过程能力与测量系统分析4

过程能力与测量系统分析厦门TTE总经理室：赖炳和厦门TTE内部培训教材目录一.过程能力分析二.测量系统分析厦门TTE内部培训教材厦门TTE内部培训教材一、基本概念就是对过程中影响产品质量的各类因素（５Ｍ１Ｅ：人．机．料．法．环．测）进行分析，找出主导因素，调查这些因素与产品质量特性之间的关系，然后建立过程因素管理标准（或质量控制计划），根据标准（或质量控制计划展开过程质量控制活动；1.过程能力分析:2.过程能力：是指构成过程的六大要素（５Ｍ１Ｅ：人．机．料．法．环．测）处于稳定状态时，产品质量波动程度的数量表示，它反映了过程的实际能力，通常用产品特性波动标准差σ来度量；3.过程能力指数：过程质量要求与过程能力的比值，常用Ｃp表示：Ｃp＝Ｔ／６σ过程能力只表示过程的实际加工能力，而与产品的技术要求无关，为了衡量过程能力满足过程技术要求程度，因此引入了过程能力指数的概念；厦门TTE内部培训教材一、保证产品质量的基础工作；二、提高过程能力的有效手段；三、找出产品质量改进的方向；四、向客户证明加工过程能力。进行过程能力分析的意义厦门TTE内部培训教材过程能力有关的几个统计量42STc/S,d/R1.sigma(σ)-短期制程:长期制程:2.Cp(CpuCpl):--Pp3.Cpk:--Ppk2121))(11(NiiLTN,6LslUslPp,6LslUslCpLTSTLslUslT,2/Tk),k1(*CpCpkLslUslT,2/Tk),k1(*PpPpkSTST3LslCpl,3UslCpu厦门TTE内部培训教材二、过程能力指数的计算一计量值1双侧规格界限（1）无偏（2）有偏2单侧规格界限（1）仅给出规格上限TU（2）仅给出规格下限TL厦门TTE内部培训教材计量值6TCpP1P2LslUslμf（x）σT双侧规格界限是指既具有规格上限(TU)要求，又有规格下限(TL)要求的情况(1)无偏-规格中心μ与分布中心重合●计算公式：1.双侧规格界限厦门TTE内部培训教材①不合格品率估计：注：查标准正态函数分布表可得)](NORMSDIST)(NORMSDIST[2LslUslpCp与不良率P之间的关系厦门TTE内部培训教材根据某工序加工零件的测试数据计算得出，=6.5,σ=0.0055，规格要求为。试求该工序的过程能力指数及不良品率。015.0015.05.6)909.03(NORMSDIST2)C3(NORMSDIST2p909.00055.06030.06TC5.6pp006394.0003197.02)727.2(NORMSDIST2例1解：厦门TTE内部培训教材xf（x）有偏时过程能力指数与不合格品率e12eLslUslP1P2μT(2)有偏——规格中心μ与分布中心不重合厦门TTE内部培训教材xeTe22Tek6T)k1(C)k1(Cppk6e2T6TeT26TCpk(2)有偏——规格中心μ与分布中心不重合)3LSL,3USL(MinCpk●计算公式：绝对偏移量：偏移系数：过程能力指数：或：厦门TTE内部培训教材例2:测试一批零件外径尺寸的平均值=19.0101s=0.0143，规格要求为，试计算过程能力指数并估计不合格品率解：由题意：计算cpk04.003.0190101.19x005.192LslUsl04.19Usl97.18Lsl07.0T7.0816.0)145.01(C)k1(C816.00143.0607.0C145.007.00101.19005.192k70.00143.060051.0207.0S6e2TC0051.00101.19005.19xeppkppk由Cp=0.816，k=0.145查表得不良品率估计约为2.09%～2.46%厦门TTE内部培训教材3UslCpuμUslUslσx●计算公式：1.