ToleranceAnalysis(公差分析)課件

17部ToleranceAnalysis(公差分析)1.公差的概要2.線型公差分析3.非線型公差分析4.改善和管理LGENTSIXSIGMATASKTEAM17部ToleranceAnalysis(公差分析)1.公差的概要

公差的概要

事前性定義:部品、

成份、

A’ssy、制品的基準(zhǔn)從目標(biāo)值開始能夠變化

所容許的量、指數(shù)、范圍.

在設(shè)計(jì)上所適用是,,,,,,RobustDesignCustomerNeedsProcessCapabilityStatisticalToleranceAnalysisOptimizationforPerfect&BestDesignACriticalComponentofaRobustDesign17-1/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM公差的概要公差的概要事前性定義:部品、成份、A’公差的概要

公差分析的適用始點(diǎn)

基本設(shè)計(jì)的System構(gòu)成時(shí)

顧客要求條件的反應(yīng)在設(shè)計(jì)時(shí)

要理解System的變數(shù)的主要因子時(shí)要掌握全面的設(shè)計(jì)的精密度,正確度,決定可靠性時(shí)

PoorUnderstandingofYourSystemequatestoPoorEngineeringParameterAnalysisToleranceAnalysis對產(chǎn)品性能的理解極限條件的影響理解部品的散布和跟產(chǎn)品性能的相互作用

工學(xué)性計(jì)算

技術(shù)性

DataBase

實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法(DOE)

性能實(shí)驗(yàn)和評價(jià)

分析工程能力

Min-Max公差分析

RSS分析

生產(chǎn)性分析P=F(Y1,Y2,,,Yn)??P=技術(shù)性要求條件

(例,動作溫度)Y=部品的特性(例,絕緣體的厚度)Y=(X1,X2,,,Xn)中Y=部品的特性(例,絕緣體的厚度)X=工程管理要求條件(例,強(qiáng)化時(shí)間)17-2/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM公差的概要公差分析的適用始點(diǎn)基本設(shè)計(jì)的System構(gòu)成時(shí)公差的概要

公差分析的種類

決定產(chǎn)品的性能或者在特殊條件下決定恰當(dāng)尺寸

(提供能夠考慮用精密度分析的尺寸變化的基準(zhǔn)線)BasedonCapability,notIndividualPartTolerance※公差分析的前提條件:需有比較完善的圖紙管理基準(zhǔn),確保Cp>1.0以上.1)公稱/目標(biāo)尺寸(NominalValue)

顧客能夠容許的一個(gè)尺寸(USL,LSL)

用數(shù)字決定，適用于組裝品的特性或單位部品的特性.2)公差(Tolerance)

組裝時(shí)，給予部品尺寸的極限公差，設(shè)定System的Gap的方法3)Min/Max

根據(jù)決定System的能力尺寸和復(fù)合產(chǎn)品的Capability

設(shè)定System

Capability的統(tǒng)計(jì)方法4)RSS(RootSumofSquare)17-3/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM公差的概要公差分析的種類決定產(chǎn)品的性能或者在特殊條件下決公差的概要

通過公差能力,設(shè)計(jì)公差的設(shè)定方法

理想的6Sigma水準(zhǔn)的設(shè)計(jì)是

-需確認(rèn)實(shí)際工程上的標(biāo)準(zhǔn)偏差

-需設(shè)計(jì)成6Sigma水準(zhǔn)的公差,確認(rèn)該公差是否符合顧客的要求.

6Sigma水準(zhǔn)的公差是※裝置產(chǎn)業(yè)(CDT)和組裝產(chǎn)業(yè)(MNT)中你想哪個(gè)中心值的Shift大?適用方法適用公差注意事項(xiàng)專門者的意見現(xiàn)存Data活用6Sigma方法活用1.55*推定公差(通常長期工程能力

用3Sigma推定)

現(xiàn)在的設(shè)備,對工廠環(huán)境或者技術(shù)

方面考慮不足,結(jié)果上可能

過大評價(jià)或者過小評價(jià)

使用生產(chǎn)Data,假設(shè)為長期工程.

Ifnot,公差為過小評價(jià)

假設(shè)為工程被管理了

Ifnot,公差為過大評價(jià)

使用新規(guī)模具,用短期工程Data

假設(shè).

