工序能力的導(dǎo)入（PPT 40）.ppt

1、工序能力的導(dǎo)入,制程技朮,目 錄,工序能力的定義,工序能力指數(shù),工序能力的分析,工序能力調(diào)查,工序能力6 CPK&DPPM,提高工序能力指數(shù)的途徑,1.工序能力的定義,工序能力是處于穩(wěn)定狀況下工序的實(shí)際加工能力所謂處于穩(wěn)定生產(chǎn)狀況下的工序是：,a）原材料或上一道工序半成 品按照標(biāo)準(zhǔn)要求供應(yīng)。 b）本工序按作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)實(shí)施并且影響工序質(zhì)量各主要因素 無(wú)異常的條件下進(jìn)行。 c）工序完成后，產(chǎn)品檢測(cè)按標(biāo)準(zhǔn)要求進(jìn)行。,1.工序能力的定義,工序能力的測(cè)定一般是在成批生産狀況下進(jìn)行的，工序滿足産品質(zhì)量要求的能力主要表現(xiàn),a）産品質(zhì)量是否穩(wěn)定 b）産品質(zhì)量精度是否足夠 因此，當(dāng)確認(rèn)工序能力可以滿足精度要求的條件

2、下，工序能力是以該工序産品質(zhì)量特性值的變異或波動(dòng)來(lái)表示，産品質(zhì)量的變異可以用頻數(shù)分佈表，直方圖，分佈的定量值以及分佈曲線來(lái)描述。,1 .工序能力的定義,在穩(wěn)定生産狀態(tài)下，爲(wèi)了便於工序能力的量化，可以用3原則來(lái)確定其分佈範(fàn)圍，當(dāng)分佈範(fàn)圍取爲(wèi)3時(shí)，産品質(zhì)量合格的概率可達(dá)99.7%，接近於1，因此以3，即6爲(wèi)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)衡量工序的能力是具有足夠的精度和良好的經(jīng)濟(jì)性的，於是取工序能力爲(wèi)6。,2.工序能力指數(shù),影響工序能力的諸因素綜合反映於該工序産品質(zhì)量的分佈狀況，如果把分佈曲線或直方圖與公差範(fàn)圍畫在一起，就可以明確地表示出質(zhì)量特性值的分佈與公差範(fàn)圍之間的關(guān)係，如圖所示：圖1 分佈曲線與公差範(fàn)圍關(guān)係圖,2.工

3、序能力指數(shù),釋義 圖1中T爲(wèi)公差範(fàn)圍（公差帶），當(dāng)公差範(fàn)圍爲(wèi)T1時(shí)，說(shuō)明質(zhì)量特性值公佈在公差帶內(nèi)，這時(shí)反映了質(zhì)量特性分佈比設(shè)計(jì)要求要高，當(dāng)公差範(fàn)圍爲(wèi)T2時(shí)，反映了質(zhì)量特性分佈大致符合設(shè)計(jì)要求；當(dāng)公差範(fàn)圍爲(wèi)T3時(shí)，反映了質(zhì)量特性分佈超出了設(shè)計(jì)要求，因此，公差範(fàn)圍與分佈狀態(tài)對(duì)比關(guān)係就代表了工序能力的大小，我們稱設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)産品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的要求與製造時(shí)工序所具有滿足要求能力的比值爲(wèi)工序能力指數(shù)。,2.工序能力指數(shù),定義 工序能力指數(shù)是工序能力滿足質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的程度的評(píng)價(jià)指標(biāo)，工序能力指數(shù)又稱工程能力指數(shù)，工藝能力指數(shù)。 用C或Cpk表示，Cp適用於設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的中心值與測(cè)定資料的分佈中心一致時(shí)，即在無(wú)偏差

4、的情況下；Cpk值適用於設(shè)計(jì)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的中心值與測(cè)定資料的分佈中心不一致時(shí)，即在有偏差的情況下，Cp值與Cpk可以用以下公式計(jì)算：,2.工序能力指數(shù),1Cp值計(jì)算 一）計(jì)量值爲(wèi)雙側(cè)公差情況下的Cp值 當(dāng)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求爲(wèi)雙側(cè)公差的場(chǎng)合，即當(dāng)同時(shí)給出規(guī)格的上、下界限時(shí)，工序能力指數(shù)可按公式一計(jì)算 Cp=T6 公式一 公式中 T-公差範(fàn)圍（公差帶），是對(duì)産品質(zhì)量的要求； -工序標(biāo)準(zhǔn)偏差，反映了經(jīng)過(guò)該工序加工過(guò)程後，産品質(zhì)量的分佈狀況，是對(duì)該工序過(guò)程而言的，這個(gè)過(guò)程即包括已經(jīng)完成該工序的産品，也包括尚未完成該工序的産品，只要工序處?kù)斗€(wěn)定狀況，這個(gè)工序過(guò)程就存在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)偏差，即有一個(gè)確定的分佈，可以

