過程能力的確認(rèn)方法

1、學(xué)知網(wǎng)（http:/www.china- ）專注于提供優(yōu)質(zhì)的 管理培訓(xùn)課程與服務(wù)過程能力的確認(rèn)方法ISO 9 0 0 1: 200 0標(biāo)準(zhǔn)的7.5.2條款規(guī)定：“當(dāng)生產(chǎn)和服務(wù)提供過程的輸出 不能由后續(xù)的影視或測量加以驗(yàn)證時(shí)，組織應(yīng)對(duì)任何這樣的過程實(shí)施確認(rèn)。 這包括僅在產(chǎn)品使用或服務(wù)已交付之后問題才顯現(xiàn)的過程?！睂?shí)際上，這里所說的需要實(shí)施確認(rèn)的過程就是 特殊過程。由丁許多企業(yè)對(duì)這個(gè)條款的規(guī)定感到難以實(shí)施，筆者談一些對(duì)過程能力實(shí)施確認(rèn) 的方法。一、過程確認(rèn)與過程能力7.5.2條款要求對(duì)特殊過程實(shí)施確認(rèn)，并明確提出：“確認(rèn)應(yīng)證實(shí)這些過程實(shí)現(xiàn)所策劃 的結(jié)果的能力。”所謂過程能力，就是在受控條件下，保證

2、過程能夠生產(chǎn)合格產(chǎn)品的能力。任何過程的運(yùn)行都會(huì)受到許多因素的影響， 這些影響因素大致可分為兩大類： 一是系統(tǒng) 性影響因素，二是隨機(jī)性影響因素。系統(tǒng)性影響因素能使過程產(chǎn)生系統(tǒng)性波動(dòng)，這類波動(dòng)的數(shù)值較大或具有一定的規(guī)律性， 這是我們所不期望的，應(yīng)該力加避免。所謂使過程在受控條件下運(yùn)行，就是要對(duì)系統(tǒng)性因素 實(shí)施有效控制，不允許過程在系統(tǒng)性因素的影響下運(yùn)行。隨機(jī)性影響因素能使過程產(chǎn)生隨機(jī)性波動(dòng)， 這種波動(dòng)的數(shù)值比較小，從微觀上說波動(dòng)沒 有規(guī)律，是很多微弱影響因素綜合作用的結(jié)果。這類波動(dòng)無法（或不值得）從技術(shù)的角度加 以克服，只能利用統(tǒng)計(jì)學(xué)的規(guī)律對(duì)其進(jìn)行研究。 大多數(shù)隨機(jī)波動(dòng)服從統(tǒng)計(jì)學(xué)的正態(tài)分布規(guī)律。綜

3、上所述，當(dāng)過程受控并消除了系統(tǒng)性波動(dòng)，在隨機(jī)狀態(tài)下運(yùn)行，就可以用隨機(jī)狀態(tài)的 正態(tài)分布規(guī)律討論過程的能力。在正態(tài)分布時(shí)，其特征值一般用正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差 a表示，過程能力通常用6a表示,其中“a”常被視為過程能力的度量單位。過程能力指數(shù)是表示過程能力滿足產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求（包括產(chǎn)品規(guī)格要求和公差要 求）的程度。在無偏移的情況下通常記作:式中：Cp為過程能力指數(shù)；T為產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的公差范圍;a為過程特性正態(tài)分布的標(biāo)準(zhǔn)差。二、正態(tài)分布下過程能力指數(shù)的計(jì)算方法根據(jù)過程質(zhì)量的客觀分布規(guī)律與質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求相對(duì)關(guān)系的不同，正態(tài)分布下的過程能力指數(shù)計(jì)算方法，大致可分為下列四種情況。1. 雙側(cè)公差，對(duì)稱分布，中心

