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1、过程能力分析简介 Capability 2016年11月17日 我们不断地从过程中收集数据并发问 此过程是否有能力制造出没有缺陷的产品 这种收集并分析数据的方法 称为 能力研究 过程能力研究 过程 就是将各项输入资源按一定要求组合起来并能转化为输出产品及其质量特性的活动 任一个产品的制造都可以分解为若干个过程通过并联或串联组成 过程能力也称工序能力 是指加工方面满足加工质量的能力 它是衡量过程加工内在一致性的 2 FPY 一次通过率 也被称作FTQ 这是衡量 Yield产出率 的典型方法 可被接受的部分总数除以总体投入部分的数目RTY 滚动产出率 直通率 累计产出率 产品无缺陷的经过若干过程步
2、骤的概率 RTY FPY过程1 FPY过程2 FPY过程3 PPM 每百万部件的不合格数DPO 单位机会缺陷数 发现的缺陷个数 每单位机率x单位数 DPMO 百万机会缺陷数 单位机会缺陷数x1 000 000DPU 每件产品缺陷数 西格玛 s 统计范畴 总体 的标准偏差Cp 过程能力指数 表示过程的潜在能力 但是没有考虑过程的聚中Cpk 一个指数 对比过程的自然公差与产品规格限 发现的缺陷个数实际处理的单位数 过程能力衡量指标 变异存在于万事万物中变异的负面影响之一便是导致过程能力不足合格率降低指标达不到效率降低消耗增加我们无法消除变异 但我们可以减少变异的程度或它的影响变异是从哪里产生的 过
3、程能力研究 4 过程能力 测量能力不足 原料供应变异 人员操作差异 设备能力不足 LSL USL 不一致 过程能力研究 5 过程能力指标 Cp 能力比 比较过程能力 过程的声音 和规格限 客户的声音 Cp Cp 1 过程能力刚够 刚好适合公差窗口 Cp 2 过程是6sigma的过程 公差窗口是过程能力的2倍 Cp未考虑到过程的中心和离散度 过程能力指标 Cp Cpk ComplexProcessCapabilityindex 值的定义 过程能力指数 过程能力指数 过程水准的量化 用数值表示过程水平高低 1 只有过程能力强的过程才可能生产出质量好 可靠性水平高的产品 2 过程能力指数是一种表示过
4、程水平高低的方便方法 其实质作用是反映过程合格率的高低 注 1 如果要使用过程能力分析来预测未来的过程品质水准 过程需要是稳定且可预测的 如果不符上述条件 过程能力分析就无法预测未来的品质水准 2 过程能力用作诊断工具 如果您只想要用为诊断工具 那么上述的条件就没有那么严苛 3 计算Cpk时 取样数据至少应有20组数据 方具有一定代表性 Cpk的定义 与Cpk相关的几个重要概念 单边规格 只有规格上限和规格中心或只有下限和规格中心的规格 如考试成绩不得低80分 或TPO不得超过50ug L等 此时数据越远离上限或下限越好 双边规格 有上下限与中心值 而且上下限与中心值对称的规格 此时数据越接近
5、中心值越好 如500ml啤酒净含量的规格500 8mL Cp CapabilityofPrecision 过程精密度 Cp衡量的是 规格公差宽度 与 过程变异宽度 之比例 对于只有规格上限和规格中心的规格 对于只有规格下限和规格中心的规格 对于双边规格 与Cpk相关的几个重要概念 Ca CapabilityofAccuracy 制程准确度 Ca衡量 实际平均值 与 规格中心值 的一致性 1 对于单边规格 不存在规格中心 因此也就不存在Ca 2 对于双边规格 与Cpk相关的几个重要概念 11 USL UpperSpecificationLimit 即规格上限 LSL LowSpecificati
6、onLimit 即规格下限 U 规格中心值 平均值 x1 x2 xn n n为样本数 T 规格公差 即T 规格上限一规格下限 USL LSL sigma 为数据的标准差 与Cpk相关的几个重要概念 12 Cpk能干什么 1 可以用来作为定义规格上下界限的参考依据比如某电子厂生产新产品 按照图纸规格进行生产 生产的产品都必须要符合图面的规格及其公差 目的是确保其后续产品生产时的良率 可是工厂里的每道制程 甚至是每部机器都有其生产能力上的限制 不过很多设计者在制定规格公差时 并不会认真的去思考这些生产的实际状况 导致其所制定的公差往往无法发挥其应有的效用 有时候甚至阻碍了产品的生产 造成了反效果