Data是利用RationalSubgroup收集

區(qū)分管理狀態(tài)與工程能力

Data用短期,長期區(qū)分來分析4.65*σlt6.15*σst6.15*σst17-4/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM公差的概要通過公差能力,設(shè)計(jì)公差的設(shè)定方法理想的6Si公差的概要

統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義

If,X和Y兩個(gè)部品線型的結(jié)合的話,各個(gè)的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差表現(xiàn)為

μx,μy,σx,σy.

兩個(gè)部品線型的結(jié)合的話,表現(xiàn)為如下

μ(x+y)=μx+μy,

μ(x-y)=μx-μy,

σ2(x+y)=σ2x+σ2y,

σ2(x-y)=σ2x+σ2y,

用RSS的方程式轉(zhuǎn)換的話

在這里首先要掌握所結(jié)合的各部品間是獨(dú)立的,還是從屬的.

統(tǒng)計(jì)的不獨(dú)立而從屬的是表示相互之間有關(guān)系，這種情況下要考慮共分散.

例1)從不同的Supplier所提供的兩個(gè)部品Random組裝

這種情況是相互獨(dú)立.

例2)所要求的兩處尺寸來自一模四出形成的部品時(shí),

第一個(gè)尺寸變長,另一個(gè)尺寸也會變長，

這種情況是兩個(gè)尺寸相互不獨(dú)立，而從屬的，

確切地說兩個(gè)尺寸有相關(guān)關(guān)系.(x+y)的平均

(x-y)的平均(x+y)的分散(x-y)的分散σ(x+y)=(σ2x+σ2y)兩個(gè)以上的情況

σΣxi=Σσ2xi

μxσxμyσy17-5/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM公差的概要統(tǒng)計(jì)學(xué)的定義If,X和Y兩個(gè)部品線型的結(jié)合的線型公差分析

例題1

部品1和2是從不同Supplier購入的，兩個(gè)部品相互Random組合

相互完全獨(dú)立，各個(gè)平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差如下：

μ1=25.7mm,σ1=0.1270mm(長期)

μ2=53.3mm,σ2=0.2032mm(長期)

求合計(jì)的高度的平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差，求6Sigma水準(zhǔn)的公差μ1+2±(4.65*σ1+2)=79.0±(4.65*0.2396)=(77.87~80.11)

1)平均高度

μ1+2=μ1+μ2=25.7mm+53.3

mm=79.0mm

2)標(biāo)準(zhǔn)偏差

σ1+2=σ12

+σ22=0.12702+0.20322=0.2396

3)求6Sigma水準(zhǔn)的公差17-6/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題1部品1和2是從不同Supplier購線型公差分析

例題2

例題1中假設(shè)兩個(gè)部品如下圖一樣展開的幅內(nèi)相合，

Envelope的平均幅(μe)是80.0mm，標(biāo)準(zhǔn)偏差(σe,長期)是0.3048.

比兩個(gè)部品積起來的高度小的話，就產(chǎn)生干涉.

即,Gap比0.0小的話，就產(chǎn)生干涉.

平均縫隙

μgap=μe-μ1+2=80.0-79.0=1.0mm

縫隙的標(biāo)準(zhǔn)偏差

σgap=σe2

+σ1+22=0.30482+0.23962=0.3877

短期工程的

Zgap=(0-1.0)/0.3877=-2.58(參照:Z=(X-μ)/σ,X=0,正態(tài)分布表)

根據(jù)正態(tài)分布,產(chǎn)生干涉的可能性為0.49%

(換句話來說,0的左邊的面積是0.49%)μeμ1+2μgap17-7/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題2例題1中假設(shè)兩個(gè)部品如下圖一樣展開的線型公差分析

例題2(補(bǔ)充說明)

例題2的結(jié)果生成隨機(jī)數(shù)研討

MinitabMenu:calc/randomdata/normal

Generating的隨機(jī)數(shù)為Data分析工程能力

MinitabMenu:stat/qualitytools/capabilityanalysis(normal)要Generating的RandomData的個(gè)數(shù)平均標(biāo)準(zhǔn)偏差17-8/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題2(補(bǔ)充說明)例題2的結(jié)果生成隨機(jī)數(shù)研線型公差分析

例題2(補(bǔ)充說明)

Cpk為0.86，因此與6Sigma水準(zhǔn)有很大差異

這時(shí)要采取什么樣的對策？17-9/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題2(補(bǔ)充說明)Cpk為0.86，因線型公差分析

從屬性的

Data

如果,圖中D假設(shè)為我們要考慮的Gap

D=A-B-C

在這里

A和B是同一部品內(nèi)的尺寸，A變長B也會變長

因此A和B為從屬性的，不獨(dú)立.

