质量管理04-工序能力分析

第四章工序(过程)能力分析10/18/20221主要内容容基本概念念工序能力力指数的的计算工序能力力的评价价与处置置工序能力力调查2/8//20202工序能力力分析的的意义在产品制制造过程程中，工工序是保保证产品品质量的的最基本本环节。。所谓谓工序能能力分析析，就是是考虑工工序的设设备、工工艺、人人的操作作、材料料、测量量工具与与方法以以及环境境对工序序质量指指标要求求的适合合程度。。工序能力力分析是是质量管管理的一一项重要要的技术术基础工工作。它它有助于于掌握各各道工序序的质量量保证能能力，为为产品设设计、工工艺、工工装设计计、设备备的维修修、调整整、更新新、改造造提供必必要的资资料和依依据。2/8//20203什么是工工序能力力所谓工序序能力，，是指处处于稳定定、标准准状态下下，工序序的实际际加工能能力。工序处于于稳定状状态，是是指工序序的分布布状态不不随时间间的变化化而变化化，或称称工序处处于受控控状态；；工序处于于标准状状态，是是指设备备、材料料、工艺艺、环境境、测量量均处于于标准作作业条件件，人员员的操作作也是正正确的。。工序的实实际加工工能力是是指工序序质量特特性的分分散(或波动)有多大。。以3σ原则这样样的分散散范围表表示工序序能力既既能保证证产品的的质量要要求，又又能具有有较好的的经济性性。工序能力力:B=6σ或B≈6S2/8//20204谁影响工工序能力力人——与工序直直接有关关的操作作人员、、辅助人人员的质质量意识识和操作作技术水水平；设备——包括设备备的精度度、工装装的精度度及其合合理性、、刀具参参数的合合理性等等；材料——包括原材材料、半半成品、、外协件件的质量量及其适适用性；；工艺——包括工艺艺方法及及规范、、操作规规程的合合理性；；测具——测量方法法及测量量精度的的适应性性；环境——生产环境境及劳动动条件的的适应性性。2/8//20205什么是工工序能力力指数工序能力力指数是是衡量工工序能力力对产品品规格要要求满足足程度的的数量值值，记为为Cp。通常以规规格范围围T与工序能能力B的比值来来表示。。即：其中T=规格上限限TU-规格下限限TL2/8//20206工序能力力与工序序能力指指数的区区别工序能力力是工序序的实际际加工能能力，而而工序能能力指数数是指工工序能力力对规格格要求的的满足程程度。工序能力力的强弱弱并不等等同于满满足规格格要求的的能力的的高低。。工序能力力指数的的高低（（在分布布中心与与规格格中心Tm重合时））对应合合格品率率的高低低，即：：工序能能力的贮贮备越充充足，质质量保证证能力越越强，不不合格品品率越低低。但这这并不意意味着加加工精度度和技术术水平越越高。2/8//20207工序能力力指数的的计算一计量量值1双侧侧规格界界限（1）无无偏（2）有有偏2单侧侧规格界界限（1）仅仅给出规规格上限限TU（2）仅仅给出规规格上限限TL二计数数值1计件件值2计点点值2/8//202081计量值－－双侧规规格界限限双侧规格格界限:指既具有有规格上上限(TU)要求，又又有规格格下限(TL)要求的情情况。(1)无偏——规格中心心Tm与分布中中心重重合P1P2TLTUTmf（x）σμT2/8//202091计量值－－双侧规规格界限限工序不合合格品率率p的估计：2/8//2020101计量值－－双侧规规格界限限例1根据某工工序加工工零件的的测试数数据计算算得出，，=6..5,S=0.0055，规格要求求为。。试求求该工序序的工序序能力指指数及不不良品率率。解：∵∴2/8//2020112计计量量值—双双侧规格格界限(2)有有偏———规格中中心Tm与分布中中心不不重合合绝对偏移移量：偏移系数数：

工序能力力指数：：或：当k≥１，即e≥T//2时，规规定Cpk=0((图中，曲曲线2)不合格品品率估计计：f（x）e12eμTLTUP1P2TmxT2/8//2020122计计量量值—双双侧规格格界限例2测试一批批零件外外径尺寸寸的平均均值==19.0101，，S=0.0143，规格格要求为为，，试试计算工工序能力力指数并并估计不不合格品品率。