL代表質(zhì)量特性的上規(guī)格限LSLT符號定義代表質(zhì)量特性的下規(guī)格限代表過程的公差范圍，即USL與LSL之差Cp代表過程能力指數(shù)，是反映過程固有波動相對于公差范圍的大小的一個指標Cpk代表有偏移的過程能力指數(shù)，是考慮到過程平均值與公差中心不重合時的情況符號定義符號應(yīng)用010203在計算過程能力指數(shù)時，需要使用到μ、σ、USL、LSL等符號來計算Cp和Cpk通過對Cp和Cpk的分析，可以判斷生產(chǎn)過程是否能夠滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求，進而對生產(chǎn)過程進行調(diào)整和優(yōu)化這些符號還可以用于描述生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和能力水平，幫助企業(yè)更好地了解和控制生產(chǎn)質(zhì)量符號意義這些符號不僅是統(tǒng)計過程控制中的重要參數(shù)，也是企業(yè)進行質(zhì)量管理、提升產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率的關(guān)鍵指標通過對這些符號的監(jiān)測和分析，企業(yè)可以及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的問題，并采取相應(yīng)的措施進行改進，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量和客戶滿意度063.3縮略語PCMCpkPpPpkCpTDPProcessCapabilityandPerformanceMonitoring，即過程能力與性能監(jiān)測。Time-DependentProcess，即時間相依過程。ProcessCapabilityIndex，即過程能力指數(shù)，是衡量過程固有波動相對于規(guī)格限的寬度。ProcessCapabilityIndexwithshiftconsideration，即考慮偏移的過程能力指數(shù)，用于評估過程中心與規(guī)格中心的偏移情況。PerformanceIndex，即性能指數(shù)，用于評估過程的整體波動情況。PerformanceIndexwithshiftconsideration，即考慮偏移的性能指數(shù)，用于評估過程整體波動及中心偏移的綜合影響。常見縮略語專業(yè)術(shù)語解釋指一個穩(wěn)定過程的固有波動大小，它表示過程在不受外界異常因素影響下，能夠一致地生產(chǎn)出合格產(chǎn)品的能力。過程能力是對過程長期運行下，包括固有波動和異常波動在內(nèi)的整體波動的評估。過程平均值與規(guī)格中心之間的偏差，它會影響過程的能力指數(shù)和性能指數(shù)。性能評估產(chǎn)品設(shè)計或客戶要求的產(chǎn)品特性值的接受范圍。規(guī)格限01020403中心偏移074過程分析數(shù)據(jù)處理對收集到的數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，如異常值剔除、缺失值填補等，確保數(shù)據(jù)質(zhì)量。數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換根據(jù)需要，對數(shù)據(jù)進行適當?shù)霓D(zhuǎn)換，如標準化、歸一化等，以便于后續(xù)分析。數(shù)據(jù)收集收集與時間相依的過程數(shù)據(jù)，包括不同時間點的質(zhì)量特性值、操作條件等。4.1過程數(shù)據(jù)收集與處理01過程穩(wěn)定性評估通過統(tǒng)計方法判斷過程是否處于穩(wěn)定狀態(tài)，若不穩(wěn)定則需調(diào)整過程參數(shù)或控制策略。4.2過程能力分析02過程能力指數(shù)計算在過程穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，計算過程能力指數(shù)，如Cp、Cpk等，以評估過程滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求的能力。03過程性能指數(shù)計算計算過程性能指數(shù)，如Pp、Ppk等，以反映過程的實際性能水平。