工程师级SPC教材2--过程能力研究CPK

SPC过程能力研究(工程师级）讲师:Mccain.Koo(顾孝锋)过程能力研究把握品质，从过程开始ProcesscapabilityanalysisWorldClassQualityPtyLtd3课程目的及内容目的：•理解进行过程能力分析的重要性；•掌握过程能力指数计算和分析的方法。内容：•过程能力的概念；•分析过程能力的意义；•过程能力指数计算及分析；•过程能力指数的评价；WorldClassQualityPtyLtd4过程能力过程能力指处于统计稳定状态下的过程实际的加工能力；WorldClassQualityPtyLtd5稳定生产状态具备以下几方面的条件：一、原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应；二、本工序按照作业标准实施，并在影响工序质量各因素无异常的条件下进行；三、工序完成后，产品检测按照标准要求进行。总之，工序实施以及前后过程均应标准化。WorldClassQualityPtyLtd6过程能力•过程能力是以该过程产品质量特性值的变异或波动来表示的；•根据3σ原理,在分布范围μ±3σ内，包含了99.73%的数据,接近于1,因此,以±3σ,即6σ为标准来衡量过程是否具有足够的精确度和良好的经济特性。把过程能力记为B,则B=6σWorldClassQualityPtyLtd7影响过程能力的因素☆人、机、料、法、测、环（5M1E）•操作者方面：如操作者的技术水平、熟练程度、质量意识、责任心、管理程度等；•设备方面：如设备精度的稳定性，性能的可靠性，定位装置和传动装置的准确性，设备的冷却、润滑情况等等；•材料方面：如材料的成分，配套元器件的质量等等；WorldClassQualityPtyLtd8影响过程能力的因素工艺方面：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：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：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。WorldClassQualityPtyLtd9进行过程能力分析的意义一、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的能力。WorldClassQualityPtyLtd10指数Cp,Cpk,CpmPp,Ppk,PpmWorldClassQualityPtyLtd11Cp,Cpk与Pp,Ppk的区别•Cp指数=•Cp（Capabilityofprocess）过程能力指数•Cp:“我们能做得多好”•Cpk:“我们真正能做得多好”规格宽度工序宽度WorldClassQualityPtyLtd12Cp,Cpk与Pp,Ppk的区别•Pp过程性能指数•Pp：“我们实际做到多好”•Ppk修正的过程性能指数•Ppk：“我们实际真正做到多好”WorldClassQualityPtyLtd13指数分类一、过程能力指数(ProcessCapabilityIndex)1、Cp：分布中心无偏离规格中心时衡量过程能力的指数；2、Cpk：分布中心偏离规格中心时衡量过程能力的指数；3、Cpm：目标值与规格中心不一致时衡量过程能力的指数；4、Cpu：上单侧过程能力指数；5、Cpl：下单侧过程能力指数。二、过程绩效指数(ProcessPerformanceIndex)1、Pp：分布中心无偏离规格中心时衡量过程能力的指数；2、Ppk：分布中心偏离规格中心时衡量过程能力的指数；3、Ppm：目标值与规格中心不一致时衡量过程能力的指数；4、Ppu：上单侧过程能力指数；5、Ppl：下单侧过程能力指数。WorldClassQualityPtyLtd14计件型Sigma：计点型Sigma：估计Sigma：，计算Sigma：2ˆdR4ˆCSnkmnkmxxSmii*,1)(12，则为个子组，每个子组容量过程Sigma的计算公式)1(ppn一、计量型二、计数型CWorldClassQualityPtyLtd15★公式中使用为估计的Sigma值。ˆ)1,2,,2ˆ3ˆ3ˆ3ˆ31(ˆ6kCpCpkCpkkLSLUSLMMxTkLSLxxUSLMinCpkLSLLSLxCplUSLxUSLCpuCpCprCrLSLUSLLSLUSLCp（也可以这样计算：则称为偏移量。称为偏移系数），（存在时）（当存在时）（当（常以百分数表示））（或都存在时）、当过程能力指数的公式∧WorldClassQualityPtyLtd16Cpm•Cpm为目标值其中，）（但是，TanTaxLSLUSLCpmi16:)1(23322)(ˆ6TaxLSLUSLCpmWorldClassQualityPtyLtd17习题1Answer:Cp=1.48加工某金属轴,长度x为其质量特性,规格线为USL=45.23mm,LSL=45.07mm现随机从生产线上抽取10个成品,测其长度(减去45mm)为0.16,0.14,0.13,0.12,0.17,0.16,0.15,0.15,0.17,0.13,已知S=0.0175C4=0.973,试计算过程能力指数Cp值WorldClassQualityPtyLtd18习题2某部件的清洁度是愈小愈好的质量特性.顾客对此向其供应商提出规范上限要求:清洁度不能超过96mg.在生产线经抽样取得:Xbar=48mg,Sigma估计=12mg试求其过程能力指数Answer:Cpu=1.33WorldClassQualityPtyLtd19习题3Answer:Cpl=1.11某金属材料的抗拉强度是愈大愈好的质量特性.顾客对此向其供应商提出规范下限要求:抗拉强度不得低于32kg/cm2.