CPK制程能力教程

CPK制程能力Date:July6,2006PreparedBy:ZhaoYang2CPK与制程能力评价☆制程能力的定义☆制程(制造系统)的定义及组成部分☆变异及制程的变异☆制程能力评价參数一：CaCpCpk☆制程能力评价參数二：PaPpPpk☆分析制程的方法1内容3制程能力的定义☆一个制造系统的制造品质方面的能力。☆是在统计管制状态(稳态)下进行评估的。1.什么是制造系统？2.什么叫统计管制状态？3.什么会影响制造品质？24制程的定义及组成部分3制造系统杂项材料操作者机械外部变异及制造系统的內在变异导致制程品质发生变化5变异的定义及其分类☆变异就是变化,任何过程都会有变异．☆例如:运输过程中车速的变化导致货物品质的变化,食品加工过程中温度变化对食品的影响．☆制造过程也会有变异，导致品质发生变化．46☆变异分可归咎变异与不可归咎变异.不可归咎变异:在制程中随时都会影响到产品.是稳定的,对产品的影响在可预测的统计控制范围內.如机器自身的振动对产品品质的影响.不可归咎变异有些是可以改变的.可归咎变异:在某种特定条件下的制程中才会影响到产品.对产品的影响不在可预测的统计控制范围內.如食品加工过程中温度的突然变化.可归咎变异可用品管手法监控与发现.变异的定义及其分类57变异的定义及其分类☆可归咎变异与不可归咎变异是可相互转化的.如生产过程中机器自身的振动是不可归咎变异,,也是在控制范围內的.若外部的突然有一个很大的振动源,如一台压路机驶奉陪，对产品品质产生较大影响,此时振动就属可归咎变异。68统计管制状态(稳态)☆制程中只有不可归咎变异，沒有可归咎变异。☆可用管制图來区分这兩种变异。79制程变异◎假如由生产线随机取出数个产品，量测产品的某些特性，如果量测仪器夠精确，必將发现这些产品的测量值各不相同；又如计数产品表面的瑕疵，量测薄片的厚度、螺絲帽的直径及化学过程的产出量（yield）等等，必存在著变异。810制程变异的來源☆机械(machine)切割工具在处置很多产品之后，会失去其锋利度；润滑油的状況也会随著温度的改变而改变；产品的尺寸亦随著切割工具的设定和位置而变动。表面上，每次的作业都在完全相同的状況下操作，事实上，有许多的变异以不引人注意的方式发生著，而影响了产品的品质。以热处理为例，电炉温度不断随著电压的改变而变动，或在炉中的位置，如靠近炉口、炉顶、炉顶、炉壁和炉心都会有不同的状況。所以置於其中的物料，也会依不同位置而有不同的品质特性出现。911制程变异的來源☆材料(material)既然在最后成品中会发现变异，一定也会在材料中发生变异（原料是供应商的最后成品），例如抗拉強度、延展性、厚度等品质特性，都会使成品产生变异。1012制程变异的來源☆操作员(operator)操作员可能是最大的一个來源，这个來源包括作业员完成作业的方式是否依照标准作业程序、每个周期是否稍有变异、以及作业员的体力和情绪都会产生变异。另外，作业员的生理特性和技術也会影响产品的品质。例如身高、手巧或手拙、慣用左手或右手等差別。1113制程变异的來源☆杂项(others)杂项包括温度、光线、湿度等环境因素。例如室外的温度高，库存中的紙張的水分就会改变，可能对制成会产生不良的影响；其他可能还包括检验的方法，如检验设备不良或品质标准应用不当、测量仪器的精确度等，都可能是导致变异的原因。1214制程能力评估---Ca,Cp,Cpk☆产品规格來自雇客的需求或设计者个人的专业学养，因此制程必須具有产出符合工程规零件的能力。☆只有当制程处於”统计管制状态”下，制程沒有可归咎的非自然因素存在,估计制程能力才合理☆常用制程能力评估參数有:Ca,Cp,CpkPa,Pp,Ppk1315数理统计理论簡介1.在统计管制状态下，絕大多数计量值特性服从常态分佈(不合格品数服从二项分布,缺陷数服从泊松分布,而二项分布.泊松分布的极限分布又均是常态分佈)2.