4、重合。這是產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的公差雙側(cè)對(duì)稱分布，其公差中心M與過程質(zhì)量特性分布中心相重合，無偏移(如圖1所示)。其過程能力指數(shù) G為：T 昌-T1“一 3 a -（ -3 a）T68海量管理資料下載，僅供學(xué)習(xí)研究之用，嚴(yán)禁用作商業(yè)用途9式中：L為產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求的規(guī)格上限值;T1為產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)要求規(guī)格下限值;圖1中心無偏移過程能力示意圖由上式可知，Cp值越大表明過程能力越強(qiáng)。此時(shí)，對(duì)人員、設(shè)備等過程影響因素的控制要求迫近制成酗 越高。當(dāng)G值大低時(shí)，則不能保證過程質(zhì)量滿足標(biāo)準(zhǔn)要求， 導(dǎo)致出現(xiàn)過多 的不合格品。因此，G值的選擇既要考慮產(chǎn)品質(zhì)量滿足要求，乂要考慮過程的經(jīng)濟(jì)性。表面看，當(dāng)Cp=1時(shí)似乎既

5、滿足要求，乂比較經(jīng)濟(jì)，但由丁過程的隨機(jī)波動(dòng)性難以避免，分布中心的波動(dòng)和偏移也難以避免， 必然使不合格的風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，Cp=1并不是最佳選擇。在實(shí)際工作中，要適當(dāng)增大 Cp值，以確保過程能力滿足要求。2. 雙側(cè)公差，對(duì)稱分布，中心偏移。這種情況的公差中心M與過程分布中心不重合，有偏移（如圖2所示，圖中虛線表示虛擬的無偏移情況下的分布曲線，實(shí)線為實(shí)際有偏移時(shí)的過程分布曲線。）圖2中心偏移時(shí)過程能力小意圖對(duì)丁這種情況，計(jì)算Cp的公式需要進(jìn)行修正。首先，引入分布中心與公差中心M偏移量的概念。設(shè)絕對(duì)絕對(duì)偏移量s，相對(duì)偏移量k :& =|M- |（ £ > 0）K=£T

6、/2(K > 0)因?yàn)榕cM之間的偏移，弓|起了 “吃容差”的現(xiàn)象。當(dāng)過程分布中心向右偏移時(shí)（見圖2）,會(huì)吃上偏差（右半邊的偏差）；當(dāng)分布中心向左偏移時(shí)，會(huì)吃下偏差（左半邊的偏差） 這時(shí)，過程出現(xiàn)不合格呂的危險(xiǎn)首先出現(xiàn)在被吃掉容差的一邊。因此，計(jì)算過程能力指數(shù)時(shí)，可以只考慮分布中心偏移后引起噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)容不得差的半邊。按照圖2的情況，C p的計(jì)算 公式如下：6a(1-k)2Cp=3a當(dāng)廣M ，即分布中心與公關(guān)中心相重合時(shí)，£ = 0、E=0，導(dǎo)致C P= ，這是無偏移的情況。當(dāng)與M發(fā)生相對(duì)偏移，且偏移至公差的上限T1或偏至下限 ，即=Tu或=T1 時(shí)，& =T/2、e=1、

7、Cp = 0 （當(dāng)偏移使 越過 Tu或Ti 時(shí)，e >T/2、K >1、Cp=O）, 表明過程能力嚴(yán)重不足，必須停產(chǎn)整頓，分析原因并采取措施糾正分布中心的嚴(yán)重偏移。3 .單向公差，只有上限要求。有些產(chǎn)品的質(zhì)量特性（如機(jī)械產(chǎn)品的活潔度和形位公差，藥品中的雜技含量等），只給 出了公差的上限要求并希望越小越好，而沒有下限要求。此時(shí)，過程能力指數(shù)的計(jì)算公式如 下：已=T - 33S當(dāng) 廣Tu時(shí)，C p = 0 ,表示過程中心偏移至公差上限，過程能力嚴(yán)重不足，產(chǎn)生的不合 格品率可能高達(dá)5 0%。當(dāng)伊Tu時(shí)，令C p = 0 ,表示過程能力更加不足。發(fā)生上述兩種情況都必須停產(chǎn)整頓，對(duì)過程進(jìn)行改

