工序控制方法

1、第十四章 工序控制方法實行工序質(zhì)量控制， 是生產(chǎn)過程中質(zhì)量管理的重要任務(wù)之一， 工序控制可以 確保生產(chǎn)過程處于穩(wěn)定狀態(tài)， 預(yù)防次品的發(fā)生。 工序質(zhì)量控制的統(tǒng)計方法主要有 直方圖法和控制圖法。直方圖法已在第 13 章介紹過了。 本章要求（1）掌握工序質(zhì)量的概念和分布特征；（2）掌握工序能力和工序能力指數(shù)的概念及區(qū)別；（3）掌握工序能力指數(shù)的計算方法（4）熟悉控制圖法的概念；（5）掌握計量、計件與計點控制圖的類型和具體設(shè)計過程；（ 6）了解控制圖的觀察分析方法。 本章重點（1）工序質(zhì)量的分布特征（2）工序能力指數(shù)的概念及計算（3）控制圖的基本概念（4）計量、計件與計點控制圖的具體設(shè)計過程 本章難點

2、（1）工序能力指數(shù)的計算（2）計量、計件與計點控制圖的設(shè)計1 工序質(zhì)量控制的基本概念一、工序質(zhì)量的概念工序質(zhì)量因行業(yè)而異。 一般來說， 對產(chǎn)品可分割的工序， 工序質(zhì)量即為產(chǎn)品 質(zhì)量特性，如尺寸、精度、純度、強度、額定電流、電壓等。對產(chǎn)品不可分割或 最終才能形成者， 則通常指工藝質(zhì)量特性， 如化工產(chǎn)品、 生產(chǎn)裝置的溫度、 壓力、 濃度和時間等。有時，工序質(zhì)量也可表現(xiàn)為物耗和效率。工序質(zhì)量屬制造質(zhì)量的范疇。 質(zhì)量優(yōu)劣主要表現(xiàn)為產(chǎn)品或工藝質(zhì)量特性符合 設(shè)計規(guī)范、工藝標準的程度，既符合性質(zhì)量。二、質(zhì)量的波動與分布工序質(zhì)量在各種影響因素的制約下，呈現(xiàn)波動性。工序質(zhì)量波動包括產(chǎn)品之間的波動， 單個產(chǎn)品與目

3、標值之間的波動。 質(zhì)量特性的波動分為正常波動和異 常波動。正常波動在每個工序中都是經(jīng)常發(fā)生的。引起正常波動的影響因素很多， 諸如機器的微小振動，原材料的微小差異等等。正常波動對工序質(zhì)量的影響較小， 在技術(shù)上難以測量和消除。工序中的異常波動是由某種特定原因引起的， 例如機 器磨損、誤操作等都可導(dǎo)致異常波動。異常波動對工序質(zhì)量的影響較大。生產(chǎn)過程控制系統(tǒng)的目標是當工序出現(xiàn)異常波動時迅速發(fā)出信號，使我們 能很快查明異常原因并采取行動消除波動。產(chǎn)品質(zhì)量雖然是波動的，但正常波動是有一定規(guī)律的，即存在一種分布趨 勢，形成一個分布帶，這個分布帶的范圍反映了產(chǎn)品精度。實踐證明，在正常波 動下，大量生產(chǎn)過程中產(chǎn)

4、品質(zhì)量特性波動的趨勢大多服從正態(tài)分布。因此，正態(tài)分布是一個最普遍、最基本的分布規(guī)律，它具有集中性、對稱性等特點。如下圖14-1所示：正態(tài)分布的特點 正態(tài)分布由兩個參數(shù)決定：均值 卩和標準差叭均值卩是 衡量分布的集中趨勢，標準差c是反映數(shù)據(jù)的離散程度。當均值和標準差確定時， 一個正態(tài)分布曲線就確定了。正態(tài)分布曲線與坐標橫軸所圍成的面積等于1。可以算出：在 卩土范圍內(nèi)的面積為68.26%;在卩土 2范圍內(nèi)的面積為95.45%;在 卩土 3&圍內(nèi)的面積為99.73%。 2工序能力和工序能力指數(shù)一、工序能力的概念工序能力是指工序在一定時間，處于控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）下的實際加工 能力。它是工序固有的能力

5、，或者說它是工序保證質(zhì)量的能力。工序能力可用工序質(zhì)量特性值的波動范圍來衡量。若工序質(zhì)量特性值的標 準差為c則工序能力B=6c。由正態(tài)分布理論知，P （x 卩土 3c=99.73%,故6c近似于工序質(zhì)量特性值的全部波動范圍。顯然，B越小，工序能力就越強。工序能力指數(shù)工序能力指數(shù)是表示工序能力滿足工序質(zhì)量標準要求程度的量值。它用工序質(zhì)量要求的范圍(公差)和工序能力的比值表示，記為Cp。即Cp式中：T工序公差;(T總體標準差。工序能力指數(shù)Cp與工序能力6 c是不同的。工序能力在一定工序條件下是 一個相對穩(wěn)定的數(shù)值，而工序能力指數(shù)則是一個相對的概念。工序能力相同的兩 個工序，若工序質(zhì)量要求范圍不同，則