仅有规格上限（Tu）说明：当只有单侧规格时，此时的单侧过程能力指即为CPK厦门TTE内部培训教材11.124.032.70713USLCpu例:某零件质量要求加工后不得大于71g，测试部分数据后得＝70.2g，S＝0.24g，试计算过程能力指数CPK解：厦门TTE内部培训教材(2)仅有规格下限（Tl）●计算公式：3LslCplμf（x）TLσxμ-TL说明：当只有单侧规格时，此时的单侧过程能力指即为CPK厦门TTE内部培训教材例3要求零件淬火后的硬度≥HRC71，实测数据后计算得＝HRC73；S＝1，试计算过程能力指数Cpk解：67.01371733LslCplx厦门TTE内部培训教材三、计数值1.从DPMO到Sigma(σ)水平DPMO是基于下面的参数计算到:(1)D=缺陷数(2)O=单位缺陷数(3)U=单位数(4)DPMO=D/(U*O)*10例:计算出过程DPMO=320PPM查正态分布表可得Z=3.59及为3.59Sigma(σ)水平6厦门TTE内部培训教材四、制程不良率PPM推算1.由计量型数据的正态分布性质,我们可以在Cpk的基础上通过查表标准正态分布表右边机率查出不良率%:XUSLxLSL正态分布(μ,σ)Z2=3Cpu—查标准正太分布右边机率表及为单边不良率P1%Z1=3Cpl—查标准正太分布右边机率表及为单边不良率P2%■不良率(总)=P1%+P2%厦门TTE内部培训教材例：某一产品所计算得：Cpu=0.82Cpl=1.21,试估计制程不良率？不良率(总)=P1%+P2%Z1=3*Cpl=3*1.21=3.63(查正态分布常数表0.0142%)Z2=3*Cpu=3*0.82=2.46(查正态分布常数表0.6947%)总计不良率=0.0142%+0.6947%=0.7089%=7089PPM查《标准正态分布常数表》厦门TTE内部培训教材2.产品特性的上下规格(USL,LSL),在已知产品平均值及标准差时,可直接用EXCEL的计算功能算出不良率:P%=(1-NORMDIST(USL,均值,标准差,1)+NORMDIST(LSL,均值,标准差,1))*100%PPM=(1-NORMDIST(USL,均值,标准差,1)+NORMDIST(LSL,均值,标准差,1))*1000000%厦门TTE内部培训教材例:通过SPC计量型控制图已知某一产品的USL=1.5mm,LSL=1.0,X=1.31,σ=0.07,试估计制程不良率？P%=(1-NORMDIST(1.5,1.31,0.07,1)+NORMDIST(1.0,1.31,0.07,1))*100%=(1-0.996679+0.00005)*100%=0.3326%=3326PPM厦门TTE内部培训教材五、长期过程能力指数一、长期过程能力(ProcessPerformance)1.前面的短期制程能力研究主要是用于:验证过程生产的产品是否符合客户要求;验证一个新过程或经过调整的过程是否已符合生产要求;2.而长期过程能力研究与短期研究差异:不要过程稳定;标准差的计算方式不同;Pp=（USL-LSL）/6δLTPpk=min(USL-u,u-LSL)/3δLTPpu=(USL-u)/3δLTPpl=(u-LSL)/3δLT厦门TTE内部培训教材六、目标能力指数Cpm2m26LSLUSLCPmCpm是反映过程输出μ与目标值m之间的偏差，主要用于反映过程的期望损失：厦门TTE内部培训教材七、过程能力的评价与处理过程能力指数Cp客观地、定量地反映了过程能力对规格要求的适应程度，因此它是工序能力评价的基础。