5、用抽取樣本的實(shí)測(cè)值計(jì)算出的樣本標(biāo)準(zhǔn)偏差s來(lái)估計(jì)，這時(shí)有：,2.工序能力指數(shù),Cp=T/6s 公式二 從公式二中可以看出公差範(fàn)圍（標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格）分佈與Cp值的對(duì)應(yīng)關(guān)係 注：關(guān)於標(biāo)準(zhǔn)偏差“s” 的計(jì)算： s=S/N （各個(gè)資料與平均值的差，分別乘以平方後加起來(lái)的總和爲(wèi)S，N爲(wèi)資料個(gè)數(shù)）S=（Xi-X）2 =（X1-X）2 +（X2-X）+ +（Xn-X）2,2.工序能力指數(shù),a）分佈滿足公差範(fàn)圍要求並有相當(dāng)餘地，工序能力比較 理想；,下圖中Tu爲(wèi)規(guī)格上限，T1爲(wèi)規(guī)格下限其中,2.工序能力指數(shù),b）分佈滿足公差範(fàn)圍要求，但偏向規(guī)格下限一側(cè)，應(yīng)採(cǎi)取措施,2.工序能力指數(shù),c）分佈滿足公差範(fàn)圍要求，但完全沒(méi)

6、有餘地，不注意將超出公差；,2.工序能力指數(shù),d）分佈滿足公差範(fàn)圍要求，但餘地太大，應(yīng)考慮工序的經(jīng)濟(jì)性；,2.工序能力指數(shù),e）分佈不滿足公差範(fàn)圍要求，應(yīng)採(cǎi)取措施減小分散，或放寬公差。,2.工序能力指數(shù),二）計(jì)量值爲(wèi)單側(cè)公差情況下的Cp值e）分佈不滿足公差範(fàn)圍要求，應(yīng)採(cǎi)取措施減小分散，或放寬公差。 設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格要求爲(wèi)單側(cè)公差的場(chǎng)合，即當(dāng)給出規(guī)格的上限或下限時(shí)，工序能力指數(shù)可按（公式三），（公式四）來(lái)計(jì)算： Cp=（Tu-）/3=（Tu-X）/3s 公式三 Cp=（-Tu）/3=（X-Tu）/3s 公式四,LSL,LSL,u,2.工序能力指數(shù),2CPK值的計(jì)算 當(dāng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的中心（Tu+T1）/2

7、與分析中心（以X估計(jì)）不一致時(shí)，即在有偏差的情況，不能應(yīng)用Cp值，而需應(yīng)用Cpk值來(lái)計(jì)算工序能力指數(shù) Cpk=（1-k）（Tu-T1）/6 Tu- 公差上限 T1- 公差下限,|1/2（Tu+T1）-|,k =,1/2（Tu-T1）,2.工序能力指數(shù),例： 已知某零件尺寸爲(wèi) ，取樣實(shí)測(cè)X爲(wèi)50.05，s爲(wèi)0.061，求工序能力指數(shù) Tu = 50.3 T1 = 49.9 則標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中心值爲(wèi)： Tu+T1）/ 2 = （50.3+49.9)/2 =50.1 由取樣實(shí)測(cè)得出X=50.05,與標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格中心值不重合，則應(yīng)求Cpk值 k = = 0.25 Cpk = (1-k)*(Tu-T1)6s =

8、(1-0.25)*0.4/6*0.061 = 0.819,|1/2（Tu+T1）-|,1/2（Tu-T1）,3.工序能力分析,當(dāng)工序能力指數(shù)求出後，即可依據(jù)它對(duì)工序能力進(jìn)行分析和 判定，我們可以把工序能力分爲(wèi)5級(jí)，如表：,3.工序能力分析,4.工序能力調(diào)查,調(diào)查方法：,（1）直方圖法 直方圖法是調(diào)查工序能力的常用方法，通過(guò)直方圖顯示分佈範(fàn)圍與公差的比較，以及分佈中心與公差中心是否重合或偏離的程度，可以判斷工序能力能否滿足質(zhì)量要求。（可參考：第二級(jí)，工序能力指數(shù)中心差與Cp值的關(guān)係部分） （2）管理圖法 顯示質(zhì)量特性值隨時(shí)間變化的波動(dòng)情況，反映生産過(guò)程穩(wěn)定性以及是否處?kù)妒芸貭顟B(tài)；,4.工序能力調(diào)

