工序(過程)能力分析.ppt

1、第六章 工序(過程)能力分析,6.1 基本概念 6.2 工序能力指數(shù)的計(jì)算 6.3 工序能力的評(píng)價(jià)與處置,6.1 基本概念,在產(chǎn)品制造過程中，工序是保證產(chǎn)品質(zhì)量的最基本環(huán) 節(jié)。 所謂工序能力分析，就是考慮 工序的設(shè)備、工藝、 人的操作、材料、測(cè)量工具與方法以及環(huán)境對(duì)工序質(zhì)量 指標(biāo)要求的適合 程度。工序能力分析是質(zhì)量管理的一項(xiàng) 重要的技術(shù)基礎(chǔ)工作。它有助于掌握各道工序的質(zhì)量保 證能力，為產(chǎn)品設(shè)計(jì)、工藝、工裝設(shè)計(jì)、設(shè)備的維修、 調(diào)整、更新、改造提供必要的資料和依據(jù)。 一 工序能力 二 工序能力指數(shù),一 工序能力,1 概念：所謂工序能力，是指處于穩(wěn)定、標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，工序的實(shí)際加工能力。 工序處于穩(wěn)定狀

2、態(tài)，是指工序的分布狀態(tài)不隨時(shí)間的變化而變化，或稱工序處于受控狀態(tài) ； 工序處于標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)，是指設(shè)備、材料、工藝、環(huán)境、測(cè)量均處于標(biāo)準(zhǔn)作業(yè)條件，人員的操作 也是正確的。 工序的實(shí)際加工能力是指工序質(zhì)量特性的分散(或波動(dòng))有多大。加工能力強(qiáng)或弱的區(qū)分關(guān)鍵是質(zhì)量特性的分布范圍大小，或集中程度。由于均方差是描述隨機(jī)變量分散的數(shù)字特征 ，而且，當(dāng)產(chǎn)品質(zhì)量特性服從正態(tài)分布N(，2)時(shí)，以3原則確定其分布范圍(3 )，處于該范圍外的產(chǎn)品僅占產(chǎn)品總數(shù)的0.27%，因此，人們常以6描述工序的實(shí)際加工能力。實(shí)踐證明：用這樣的分散范圍表示工序能力既能保證產(chǎn)品的質(zhì)量要求，又能具有較好的經(jīng)濟(jì)性。,2 表達(dá)式：B=6 或

3、B6S 3 影響因素： (1)人與工序直接有關(guān)的操作人員、輔助人員的質(zhì)量意識(shí)和操作技術(shù)水平； (2)設(shè)備包括設(shè)備的精度、工裝的精度及其合理性、刀具參數(shù)的合理性等； (3)材料包括原材料、半成品、外協(xié)件的質(zhì)量及其適用性； (4)工藝包括工藝方法及規(guī)范、操作規(guī)程的合理性； (5)測(cè)具測(cè)量方法及測(cè)量精度的適應(yīng)性； (6)環(huán)境生產(chǎn)環(huán)境及勞動(dòng)條件的適應(yīng)性。,二 工序能力指數(shù),1 概念：工序能力指數(shù)是衡量工序能力對(duì)產(chǎn)品規(guī)格要求滿足程度的數(shù)量值，記為Cp。通常以規(guī)格范圍T與工序能力B的比值來表示。即： T=規(guī)格上限TU - 規(guī)格下限TL。,2 工序能力與工序能力指數(shù)的區(qū)別：工序能力是工序具有的實(shí)際加工能力，

4、而工序能力指數(shù)是指工序能力對(duì)規(guī)格要求滿足的程 度，這是兩個(gè)完全不同的概念。 工序能力強(qiáng)并不等于對(duì)規(guī)格要求的滿足程度高，相反，工序 能力弱并不等于對(duì)規(guī)格要求的滿足程度低。當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，而且分布中心 與規(guī)格中心Tm重合時(shí)，一定的工序能力指數(shù)將與一定的不合格品率相對(duì)應(yīng)。因此，工 序能力指數(shù)越大，說明工序能力的貯備越充足，質(zhì)量保證能力越強(qiáng)，潛力越大，不合格品率越低。但這并不意味著加工精度和技術(shù)水平越高。,6.2 工序能力指數(shù)的計(jì)算,一 計(jì)量值 1 雙側(cè)規(guī)格界限 （1）無偏 （2）有偏 2 單側(cè)規(guī)格界限 （1）僅給出規(guī)格上限TU （2）僅給出規(guī)格上限TL 二 記數(shù)值 1 記件值 2 記點(diǎn)值,1

