設(shè)備能力研究

1、設(shè)備能力研究 Cmk :設(shè)備能力指數(shù)設(shè)備能力指數(shù) “設(shè)備能力設(shè)備能力“由公差與生產(chǎn)設(shè)備的加工離由公差與生產(chǎn)設(shè)備的加工離散之比得出。通常采用數(shù)理統(tǒng)計的方法進散之比得出。通常采用數(shù)理統(tǒng)計的方法進行測算和證明，此時只考慮短期的離散，行測算和證明，此時只考慮短期的離散，盡右能地排除對過程有影響而非機器的因盡右能地排除對過程有影響而非機器的因素。（參照素。（參照VDA第第4卷的第卷的第1部分）部分）Overview 1. 認識設(shè)備變差認識設(shè)備變差2. 設(shè)備變差研究設(shè)備變差研究3. 計算計算CMK流程流程4. 學以致用學以致用5. 課程小結(jié)課程小結(jié)1-認識設(shè)備變差認識設(shè)備變差 什么是變差什么是變差 變差與

2、正態(tài)分布變差與正態(tài)分布 變差的普通原因與特殊原因變差的普通原因與特殊原因什么是變差什么是變差 變差（波動）是質(zhì)量的敵人；變差（波動）是質(zhì)量的敵人； 品質(zhì)改善就是要持續(xù)減少設(shè)計、制造和服務(wù)過程品質(zhì)改善就是要持續(xù)減少設(shè)計、制造和服務(wù)過程的波動的波動 變差與正態(tài)分布變差與正態(tài)分布 范圍 范圍 范圍 范圍但它們形成一個模型，若穩(wěn)定，可以描述為一個分布： 樣本數(shù)量 總體密度曲線：樣本容量越大，所分組數(shù)越多，總體密度曲線：樣本容量越大，所分組數(shù)越多，各組的頻率就越接近于總體在相應(yīng)各組取值的各組的頻率就越接近于總體在相應(yīng)各組取值的概率設(shè)想樣本容量無限增大，分組的組距無概率設(shè)想樣本容量無限增大，分組的組距無限

3、縮小，那么頻率分布直方圖就會無限接近于限縮小，那么頻率分布直方圖就會無限接近于一條光滑曲線，這條曲線叫做總體密度曲線一條光滑曲線，這條曲線叫做總體密度曲線xy0 總體密度曲線總體密度曲線頻數(shù)組距xy0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11式中的實數(shù)式中的實數(shù)m、s是參數(shù)是參數(shù)22()2,1( )2xxemsm ss),(x正態(tài)分布密度曲線正態(tài)分布密度曲線(正態(tài)曲線正態(tài)曲線)m m -6s s m m -5s s m m -4s s m m -3s s m m -2s s m m -1s sm m m m +1s s m m +2s s m m +3s s m m +4s s m m

4、+5s s m m +6s s68.26%的個體的個體95.44%的個體的個體99.73%的個體的個體99.9937%的個體的個體99.999943%的個體的個體99.9999998%的個體的個體 在實際遇到的許多隨機現(xiàn)象都服從或近似服在實際遇到的許多隨機現(xiàn)象都服從或近似服從正態(tài)分布：從正態(tài)分布：在生產(chǎn)中，在生產(chǎn)中，在正常生產(chǎn)條件下各種產(chǎn)品的質(zhì)量指標；在正常生產(chǎn)條件下各種產(chǎn)品的質(zhì)量指標； 在測量中，在測量中，測量結(jié)果；測量結(jié)果； 在生物學中，在生物學中，同一群體的某一特征；同一群體的某一特征； 在氣象中，在氣象中，某地每年七月份的平均氣溫、平均濕度某地每年七月份的平均氣溫、平均濕度 以及降雨量

5、等，水文中的水位；以及降雨量等，水文中的水位； 總之，正態(tài)分布廣泛存在于自然界、生總之，正態(tài)分布廣泛存在于自然界、生產(chǎn)及科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中。產(chǎn)及科學技術(shù)的許多領(lǐng)域中。正態(tài)分布在概率和統(tǒng)計中占有重要地位。正態(tài)分布在概率和統(tǒng)計中占有重要地位。正態(tài)分布之特點正態(tài)分布之特點位置位置分布寬度分布寬度形狀形狀規(guī)范中心均值人員機器機器材料方法測量測量環(huán)境過程過程普通原因普通原因變差變差許多偶然原因的合成許多偶然原因的合成 根據(jù)美國工業(yè)界的經(jīng)驗，長期的過程變差的根據(jù)美國工業(yè)界的經(jīng)驗，長期的過程變差的75%來自設(shè)備變差，設(shè)備能力指數(shù)來自設(shè)備變差，設(shè)備能力指數(shù)Cmk表示僅由設(shè)備普通表示僅由設(shè)備普通原因變差決定的

