工序质量控制

工序质量控制

奚教授机械工程学院工业工程系工序能力1、了解工序能力和工序能力指数的涵义；2、掌握工序能力指数在各种情况下的计算方法；3、掌握工序不合格品率计算方法；4、掌握工序能力指数的判定和提高工序能力指数的途径；本章主要要求本章主要内容：概念生产制造过程控制的核心是工序质量控制，其质量职能具体表现在以下三方面：（1）严格执行制造质量计划；（2）保证工序质量处于受控状态；（3）有效控制生产节拍，及时处理质量问题，保证均衡生产、文明生产。质量波动及其原因质量差异是生产制造过程的固有本质，质量的波动具有客观必然性。工序质量控制的任务，是要把质量特性值控制在规定的波动范围内，使工序处于受控状态，能稳定地生产合格品。从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：1、偶然性波动（chanceofcauseofvariation）2、系统性波动（assignableofcauseofvariation）质量波动及其原因从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：偶然性波动系统性波动偶然性波动由大量的、微小的不可控因素的作用而引起，这种波动具有随机性。偶然性的波动称为正常波动。工序质量控制的任务是使正常波动维持在适度的范围内。系统性波动由少量的、但较显著的可控因素的作用而引起，这种波动不具有随机性。系统性的波动称为异常波动。工序质量控制的任务是及时发现异常波动，查明原因，采取有效的技术组织消除系统性波动，使生产过程重新回到受控状态。质量波动及其原因偶然性波动系统性波动偶然性波动系统性波动转化相对的质量波动及其原因操作者man材料material机器设备machine工艺方法method工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的因素归纳为“5M1E”测试手段material环境条件environment产品设计工艺选择计划调度人员培训工装设备物资供应计量检验安全文明人际关系劳动纪律质量波动的统计规律质量特性值的波动具有统计规律性质量波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状态下的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的规律性。这种统计规律性是统计质量控制的必要前提和客观基础统计质量控制是统计质量管理中的一个重要问题所谓统计质量控制，就是对生产过程中工序质量特性值进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计推断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。工序质量的两种状态生产过程中，工序质量有两种状态：受控状态Incontrol失控状态Outofcontrol生产过程程的受控控状态μ0X(X)σ0上控制界界限UCL下控制界界限LCLt生产过过程的的失控控状态态μ1X(X)σ0上控制制界限限UCL下控制制界限限LCLtμ0μ≠μ0，σ=σ0，μ保持持稳定定。这这时，，从表表面看看，过过程状状态是是稳定定的，，但由由于质质量特特性或或其统统计量量的分分布集集中位位置（（μμ）已已偏离离控制制中心心（μ0），黑黑点越越出控控制界界限某某侧的的可能能性变变大。。生产过过程的的失控控状态态μ=μ0，σ≠σ0，σ保持稳定定。这时时，由于于质量特特性或其其统计量量的分布布分散程程度（σσ））变大，，导致黑黑点越出出控制限限两侧的的可能性性变大。。μ0X(X)σ0上控制界界限UCL下控制界界限LCLt生产过程程的失控控状态μ≠μ0，σ≠σ0，μ和和σ都保持稳定定。这时时，失控控状态更更复杂，，失控程程度可能能更严重重。生产过程程的失控控状态μ和σ中至少少有一个个不稳定定，随时时间变化化。下图图表示分分布集中中位置μ不断增大大时的工工序质量量失控状状态。X(X)上控制界界限UCL下控制界界限LCLt工序控制制的基本本要求一旦发现现工序质质量失控控，就应应立即查查明原因因，采取取措施，，使生产产过程尽尽快恢复复受控状状态，尽尽可能减减少因过过程失控控所造成成的质量量损失。。工序控制制的基本本过程发现反馈纠正分析生产过程程中工序序质量分分析平均值μ标准差σ样本总体极差R平均值X推断检定检定反映质量水平概念工序能力力是指处处于稳定定状态下下的工序序实际加加工能力力。稳定生产产状态下下的工序序应该具具备以下下几方面面的条件件：①原材料料或上一一道工序序半成品品按照标标准要求求供应；；②本工序序按作业业标准实实施，并并应在影影响工序序质量各各主要因因素无异异常的条条件下进进行；③工序完完成后，，产品检检测按标标准要求求进行。。在非稳定定生产状状态下的的工序所所测得的的工序能能力是没没有意义义的。