《现代质量工程 教学课件 ppt 作者 卢碧红 第6章 面向制造的质量工程 to出版社》由会员分享，可在线阅读，更多相关《现代质量工程 教学课件 ppt 作者 卢碧红 第6章 面向制造的质量工程 to出版社（138页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、2019/5/22,第六章 面向制造的质量,引言 第一节 SPC简介 第二节 过程能力分析 第三节 控制图及其应用 第四节 过程质量控制的案例分析 本章小结,2019/5/22,引言,例一 威尔逊体育用品公司（Wilson Sporting Goods）发现高尔夫球细微的形状误差会使得重心偏离球心，导致球无法沿直线滚动。即便是高质量的球，大概每12个会有不到一个存在这种问题。 威尔逊公司在一味改善制造过程无望的情况下，采用了一种新的真球设计方案，新球的核更轻而外壳更重，因而新的设计有效解决了重心偏离问题。 显然这是一个设计质量问题，却被认定成制造问题，最终得意澄清。到底哪些问题上属于制造质量呢
2、？,2019/5/22,例二 把木板切成精确的55cm长。,如果只提供给工人一把手锯、一张桌子、一把12cm的尺子，那么这位工人，无论如何都无法可靠地切出这个精确的长度，可测误差将显著存在。 但是，假设现在提供的是一把60cm的金属测量卷尺、一个夹具用于固定木板、一把电动锯，工人们又接受了如何使用这些工具的培训。 很明显，现在切出55cm的木板尺寸较前面的误差更小。 表明过程改进了质量才有保证。,2019/5/22,引言,理论上，在确保设计质量的前提下，产品的质量在很大程度上依赖于生产（制造）过程的质量。 过程质量的好坏可以从两个方面来衡量： 一是过程质量是否稳定； 二是稳定的过程能力是否满足
3、技术要求。 这些评价的基础就是统计过程控制（SPC）,2019/5/22,第一节 SPC简介,6.1.1 SPC基本概念 SPC（Statistical Process Control）称为统计过程控制，是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，从而达到保证产品质量的目的。,SPC是美国贝尔实验室休哈特博士在20世纪二、三十年代所创立的理论，它能科学地区分出生产过程中产品质量的正常波动与异常波动，从而对生产过程的异常及时告警，以便采取措施，消除异常，恢复过程的稳定。,2019/5/22,工业革命以后，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。 1924年，休哈特博士提出将3
4、Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论和方法基础。 战后戴明博士将SPC 的概念引入日本。美国从20 世纪80 年代起开始推行SPC。美国汽车工业大规模推行了SPC。,6.1.2 SPC的起源与发展,2019/5/22,6.1.3 SPC的原理,产品质量的统计观点是现代质量管理的基本观点，它包括： （1）产品质量始终在变动之中在生产中，影响产品质量的因素（又称变异源）有：原材料、机器设备、操作人员、操作方法、检测和环境，简称5M1E。 （2）产品质量变动的统计规律是可以掌握的对于产品质量某一瞬间的变化虽然不能精确地预测，但其变
5、动的统计规律是可以掌握的，比如计量质量特性多为正态分布，计数质量特性为二项分布或泊松分布等。,1质量的统计观点,2019/5/22,（1）偶然因素又称一般性因素，是固有的。具有4个特点：影响微小，始终存在，逐件不同，难以除去。 （2）异常因素又称特殊性因素，是外加的。也有4个特点：影响较大，有时存在，一系列产品受到同一方向的影响，不难除去。,在生产过程中异常因素是关注的对象。,6.1.3 SPC的原理,2质量影响因素的分类,2019/5/22,6.1.3 SPC的原理,区分正常波动和异常波动； 及时发现异常征兆； 消除异常因素； 减少异常波动； 提高过程能力；,3SPC的作用,2019/5/2
6、2,第二节 过程能力分析,6.2.1 过程能力的概念,过程能力（process capability）或称为工序能力，指处于统计稳定状态下过程的实际加工能力；它是衡量过程加工内在一致性的标准。 过程满足产品质量要求的能力主要表现在以下两个方面： （1）产品质量是否稳定 （2）产品精度是否足够,1过程能力,2019/5/22,6.2.1 过程能力的概念,操作者方面：如操作者的技术水平、熟练程度、质量意识、责任心、管理程度等； 设备方面：如设备精度的稳定性，性能的可靠性，定位装置和传动装置的准确性，设备的冷却、润滑情况等等； 材料方面：如材料的成分，配套元器件的质量等等；,1影响过程能力的因素（5
7、M1E）,2019/5/22,6.2.1 过程能力的概念,工艺方面：如工艺流程的安排，过程之间的衔接，工艺方法、工艺装备、工艺参数、过程加工的指导文件、工艺卡、操作规范、作业指导书等； 测量方面：如测量仪器的精度、稳定性、测量者的读数习惯、测量方法等等都会对结论的形成产生一定的影响； 环境方面：如生产现场的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明、室内净化、现场污染程度等等。,1影响过程能力的因素（5M1E）,2019/5/22,6.2.2 过程能力分类,短期过程能力是指仅由偶然因素所引起的这部分变异所形成的过程能力，它实际上反映了“短期”变异。此变异可由控制图的有关参数估计：,短期过程能力用于新产品
8、试作阶段、初期生产阶段、工程变更或设备变更时以及初始过程能力研究。,1短期过程能力,2019/5/22,6.2.2 过程能力分类,长期过程能力是指由偶然因素和异常因素之和所引起的总变异，它实际上反映了过程的“长期”变异。此变异可由控制图的有关参数估计：,长期过程能力多用于量产阶段的过程能力研究。,2长期过程能力,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,过程能力指数表示过程能力满足产品技术标准的程度。 质量标准（T）与过程能力（B=6）的比值，称为过程能力指数，记为Cp。,1过程能力指数,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,（1）分布中心与公差中心重合的情况,由于总体标准