8、進(jìn)，糾正過程中心的嚴(yán)重偏移情況， 以便提高過程能力。4 .單向公差，只有下限要求。有些產(chǎn)品的質(zhì)量特性（如機(jī)械產(chǎn)品的機(jī)械強(qiáng)度，電氣產(chǎn)品的耐電壓強(qiáng)度、壽命、可靠性）， 都要求不低丁某個(gè)下限值，而對(duì)上限沒有限制且越高越好。在這種情況下，過程能力指數(shù)的 計(jì)算公式如下：m -T1A 3S當(dāng)-Ti時(shí)，Cp=o,表示過程中心偏移至公差下限，過程能力嚴(yán)重不足，不合格品率 可能高達(dá)5 0 %。當(dāng)亦Ti時(shí)，令C p=0表示過程能力更加不足。發(fā)生上述兩種情況也必須停產(chǎn)整改，糾正過程中心嚴(yán)重偏移的情況，以滿足生產(chǎn)要求。三、正態(tài)分布與t-分布多因素影響的隨機(jī)變量在統(tǒng)計(jì)學(xué)上一般服從正態(tài)分布規(guī)律，它的真值（即數(shù)學(xué)期望值）和

9、正態(tài)分布的特征值 是客觀存在的。但是，實(shí)踐中求得它們卻不容易，必須進(jìn)行無限次的 測量才能獲得。顯然，這是不實(shí)際的。所謂隨機(jī)變量的 t-分布，則不受測量次數(shù)的限制，不 僅當(dāng)測量次數(shù)n趨丁無限次時(shí)適用，而且測量次數(shù) n為有限次時(shí)也適用。因此，t-分布是- 種更加科學(xué)，更加嚴(yán)密，更加實(shí)用分布形式，在生產(chǎn)和科學(xué)實(shí)驗(yàn)以及進(jìn)行精密測量的領(lǐng)域內(nèi)， t-分布的應(yīng)用范圍也越來越廣泛。當(dāng)然，t-分布是一種與正態(tài)分布既有聯(lián)系乂有區(qū)別的分布 形式。在進(jìn)行有限次測量時(shí)，為了取得高精度的結(jié)果，一般使用t-分布分析。1 .正態(tài)分布與t-分布的參數(shù)值。無限次測量中，服從正態(tài)分布的隨機(jī)變量，其真值與標(biāo)準(zhǔn)差a定義如下：ni=1,

10、(nroo)在進(jìn)行有限次測量時(shí)，上述參數(shù)的估計(jì)值分別為:n?=-X1 一，E Xi ,(n為有限次) ni=1n1n-1 E ( X i- X )2,(n 為有限次)i=1上述估計(jì)值？、e可以作為t-分布的參數(shù)值。2 .t-分布時(shí)，置信概率與測量次數(shù)的關(guān)系。對(duì)丁正態(tài)分布，當(dāng)置信系數(shù)Kpt = 3時(shí)，對(duì)應(yīng)置信區(qū)間(-3S 、+3S )的置信概率 p 均為 99.73%。對(duì)丁 t-分布，當(dāng)置信系數(shù)Kpt = 3時(shí)，對(duì)應(yīng)的置信區(qū)間（-3e 、+ 3e ）的置信概率 p則隨測量次數(shù)n的不同而不同，如表一所示：表一置信概率P與測量次數(shù)n的關(guān)系（Kpt = 3）時(shí)n-112371340oop(%) 180

11、9095989999.599.73從表一可以看出，只有當(dāng)測量次數(shù)n * 時(shí)，對(duì)應(yīng)Kp t=3時(shí)的置信概率p才為99.73% 也就是說，只有這時(shí)t-分布才趨丁正態(tài)分布。這說明，當(dāng)t-分布時(shí)，對(duì)應(yīng)置信系數(shù)KPt=3（即± 3 為極限誤差），其置信概率并不永遠(yuǎn)是 99.73%,而是隨測量次數(shù)的減少而降低。3 .t-分布時(shí)，置信系數(shù)與測量次數(shù)的關(guān)系。對(duì)丁 t-分布，如果事先確定了置信概率（如 p=99% ,那么，隨測量次數(shù)n的減少，置 信系數(shù)將會(huì)放大，置信區(qū)間將放寬，如表二所示：表二 置信系數(shù)K Pt與測量次數(shù)n的關(guān)系（p=99%寸）n-1oo201510421K p t2.502.852.