這樣的從屬性的情況下求平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差的方程式如下

μ(x+y)=μx+μy,

μ(x-y)=μx-μy,

σ2(x+y)=σ2x+σ2y+2Cov(x,y),

σ2(x-y)=σ2x+σ2y-2Cov(x,y),

從屬性的變數(shù)包含共分散

共分散Cov(x,y)是測定x和y兩個(gè)變數(shù)之間的結(jié)合程度

Cov(x,y)=r*σx*σy,在這里r是相關(guān)系數(shù)σ(A-B)≠(σ2A+σ2B)(x+y)的平均

(x-y)的平均(x+y)的分散(x-y)的分散ADCB17-10/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析從屬性的Data如果,圖中D假設(shè)為我們要線型公差分析

例題3-從屬性的

Data

以隨著溫度的Pull量變化的Data，求相關(guān)系數(shù)和共分散.1.Graph(散點(diǎn)圖)Display，確認(rèn)兩個(gè)變數(shù)間相關(guān)關(guān)系是(+)還是(-).

MinitabMenu:graph/plot畫Graph(散點(diǎn)圖)時(shí)要明確從屬變數(shù)和獨(dú)立變數(shù).

(Y和X不能混淆)17-11/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題3-從屬性的Data以隨著溫度的線型公差分析

例題3-從屬性的

Data2.求相關(guān)系數(shù)

r.

MinitabMenu:stat/basicstatistics/correlationCorrelations:pull,tempPearsoncorrelationofpullandtemp=-0.982P-Value=0.0003.求標(biāo)準(zhǔn)偏差.

MinitabMenu:stat/basicstatistics/descriptivestatisticsDescriptiveStatistics:pull,tempVariableNMeanMedianTrMeanStDevSEMeanpull207.6907.7617.7461.4980.335temp20150.51150.40150.490.650.15VariableMinimumMaximumQ1Q3pull4.5339.8386.9679.210temp149.50151.80150.00150.874.Cov(x,y)=r*σx*σy=-0.982*1.498*0.65=-0.9561734

5.別的方法:2次階段上直接求共分散.

MinitabMenu:stat/basicstatistics/covarianceCovariances:pull,temppulltemppull2.243912temp-0.9568130.42305217-12/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM線型公差分析例題3-從屬性的Data2.求相關(guān)系非線型公差分析

非線型公差分析的概念1.RSS(RootSumofSquare)的概念

兩個(gè)以上尺寸用加法或減法所組合形成的某個(gè)部品的統(tǒng)合尺寸的標(biāo)準(zhǔn)偏差是以RSS求得.

2.非線型的概念

求某個(gè)組成部品的和或差的過程當(dāng)中，不能直接用圖紙的尺寸表現(xiàn)的情況，應(yīng)當(dāng)測定該狀態(tài)下的尺寸，相對尺寸之間以乘或角度與sin,cos或者log的計(jì)算等多種形式來表現(xiàn).

在這種情況下,已測定的相對尺寸的標(biāo)準(zhǔn)偏差和平均值，不能直接適用于所要求的尺寸的平均、標(biāo)準(zhǔn)偏差。3.非線型的事例

-Noise<dB(A)>是代數(shù)性大小.40dB(A)的兩個(gè)聲音合在一起就成為43dB(A).4.分析方程式的導(dǎo)出

為了公差分析，必須需要與某個(gè)獨(dú)立尺寸有關(guān)的關(guān)系式.5.MonteCarloSimulation的利用

例)Y=A*B*C*,,,N的值，利用MonteCarloSimulation來求.尺寸

A~N方程式

Y簡要表Histogram利用隨機(jī)數(shù),平均,標(biāo)準(zhǔn)偏差產(chǎn)生具有同一平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差的

數(shù)各100個(gè)求N個(gè)尺寸的組合式的實(shí)驗(yàn)結(jié)果Y的平均,標(biāo)準(zhǔn)偏差,最小/最大Z值,不良率計(jì)算已求的Y的Data具有什么樣的分布用眼睛確認(rèn).17-13/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析非線型公差分析的概念1.RSS(Root非線型公差分析

RSS和MonteCarloSimulation的比較RSSMonteCarloSimulation

RSS是既正確又快

又容易.