9、查,（a）圖，生産過(guò)程處?kù)犊刂茽顟B(tài)，波動(dòng)較小，質(zhì)量特性值保持均勻分佈在規(guī)格界限內(nèi)，工序能力滿足要求，且尚有餘地。,4.工序能力調(diào)查,（b）圖，生産過(guò)程不穩(wěn)定，有時(shí)明顯的周期性素影響存在，工序不足，這可能由於氣溫的變化而使生産過(guò)程受到影響。,4.工序能力調(diào)查,（c）圖，質(zhì)量特性隨生産時(shí)間推移逐漸變大，有大量超出上限的趨勢(shì)，如果不及時(shí)糾正，會(huì)産生大量不合格品，表現(xiàn)失控，工序能力不足，這可能由於某種因素，如表面處理中溶液成份經(jīng)過(guò)使用後有所變化而帶來(lái)的結(jié)果。,4.工序能力調(diào)查,（d）圖，生産過(guò)程比較穩(wěn)定，但質(zhì)量特性變異波動(dòng)太大，不能滿足規(guī)格要求，這可能由於機(jī)床精度不夠，地基振動(dòng)等原因造成。,4.工序能

10、力調(diào)查,（e）圖，生産過(guò)程比較穩(wěn)定，但質(zhì)量特性變異波動(dòng)雖少，但平均值過(guò)高，作爲(wèi)整體來(lái)看數(shù)值過(guò)大，不能滿足規(guī)格要求，這可能由某種規(guī)範(fàn)調(diào)整有問(wèn)題，因引起固定的偏差。,4.工序能力調(diào)查,（f）圖，生産過(guò)程不穩(wěn)定，測(cè)定值忽高忽低，這可能由於原材料的變化造成。,4.工序能力調(diào)查,（g）圖，生産過(guò)程中質(zhì)量特性有規(guī)則地上升，例如車床加工時(shí)，由於刀具的磨損而使加工零件外徑逐漸加大並形成規(guī)則的周期。,4.工序能力調(diào)查,（h）圖，生産過(guò)程中質(zhì)量特性有規(guī)則地下降，例如化工生産中由於觸媒的活性下降會(huì)使産品的產(chǎn)出率逐漸降低並形成規(guī)則的周期。,4.工序能力調(diào)查,（j）圖，生産過(guò)程中有突然的變化，如在衝壓時(shí)，當(dāng)油壓機(jī)出現(xiàn)故

11、障産生卡帶現(xiàn)象時(shí)，則可能産生這種現(xiàn)象。,5.工序能力6 CPK&DPPM,準(zhǔn)確度:量測(cè)同一工件,其平均值與真值的符合程度(Ca). 精密度:量測(cè)同一工件,測(cè)值間的一致程度(Cp). 準(zhǔn)確度:量測(cè)同一工件,測(cè)值與真值的一致程度(Cpk).,準(zhǔn)確度Ca,精確度Cp,精密度CPk,Cpk=Cp(1-Ca),5.工序能力6 CPK&DPPM,Ca& Cp& Cpk比較,1.制程準(zhǔn)確度Ca=,2平均值規(guī)格中心,公差裕度,2.制程精密度Cp=,公差裕度,6標(biāo)準(zhǔn)差,3.制程精確度Cpk=,6標(biāo)準(zhǔn)差,公差裕度2中心偏移量,或MIN,上限平均值 , 平均值下限,3標(biāo)準(zhǔn)差,5.工序能力6 CPK&DPPM,平均值

12、(X) v.s. Ca,常態(tài)分佈數(shù)據(jù),其平均值(X)代表數(shù)值的集中趨勢(shì). 製程準(zhǔn)確度(Capability of accuracy,Ca): 評(píng)估規(guī)格目標(biāo)值(CL)與平均值(X)的偏差程度.,| X- CL | Ca = % (USL-LSL)/2,X1,X3,X2,CL,5.工序能力6 CPK&DPPM,工序能力指數(shù), Cp Cp 1.33, 可以 Cp = 1.00 1.33, 可以但須采取措施 Cp 1.00, 不足,5.工序能力6 CPK&DPPM,6 CPK&DPPM對(duì)照表,5.工序能力6 CPK&DPPM,6 CPK&DPPM,5.工序能力6 CPK&DPPM,Cp 及 良率參照表,5.工序能力6 CPK&DPPM,CP與CPk關(guān)系,1.CpCpk 2.Cp與Cpk差距越大,代表改善空間越大 3.當(dāng)X=u,即