12、953.174.609.9263.657從上面的分析可知，評(píng)定有限次測量的概率分布時(shí)，采用t-分布比采用正態(tài)分布更合理、 更嚴(yán)密、更符合客觀實(shí)際?？傊?，我們可以利用t-分布的概率數(shù)值表，如果已知測量次數(shù) n、置信系數(shù)KPt和置信 概率p有一個(gè)量中的任何兩個(gè)量，都可以確定另一個(gè)量的值。4 .t-分布時(shí)的過程能力指數(shù)。前面介紹了正態(tài)分布下的過程能力指數(shù)C P的計(jì)算公式，其中的標(biāo)準(zhǔn)差a、置信系數(shù)Kp =3、置信概率p=99.73%,是對(duì)應(yīng)無限次測量時(shí)的理論值。當(dāng)然,如果要求的測量精度不高， 可以用有限次測量的估計(jì)值e做近似估計(jì)。對(duì)丁有限次測量，乂要求精確的結(jié)果時(shí)，可按t- 分布考慮，其中的標(biāo)準(zhǔn)差用估

13、計(jì)值 e,置信概率p、置信系數(shù)KPt和測量次數(shù)n的關(guān)系見表 一和表二。這樣，就把正態(tài)分布的過程能力指數(shù)Cp換算成t-分布下的過程能力指數(shù)C Pt。四、過程能力調(diào)查的步驟與方法我們知道，只有當(dāng)過程處丁穩(wěn)定的受控狀態(tài)下，收集的數(shù)據(jù)才具有隨機(jī)性，才能按統(tǒng)計(jì) 理論進(jìn)行整理、分析，從而計(jì)算過程能力指數(shù)。下面，介紹對(duì)過程能力進(jìn)行調(diào)查的方法和步 驟。1 .明確過程能力調(diào)查的目的。首次調(diào)查通常是為了摸活過程能力狀況， 以便必要時(shí)采取措施，使過程能力滿足生產(chǎn)要 求。以后進(jìn)行的過程能力復(fù)查，一般是為了掌握過程能力的變化情況，以便采取措施，保持 過程能力。2 .調(diào)查計(jì)劃的內(nèi)容。a. 明確所要調(diào)查的特殊過程。b. 確

14、定調(diào)查過程的產(chǎn)品質(zhì)量特性，一般選擇能定量表示的過程產(chǎn)品的關(guān)鍵特性。這些特 性可能要通過破壞性檢驗(yàn)或試用調(diào)查獲得。c. 明確采用的調(diào)查方法，包括抽樣方案、檢驗(yàn)或試驗(yàn)方法，獲取什么質(zhì)量數(shù)據(jù)，以及數(shù) 據(jù)處理的方法等。d. 確定判定過程穩(wěn)定性的分析方法。e. 確定總協(xié)定中心偏移性的分析方法。f. 規(guī)定調(diào)查的職責(zé)和分工。g. 規(guī)定調(diào)查的時(shí)間等。3. 對(duì)過程實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)。a. 對(duì)影響過程質(zhì)量的各種因素分別規(guī)定操作控制標(biāo)準(zhǔn)。b. 嚴(yán)格按規(guī)定的控制標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行作業(yè)，確保過程處丁穩(wěn)定的受控狀態(tài)。4 .搜集過程的數(shù)據(jù)。按上述調(diào)查計(jì)劃，在過程處丁穩(wěn)定狀態(tài)下搜集試驗(yàn)數(shù)據(jù)。5.分析過程數(shù)據(jù)，判定過程的穩(wěn)定性。通過利用過程