解：由题题意：或由Cp=0.816，k=0.145查表得不不良品率率估计约约为2.1%%～2.3%%2/8//202013Cpk0.030.040.080.120.160.200.240.280.320.360.400.440.480.25.0.5013.8613.3413.6413.9914.4815.1015.8616.7517.7718.9220.1921.5823.0924.710.607.197.267.487.858.379.039.8510.8111.9213.1814.5916.5117.8519.690.703.573.643.834.164.635.245.996.897.949.1610.5512.1013.8415.740.801.641.691.892.092.462.943.554.315.216.287.538.9810.6212.480.900.690.730.831.001.251.602.052.623.344.215.276.538.029.751.000.270.290.350.450.610.841.141.552.072.753.594.655.947.491.100.100.110.140.200.290.420.610.881.241.402.393.234.315.661.200.030.040.050.080.130.200.310.480.721.061.542.193.064.201.300.010.010.020.030.050.090.150.250.400.630.961.452.133.061.400.000.010.010.010.040.070.130.220.360.590.931.452.191.500.000.010.020.030.060.110.200.350.590.961.541.600.000.010.010.030.060.110.200.360.631.071.700.000.010.010.030.060.110.220.400.721.800.000.010.010.030.060.130.250.481.900.000.010.010.030.070.150.312.000.000.010.020.040.090.202.100.000.010.020.050.132.200.000.010.030.082.300.010.020.052.400.000.010.032.500.100.022.600.000.012.700.012.800.00单位：%用Cp和k值估计不不合格品品率2/8//2020142计量量值—单单侧规格格界限(1)仅给出规规格上限限TU计算公式式：当TU≤时，p≥50%%，则规定Cp＝0。不合格品品率估计计：f（x）μTUσx2/8//2020152计量量值—单单侧规格格界限例3某零件质质量要求求加工后后不得大大于71g，测试部分分数据后后得＝＝70.2g，S＝0.24g，试计算工工序能力力指数Cp及不合格格品率p。解：2/8//2020162计计量量值—单单侧规格格界限(2)仅给出规规格下限限TL计算公式式：当TL≥时，p≤50%%，则规定Cp＝0。不合格率率估计：：μf（x）TLσxμ-TL2/8//2020172计计量量值—单单侧规格格界限例4要求零件件淬火后后的硬度度≥HRC71，实测数据据后计算算得＝＝HRC73；S＝1，试计算工工序能力力指数Cp及不良品品率p。解：2/8//2020183计数值—计件值计算公式式以以不不合格品品率上限限pU作为规格格要求：：(1)取k个样本，，每个样样本的样样本容量量分别为为n1，n2，…，nk，每个样本本中的不不合格品品数为为d1，d2，…，dk。(2)计算平均均不合格格品率及及平均样样本量(3)计算工序序能力指指数Cp2/8//2020193计数值—计件值例5某产品规规格要求求pU＝0.1，现取5个样本，，n1＝n2＝…＝n5＝100,,各样本中中不合格格品数为为：d1＝7，d2＝5，d3＝6，d4＝2，d5＝4，求工序能能力指数数Cp。解：2/8//2020204计数值—计点值规格要求求是单位位产品平平均缺陷陷(或疵点数数)上限或不不合格品品率很小小时的样样本中不不合格品品数上限限CU(1)取k个样本，，每个样样本的样样本容量量分别为为n1,n2，…，nk，每个样本本的疵点点数(或不合合格品数数)为C1，C2，…，Ck。(2)计算平均均疵点数数(或平均不不合格品品数)(3))计算工序序能力指指数Cp2/8//2020214计数值—计点值例6：设某产品品规格要要求单位位产品平平均缺陷陷上限CU＝2，取容量为为10的样本5个，各样样本中产产品的缺缺陷数分分别为C1＝7；C2＝5；C3＝6；C4＝2；C5＝4，求工序能能力指数数Cp。