根据过程能力指数的大小一般可将加工分为五类：特级加工:Cp＞1.67一级加工:1.67≥Cp＞1.33二级加工:1.33≥Cp＞1三级加工:1≥Cp＞0.67四级加工:Cp≤0.67厦门TTE内部培训教材厦门TTE内部培训教材工艺方面（method)：如工艺流程的安排，过程之间的衔接，工艺方法、工艺装备、工艺参数、过程加工的指导文件、工艺卡、操作规范、作业指导书等；测量方面(measure)：如测量仪器的精度、稳定性、测量者的读数习惯、测量方法等等都会对结论的形成产生一定的影响；环境方面(environment)：如生产现场的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明、室内净化、现场污染程度等等。影响过程能力的因素厦门TTE内部培训教材KCPK不好,CP好K不好,CP不好K好,CP好K好,CP不好厦门TTE内部培训教材提高过程能力指数的途径)2/TX1(6T)k1(*CpCpk调整加工过程的分布中心，减少偏移量K，即:提高过程能力Cp,即减少分散程度σ;修订标准,增大范围,即T;X应以制造单位为主,技术为副,品管为辅应以技术单位为主,制造为副,品管为辅以上均不能有效解决时,为提高良品率降低质量成本时才加以考虑厦门TTE内部培训教材厦门TTE内部培训教材测量系统分析的目的•测量系统分析的目的是确定所使用的数据是否可靠•测量系统分析还可以：–评估新的测量仪器–将两种不同的测量方法进行比较–对可能存在问题的测量方法进行评估–确定并解决测量系统误差问题厦门TTE内部培训教材过程变差剖析长期过程变差短期抽样产生的变差实际过程变差稳定性线性重复性准确度量具变差操作员造成的变差测量误差过程变差观测值“重复性”和“再现性”是测量误差的主要来源再现性过程变差厦门TTE内部培训教材重复性和再现性•精确性—描述了测量系统的偏差–可重复性—偏差由量具本身造成；（测量系统内部变差）–可再现性—偏差由测量者的技巧造成；（测量系统之间或条件之间的变差）测量系统误差=重复性+再现性厦门TTE内部培训教材重复性指同一人使用同一测量工具对同一对象（产品）的同一特性进行多次测量中产生的变差，用于估计短期的变差MasterValue精确度：重复性重复性厦门TTE内部培训教材重复性厦门TTE内部培训教材重复性厦门TTE内部培训教材重复性厦门TTE内部培训教材造成重复性的可能原因•零件内部（抽样样本）：形状、位置、表面光度、锥度、样本的一致性•仪器内部：维修、磨损、设备或夹具的失效、质量或保养不好•标准内部：质量、等级、磨损•方法内部：作业准备、技巧、归零、固定、夹持、点密度的变差•评价人内部：技巧、位置、缺乏经验、操作技能或培训、意识、疲劳厦门TTE内部培训教材造成重复性的可能原因（续）•环境内部：对温度、湿度、振动、清洁的小幅度波动•错误的假设—稳定，适当的操作•缺乏稳健的仪器设计或方法，一致性不好•量具误用•失真（量具或零件）、缺乏坚固性•应用—零件数量、位置、观测误差（易读性、视差）厦门TTE内部培训教材准确度：再现性OInspectorAMasterValueInspectorBInspectorCInspectorAInspectorBInspectorC再现性指不同的人在对同种特性进行测量时产生的变差评价人A评价人C评价人B厦门TTE内部培训教材厦门TTE内部培训教材例：李梅与王丹各对10个模块，重复测量3次进行人员测量再现性分析，数据如下：厦门TTE内部培训教材厦门TTE内部培训教材造成再现性误差的潜在原因•零件之间（抽样样本）：使用相同的仪器、操作者和方法测量A、B、C零件类型时的平均差异•仪器之间：在相同零件、操作者和环境下使用A、B、C仪器测量的平均值差异。注意：在这种情况下，再现性误差通常还混有方法和/或操作者的误差。•标准之间：在测量过程中，不同的设定标准的平均影响。厦门TTE内部培训教材•方法之间：由于改变测量点密度、手动或自动系统、归零、固定或夹紧方法等所造成的平均值差异。•评价人（操作者）之间：评价人A、B、C之间由于培训、技巧、技能和经验所造成的平均值差异。推荐在为产品和过程鉴定和使用手动测量仪