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1、工序能力的導入,制程技朮,目 錄,工序能力的定義,工序能力指數,工序能力的分析,工序能力調查,工序能力6 CPK&DPPM,提高工序能力指數的途徑,1.工序能力的定義,工序能力是處于穩定狀況下工序的實際加工能力所謂處于穩定生產狀況下的工序是：,a）原材料或上一道工序半成 品按照標准要求供應。 b）本工序按作业標准实施并且影响工序质量各主要因素 無異常的条件下進行。 c）工序完成后，产品檢測按標准要求進行。,1.工序能力的定義,工序能力的測定一般是在成批生産狀況下進行的，工序滿足産品質量要求的能力主要表現,a）産品質量是否穩定 b）産品質量精度是否足夠 因此，當確認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量特性值的變異或波動來表示，産品質量的變異可以用頻數分佈表，直方圖，分佈的定量值以及分佈曲線來描述。,1 .工序能力的定義,在穩定生産狀態下，爲了便於工序能力的量化，可以用3原則來確定其分佈範圍，當分佈範圍取爲3時，産品質量合格的概率可達99.7%，接近於1，因此以3，即6爲標準來衡量工序的能力是具有足夠的精度和良好的經濟性的，於是取工序能力爲6。,2.工序能力指數,影響工序能力的諸因素綜合反映於該工序産品質量的分佈狀況，如果把分佈曲線或直方圖與公差範圍畫在一起，就可以明確地表示出質量特性值的分佈與公差範圍之間的關係，如圖所示：圖1 分佈曲線與公差範圍關係圖,2.工
3、序能力指數,釋義 圖1中T爲公差範圍（公差帶），當公差範圍爲T1時，說明質量特性值公佈在公差帶內，這時反映了質量特性分佈比設計要求要高，當公差範圍爲T2時，反映了質量特性分佈大致符合設計要求；當公差範圍爲T3時，反映了質量特性分佈超出了設計要求，因此，公差範圍與分佈狀態對比關係就代表了工序能力的大小，我們稱設計時對産品質量標準規格的要求與製造時工序所具有滿足要求能力的比值爲工序能力指數。,2.工序能力指數,定義 工序能力指數是工序能力滿足質量標準的程度的評價指標，工序能力指數又稱工程能力指數，工藝能力指數。 用C或Cpk表示，Cp適用於設計標準規格的中心值與測定資料的分佈中心一致時，即在無偏差
4、的情況下；Cpk值適用於設計質量標準規格的中心值與測定資料的分佈中心不一致時，即在有偏差的情況下，Cp值與Cpk可以用以下公式計算：,2.工序能力指數,1Cp值计算 一）計量值爲雙側公差情況下的Cp值 當設計標準規格要求爲雙側公差的場合，即當同時給出規格的上、下界限時，工序能力指數可按公式一計算 Cp=T6 公式一 公式中 T-公差範圍（公差帶），是對産品質量的要求； -工序標準偏差，反映了經過該工序加工過程後，産品質量的分佈狀況，是對該工序過程而言的，這個過程即包括已經完成該工序的産品，也包括尚未完成該工序的産品，只要工序處於穩定狀況，這個工序過程就存在一個標準偏差，即有一個確定的分佈，可以
5、用抽取樣本的實測值計算出的樣本標準偏差s來估計，這時有：,2.工序能力指數,Cp=T/6s 公式二 從公式二中可以看出公差範圍（標準規格）分佈與Cp值的對應關係 注：關於標準偏差“s” 的計算： s=S/N （各個資料與平均值的差，分別乘以平方後加起來的總和爲S，N爲資料個數）S=（Xi-X）2 =（X1-X）2 +（X2-X）+ +（Xn-X）2,2.工序能力指數,a）分佈滿足公差範圍要求並有相當餘地，工序能力比較 理想；,下圖中Tu爲規格上限，T1爲規格下限其中,2.工序能力指數,b）分佈滿足公差範圍要求，但偏向規格下限一側，應採取措施,2.工序能力指數,c）分佈滿足公差範圍要求，但完全沒
6、有餘地，不注意將超出公差；,2.工序能力指數,d）分佈滿足公差範圍要求，但餘地太大，應考慮工序的經濟性；,2.工序能力指數,e）分佈不滿足公差範圍要求，應採取措施減小分散，或放寬公差。,2.工序能力指數,二）計量值爲單側公差情況下的Cp值e）分佈不滿足公差範圍要求，應採取措施減小分散，或放寬公差。 設計標準規格要求爲單側公差的場合，即當給出規格的上限或下限時，工序能力指數可按（公式三），（公式四）來計算： 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,2CPK值的計算 當質量標準的中心（Tu+T1）/2