6、能力，與公差和生產(chǎn)設(shè)備的加工變差原因變差決定的能力，與公差和生產(chǎn)設(shè)備的加工變差有關(guān)，設(shè)備能力指數(shù)只考慮短期的變差，盡可能地排有關(guān)，設(shè)備能力指數(shù)只考慮短期的變差，盡可能地排除對過程有影響而與除對過程有影響而與設(shè)備設(shè)備無關(guān)的因素。無關(guān)的因素。過程變差的過程變差的75%來自設(shè)備變差來自設(shè)備變差變差產(chǎn)生的原因變差產(chǎn)生的原因1 1、風吹、風吹3 3、中間有根擋板、中間有根擋板非常長非常長2 2、中間有根木、中間有根木棒阻擋棒阻擋普通原因存在普通原因存在特殊原因存在特殊原因存在大量之微小原因所引起大量之微小原因所引起,不可避不可避 免免不管發(fā)生何種之偶然原因，其不管發(fā)生何種之偶然原因，其 個別之變異極為微

7、小個別之變異極為微小幾個較代表性之偶然原因如幾個較代表性之偶然原因如 下：下：（）原料之微小變異（）原料之微小變異（）機械之微小掁動（）機械之微小掁動（）可接受的測量誤差（）可接受的測量誤差 實際上要除去制程上之偶然原實際上要除去制程上之偶然原 因，是件非常不經(jīng)濟之處置因，是件非常不經(jīng)濟之處置一個或少數(shù)幾個較大原因所引起一個或少數(shù)幾個較大原因所引起,可以可以 避免避免任何一個異常原因，都可能發(fā)生任何一個異常原因，都可能發(fā)生大之變異大之變異幾個較代表性之異常原因如下：幾個較代表性之異常原因如下：（）原料不良（）原料不良（）過度調(diào)整（）過度調(diào)整（）新手作業(yè)（）新手作業(yè)異常原因之變不但可以找出其原異

8、常原因之變不但可以找出其原因，并且除去這些原因之處置，在因，并且除去這些原因之處置，在經(jīng)濟觀點上講常是正確者經(jīng)濟觀點上講常是正確者普通原因普通原因特殊原因特殊原因普通原因普通原因 Common Cause 指過程在受控的狀態(tài)下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的指過程在受控的狀態(tài)下，出現(xiàn)的具有穩(wěn)定的且可重復的變差的原因分布在整個過程。且可重復的變差的原因分布在整個過程。 “普通原因普通原因”表現(xiàn)為一個穩(wěn)系統(tǒng)的表現(xiàn)為一個穩(wěn)系統(tǒng)的自然原因自然原因。 只有過程變差的普通原因存在且不改變時，過程只有過程變差的普通原因存在且不改變時，過程的輸出才可以預(yù)測。的輸出才可以預(yù)測。 “普通原因普通原因”始終存在于穩(wěn)定的過程中！始

9、終存在于穩(wěn)定的過程中！普通原因普通原因 Common Cause 已經(jīng)上線很久的機種，原材料的供應(yīng)商穩(wěn)定，制造流已經(jīng)上線很久的機種，原材料的供應(yīng)商穩(wěn)定，制造流程沒有改變，作業(yè)員很熟練，工程也沒有變更，但是程沒有改變，作業(yè)員很熟練，工程也沒有變更，但是每批總是有一定的不良率。由于管理階層不對系統(tǒng)進每批總是有一定的不良率。由于管理階層不對系統(tǒng)進行改善，因而控制系統(tǒng)的不良率不會明顯降低。行改善，因而控制系統(tǒng)的不良率不會明顯降低。特殊原因特殊原因 Special Cause 特殊原因特殊原因( (可查明原因、異常原因可查明原因、異常原因) )不是不是 始終作用于過程中的變差的原因，它偶然出始終作用于過

10、程中的變差的原因，它偶然出 現(xiàn)在過程中，當它們出現(xiàn)時將造成（整個）現(xiàn)在過程中，當它們出現(xiàn)時將造成（整個） 過程的數(shù)據(jù)分布的改變。過程的數(shù)據(jù)分布的改變。 它會以不可預(yù)測的方式來影響過程的數(shù)據(jù)分布！它會以不可預(yù)測的方式來影響過程的數(shù)據(jù)分布！特殊原因特殊原因 Special Cause 初期上線的機種，原材料的某些供應(yīng)商不穩(wěn)定，或制初期上線的機種，原材料的某些供應(yīng)商不穩(wěn)定，或制造流程常改變，或某些作業(yè)員尚不熟練，或有時工程造流程常改變，或某些作業(yè)員尚不熟練，或有時工程變更沒有徹底執(zhí)行，每批的不良率有明顯差異。變更沒有徹底執(zhí)行，每批的不良率有明顯差異。 控制系統(tǒng)的變異牽涉到小部分的作業(yè)員、某一臺設(shè)備、

