项目4(工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进)

4-1项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进4.1质量特性数据及统计计算4.2直方图与工序质量分析4.2.1直方图教学课题1．质量特性数据及统计计算2．直方图计划课时3教学目标1．了解质量数据的简单统计计算方法；2．会制作和使用直方图分析工序状况及其产生原因。教学重点直方图的制作和使用教学难点标准偏差的含义及作用教学方法讲解法、案例法教学手段通过课件多媒体教学、板书结合本讲主题1．质量特性数据及统计计算2．直方图教学过程环节方式教学内容所用时间一、分析讲解质量特性数据及统计计算0.5学时二、分析讲解直方图2.5学时教学过程：一、引入新课题齿轮传动在现代机器和仪器中应用广泛，其功用是按规定的速比传递运动和动力。本项目，我们先了解齿轮传动的基本要求及相应的检验项目，并进行两个简单的实验：用齿厚游标卡尺测量齿厚偏差和用公法线千分尺测量公法线长度。二、教学内容4.1质量特性数据及统计计算（一）质量数据是指对产品进行某种质量特性的检查、试验、化验等所得到的量化结果。①计量值数据是指可以连续取值的数据。通常由测量得到，如重量、强度、几何尺寸、标高、位移等。②计数值数据是指只能用自然数取值的质量数据。一般由计数得到。如总体中的合格品数、不合格品数；个体上的缺陷数、质量问题点数。（二）质量数据的收集方法4-2全数检验适用于：检验是非破坏性的精度要求较高的产品和零部件对后续工序影响较大的质量项目质量不稳定的工序对不合格交验进行100%重检及筛选的场合抽样检验适用于：检验是破坏性的被检对象是连续批（如胶片、电线）产品数量多检验项目多希望检验费用少抽样的分类简单随机抽样又称纯随机抽样或完全随机抽样。它是对总体不进行任何加工，直接进行随机抽样获取样本的一种抽样方法。所选个体即为样品。分层抽样又称分类抽样或分组抽样。它是将总体按与研究目的有关的某一特性分为若干组，然后在每组内随机抽取样品组成样本的方法。特别适合于总体比较复杂的情况。等距抽样又称机械抽样、系统抽样。它是将个体按某一特性排队编号后分为n组，这时每组有k个个体，然后在第一组内随机抽取第一个样品，以后每隔一定距离（k个）抽选一个样品组成样品的方法。（三）质量数据的统计计算①算术平均数μ（均值）它是各质量数据的总和除以数据总频数（个数）所得的商，代表了数据的分布中心，是描述数据分布集中趋势的重要指标。②中位数是将全部数据按大小顺序排列后，处于中央位置的那个数值。是以位置表示数据集中的趋势，不能反映大多数数据值的变化情况。若测定次数为奇数：1、3、5、7、9；取最中间的数据（5）测定次数为偶数：1、3、5、7、9、11；则取最中间两组数的平均值（6）③极差R数据中最大值与最小值之差，是描述数据离散状况的统计值。由于它只考虑了最大值与最4-3小值的差，而没有考虑其他数据的变化情况，因此只能粗略地反映数据的离散状况。R=Xmax-Xmin④标准偏差总体的标准偏差σ样本的标准偏差S标准偏差的平方即为方差。标准偏差和方差是度量产品质量变异性（稳定性、均匀性、一致性、分散性）的最佳指标。标准差越小，说明数据分布的离散程度越小，集中度越高。4.2直方图与工序质量分析4.2.1直方图（一）概念与作用直方图是频数分布直方图的简称，是用一系列宽度相等、高度不等的长方形表示数据的图。长方形的宽度表示数据范围的间隔，长方形的高度表示在给定间隔内的数据出现的频数。直方图的主要作用：可了解工序是否正常；质量能力是否满足；可推测产品的不合格率；可计算出数据的平均值、极差R和标准偏差S。（二）应用直方图的步骤1.收集数据（作直方图数据一般应大于50个）。某厂齿轮轴毛坯的长度尺寸要求为50±0.2（mm）,经测量，其中一批零件测量结果如下。