5、計(jì)量值雙側(cè)規(guī)格界限,雙側(cè)規(guī)格界限是指既具有規(guī)格上限(TU)要求，又有規(guī)格下限(TL)要求的情況 (1)無偏規(guī)格中心Tm與分布中心 重合 計(jì)算公式： 例1,TL,TU,Tm,f（x）,T,過程能力指數(shù)和不合格率的關(guān)系,無偏時(shí)Cp和不合格率p的關(guān)系 設(shè)Pu=PL分別為超出規(guī)范上、下界限的不合格率 ，于是總的不合格率： 故,例1,根據(jù)某工序加工零件的測(cè)試數(shù)據(jù)計(jì)算得出， =6.5,S=0.0055，規(guī)格要求為 。 試求該工序的工序能力指數(shù)及不良品率。 解： ,計(jì)算公式： 絕對(duì)偏移量 ： (圖中曲線1) 偏移系數(shù) ： 工序能力指數(shù)： 或： 當(dāng)k，即eT/2時(shí)， 規(guī)定Cpk=0 (圖中，曲線2) 不合格品

6、率估計(jì)：,f（x）,有偏時(shí)工序能力指數(shù)與不合格品率,e,1,TL,TU,P1,P2,Tm,x,T,(2)有偏規(guī)格中心Tm與分布中心 不重合,計(jì)量值雙側(cè)規(guī)格界限,例2,測(cè)試一批零件外徑尺寸的平均值 =19.0101，S=0.0143，規(guī)格要求為 ，試計(jì)算工序能力指數(shù)并估計(jì)不合格品率。 解：由題意： 計(jì)算Cpk,(1)僅給出規(guī)格上限TU 計(jì)算公式： 當(dāng)TU 時(shí)，p50%，則規(guī)定Cp0 不合格品率估計(jì)： 例 某零件質(zhì)量要求加工后不得大于71g，測(cè)試部分?jǐn)?shù)據(jù)后得 70.2g，S0.24g，試計(jì)算工序能力指數(shù) Cp及不合格品率p。 解：,2計(jì)量值單側(cè)規(guī)格界限,計(jì)量值單側(cè)規(guī)格界限,(2)僅給出規(guī)格下限TL

7、 計(jì)算公式： 當(dāng) TLx 時(shí)，p50%，則規(guī)定Cp0 不合格率估計(jì)： 例3 要求零件淬火后的硬度HRC71，實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)后計(jì)算得 HRC73；S1，試計(jì)算工序能力指數(shù) Cp及不良品率p。 解：,f（x）,TL,x,-TL,計(jì)數(shù)值計(jì)件值,計(jì)算公式 以不合格品率上限pU作為規(guī)格要求： (1)取k個(gè)樣本，每個(gè)樣本的樣本容量分別為n1，n2，nk，每個(gè)樣本中 的不合格品 數(shù)為d1，d2，dk。 (2)計(jì)算平均不合格品率及平均樣本量 (3)計(jì)算工序能力指數(shù)Cp 例1 某產(chǎn)品規(guī)格要求pU0.1，現(xiàn)取5個(gè)樣本，n1n2n5100, 各樣本 中不合格品數(shù)為：d17，d25，d36，d42，d54，求工序能力指 數(shù)

8、Cp。 解：,計(jì)數(shù)值計(jì)點(diǎn)值,計(jì)算公式 規(guī)格要求是單位產(chǎn)品平均缺陷(或疵點(diǎn)數(shù))上限或不合格品率 很小時(shí)的樣本中不合格品數(shù)上限CU (1)取k個(gè)樣本，每個(gè)樣本的樣本容量分別為n1,n2，nk， 每個(gè)樣本的疵點(diǎn)數(shù)(或不 合格品數(shù))為C1，C2，Ck。 (2)計(jì)算平均疵點(diǎn)數(shù)(或平均不合格品數(shù)) (3 )計(jì)算工序能力指數(shù)Cp 例2：設(shè)某產(chǎn)品規(guī)格要求單位產(chǎn)品平均缺陷上限CU2，取容量為10的樣 本5個(gè)，各樣本中產(chǎn)品的缺陷數(shù)分別為C17；C25；C36；C4 2； C54，求工序能力指數(shù)Cp。 解：, 6.3 工序能力的評(píng)價(jià)與處置,工序能力指數(shù)Cp客觀地、定量地反映了工序能力對(duì)規(guī) 格要求的適應(yīng)程度，因此它是