对一个正常的过程參数(比如:尺寸)随机抽样，(计量值)数据应呈现常态分佈(正态分佈,或名高斯分布)。1416常态分布的特点15☆非負性☆归一性☆对称性☆依概率理论计算,99.73%的样本將落在+/3σ的范围內,只有很小的概率(0.27%)不在+/3σ的范围內,由於小概率事件一般不会发生,故可认为不会有尺寸在规格之外。☆Cp及Cpk(Capabilityindexofprocess)即是依此理论对制程能力予以评估。3σF(x)x6σ-3σ21e-(x-)222F(x)=17标准差与平均值的计算16()NXXiNi?=-=121.标准差σ愈小愈好，平均值越接近规格中限越好。2.根据一组样本估计其平均值,标准差。X=NX1+X2+….+Xn18标准差与平均值的计算☆总体标准差的估计值。σ=R/d2σ=S/c41719Ca(CapabilityofAccuracy).☆Ca-工程准确度指数:制程平均值(X)与规格中心值(设计值)之间偏差程度.18T=Su-Sl=规格上限-规格下限在单边规格的情形，即只有规格上限Su或只有规格下限Sl的情形，因沒有规格中心值，故不能计算工程准确度指数。20Ca或K之等级评定19等级值AK=12.5%B12.5%K=25%C25%K=50%D50%K21A.准确度Ca(CapabilityofAccuracy).012.5%25%50%100%A级B级C级D级规格中心(u)规格上下限Ca=(%)=(%)制程平均值-规格中心值规格容许差X-UT/220制程平均值22K值各种级別的处置原則A级：作业员遵守作业标准操作，继续维持。B级：有必要时尽可能改善为A级。C级：作业员可能看错规格，不按作业标准操作，須加強训练，检讨规格及作业标准。D级：应採取紧急措施，全面检讨所有可能影响的因素，必要时得停止生产。2123Cp(Capabilityofprecision)☆Cp:工程精密度指数.用於衡量产品分散宽度符合公差的程度。22由上式可知产品分散宽度愈大时，Cp值愈小，表示制程能力差，反之表示能力好。前者係用於计算双边规格之Cp，而后者用於计算单边规格之Cp。σ与所代表的意义一样，都是表示群体标准差之估计值。24＝232524＝2625＝27Cp之等级评定基准26等级值A2=CpB1.33=Cp2C1=Cp1.33DCp128Cp值各种级別的处置原則A级：此一工程甚为稳定，可以將规格容许差缩小获勝任更精密的工作。B级：表示尚佳，要设法维持，不要使其变坏。C级：本工程能力不足，有改善必要，必要时检讨规格及作业标准。D级：应採取紧急措施，对产品加以分类，全面检讨可能因素，必要时停止生产。2729CPUCPL☆CPU,CPL:上下工程能力指标假设只有上或下规格界限，則指标需经由制程平均数u到上或下规格界限与自然允差來计算，上下制程能力指标公式如下：28CPU=CPL=30CPK---制程績效指标29☆要制程达到规格要求，必須Ca与Cp均好方可，但有时Ca虽很好但不好，結果会有不良品，有时Cp很好，但Ca不好，也会有高不良率产生。综合评价是將Ca与Cp兩者综合起來评定等级.=Min{}=Min{CPU,CPL}31Cpk之等级评定30等级Cpk推定不良率A1.5=CpkP=3.4B1.25=Cpk1.53.4P=86C1.00=Cpk1.2586P=1350DCpk1.001350P32制程能力指数判定表:NO.Cp分布与规格之关係制程能力判断处置1Cp≧1.67SlSu太佳制程能力太好,可酌情缩小规格,或考慮化管理与降低成本.21.67Cp≧1.33SlSu合格理想状态,继续维持.31.33Cp≧1.00SlSu警告使制程保持於管制状态,否則产品随时有发生不良品的危险,需注意.41.00Cp≧0.67SlSu不足产品有不良品产生,需作全数遷別,制程有妥善管理及改善之必要.50.67CpSlSu非常不足应採取紧急措施,改善品质並追究原因,必要时规格再作检讨.sssss3133计算产品不良率:±Kr百分