50.050.0250.0150.150.0949.9749.8750.0550.0650.0350.0150.0350.050.0450.0749.8349.8549.9249.9049.9150.0750.050.1550.0650.049.9749.9149.9650.0850.0250.0950.1050.049.9649.9849.9550.0550.0150.0550.0650.0150.050.1249.9649.9549.9550.0149.9749.9250.027找出最大值Xmax、最小值Xmin。例中：Xmax=50.15、最小值Xmin=49.83。2.确定数据分组数K组数k选用表数据量n＜5050～100100～250250分组数K5～76～107～1210～203.确定数据的极差（R=Xmax－Xmin）。例中：R=Xmax－Xmin＝50.15－49.83＝0.32（mm）4.确定组距（h=R/k，一般取测量单位的整倍数）。例中：h＝R/k＝0.32/7≈0.046≈0.05（mm）5.确定各组的界限值第一组下限值：最小值-组距h/2，即49.83－0.05/2＝49.805；4-4第一组上限值：第一组下限值＋组距h，即49.805＋0.05＝49.855；第二组下限值：等于第一组上限值，即49.855；第二组上限值：第二组下限值＋组距，即49.855＋0.05＝49.905；第三组以后，依此类推出各组的界限值：49.955，50.005，50.055，50.105，55.155。6.统计各组数据出频数f。7.计算频数最多一组的中值X。中值X0为频数最多一组的中值，即X0=（下界限值+上界限值）/2。本例中，X0=50.038.确定组次u确定组次u时，必须以频数最多的一组为基准，其值u=0，基准向上依次为－1、－2、－3···－i，基准向下则为＋1、＋2、3···i。9.编制频数分布表10.计算数据的平均值和标准差S数据的平均值=(X1+X2+X3+···+Xn)/n11.绘制直方图4-5其中，M指公差中值，指数据平均值，TL指长度尺寸的下偏差，TU指长度尺寸的上偏差。（三）直方图的判断分析1、直方图的形状分析与判断讲解课本表2-13。2、与规范界限（公差）的比较分析讲解课本表2-13。3、零件质量比较判断例中，直方图波形呈正态分布，图形正常，与零件的公差标准对比看，图形两侧与上下公差界限线尚有一定的空余，说明零件处于理想状态，生产过程比较稳定。4、解决问题的措施通过分析，此零件处于理想状态，生产过程比较稳定，此后的加工过程主要采取现状控制方法，对整体生产过程进行严密控制。三、小结直方图的制作和使用4-6项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进4.2.2工序能力教学课题工序能力计划课时2教学目标1．会计算工序能力指数；2．能对工序能力进行判断教学重点计算工序能力指数教学难点工序能力指数教学方法讲解法、案例法教学手段通过课件多媒体教学、板书结合本讲主题工序能力教学过程环节方式教学内容所用时间一、分析讲解工序能力指数工序能力指数的评定1.2学时二、习题0.8学时教学过程：一、引入新课题小结直方图的制作和使用。上次课，我们是根据直方图对零件的质量判断，通过图形进行判断，不够准确，那怎样准确判断质量水平呢？这是我们本次课要解决的问题。二、教学内容（一）工序能力工序能力又称过程能力，是指处于稳定状态下的工序（或过程）实际的加工能力。工序能力的测定一般是在成批生产状态下进行的。工序能力用“B”表示。从兼顾全面性和经济性的角度，一般取：B＝6σ（99.73%）（二）工序能力指数1、工序能力指数是反映工序能力满足产品质量标准（规范、公差等）能力的参数。一般记做Cp。工序能力指数是公差范围T和工序能力B的比值。Cp=公差范围T/工序能力BM：公差分布中心μ：样本分布中心T：公差范围TU：上偏差4-7TL：下偏差2、工序能力指数－双侧公差2、工序能力指数－单侧公差4-83、分布中心偏离的处理方法（三）工序能力指数的评定4-9工序能力指数对应的不合格品率工序能力指数不合格品率工序能力指数不合格品率1.676/1000万1.11/10001.57/100万13/10001.336/10万0.674.55/1001.23/1万0.3331.75/100（四）提高工序能力指数的途径根据公式可知，影响工序能力指数有3个变量：1.