RSS是方程式線型的或者有可能是線型的時(shí)候使用

System非線型情況下使用

不正確,如果模擬試驗(yàn)的

次數(shù)越多,出現(xiàn)的結(jié)果幾乎都一樣

推薦的模擬試驗(yàn)的次數(shù)

最初推定的情況

N=100,

最終決定的情況

N=10,000※MonteCarloSimulation的前提條件1.用公差解析,反應(yīng)表面實(shí)驗(yàn)等方法,設(shè)定X的Target2.以類似型號,類似工程Data為根據(jù),掌握X的標(biāo)準(zhǔn)偏差3.最終把Y和X的關(guān)系用數(shù)學(xué)式導(dǎo)出(利用回歸分析等)17-14/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析RSS和MonteCarloSimula非線型公差分析-Excel利用

例題4

通常容積器內(nèi)的水的容積是

A(Valve的rateoffill)*B(Timeoffill).

A的平均是18.4cc/sec,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.30cc/sec

B的平均為5.80秒,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.38秒.

利用MonteCarloSimulation,實(shí)施模擬實(shí)驗(yàn).(usingExcelProgram)形式如下：X因子平均和標(biāo)準(zhǔn)偏差Y和X的關(guān)系式Y(jié)值的SpecY值要Display的正態(tài)分布表的區(qū)間17-15/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析-Excel利用例題4通常容積器內(nèi)的水

例題4-實(shí)行方法非線型公差分析-Excel利用17-16/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM例題4-實(shí)行方法非線型公差分析-Excel利用

例題4-實(shí)行結(jié)果必要時(shí)調(diào)整公差及目標(biāo)Z值,實(shí)施Simulation非線型公差分析-Excel利用17-17/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM例題4-實(shí)行結(jié)果必要時(shí)調(diào)整公差及目標(biāo)Z值,實(shí)施Simu

例題4-實(shí)行結(jié)果(確認(rèn)工程能力)對Simulation結(jié)果的工程能力確認(rèn),,,非線型公差分析-Excel利用17-18/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM例題4-實(shí)行結(jié)果(確認(rèn)工程能力)對Simulation非線型公差分析-利用Minitab

例題4

通常容積器內(nèi)的水的容積是A(Valve的rateoffill)*B(Timeoffill).

A的平均是18.4cc/sec,標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.30cc/sec

B的平均是5.80秒,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.38.(USL=150,LSL=70)

利用Minitab實(shí)施

MonteCarloSimulation

MinitabMenu:calc/randomdata要Generating

RandomData的個(gè)數(shù)平均標(biāo)準(zhǔn)偏差17-19/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析-利用Minitab例題4通常容積器內(nèi)的非線型公差分析-利用Minitab

例題4

關(guān)系設(shè)定:水的容積=A(Valve的

rateoffill)*B(Timeoffill).

MinitabMenu:calc/calculator設(shè)定關(guān)系17-20/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析-利用Minitab例題4關(guān)系設(shè)定:非線型公差分析-利用Minitab

例題4

對水容積的工程能力分析.

MinitabMenu:stat/Qualitytools/capabilityanalysis(normal)17-21/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM非線型公差分析-利用Minitab例題4對水容積的工改善和管理

改善-例1.修正Target的Gap(現(xiàn)在的Z水準(zhǔn)上變更為新的目標(biāo)Z或者Z=6.15水準(zhǔn))

增大或減少該部分的尺寸(初期階段的改善時(shí))

移動Gap的中心值.(USL或者LSL沒有的情況下,試圖把現(xiàn)在平均值的位置

往目標(biāo)值移動)LSL中心值移動2.改善部品或者Ass’y的工程能力(減少標(biāo)準(zhǔn)偏差)

改善作業(yè)工程(模具改善,作業(yè)器具/方法變更,使用計(jì)測儀精度提高)17-22/25LGElectronics/LGENT6σTASKTEAM改善和管理改善-例1.修正Target的Gap(現(xiàn)在改善和管理

改善-例3.結(jié)構(gòu)再設(shè)計(jì)及補(bǔ)強(qiáng)設(shè)計(jì)

能夠維持