7、其实 比较好的方式应该要在试产阶段就使用Cpk及标准偏差的观念来衡量大量生产时的可能制程能力 然后据此制定出规格的上下界限 一般来说生产至少25 30个样品 然后量测其标准偏差 再决定要用上下几个标准偏差来定义规格的上下界限 也就是公差 一般来说至少要用上下三个标准偏差来定义公差 这样生产出来的产品良率才可以维持在一定的高水平 比较严格的时候甚至会要求要使用上下六个标准偏差来定公差 2 用来判定产品的设计规格及公差定义是否恰当量产后的产品当然也可以用Cpk来判断现在的规格公差是否符合1 33的量产条件 然后重新跟设计单位要求检视或修正设计 Cpk能干什么 3 了解产品的制程能力 预知生产可能产
8、生的不良率Cpk的优点就是可以用数学方式清楚的计算出其概率 所以只要我们有了产品的规格 再通过随机抽样的样品测量数值 就可以预估出产品的可能良率与不良率 4 用来判断目前的产品制程是否稳定符合要求 是否需要进行过程调整通过Cpk的持续管控可以让我们了解到现在及往后的产品良率趋势 而不仅仅是质量趋势 它除了可以监控生产制程的稳定度外 也可以提早发现制程上的变异并加以改善并预防不良品发生 进而提升产品的良率 5 可以用来进行供货商质量能力的监控大部分的工厂都设立有IQC来检验来料有没有符合要求 其实我们也可以将这些测量的数据拿出来作Cpk的管控 如此就可以知道供货商的生产质量落在哪里 也可以知道供
9、货商是否有使用特别挑检 Sorting 出的产品来交货 了解供货商的过程能力 是希望改善供货商的质量 提升其良率 最后达到提升供货质量的目的 另外 如果有两家供货商同时供应同一个材料时 也可以用Cpk对他们进行质量能力比较 6 用来监控重点指标过程生产的时候 有时候设计上无法克服的东西 通常要透过过程的严格控制达到目的 基本上使用全面测量可以达到最大的控制程度 如果不行的话用Cpk来进行管控 比如说检测TPO是否稳定 等 Cpk的计算步骤 计算取样数据至少应有20组数据 方具有一定代表性 计算Cpk除收集取样数据外 还应知晓该品质特性的规格上下限 USL LSL 才可顺利计算其值 用Excel
10、的 STDEV 函数和 AVERAGE 自动计算所取样数据的标准差 和平均值 再计算出规格公差 T 及规格中心值 U 规格公差T 规格上限USL 规格下限LSL 规格中心值U 规格上限USL 规格下限LSL 2 依据公式 Ca X U T 2 计算出过程准确度 Ca值 依据公式 Cp T 6 计算出过程精密度 Cp值 依据公式 Cpk Cp 1 Ca 计算出过程能力指数 Cpk值 备注 Cpk Cp Cpk是Cp和Ca的综合表现 10 036s 0 027Ca C T 2 10 036 10 0 1 0 36 Cp 10 0 1 10 0 1 6 0 027 1 239 Cpk Cp 1 Ca
11、 1 239x 1 0 36 0 793 Cpk的计算实例 Cpk Cp 1 Ca 操作 CapabilitySixpack 打开项目 液位高度 MPJ 激泡泵液位高度稳定性 MTW操作路径 统计 质量工具 CapabilitySixpack 正态 操作 CapabilitySixpack 子组跨数列 选择位置1 位置2 位置3 1 规格下限 203规格上限 226 2 3 检验勾选前3项 4 点击检验 1 数据是否有代表性 数据分群 采集后段最近的数据进行分析 决策 操作 CapabilitySixpack 1 数据是否有代表性 正态性 2 过程能力指标 3 你要采取什么对策 决策 单取第22笔及以后的数据进行分析 操作 CapabilitySixpack Cpk和过程良品率换算 Cpk等级评定及处理原则 22 总结 过程能力分析步骤 1 按您认为 最佳 的过程设定 并记录关键过程输入变量 KPIVs 2 操作一段时间 尽可能排除外部的变异目标收集约30个数据3 判断数据是否具有代表性 是否为独立整体 使用工具控制图确定收集到的数据能代表过程 再进行正态性检验 判断数据是否趋中 P 0 05 则数据正态分布5 测量及记录关键过程输出变量 KPOV 5 执行CapabilitySix pack并检查6 诊断均值的偏移或变异改变7 依诊断结果决定改善计划 谢谢 24