产品质量规范（公差范围T）;2.过程加工的分布中心与公差中心的偏移量ε；3.过程加工的质量特性分散程度，即标准偏差σ。调整过程加工的分布中心，减少中心偏移量。（1）通过收集数据，进行统计分析，找出大量连续生产过程中由于工具磨损、加工条件随时间逐渐变化而产生偏移的规律，及时进行中心调整，或采取设备自动补偿偏移或刀具自动调整和补偿等；（2）根据中心偏移量，通过首件检验，可调整设备、刀具等的加工定位装置；（3）改变操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏向上差大那大倾向性加工习惯，以公差中心值为加工依据；（4）配置更为精确的量规，由量规检验改为量值检验，或采用高一等级的量具检测。提高工序能力，减少分散程度。（1）修订工序，改进工艺方法，修订操作规程，优化工艺参数，补充增添中间工序，推广应用新材料、新工艺、新技术；（2）检修、改造或更新设备，改造、增添与公差要求相适应的精度较高的设备；（3）增添工具工装，提高工具工装的精度；（4）改变材料的进货周期，尽可能减少由于材料进货批次的不同而造成的质量波动；（5）改造现有的现场条件，以满足产品对现场环境的特殊要求；（6）对关键工序、特种工艺的操作者进行技术培训；（7）加强现场的质量控制，设置工序质量控制点或推行控制图管理，开展QC小组活动；加强质检工作。修订公差范围修订公差范围，其前提条件是必须保证放宽公差范围不会影响产品质量。在这个前提条件下，可以对不切实际的过高的公差要求进行修订，以提高工序能力指数。在工序加工分析时，减少中心偏移量的防误措施，在技术上、操作上比较容易实现，同时也不必为此花费太多的人力、物力和财力，因此把它作为提高工序能力指数的首要措施。CPKT－2ε6σ＝4-10只有当中心偏移量ε＝0，而CP值仍然小于1时，才考虑提高工序能力，减少工序加工的分散程度或考虑是否有可能放宽公差范围。放宽公差范围必须不影响产品质量，不影响用户使用效果。（五）工序能力调查1、工序能力调查的意义工序能力调查－了解和掌握工序能力的活动。通过工序标准化，消除工序中的异常因素，发现和解决质量问题，经济合理地选择和确定工艺标准和操作标准。2、工序能力调查的方法－－直方图法：可以通过直方图的分散范围同公差范围比较，简单而直观地判断工序能力能否满足质量要求；简便计算出工序能力指数CPK，为分析工序中系统因素的影响提供依据。但直方图不能看出质量特性值随时间变化的情况，有时因为在样本中包含特性值特大和特小的样本，使σ较大，工序能力指数偏低。－－控制图法：可反映较长时间内工序处于稳定状态的质量波动状况，排除了系统因素的影响，因而其分布的σ较小，比较准确可靠。－－一般情况，多用直方图法进行工序能力调查，并辅以控制图法。3、工序能力调查的程序明确调查目的；选择调查对象；确定调查方法；工序的标准化；严格按照各项标准进行作业；收集数据；画直方图或分析用的控制图；判断工序是否处于控制状态；计算工序能力指数；处理。4-11三、小结1、工序能力指数计算及评定2、提高工序能力指数的途径3、工序能力的调查四、习题1、《现代质量管理实务》P115技能题（2）。2、习题：某零件内径尺寸公差为，从一足够大的随机样本得，s＝0.004。试计算其工序能力指数，并判断工序能力。020.0010.020010.20x4-12项目4工序质量分析与动态监控、PDCA质量改进•4.3控制图与工序质量动态监控教学课题控制图与工序质量动态监控计划课时4教学目标1．会绘制控制图2．能根据质量控制点变化规律判断生产过程的波动状况教学重点绘制控制图教学难点控制图的分析判断教学方法讲解法、案例法教学手段通过课件多媒体教学、板书结合本讲主题工序能力教学过程环节方式教学内容所用时间一、分析讲解绘制控制图控制图的分析判断2二、习题2教学过程：一、引入新课题上次课，我