7、與分析中心（以X估計）不一致時，即在有偏差的情況，不能應用Cp值，而需應用Cpk值來計算工序能力指數 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,例： 已知某零件尺寸爲 ，取樣實測X爲50.05，s爲0.061，求工序能力指數 Tu = 50.3 T1 = 49.9 則標準規格中心值爲： Tu+T1）/ 2 = （50.3+49.9)/2 =50.1 由取樣實測得出X=50.05,與標準規格中心值不重合，則應求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,當工序能力指數求出後，即可依據它對工序能力進行分析和 判定，我們可以把工序能力分爲5級，如表：,3.工序能力分析,4.工序能力調查,调查方法：,（1）直方圖法 直方圖法是調查工序能力的常用方法，通過直方圖顯示分佈範圍與公差的比較，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量要求。（可參考：第二級，工序能力指數中心差與Cp值的關係部分） （2）管理圖法 顯示質量特性值隨時間變化的波動情況，反映生産過程穩定性以及是否處於受控狀態；,4.工序能力調
9、查,（a）圖，生産過程處於控制狀態，波動較小，質量特性值保持均勻分佈在規格界限內，工序能力滿足要求，且尚有餘地。,4.工序能力調查,（b）圖，生産過程不穩定，有時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程受到影響。,4.工序能力調查,（c）圖，質量特性隨生産時間推移逐漸變大，有大量超出上限的趨勢，如果不及時糾正，會産生大量不合格品，表現失控，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過使用後有所變化而帶來的結果。,4.工序能力調查,（d）圖，生産過程比較穩定，但質量特性變異波動太大，不能滿足規格要求，這可能由於機床精度不夠，地基振動等原因造成。,4.工序能
10、力調查,（e）圖，生産過程比較穩定，但質量特性變異波動雖少，但平均值過高，作爲整體來看數值過大，不能滿足規格要求，這可能由某種規範調整有問題，因引起固定的偏差。,4.工序能力調查,（f）圖，生産過程不穩定，測定值忽高忽低，這可能由於原材料的變化造成。,4.工序能力調查,（g）圖，生産過程中質量特性有規則地上升，例如車床加工時，由於刀具的磨損而使加工零件外徑逐漸加大並形成規則的周期。,4.工序能力調查,（h）圖，生産過程中質量特性有規則地下降，例如化工生産中由於觸媒的活性下降會使産品的產出率逐漸降低並形成規則的周期。,4.工序能力調查,（j）圖，生産過程中有突然的變化，如在衝壓時，當油壓機出現故
11、障産生卡帶現象時，則可能産生這種現象。,5.工序能力6 CPK&DPPM,準確度:量測同一工件,其平均值與真值的符合程度(Ca). 精密度:量測同一工件,測值間的一致程度(Cp). 準確度:量測同一工件,測值與真值的一致程度(Cpk).,准確度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.制程准確度Ca=,2平均值規格中心,公差裕度,2.制程精密度Cp=,公差裕度,6標准差,3.制程精確度Cpk=,6標准差,公差裕度2中心偏移量,或MIN,上限平均值 , 平均值下限,3標准差,5.工序能力6 CPK&DPPM,平均值
12、(X) v.s. Ca,常態分佈數據,其平均值(X)代表數值的集中趨勢. 製程準確度(Capability of accuracy,Ca): 評估規格目標值(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, 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關系,1.CpCpk 2.Cp與Cpk差距越大,代表改善空間越大 3.當X=u,即Ca=0時,Cp=Cpk 4.當分布中心位於規格界線時,Cpk=0 5.當分布中心超出規格界線時Cpk0,6.提高工序能力途徑,提高工序能力指數的途徑,1、調整工序加工分佈中心位置X，使X接近規格中心。 2、根據市場信息，設計要求，更改SPEC。 3、提高工序能力，減少離散度 a、工藝方法 b、設備、工裝精度 c、操作水平 d、材料 e、環境 f、檢測,THE END,THANK,