比(%)百萬分缺点数±1r±2r±3r±4r±5r±6r68.2695.4599.7399.993799.99994399.9999998317400455002700630.570.002(规格中心不偏移)常态分配规格下限规格上限-6r-5r-4r-3r-2r-1r+6r+1r+2r+3r+4r+5rX3234±Kr百分比(%)百萬分缺点数±1r±2r±3r±4r±5r±6r30.2369.1393.3299.379099.9767099.9996606977003087006681062102333.4规格中心值往左、右移动1.5r常态分配规格下限规格上限-6r-5r-4r-3r-2r-1r+6r+1r+2r+3r+4r+5rX1.5r1.5r3335制程能力评估---Pa,Pp,Ppk区別Ca,Cp,CpkPa,Pp,Ppk1短期制程能力參数长期制程能力參数2是在稳态下计算的是在实际状态下计算的3短期σ值小长期σ值大3436符号名称计算公式Cp無偏移短期制程能力指数Cp=Tu-Tl/6σstCpk有偏移短期制程能力指数Cpk=(1-Ca)*Cp=min(Cpu,Cpl)Pp無偏移长期制程能力指数Pp=Tu-Tl/6σltPpk有偏移长期制程能力指数Ppk=(1-Pa)*Pp=min(Ppu,Ppl)3537分析制程的方法-直方图36☆直方图是將所收集的测定值或数据之全距分为几个相等的区间作为橫轴,並將各区间內之测定值所出现次数累积而成的面积，用柱子排起來的图形。☆直方图的分散宽度表示制程能力。利用直方图进行工程能力研究时，容易看出分配的形态，易与规格比较，易於计算制程能力数值，但不易看出品质的时间变化趋势。38制作步驟☆制作次数分配表:A.由全体数据中找到最大值与最小值.如:200个数据中之170和124.B.求出全距(最大值与最小值之差).全距=170-124=46C.決定组数,一般为10组左右,不宜太少或太多.參照下表进行分组:37数据数组数80～1006～10100～2507～12250以上10～2039附表:……………………………………………………………………………….…………………………………………...…………………………………………………………………………….……………………………………………………………………………………………………………………………………………………………………132162166137145153148127155136144157150136126132127147144151137150133162147150157145156152150167152142147142137148143152145136134160142149167146157163139160153147148140152150142153142152144158143148152147153164126159154156147141170151141150137151147152144147142142150150127162160142140143126152147149170124最大值最小值3840D.決定组距:组距=全距/组数E.決定各组之上下组界.1.最小一组的下组界=最小值-测定值之最小位数/22.最小一组的上组界=下组界+组距=123.5+4=127.5依此类推.F.作次数分配表.(如附表)39制作步驟41组号组界组中点划记次数1123.5～127.5125.5ⅤⅤ102127.5～131.5129.5ⅤⅡ73131.5～135.5133.5ⅤⅤⅠ114135.5～139.5137.5ⅤⅤⅢⅣ175139.5～143.5141.5ⅤⅤⅤⅤⅤⅤⅣ346143.5～147.5145.5ⅤⅤⅤⅤⅤⅤⅤⅡ377147.5～151.5149.5ⅤⅤⅤⅤⅤⅤⅡ328151.5～155.5153.5ⅤⅤⅤⅤⅢ239155.5～159.5157