解：2/8//202022工序能力力的评价价与处置置工序能力力指数Cp客观地、、定量地地反映了了工序能能力对规规格要求的的适应程程度，因因此它是是工序能能力评评价的基基础。根据工序序能力指指数的大大小一般般可将加加工分为为五类：1Cp＞1.67特级加工工21.67≥Cp＞1.33一级加工工31.33≥Cp＞1二级加工工41≥Cp＞0.67三级加工工5Cp≤0.67四级加工工2/8//202023加工分类类f(x)1级1级2级2级3级3级4级4级特级特级μTmT3=4σT0=10σT1=8σT2=6σ2/8//2020241Cp＞1.67特级加工工当质量特特性服从从正态分分布，且且分布中中心与与规格中中心Tm重合时，，T＞10S，不合格品品率p＜0.00006%。（见图）工序能力力过分充充裕，有有很大的的贮备。。这意味味着粗粗活细作作或用一一般工艺艺方法可可以加工工的产品品，采用用了特别别精密的的工艺、、设备或或高级操操作工人人进行加加工。这这势必影影响了生生产效率率，提高高了产品品成本。。措施：(1)合理，经经济地降降低工序序能力。。如改用用低精度度的设备备、工艺艺、技术术和原材材料；放放宽检验验或放宽宽管理(2)在保证产产品质量量和提高高经济效效益的前前提下更更改设计计，加严严规格要要求；(3)合并或减减少工序序也是常常用的方方法之一一。2/8//20202521.67≥Cp＞1.33一级加工工当时时，10S≥T＞8S，不合格格品率0.00006%≤p＜0.006%。（见图）对精密加加工而言言，工序序能力适适宜；对对一般加加工来说说工序能能力仍比比较充裕裕，有一一定贮备备。措施：(1)允许小的的外来波波动；(2)非关键工工序可放放宽检验验；(3)工序控制制的抽样样间隔可可适当放放宽。2/8//20202631.33≥Cp＞1二级加工工当时时，8S≥T＞6S，不合格格品率0.006%≤≤p＜0.27%。（见图）对一般加加工而言言，工序序能力适适宜。措施：(1)对工序进进行严格格控制，，使生产产过程处处于良良好的的稳定、、正常状状态，并并保证不不降低工工序的质质量水平平；(2)一旦发现现工序有有异常状状态出现现，立即即采取取相应措措施，调调整工艺艺过程，，使之回回到稳定定、正常常状态。。(3)检查不能能放宽。。2/8//20202741≥Cp＞0.67三级加工工当时时，，6S≥T＞4S，不合格品品率0.27%≤p＜4.55%。工序能力力不足，，不合格格品率较较高。（（见图）措施：(1)要通过提提高设备备精度、、改进工工艺方法法、提高高操作技技术水平平、改善善原材料料质量等等措施提提高工序序能力。。(2)要加强检检验，必必要时实实行全检检。2/8//2020285Cp≤0.67四级加工工当时时，T≤4S，不合格品品率p≥4.55%。（见图）工序能力力严重不不足，产产品质量量水平很很低，不不合格品品率高。。措施:(1)必须立即即分析原原因，采采取措施施，提提高工序序能力；；(2)为了保证证产品的的出厂质质量，应应通过全全数检查查；(3)若更改设设计、放放宽规格格要求不不致影影响产品品质量或或从经济济性考虑虑更为合合理时，，也可以以用更改改设计的的方法予予以解决决，但要要慎重处处理。2/8//202029提高工序序能力指指数的途途径2/8//202030提高工序序能力指指数的途途径2/8//202031提高工序序能力指指数的途途径2/8//202032提高工序序能力指指数的途途径2/8//202033第4节工工序能能力调查查的目的的2/8//202034工序能力力调查的的程序明确调查目的简化检查方法，确认工序能力适宜时，进行工序控制工序能力充分计算并分析Cp或Cpk作直方图、趋势图、控制图、并判定稳定性明确必要性与目标、落实负责单位、完成期限、责任者、方法按调查计划规定作业，记录数据及其背景充分利用质量情报选定调查对象（工序特性值）检查工序标准条件确定测试与抽样检查方法制定调查计划收集数据分析数据稳定状态不稳定状态工序能力分析追查不稳定原因工序能力过强工序能力不足设法降低成本追查原因修改标准采取措施采取有效的管理措施2/8//202035工序能力力调查的的应用1工艺验证证工艺验证证就是通通过工艺艺实施，，验证设设计的可可行性和和合理性性。它是是联系设设计和制制造的纽纽带。。在工艺艺验证中中，通过过工序能能力调查查，可以以达到：：(1)选择既可可实现设设计质量量、