在生产线经抽样取得:Xbar=38kg/cm2,Sigma估计=1.8kg/cm2试求其过程能力指数WorldClassQualityPtyLtd20习题4螺纹钢板的切割过程经使用已达到受控状态,经收集数据并计算获得如下统计量:Xbar=212.5Rbar=1.2n=5其规格线为210+/-3mm试求其过程能力指数CpkAnswer:Cpk=0.323WorldClassQualityPtyLtd21是每百万件的不良品数（注：），（存在时）（当存在时）（当（常以百分数表示））（或都存在时）、当))(633331Pr(622MillionParts_Per_PPMTaxSLSLUSLPpmLSLxxUSLMinPpkLSLLSLxPplUSLxUSLPpuPpPprLSLUSLLSLUSLPp过程绩效指数的公式★公式中使用σ为计算的Sigma值。WorldClassQualityPtyLtd22过程能力指数小结一、术语简介：T：技术规范的公差幅度，T=USL-LSL；B：过程能力；其中：B=6σTa：技术规范的目标值；M：规格中心；：分布中心。二、过程能力指数一）当双侧规范，且M=Ta时：1、当=M的情况（即无偏离）时：以Cp表示，2、当≠M的情况（即偏离）时：以Cpk表示，Cpk=Cp(1-k)二）当双侧规范，且M≠Ta时：以Cpm表示，三）当单侧规范时：以Cpu,Cpl表示。注：过程绩效指数的使用时机同过程能力指数相当；它们之间的区别之一是计算公式中使用的Sigma不同。xx22)(ˆ6TaxLSLUSLCpmˆ6LSLUSLBTCpxWorldClassQualityPtyLtd23举例一例一：设零件的尺寸要求（技术标准）Φ30±0.023，随机抽样后计算样本特性值为=29.997,Cp=1.095,求Cpk。解：已知：Cp=1.095，M=Ta=1/2(30.023+29.977)=30T=30.023-29.977=0.046x952.0095.1)1304.01()1(1304.02/046.0003.02/003.030997.29CpkCpkTkMX∴WorldClassQualityPtyLtd24举例二例二：抽取大小为n=50的样本20个，其中疵点数分别为：1，2，0，3，2，4，1，0，3，1，2，2，1，6，3，3，5，1，3，2，当允许样本疵点数Cu为6时，求过程能力指数Cp。解：833.025.2325.263ˆ325.2)23153361221301423021(20111CCCuXUSLCpuCpkCkiiCWorldClassQualityPtyLtd25过程能力等级•过程能力指数Cp值评价标准一般原则过程能力指数Cp1.671.33Cp1.671.00Cp1.330.67Cp1.00Cp0.67等级特级一级二级三级四级图例评价过程能力过高过程能力充足过程能力尚可过程能力不充足过程能力太低LSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxCp值评价标准对于Cpk同样适用Cp在不同的等级时，有什么样的管理措施？WorldClassQualityPtyLtd26管理措施•问题的答案:•特级a.简化检验工作,减少样本量或抽样频率;b.适当考虑改用精度等级较低的设备;c.缩小公差范围，提高产品质量；d.放宽波动幅度，提高效率，降低成本；•一级a.适当降低对原材料的要求;b.适度简化检验工作；c.放宽非关键项目的波动幅度；WorldClassQualityPtyLtd27管理措施续上页：•二级a.利用控制图或其他方法监控;b.正常检验；•三级a.分析分散度大的原因,制定改进措施;b.在不影响质量的前提下,放宽公差;c.加强检验；•四级a.改进工艺;b.更换设备;c.全检,挑出不合格品;WorldClassQualityPtyLtd28提高过程能力指数的途径•调整加工过程的分布中心，减少偏移量，即K。•提高过程能力减少分散程度即σ。•修订标准范围,即T。WorldClassQualityPtyLtd29通过Cp、Cpk值计算不良率•当质量特性的分布呈正态分布时，一定的过程能力指数与一定的不良率相对应。•当分布中心与规格中心重合时P=2φ（-3Cp）•当分布中心与规格中心不重合时P=1-φ（3Cpk）+φ〔（-3Cp）（1+K）〕注：φ（x）可查正态分布表WorldClassQualityPtyLtd30举例三例三：已知某零件尺寸要求为：50±1.5（mm),抽取样本计算得：=50.6，S=0.5,求零件的不合格率P。解：X%59.303591335.000001335.00359.01)2.4()8.1(1)]4.01(13[)]4.01(13[1)]3[)3(140.05.16.02/2/0.15.065.481.516PCpkCpkPTXMTKSTCp∴WorldClassQualityPtyLtd31Todaysoft-SPC提供所有过程能力相关指数：Cp，Cr，k，Cpk，Cpl，Cpu，Cpk，Cpm。提供所有过程性能相关指数：Pp，Pr，Ppu，Ppl，Ppk，Ppm。给出过程超出规格上下限的概率（不合格率）Fpu，Fpl，Fp（=Fpu+Fpl）WorldClassQualityPtyLtd32Todaysoft-SPCWorldClassQualityPtyLtd33课程回顾一、过程能力的定义1、稳定生产状态；2、影响过程能力的因素。二、分析过程能力的意义三、指数1、指数分类；2、指数计算公式；3、举例一、举例二。四、过程能力分析1、过程能力的等级；2、管理措施。五、提高过程能力的途径六、通过Cp、Cpk值计算不良率七、举例三八、Todaysoft-SPC如何实现过程能力分析