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1、 CPK基本知识 讲解者 唐旭成 什么是Cpk Cpk的定义 制程能力指數 Cpk的意义 制程水准的量化反映 用一个数值来表达制程的水准 1 只有制程能力强的制程才可能生产出质量好 可靠性水平高的产品 2 制程能力指数是一种表示制程水平高低的方便方法 其实质作用是反映制程合格率的高低 推行步驟 明确目的 确定研究成员 选择对象 制定研究计划 过程是否稳定 起草研究报告 过程标准化 实施标准化作业 收集数据 分析数据 制定研究计划 采取改进措施 否 确定过程能力 过程能力不足 过程能力过于充分 过程能力充分 过程分析确定原因 降低成本 维持标准 确定效果 管理标准化 是 2 2 基本統計概念 和
2、Cpk相关的几个重要概念1 单边规格 只有规格上限和规格中心或只有下限或规格中心的规格 如考试成绩不得低于80分 或浮高不得超过0 5mm等 此時數據越接近上限或下限越好 双边规格 有上下限與中心值 而上下限與中心值對稱的规格 此时数据越接近中心值越好 如加工脚长规格2 8 0 2mm USL Upperspecificationlimit 即規格上限LSL Lowspecificationlimit 即規格下限SL specificationcenterlimit 规格中心X X1 X2 Xn n樣本平均值 n為樣本數 T USL LSL規格公差 和Cpk相关的几个重要概念2 樣本標準差 U
3、CL Uppercontrollimit 即控制上限LCL Lowcontrollimit 即控制下限CL controlcenterlimit 控制中心CL XUCL CL 3 X 3 LCL CL 3 X 3 和Cpk相关的几个重要概念3 Ca Cp Cpk的計算公式 Cpk Cpx 1 Ca Cpk Cp Cpk是Cp和Ca的綜合表現 Cpk的計算公式 什么是Ca 2 Ca值的等級判定Ca值是正值 實績平均值較規格中心值偏高Ca值是負值 實績平均值較規格中心值偏低Ca值愈小 品質愈佳 依Ca值大小一般分為以下六級 Ca等级评定及处理原则 Cp 制程精密度 CapabilityofPrec
4、ision Cp衡量的是 規格公差寬度 與 製程變異寬度 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 什么是Cp Cp等级评定及处理原则 製程能力靶心圖 Ca好 Cp差 Cp好 Ca差 Cpk好 Cpk差 Cpk差 Cp好 Ca好 Cpk Cp 1 Ca Cpk等級評定及處理原則 Cpk和制程良率換算 Cpk的計算實例1 Cpk的計算實例2 某工序的規格要求為10 0 1mm 實際測出50個樣本值如下 計算出該工序的Cpk X 10 036 s 0 027 Ca x SL T 2 10 036 10 0 1 0 36 Cp 10 0 1 10 0 1
5、6 0 027 1 239 Cpk Cpx 1 Ca 1 239x 1 0 36 0 793 CPU USL X 3s 10 1 10 036 3 0 027 0 790CPL X LSL 3s 10 036 9 9 3 0 027 1 679 Cpk的計算實例2 制程不良較多 必須提升其能力 Ca过程准确度一般要求在0 0 3 Cpk的計算實例3 部件分离力要求 100N 经抽样测试计算的X 50N S 12 求CPK CPK CPU USL X 3S 100 50 3 12 1 39 狀態良好維持現狀 Cpk的計算實例4 金属材料抗拉强度 35kg cm 经抽样测试计算得X 40 S 1
6、8CPK CPL X LSL 3S 40 35 3 1 8 0 93 2 制程不良較多 必須提升其能力 控制图基本知识 控制圖定义 控制图 Controlchart 又称管理图 1924年美国休哈特博士发明 控制图是区分过程中正常波动和异常波动 并判定过程是否处于控制状态的一种工具 普通原因 是指过程在受控的状态下 出现的具有稳定的且可重复的分布过程的变差的原因 普通原因表现为一个稳系统的偶然原因 只有过程变差的普通原因存在且不改变时 过程的输出才可以预测 特殊原因 通常也叫可查明原因 是指造成不是始终作用于过程的变差的原因 即当它们出现时将造成 整个 过程的分布改变 只用特殊原因被查出且采取
7、措施 否则它们将继续不可预测的影响过程的输出 变差的普通原因和特殊原因 如果仅存在变差的普通原因 目标值线随着时间的推移 过程的输出形成一个稳定的分布并可预测 预测时间范围目标值线如果存在变差的特殊原因 随着时间的推预测移 过程的输出不稳定 时间范围 預防 产品质量的统计观点 产品质量具有变异性影响产品质量的因素有5M1EMan 人Machine 机器 设备 Material 材料Method 方法Measurement 测试Environment 环境 波動原因 控制图預防或容忍 不要等產品做出來後再去看它好不好而是在製造的時候就要把它製造好 2 2 基本統計概念 分析用控制图分析用控制图主