6、會有不同的工序能力指數(shù)。計算工序能力指數(shù)是假設(shè)工序質(zhì)量特性值服從正態(tài)分布，即xs N(卩,c 2)和工序處于受控狀態(tài)下進行的。在具體的計算方法上包括：(1) 無偏時雙向公差工序能力指數(shù)計算CpTu -入6s(2) 工序有偏時雙向公差工序能力指數(shù)計算引用偏移量和偏移系數(shù)k:k =T/2T則有Cpk =(1 _k)Cp = T 6s(3) 單項公差工序能力指數(shù)計算當只要求公差上限時，則C puTuTu -X3二3s若只要求公差下限，則C pL工序的質(zhì)量水平按Cp值可劃分為五個等級，按其等級的高低，在管理上可 以做出相應(yīng)的判斷和處置。工序能力指數(shù)的判斷與處置可參見教科書上所示的工 序能力指數(shù)判別準則

7、。 3控制圖法一、控制圖的概念控制圖(control chart)又叫管理圖。它是判斷和預(yù)報生產(chǎn)工序中質(zhì)量狀況 是否發(fā)生異常波動的一種有效的方法?？刂茍D是在1924年由美國的休哈特(W. A. Shewhar)首創(chuàng)。可以用3 c原則確定控制圖的控制線(Controle Lines)。CL= 口UCL=卩 +3cLCL=卩-3 c圖14-2 X -控制圖的示意圖控制圖是把造成質(zhì)量波動的六個原因(人機料法環(huán)、測量等)分為兩個大 類：隨機性原因(偶然性原因)和非隨機性原因(系統(tǒng)原因)。這樣，我們就可以通過控制圖來有效地判斷生產(chǎn)工序質(zhì)量的穩(wěn)定性，及時發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)工序中的異常 現(xiàn)象，查明生產(chǎn)設(shè)備和工藝裝備的

8、實際精度， 從而為制定工藝目標和規(guī)格界限確 立可靠的基礎(chǔ)，使得工序的成本和質(zhì)量成為可預(yù)測的，并能夠以較快的速度和準 確性測量出系統(tǒng)誤差的影響程度。計量控制圖類型(1) 均值一標準差控制圖均值控制圖主要用于判斷生產(chǎn)過程中的均值是否處于或保持在所要求的統(tǒng) 計控制狀態(tài)，標準差控制圖主要用于判斷生產(chǎn)過程的標準差是否處于或保持在所 要求的統(tǒng)計控制狀態(tài)，這兩張圖通常一起用，因此稱為均值-標準差控制圖，記為X_s?？刂茍D的具體設(shè)計過程詳見教科書。（2）平均值一級差控制圖將均值-標準差控制圖（x-s圖）中的s圖用級差控制圖（R圖）代替， 即得x -R圖，這里用級差控制圖來判斷生產(chǎn)過程的波動是否處于或保持在索要

9、 的統(tǒng)計控制狀態(tài)，把x與R圖一起用，就稱為均值-級差控制圖?？刂茍D的具體 設(shè)計過程詳見教科書。（3）中位數(shù)一級差控制圖用表示樣本組的中位數(shù)。在 X-R圖中，以代替x就得到-R控制 圖。由于中位數(shù)易得，不必進行任何計算。加之，中位數(shù)不受樣本兩端異常數(shù)值 的影響而較穩(wěn)定。故在一些企業(yè)的過程控制上，廣泛的應(yīng)用?？刂茍D的具體 設(shè)計過程詳見教科書。（4）單值一移動級差控制圖單值控制圖（即x圖），只有一個測量值。適用于單件加工時間較長的過程。 也適用于在一較長的抽樣間隔內(nèi)只能獲得一個觀察值的情形，譬如生產(chǎn)成本，生產(chǎn)效率等，或當生產(chǎn)過程質(zhì)量均勻的場合，如液體的濃度等，每次只需測一個值 時，這里的單值是指每次

10、所得的一個測量值， 移動級差是指相鄰兩次觀察值的差 的絕對值，也即兩個數(shù)據(jù)的級差?？刂茍D的具體設(shè)計過程詳見教科書。三、計件控制圖類型（1）不合格率控制圖（p圖）不合格品率控制圖用于判斷生產(chǎn)過程中的不合格品率是否處于或保持在所 要求的水平，記為p圖。P圖的具體設(shè)計過程詳見教科書。（2）不合格品數(shù)控制圖（pn圖）不合格品數(shù)控制圖這是通常在子樣本大小 n固定的情況下，通過控制不合 格品數(shù)，來控制過程的一種情形，記為 pn圖。P圖的具體設(shè)計過程詳見教科書。四、計點控制圖類型缺陷數(shù)控制圖和單位缺陷數(shù)控制圖。缺陷數(shù)屬計點數(shù)據(jù)，如布匹上的疵點、 鑄件表面的氧化坑、噴漆表面上的色斑、一定長度的導(dǎo)線在規(guī)定電壓試驗后被擊 穿的點數(shù)等。計點數(shù)據(jù)在實際生產(chǎn)過程中，由于出現(xiàn)缺陷的機會面較大，但每次出現(xiàn)的概率卻很小。因此，記點數(shù)據(jù)一般遵循泊松分布，其期望與方差都是入C缺陷數(shù)和單位缺陷數(shù)控制圖的實際控制線確定過程詳見教科書。五、控制圖的觀察分析（1）工序處于穩(wěn)定狀態(tài)下的判斷 如果點子的排列是隨機地處于下列情況，則可認為過程處于穩(wěn)定狀態(tài)。 連續(xù) 25 個點子在控制界限內(nèi)。 連續(xù) 35個點子，僅有一個點子超出控制界限。 連續(xù) 100個點子，僅有 2 個點子超出控制界限。（2）工序處于不穩(wěn)定狀態(tài)下的判斷 只要具有下列條件之一時，均可判斷為過程不穩(wěn)定。 點子超出控制界限（點子