工序实施施以及前前后过程程均应标标准化概念工序能力力可用工工序质量量特性值值分布的的分散性性特征来来度量；；。B=6σ用途：1、选择择经济合合理的工工序方案案；2、协调调工序之之间的相相互关系系；3、验证证工序质质量保证证能力；；工序能力力测定工序能力力的测定定一般是是在成批批生产状状态下进进行的，，工序满满足产品品质量要要求的能能力主要要表现在在以下两两个方面面:①产品质质量是否否稳定;②产品质质量精度度是否足足够。工序能力力测定当确认工工序能力力可以满满足精度度要求的的条件下下，工序序能力是是以该工工序产品品质量特特性值的的变异或或波动来来表示。。产品质质量的变变异可以以用频数数分布表表、直方方图、分分布的定定量值以以及分布布曲线来来描述。。在稳定定生产状状态下,影响工工序能力力的偶然然因素的的综合结结果近似似地服从从正态分分布。为为了便于于工序能能力的量量化,可可以用3σ原理来确确定其分分布范围围:当分分布范围围取为μ±3σ时,产品品质量合合格的概概率可达达99.7%接接近于1。因此此以±3σ,即6σ为标准来来衡量工工序的能能力是具具有足够够的精确确度和良良好的经经济特性性的。所所以在实实际计算算中就用用6σ的波动范范围来定定量描述述工序能能力。记记工序能能力为B，则B=6σ。质量要求求用3σ控制原则则来控制制生产，，当生产产过程处处于稳态态时，产产品的合合格率99.7%。99.73%*99.73%*……….*99.73%=76.31%10050099.73%*99.73%*……….*99.73%=25.88%质量要求求用3σ控制原则则来控制制生产，，当生产产过程处处于稳态态时，产产品的不不合格率率2.73%0。用6σ控制原则则来控制制生产，，当生产产过程处处于稳态态时，产产品的不不合格率率2ppb。ppb,partsperbillion,10-9影响工序序能力的的因素设备如设备精精度的稳稳定性,性能的的可靠性性,定位位装置和和传动装装置的准准确性,设备的的冷却润润滑的保保护情况况,动力力供应的的稳定程程度等。。工艺如工艺流流程的安安排,工工序之间间的衔接接,工艺艺方法、、工艺装装备、工工艺参数数、测量量方法的的选择,工序加加工的指指导文件件,工艺艺卡、操操作规范范、作业业指导书书、工序序质量分分析表等等。材料如材料的的成分,物理性性能,化化学性能能处理方方法,配配套件元元器件的的质量等等。操作者如操作人人员的技技术水平平熟练程程度,质质量意识识,责任任心,管管理程度度等。环境如生产现现场的温温度、湿湿度、噪噪音干扰扰、振动动、照明明、室内内净化、、现场污污染程度度等。主导性因因素工序能力力是上述述5个方方面因素素的综合合反映,但是在在实际生生产中,这5个个因素对对不同行行业、不不同企业业、不同同工序,及其对对质量的的影响程程度有着着明显的的差别,起主要要作用的的因素称称为主导导因素。。如对化工工企业来来说,一一般设备备、装置置、工艺艺是主导导性因素素。又如机械械加工的的铸造工工序则主主要因素素一般是是工艺过过程和操操作人员员的技术术水平,手工操作较多多的冷加工、、热处理及装装配调试中的的操作人员的的水平是主要要影响因素。。精密设备和电电子产品则环环境条件的影影响更为重要要等等。这些因素对产产品质量都起起着主导作用用,因而是主主导性因素。。进行工序能力力分析的意义义质量标准是指指工序加工产产品必须达到到的质量要求求,通常用标标准、公差(容差)、允允许范围等来来衡量,一般般用符号T表表示。质量标准(T)与工序能能力(B)之之比值,称为为工序能力指指数,记为Cp。工序能力指数数Cp值,是是衡量工序能能力大小的数数值。对于技技术要求满足足程度的指标标,工序能力力指数越大,.说明工序序能力越能满满足技术要求求,甚至有一一定的能力贮贮备。但是不不能认为工序序能力指数越越大,加工精精度就越高或或者说技术要要求越低。Cp=———=———TTB6σ技术要求工序能力工序能力指数数的计算计量值为双侧侧公差而且分分布中心和标标准中心重合合的情况分布中心和标标准中心不重重合的情况计量值为单侧侧公差情况计件值情况下下计点值情况下下工序能力指数数的计算工序能力指数数的计算计量值为双侧侧公差而且分分布中心和标标准中心重合合的情况6σTTuTLμ(M)Cp=———=———TTB6σCp=———=————————TTL-Tu6S6S工序能力指数数的计算分布中心和标标准中心不重重合的情况

ε

T/2TuTLMT/2μCp上=————T/2-ε3σ

Cp下=————T/2+ε3σ

Cpk=Cp(1-K)其中K=2ε/T工序能力指数数的计算μ6σTTu计量值为单侧侧公差情况6σTTLμCp上=————Tμ-X3σ

Cp下=————X-TL3σ

工序能力指数数的计算计件值情况下下Cp=(Tμ–μ)/3σμ=nPσ=P(1-P)/nCp=P(1-P)/n3Pμ-P工序能力指数数的计算计点值情况下下Cp=(Tμ–μ)/3σμ=Cσ=CCp=C3Cμ-C不良频率的计计算当质量特性的的分布呈正态态分布