11、控制系統(tǒng)的變異牽涉到小部分的作業(yè)員、某一臺設(shè)備、公司的某一部門，是單獨原因造成的，這種原因只要公司的某一部門，是單獨原因造成的，這種原因只要基層人員注意就避免。由控制圖可以診斷出控制系統(tǒng)基層人員注意就避免。由控制圖可以診斷出控制系統(tǒng)的變異存在特殊原因。的變異存在特殊原因。是否存在特殊原因之判定是否存在特殊原因之判定 直方圖直方圖 正態(tài)分布檢驗正態(tài)分布檢驗 控制圖技術(shù)控制圖技術(shù)小組討論小組討論 各工序關(guān)鍵設(shè)備變差的普通原因與特殊原各工序關(guān)鍵設(shè)備變差的普通原因與特殊原因因2-設(shè)備能力研究設(shè)備能力研究 研究意義研究意義 研究時機研究時機 樣本選擇樣本選擇 CMK計算方法計算方法 相關(guān)知識相關(guān)知識 判

12、定法則判定法則強調(diào)預(yù)防的觀念強調(diào)預(yù)防的觀念輸出輸出輸入輸入 過程過程 作業(yè)方式作業(yè)方式資源管理資源管理人人機機料料法法環(huán)環(huán)產(chǎn)品或服務(wù)產(chǎn)品或服務(wù)顧客顧客識別變化的需識別變化的需求和期望求和期望統(tǒng)計方法統(tǒng)計方法過程的聲音過程的聲音顧客的聲音顧客的聲音研究意義研究意義-設(shè)備能力研究設(shè)備能力研究是實施是實施SPC的前提與重要組成的前提與重要組成設(shè)備能力研究時機設(shè)備能力研究時機 設(shè)備能力研究為過程能力研究提供分析數(shù)設(shè)備能力研究為過程能力研究提供分析數(shù)據(jù)，在設(shè)備鑒定的依據(jù)據(jù)，在設(shè)備鑒定的依據(jù)在設(shè)備包括模具新購時，在設(shè)備包括模具新購時，在使用以前，應(yīng)驗證其能力，在下列情況下重在使用以前，應(yīng)驗證其能力，在下列

13、情況下重復能力研究：復能力研究： l 新產(chǎn)品新產(chǎn)品l 維修后（對產(chǎn)品有影響）維修后（對產(chǎn)品有影響）l 新的模具新的模具/設(shè)備設(shè)備 l 機器搬遷后機器搬遷后l 公差縮緊公差縮緊 l 長期停產(chǎn)以后長期停產(chǎn)以后l 加工過程加工過程/輸出狀態(tài)的更改輸出狀態(tài)的更改小組討論小組討論 結(jié)合公司實際探討哪些情況下需要對何種結(jié)合公司實際探討哪些情況下需要對何種設(shè)備進行設(shè)備能力研究？為什么？設(shè)備進行設(shè)備能力研究？為什么？machineLSLUSLCms6不不考慮加工中心的偏移：考慮加工中心的偏移：），（machinemachineLSLxxUSLMinCmkss33考慮加工中心的偏移：考慮加工中心的偏移：mach

14、inexUSLCmks3只有公差上限：只有公差上限：只有公差下限：只有公差下限：machineLSLxCmks3 至少連續(xù)至少連續(xù)50件的數(shù)據(jù)件的數(shù)據(jù)s估計的估計的sigma或用連續(xù)或用連續(xù)50件的數(shù)件的數(shù)據(jù)任意分組后的據(jù)任意分組后的Rbar/d2估計的估計的sigma來計祘來計祘mkC計算方法計算方法*3),min(UCLxxUSLCpkSUCLxxUSLPpk*3),min(從公式中我們可以看出Cmk和Cpk差異在于標準差的計算方法不同Cmk和Ppk公式是完全一樣的。時間時間更按換的更按換的材料材料批號批號變差變差機器機器變差變差設(shè)備能力研究設(shè)備能力研究mkC設(shè)備能設(shè)備能 力指數(shù)力指數(shù) 設(shè)