性能數(shù)據(jù)收集收集反映過程性能的相關(guān)數(shù)據(jù)，如產(chǎn)品合格率、返工率、報廢率等。性能指標計算根據(jù)收集到的性能數(shù)據(jù)，計算各項性能指標，以便于對過程性能進行量化評估。性能改進建議根據(jù)性能指標的分析結(jié)果，提出針對性的性能改進建議，以提高過程效率和產(chǎn)品質(zhì)量。0302014.3過程性能分析時間序列分析對過程數(shù)據(jù)按時間序列進行排列，分析數(shù)據(jù)隨時間的變化趨勢和周期性特征。自相關(guān)與互相關(guān)分析計算時間序列數(shù)據(jù)的自相關(guān)和互相關(guān)系數(shù)，以揭示數(shù)據(jù)間的內(nèi)在聯(lián)系和影響因素。時間相依模型建立基于時間序列分析結(jié)果，建立時間相依模型，以預(yù)測和控制過程在未來時間點的狀態(tài)和行為。4.4時間相依特性分析085時間相依分布模型時間相依性時間相依分布模型考慮了生產(chǎn)過程中數(shù)據(jù)隨時間變化的特點，能夠更準確地描述生產(chǎn)過程的實際情況。分布類型該模型通常采用一些常見的概率分布，如正態(tài)分布、威布爾分布等，來描述過程數(shù)據(jù)的分布情況。參數(shù)估計通過對歷史數(shù)據(jù)的分析，可以估計出模型的參數(shù)，從而得到過程數(shù)據(jù)的具體分布情況。模型的基本概念數(shù)據(jù)收集收集生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)，包括時間戳、測量值等。模型的建立步驟01數(shù)據(jù)預(yù)處理對收集到的數(shù)據(jù)進行清洗、整理，去除異常值和缺失值，使其滿足建模要求。02模型選擇根據(jù)數(shù)據(jù)的特征和實際需求，選擇合適的分布類型和模型形式。03參數(shù)估計利用統(tǒng)計方法對模型參數(shù)進行估計，得到具體的模型表達式。04過程能力分析通過時間相依分布模型，可以分析生產(chǎn)過程的能力，判斷其是否滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求。性能監(jiān)測利用該模型可以對生產(chǎn)過程的性能進行實時監(jiān)測，及時發(fā)現(xiàn)并處理異常情況。質(zhì)量改進基于模型的分析結(jié)果，可以針對性地提出質(zhì)量改進措施，提高產(chǎn)品質(zhì)量水平。模型的應(yīng)用場景優(yōu)點考慮了時間相依性，能夠更準確地描述生產(chǎn)過程的實際情況；可以實時監(jiān)測生產(chǎn)過程的性能和異常情況。缺點模型的建立需要大量的歷史數(shù)據(jù)支持，對數(shù)據(jù)的質(zhì)量和完整性要求較高；模型的復(fù)雜度和計算量較大，需要專業(yè)的統(tǒng)計知識和計算資源支持。模型的優(yōu)缺點分析096過程能力和性能指數(shù)6.1過程能力指數(shù)Cpk（有偏移的過程能力指數(shù)）考慮了過程中心與規(guī)范中心的偏移情況，更能真實反映過程滿足規(guī)格要求的能力。Cp（過程能力指數(shù)）表示過程固有的波動范圍與規(guī)范限的比值，用于衡量過程本身的精度。表示過程總波動范圍與規(guī)范限的比值，用于衡量過程長期運行下的性能。Pp（過程性能指數(shù)）同樣考慮了過程中心與規(guī)范中心的偏移情況，反映過程長期運行下滿足規(guī)格要求的性能。Ppk（有偏移的過程性能指數(shù)）6.2過程性能指數(shù)VS根據(jù)收集的數(shù)據(jù)，利用統(tǒng)計軟件或手動計算得出各個指數(shù)的具體數(shù)值。解讀要點結(jié)合具體數(shù)值和過程要求，對過程能力和性能進行評估，找出可能存在的問題和改進方向。計算方法6.3指數(shù)的計算與解讀應(yīng)用場景適用于各類生產(chǎn)制造過程，特別是對產(chǎn)品質(zhì)量和過程穩(wěn)定性有較高要求的情況。016.4指數(shù)的應(yīng)用與改進改進措施根據(jù)指數(shù)分析結(jié)果，可以針對性地優(yōu)化生產(chǎn)工藝、提高設(shè)備精度、加強質(zhì)量控制等，以提升過程能力和性能。