9、工序能 力評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)。 對(duì)于無偏情況，根據(jù)工序能力指數(shù)的大小一般可將加工分為五類： 1 Cp1.67 特級(jí)加工 2 1.67Cp1.33 一級(jí)加工 3 1.33 Cp1 二級(jí)加工 4 1Cp0.67 三級(jí)加工 5 Cp0.67 四級(jí)加工,1 Cp1.67 特級(jí)加工,當(dāng)質(zhì)量特性服從正態(tài)分布，且分布中心 與規(guī)格中心Tm 重合時(shí)，T10S，不合格品率p0.00006%。（見圖） 工序能力過分充裕，有很大的貯備。這意味 著粗活細(xì)作 或用一般工藝方法可以加工的產(chǎn)品，采用了特別精密的 工藝、設(shè)備或高級(jí)操作工人進(jìn)行加工。這勢(shì)必影響了生 產(chǎn)效率，提高了產(chǎn)品成本。 措施： (1)合理，經(jīng)濟(jì)地降低工序能力。如改用

10、低精度的設(shè)備、 工藝、技術(shù)和原材料；放寬檢驗(yàn)或放寬管理 (2)在保證產(chǎn)品質(zhì)量和提高經(jīng)濟(jì)效益的前提下更改設(shè)計(jì)，加嚴(yán)規(guī)格要求； (3)合并或減少工序也是常用的方法之一。,2 1.67Cp1.33 一級(jí)加工,當(dāng) 時(shí)，10ST8S，不合格品率 0.00006%p0.006%。（見圖） 對(duì)精密加工而言，工序能力適宜；對(duì)一般加工 來說工序能力仍比較充裕，有一定貯備 。 措施： (1)允許小的外來波動(dòng)； (2)非關(guān)鍵工序可放寬檢驗(yàn)； (3)工序控制的抽樣間隔可適當(dāng)放寬。,3 1.33 Cp1 二級(jí)加工, 當(dāng) 時(shí)，8ST6S，不合格品率 0.006%p0.27%。（見圖） 對(duì)一般加工而言，工序能力適宜。 措施

11、： (1)對(duì)工序進(jìn)行嚴(yán)格控制，使生產(chǎn)過程處 于良好 的穩(wěn)定、正常狀態(tài)，并保證不降低工序的質(zhì)量水平， (2)一旦發(fā)現(xiàn)工序有異常狀態(tài)出現(xiàn)，立即采 取相應(yīng)措施， 調(diào)整工藝過程，使之回到穩(wěn)定、正常狀態(tài)。 (3)檢查不能放寬。,4 1Cp0.67 三級(jí)加工,當(dāng) 時(shí)，6ST4S，不合格品率0.27%p4.55%。 工序能力不足，不合格品率較高。（見圖） 措施： (1)要通過提高設(shè)備精度、改進(jìn)工藝方法、提高操作技術(shù) 水平、改善原材料質(zhì)量等措施提高工序能力。 (2)要加強(qiáng)檢驗(yàn)，必要時(shí)實(shí)行全檢。,5 Cp0.67 四級(jí)加工,當(dāng) 時(shí)，T4S，不合格品率p4.55%。（見圖） 工序能力嚴(yán)重不足，產(chǎn)品質(zhì)量水平很低，不合格品率高。 措施: (1)必須立即分析原因，采取措施 ，提高工序能力； (2)為了保證產(chǎn)品的出廠質(zhì)量，應(yīng)通過全數(shù)檢查； (3)若更改設(shè)計(jì)、放寬規(guī)格要求 不致影響產(chǎn)品質(zhì)量或從 經(jīng)濟(jì)性考慮更為合理時(shí)，也可以用更改設(shè)計(jì)的方法 予以解決，但要慎重處理