15、備能力研究與過程能力研究的不同不在于計設(shè)備能力研究與過程能力研究的不同不在于計祘方法祘方法,而在于取樣條件和方法。而在于取樣條件和方法。質(zhì)量特性值質(zhì)量特性值過程能力研究過程能力研究至少連續(xù)取至少連續(xù)取50件的數(shù)據(jù)件的數(shù)據(jù),排除排除3M1E變差變差組內(nèi)連續(xù)取組內(nèi)連續(xù)取4-6件件,至少至少25組盡量包括組盡量包括4M1E變差變差24,sscsss其中修偏系數(shù)其中修偏系數(shù) 與與 是與樣本無關(guān)，而與樣本容量是與樣本無關(guān)，而與樣本容量 有關(guān)的常數(shù)，其部分值列在附表中。有關(guān)的常數(shù)，其部分值列在附表中。d2c4n正態(tài)標準差正態(tài)標準差 的無偏估計的無偏估計sxxRdRRminmax2,skRRdRiR,2sR

16、估計估計 樣本小于樣本小于9R估計估計 樣本大于樣本大于9 ，分組后用分組后用Rbar估計估計s估計估計1)(22nxxsi過程變差的過程變差的75%來自設(shè)備變差來自設(shè)備變差processmachiness43machineLSLUSLCms6processLSLUSLCps6至少連續(xù)取至少連續(xù)取50件的數(shù)據(jù)件的數(shù)據(jù),排除排除3M1E變差變差組內(nèi)連續(xù)取組內(nèi)連續(xù)取4-6件件,至少至少25組盡量包括組盡量包括4M1E變差變差processLSLUSLCms5 . 4machineLSLUSLCps8CmkCpk43過程變差過程變差&設(shè)備變差設(shè)備變差mkC設(shè)備能設(shè)備能 力指數(shù)力指數(shù)l在設(shè)備能

17、力研究時，機器應(yīng)該同模具，必要時同在設(shè)備能力研究時，機器應(yīng)該同模具，必要時同 一體化的檢具和調(diào)整裝置一起被視為一個整體。一體化的檢具和調(diào)整裝置一起被視為一個整體。l設(shè)備能設(shè)備能 力指數(shù)是短期變差，能力指數(shù)至少應(yīng)該力指數(shù)是短期變差，能力指數(shù)至少應(yīng)該 Cmk=1.67。不足時，必須采取糾正措施，措施。不足時，必須采取糾正措施，措施 完成后實施新的設(shè)備能力研究。完成后實施新的設(shè)備能力研究。樣本尺寸樣本尺寸（件數(shù)）（件數(shù)）最小最小Pp值值Pp1.33Pp1.67Pp1.81Pp2.00101.682.122.332.54201.592.002.202.40401.521.902.092.28501.5

18、01.882.062.25601251.461.842.042.20設(shè)備條件指南設(shè)備條件指南工裝與設(shè)備初始過程能力工裝與設(shè)備初始過程能力Pp值值（參照克萊斯勒之要求）（參照克萊斯勒之要求）對應(yīng)各種不同的樣本尺寸有不同的最小對應(yīng)各種不同的樣本尺寸有不同的最小Pp值是必然的，這歸因于把抽樣風險與值是必然的，這歸因于把抽樣風險與小樣本聯(lián)系起來。小樣本聯(lián)系起來。假設(shè)：表中數(shù)值是從樣本中隨機抽樣，通常服從正態(tài)分布。假設(shè)：表中數(shù)值是從樣本中隨機抽樣，通常服從正態(tài)分布。 設(shè)備條件指南設(shè)備條件指南工裝與設(shè)備初始過程能力Ppk值最小最小Ppk值值樣本尺寸樣本尺寸Ppk1.33Ppk1.67Ppk1.81Ppk2

19、.00100.88-1.851.12-2.341.24-2.591.36-2.83201.03-1.631.30-2.051.43-2.261.57-2.47301.08-1.561.37-1.961.51-2.161.65-2.36401.12-1.521.41-1.911.55-2.101.70-2.30501.14-1.491.43-1.881.58-2.071.73-2.26601.15-1.481.45-1.851.60-2.041.75-2.23701.17-1.471.47-1.841.62-2.031.77-2.21801.18-1.461.48-1.831.63-2.011.