8、要用来分析1 过程是否处于统计稳定2 过程能力是否适宜如发现异常 过程失控或过程能力不足 则应找出原因 采取措施 使过程达到稳定 过程处于稳态后 才可将分析用控制图的控制线延长作为控制用控制图 重要概念1 控制用控制图控制用控制图主要用来分析1 控制用控制图由分析用控制图转化而来2 控制用控制图用于使过程保持稳定 预防不合格的产生控制用控制图的应用规则 按规定的取样方法获取数据 通过打点观察 控制异常原因的出现 当点子分布出现异常 说明工序质量不稳定 此时应及时找出原因 消除异常因素 使工序恢复到正常的控制状态 重要概念2 控制用控制图与分析用控制图关系和区别 在对过程实施控制之前 首先用分析
9、用控制图对要控制的过程实施诊断 当确认过程处于稳定受控状态时 将分析用控制图控制界限延长 转化为控制用控制图 管制图类型 管制图的實例 X R 首先计算极差的控制限 再计算均值的控制限 1计算平均极差 R 及过程均值 X R R1 R2 Rk k K表示子组数量 X X1 X2 Xk k2计算控制限计算控制限是为了显示仅存在变差的普通原因时子组的均值和极差的变化和范围 控制限是由子组的样本容量以及反映在极差上的子组内的变差的量来决定的 计算公式 UCLx X A2RUCLR D4RLCLx X A2RLCLR D3R 计算控制限X 注 式中A2 D3 D4为常系数 决定于子组样本容量 其系数值
10、见表 计算控制限X a当首批数据都在试验控制限之内 即控制限确定后 延长控制限 将其作为将来的一段时期的控制限 b当子组容量变化时 例如 减少样本容量 增加抽样频率 应调整中心限和控制限 方法如下 b 1估计过程的标准偏差 用 表示 用现有的子组容量计算 R d2式中R为子组极差的均值 在极差受控期间 d2为随样本容量变化的常数 如下表 计算控制限R b 2按照新的子组容量查表得到系数d2 D3 D4和A2 计算新的极差和控制限 R新 d2 R d2 UCLR D4R新LCLR D3R新UCLX X A2R新LCLX X A2R新 计算控制限R 控制圖分析 控制圖八大異常判定原則1 連續1點落
11、在三倍標准差C区之外2 連續9點落在管制中心線一側3 連續6點持續上升或下降4 連續14點交替上下跳動5 連續3點中有2點中心線同側兩倍標准差B区以外6 連續5點中有4點中心線同側一倍標准差A区以外7 連續15點落在中心線兩側的一倍標准差A区之內8 連續8點落在中心線兩側但未在一倍標准差A区以內 CL CL 3S CL 3S C B A A B C 1超出控制限的点a出现一个或多个点超出任何控制限是该点处于失控状态的主要证据 应分析 b超出极差上控制限的点通常说明存在下列情况中的一种或几种 b 1控制限计算错误或描点时描错b 2零件间的变化性或分布的宽度已增大 即变坏 b 3测量系统变化 如
12、不同的检验员或量具 c有一点位于控制限之下 说明存在下列情况的一种或多种c 1控制限或描点时描错c 2分布的宽度变小 变好 c 3测量系统已改变 包括数据编辑或变换 控制图分析R 不受控制的过程的极差 有超过控制限的点 UCL LCL UCL LCL R R 受控制的过程的极差 控制图分析R 2链 有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势 连续7点在平均值一侧 连续7点连续上升或下降 a高于平均极差的链或上升链说明存在下列情况之一或全部 a 1输出值的分布宽度增加 原因可能是无规律的 例如 设备工作不正常或固定松动 或是由于过程中的某要素变化 如使用新的不一致的原材料 这些问题都是常见的问题
13、需要纠正 a 2测量系统的改变 如新的检验人或新的量具 b低于平均极差的链或下降链说明存在下列情况之一或全部 b 1输出值的分布宽度减小 好状态 b 2测量系统的改好 控制图分析R UCL LCL R UCL R LCL 不受控制的过程的极差 存在高于和低于极差均值的两种链 不受控制的过程的极差 存在长的上升链 控制图分析R 3分析均值图上的数据点 3 4 1超出控制限的点 a一点超出任一控制限通常表明存在下列情况之一或更多 a 1控制限或描点时描错a 2过程已更改 或是在当时的那一点 可能是一件独立的事件 或是一种趋势的一部分 a 3测量系统发生变化 例如 不同的量具或QC 控制图分析 不受
14、控制的过程的均值 有一点超过控制限 受控制的过程的均值 UCL LCL X LCL UCL X 控制图分析X 3 1链 有下列现象之表明过程已改变或出现某种趋势 连续7点在平均值一侧或7点连续上升或下降a与过程均值有关的链通常表明出现下列情况之一或两者 a 1过程均值已改变a 2测量系统已改变 漂移 偏差 灵敏度 控制图分析X 不受控制的过程的均值 长的上升链 不受控制的过程的均值 出现两条高于和低于均值的长链 UCL X LCL UCL X LCL 控制图分析X UCL X LCL UCL X LCL 均值失控的过程 点离过程均值太近 均值失控的过程 点离控制限太近 控制图分析X 控制图分析 控制图分析