15、能力圖或控制圖等統(tǒng)計(jì)技術(shù)分析過程數(shù)據(jù)的規(guī)律性，以判定過程是否處丁穩(wěn)定狀態(tài)。如果過程不穩(wěn)定，應(yīng)分析原因并找出影響因素，采取措施改進(jìn)過程。6 .分析過程數(shù)據(jù)，判定過程分布中心的相對(duì)偏移性。通過使用直方圖等方法，初步判定過程是否為近似正態(tài)分布。如果基本形成正態(tài)分布， 再計(jì)算過程分布中心1 (可用近似值代替)和相對(duì)公差中心M的偏移性。如果偏移較大并影 響產(chǎn)品質(zhì)量應(yīng)，分析原因并采取措施。如果偏移量在允許的范圍內(nèi)，在計(jì)算過程能力指數(shù)Cp時(shí)，可按有偏移的情況計(jì)算。7 .計(jì)算過程能力指數(shù)，評(píng)價(jià)過程能力。通過計(jì)算過程能力指數(shù)C p （或C Pt）,評(píng)價(jià)過程能力是否滿足生產(chǎn)要求。必要時(shí)，對(duì)過 程進(jìn)行調(diào)整、改進(jìn)。8

16、 .寫出過程能力調(diào)查報(bào)告。五、過程能力評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)過程能力的評(píng)價(jià)應(yīng)通過過程能力指數(shù)C p （或C pt）進(jìn)行。C p （或C pt）值越大，過程的 質(zhì)量精度和成本也越高。所以，要兼顧過程質(zhì)量精度和過程經(jīng)濟(jì)性的要求，還應(yīng)考慮過程輸 出產(chǎn)品的價(jià)值、過程設(shè)備的特點(diǎn)、改進(jìn)過程方法的難易程度因素。當(dāng)發(fā)現(xiàn)Cp （或C Pt）值過高或過低時(shí)，都應(yīng)采取一定的對(duì)策和措施，將過程能力調(diào)整到滿足實(shí)際需要為宜。1 .過程能力指數(shù)的一般評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（見表三）。表二 過程能力指數(shù)C p （或C pt）評(píng)價(jià)表c p （或C Pt）值范圍評(píng)價(jià)級(jí)別C p> 1.67I1.67 >C P> 1.33n1.33 >

17、C p > 1.00m1.00> C p>0.67IV0.67> C PV過程能力*過程能力過剩。過程能力充分。過程能力尚可，但接近 1.00時(shí)危險(xiǎn)。過程能力不足，需采取改進(jìn)措施。過程能力嚴(yán)重不足，必須停產(chǎn)整頓。表三中的“大”表明產(chǎn)品質(zhì)量已經(jīng)發(fā)展到高質(zhì)量的1/I 0時(shí)代，不合格品率已達(dá)到白萬分之幾的水平，其對(duì)應(yīng)的過程能力指數(shù)C P （或C Pt）值也大大超過了 1.67的要求。對(duì)丁 表三C P > 1.67為過程能力過剩的說法，應(yīng)視具體情況而定，不能一概而論。2 .當(dāng)C p （或C Pt）值過大時(shí)，可采用下列調(diào)整措施。a. 適當(dāng)縮小產(chǎn)品要求的公差范圍。b. 適當(dāng)放寬過程控制的隨機(jī)波動(dòng)幅度，即增大e值，如延長刀具更換周期，加大進(jìn)給量， 以提高效率，降低成本。c. 可能時(shí)，改用精度較低的過程設(shè)備，降低成本。d. 簡化質(zhì)量監(jiān)視/檢驗(yàn)控制，將全數(shù)檢驗(yàn)改為抽樣檢驗(yàn)或減少抽樣頻次和抽樣樣本量， 從而降低檢驗(yàn)控制的費(fèi)用等。3 .當(dāng)C p （或C Pt）值過小時(shí)，通常采取下列改進(jìn)措施。a. 在不影響最終產(chǎn)品質(zhì)量的情況下，適當(dāng)放寬該過程產(chǎn)品的公差范圍。b. 分析過程質(zhì)量低的原因，有的放欠地采取相應(yīng)措施改進(jìn)過程，如采用過程控制圖對(duì)過 程進(jìn)行控制。c. 可能時(shí)，采用過程精度更高的設(shè)備。d. 加強(qiáng)過程質(zhì)量檢驗(yàn)控制，如進(jìn)行全數(shù)檢驗(yàn)。e. 當(dāng)Cp （或Cpt）太低時(shí)，可考慮