20、78-2.201001.19-1.441.50-1.811.65-1.991.80-2.171251.21-1.431.52-1.791.67-1.971.82-2.153-計算計算Cmk流程流程消除人料法環(huán)變差因素消除人料法環(huán)變差因素FMEA及變差模型及變差模型連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)直方圖檢查異常原因直方圖檢查異常原因計祘計祘Cmk采取糾正措施采取糾正措施重新計祘重新計祘Cmk正態(tài)性檢驗正態(tài)性檢驗FMEA及變差模型及變差模型00000000000000000000輸入輸入是什是什么？么？輸入如輸入如何出錯何出錯？能做些什能做些什么？么？對輸出的對輸出的影響是什影響是什么？么？要

21、因是什要因是什么？么？這些如何發(fā)這些如何發(fā)現(xiàn)或預(yù)防？現(xiàn)或預(yù)防？多壞多壞？頻度？頻度？多好多好？ 過程過程FMEA 分析生產(chǎn)與裝配過程分析生產(chǎn)與裝配過程 分析重點分析重點 由生產(chǎn)或裝配過程缺陷引起的失效模式由生產(chǎn)或裝配過程缺陷引起的失效模式FMEA及變差模型及變差模型 設(shè)備設(shè)備FMEA 分析設(shè)備和工裝分析設(shè)備和工裝/模具模具 分析重點分析重點 設(shè)備和設(shè)備和工裝工裝/模具模具缺陷引起的失效模式缺陷引起的失效模式FMEA及變差模型及變差模型小組討論小組討論 本工序的本工序的PFMEA及設(shè)備及設(shè)備FMEA提示：關(guān)于提示：關(guān)于PFMEA，可事先向技術(shù)中心索取，可事先向技術(shù)中心索?。ㄈ缬校ㄈ缬校┫肆?/p>

22、法環(huán)測方面的變差消除人料法環(huán)測方面的變差 測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析 工藝參數(shù)驗證與確認工藝參數(shù)驗證與確認 人員選擇與強化培訓人員選擇與強化培訓 來料選擇與品質(zhì)一致性確認來料選擇與品質(zhì)一致性確認 其他方面：如溫濕度、清潔度等環(huán)境要素其他方面：如溫濕度、清潔度等環(huán)境要素控制控制小練習小練習-請評判每支鉛筆為請評判每支鉛筆為“鈍鈍”還是還是“尖尖”鉛筆評審A評審B12345678910評審C12345678910測量系統(tǒng)分析測量系統(tǒng)分析-方法及準則方法及準則工藝參數(shù)驗證與確認工藝參數(shù)驗證與確認-獲取最佳現(xiàn)實公差獲取最佳現(xiàn)實公差工藝參數(shù)驗證與確認工藝參數(shù)驗證與確認-獲取最佳現(xiàn)實公差獲取最佳現(xiàn)實公差r=

23、0.9 r=0.6 r=0.3r=-0.9 r=-0.6r=0.3不相關(guān) 正相關(guān)強正相關(guān)強負相關(guān) 負相關(guān)有異常點存在連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù) 設(shè)計簡潔實用的調(diào)查表格設(shè)計簡潔實用的調(diào)查表格 說明記錄方式與要求說明記錄方式與要求 設(shè)備是否調(diào)整到最佳狀態(tài)的快速判定設(shè)備是否調(diào)整到最佳狀態(tài)的快速判定 盡量利用設(shè)備在線測量數(shù)據(jù)盡量利用設(shè)備在線測量數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)-設(shè)計簡潔實用的調(diào)查表格設(shè)計簡潔實用的調(diào)查表格連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)-說明記錄方式與要求說明記錄方式與要求連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù) 設(shè)備是否調(diào)整到最佳狀態(tài)的快速判定設(shè)備是否調(diào)整到最佳狀態(tài)

24、的快速判定連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)連續(xù)生產(chǎn)并采集數(shù)據(jù)123456789051015頻次頻次123456789100101234567891001020正常型右偏型平頂型初步分析初步分析-直方圖檢查異常原因直方圖檢查異常原因頻次頻次12345678901020 左偏型頻次頻次頻次頻次初步分析初步分析-直方圖檢查異常原因直方圖檢查異常原因12345678901020孤島型頻次頻次2345678910110510鋸齒型頻次頻次1234567891011051015雙峰型頻次頻次123456789051015U字型頻次頻次初步分析初步分析-Anderson-Darling正態(tài)性檢驗正態(tài)性檢驗H0:服從正態(tài)分布；若服從正態(tài)分布；若P值小于值小于（即落入拒絕域）（即落入拒絕域）, ,則拒絕則拒絕H0;H0;反之則不能拒絕反之則不能拒絕H0H0，亦即接受，亦即接受H0H0。17571756175517541753999590807060504030201051C C1 1百百分分比比均值1755標準差0.8581N50AD2.903P 值0.005T T/ /D D正態(tài) Cmk計算-excel Cmk計算-MINITAB10987654321175617551754樣樣本本均均值值_X =1755.28UCL=1756.472LCL=1754.08810987654321420樣樣本本極極