02106.1性能和能力指數(shù)的確定方法—綜述6.1性能和能力指數(shù)的確定方法—綜述性能指數(shù)與能力指數(shù)的定義性能指數(shù)（Pp）和能力指數(shù)（Cp）是衡量過程能力和性能的關(guān)鍵指標。性能指數(shù)反映了過程的整體性能，考慮了過程中心與規(guī)范中心的不重合性；而能力指數(shù)則體現(xiàn)了過程固有的、不考慮偏移的能力。確定方法的重要性正確確定性能指數(shù)和能力指數(shù)對于評估生產(chǎn)過程的狀態(tài)、發(fā)現(xiàn)潛在問題以及優(yōu)化生產(chǎn)過程具有重要意義。這些指數(shù)有助于企業(yè)了解生產(chǎn)過程的穩(wěn)定性和能力，從而制定相應(yīng)的改進措施。常用的確定方法確定性能指數(shù)和能力指數(shù)的方法主要包括圖解法、計算法等。圖解法通過繪制控制圖來直觀地判斷過程的狀態(tài)和能力；計算法則依據(jù)收集到的數(shù)據(jù)，通過統(tǒng)計公式來計算這兩個指數(shù)。方法的適用性與局限性不同的確定方法具有各自的適用性和局限性。例如，圖解法直觀易懂，但可能受到主觀因素的影響；計算法更為精確，但需要足夠的數(shù)據(jù)支持，且對數(shù)據(jù)的質(zhì)量要求較高。因此，在選擇確定方法時，應(yīng)根據(jù)實際情況進行權(quán)衡。6.1性能和能力指數(shù)的確定方法—綜述“116.2單側(cè)規(guī)范限定義與背景單側(cè)規(guī)范限是指在生產(chǎn)過程中，只對產(chǎn)品質(zhì)量特性的一側(cè)進行限制，例如只規(guī)定上限或下限。在某些生產(chǎn)過程中，產(chǎn)品質(zhì)量的某個特性可能只要求不超過某個特定值，此時就可以采用單側(cè)規(guī)范限。““對于單側(cè)規(guī)范限的過程能力與性能監(jiān)測，需要選擇合適的統(tǒng)計量進行度量，如單側(cè)過程能力指數(shù)。監(jiān)測過程中需要收集數(shù)據(jù)，并利用統(tǒng)計方法對數(shù)據(jù)進行處理和分析，以評估過程是否滿足單側(cè)規(guī)范限的要求。監(jiān)測方法評估與改進根據(jù)監(jiān)測結(jié)果，可以對過程能力進行評估，判斷其是否滿足生產(chǎn)要求。如果過程能力不足，需要采取相應(yīng)的改進措施，如調(diào)整工藝參數(shù)、優(yōu)化設(shè)備性能等，以提高產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)效率。注意事項在應(yīng)用單側(cè)規(guī)范限時，需要明確規(guī)范限的具體要求和監(jiān)測方法，以確保監(jiān)測結(jié)果的準確性和可靠性。同時，還需要注意數(shù)據(jù)的采集、處理和分析方法，以避免誤差和偏差對監(jiān)測結(jié)果的影響。126.3不同計算方法的應(yīng)用過程能力指數(shù)計算采用傳統(tǒng)的6σ方法來評估過程能力，通過計算得出Cp、Cpk等指標。適用范圍適用于穩(wěn)定且數(shù)據(jù)服從正態(tài)分布的生產(chǎn)過程。優(yōu)點與局限經(jīng)典方法簡單易行，但對于非正態(tài)、非穩(wěn)定過程可能不夠準確。6.3.1經(jīng)典方法適用于復(fù)雜、非線性或難以用解析方法描述的生產(chǎn)過程。適用范圍能夠處理更復(fù)雜的生產(chǎn)過程，但計算量較大，需要高性能計算資源。優(yōu)點與局限通過隨機數(shù)生成技術(shù)，模擬生產(chǎn)過程的波動情況，從而評估過程能力。原理介紹6.3.2蒙特卡洛模擬法結(jié)合先驗信息和樣本數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計推斷，得出過程能力的后驗分布。統(tǒng)計推斷適用于小樣本、高成本或難以大量采集數(shù)據(jù)的生產(chǎn)過程。適用范圍能夠充分利用先驗信息，提高評估準確性，但對先驗信息的準確性和可靠性要求較高。優(yōu)點與局限6.3.3貝葉斯方法利用人工智能和機器學習技術(shù)，構(gòu)建生產(chǎn)過程模型，通過模型預(yù)測和評估過程能力。模型構(gòu)建適用范圍優(yōu)點與局限適用于具有大量歷史數(shù)據(jù)和復(fù)雜影響因素的生產(chǎn)過程。能夠自動