9、差 一般很难找到，通常用样本的标准差 s 代替。,2计量值过程能力指数的计算,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,（2）分布中心与公差中心不重合的情况,K修正值； M公差范围中心值 分布中心与公差中心的绝对偏移量。,2计量值过程能力指数的计算,CP 没变，却出现了过程能力不足的现象，引入Cpk 评价,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,【例6-1】 某工序加工的零件尺寸要求为20mm0.023mm，现经随机抽样，测得样本平均值为19.997mm，标准偏差S0.007，求Cp和Cpk，并比较之。,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,（3）单侧公差情况下C
10、p 值的计算,1）只规定上限标准时,2计量值过程能力指数的计算,注意：当TU 时，则认为Cp=0，这时可能出现的不合格率高达50%100%。,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,（3）单侧公差情况下Cp 值的计算,2）只规定下限标准时,2计量值过程能力指数的计算,注意：当TL 时，则认为Cp=0，这时可能出现的不合格率同样为50%100%。,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,3计件值过程能力指数的计算,（1）当以不合格数nP 作为检验产品质量指标，并以(nP)U 作为标准要求时，则样本不合格品数的平均值为,由二项分布可得计件值过程能力指数计算公式：,、,2019/
11、5/22,6.2.3 过程能力指数计算,3计件值过程能力指数的计算,（2）当以不合格品率P作为检验产品质量指标，并以Pu 作为标准要求时,、,这时有过程能力指数计算公式：,、,、,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,4计点值过程能力指数的计算,在计点值情况下仍相当于单侧公差只规定标准上限的情况。,、,取样本k个，每个样本大小为n，其中缺陷数分别为C1，C2，Ck， 则样本疵点数的平均值为,由泊松分布可得,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,【例6-2】 抽取大小为n=50 的样本20个，其中疵点数分别为：1、2、0、3、2、4、1、0、3、1、2、2、1、6、3、3
12、、5、1、3、2，当允许样本疵点数CU =6时，求过程能力指数。,过程能力指数：,解：由于,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,5Cp与Cpk的比较与说明,、,无偏移情况的Cp表示过程加工的一致性，Cp越大，则质量特性值的分布越“苗条”，质量能力越强 有偏移情况的Cpk表示过程中心与规范中心M的偏移情况， Cpk越大，则二者偏离越小。,2019/5/22,6.2.3 过程能力指数计算,6通过Cp、Cpk值计算不良率P,、,当质量特性的分布呈正态分布时，一定的过程能力指数对应一定的不合格品率。例如，当Cp=1时，即B=6 时，质量特性标准的上下限与3 重合。 由正态分布的概率函数可
13、知，此时的不合格品率为0.27%。由于计算复杂，工程上多采用查表法。根据Cp和K数值表求不合格品率P，如表6-1 Cp-K-P 数值表。,2019/5/22,6.2.4 过程能力指数计分析,1过程能力判定,、,（1）如果质量标准界限是3（即6），Cp=1，可能出现的不合格品率为0.27%。这种过程能力处于临界状态； （2）如果标准界限范围是4（即8），Cp=1.33。这时的过程能力不仅能满足设计质量要求，而且有一定的富裕能力；,（3）如果标准界限范围是5（即10），Cp=1.67。这时过程能力有更多的富裕，即过程能力非常充分； （4）当过程能力指数Cp1 时，认为过程能力不足应采取措施提高过程
14、能力。,2019/5/22,6.2.4 过程能力指数计分析,、,过程能力指数Cp 值的判断标准如下表,2019/5/22,6.2.4 过程能力指数计分析,2提高过程能力的途径,、,（1）调整过程加工的分布中心，减小偏移量当过程存在偏移量时，表明工艺系统存在异常因素，比如对刀有偏差，需要及时识别这种异常因素，消除之。,（2）减小分散程度 1）修订操作规程优化工艺参数。 2）改造更新与产品质量标准要求相适应的设备，保证设备的精度；,2019/5/22,6.2.4 过程能力指数计分析,2提高过程能力的途径,、,3）提高工具、工艺装备的精度，以保证工装的精度； 4）按产品质量要求和设备精度要求来保证环
15、境条件； 5）加强人员培训，提高操作者的技术水平和质量意识； 6）加强现场质量控制，设置关键、重点过程的过程管理点，开展QC 小组活动，使过程处于控制状态。,2019/5/22,6.2.4 过程能力指数计分析,（3）修订标准范围,当确信若降低标准要求或放宽公差范围不致影响产品质量和用户满意度时，就可以修订不切实际的现有公差要求（相当于修改设计）。 公差设计的重要意义之一就在于此。,2提高过程能力的途径,2019/5/22,第三节 控制图及其应用,6.3.1 控制图简介,控制图1924年由美国休哈特博士发明、之后被戴明推广应用。 因其用法简单且效果显著, 人人能用, 到处可用, 逐渐成为实施品质
16、管制时不可缺少的主要工具, 当时称为 (Statistical Quality Control)。,控制图作用 能区分变差的异常和偶然因素，作为对系统采取措施的指南。,2019/5/22,6.3.1 控制图简介,1控制图结构,2019/5/22,6.3.1 控制图简介,2控制图分类,计量值控制图 均值极差控制图( 图) 均值标准差控制图( 图 ) 中位数极差控制图(Me-R图) 单值移动极差控制图(X-Rs图),计件值控制图 不合格率控制图(P图) 不合格数控制图(Pn图),计点值控制图 缺陷数控制图(C图) 单位缺陷数控制图(U图),2019/5/22,6.3.2 控制图基本原理,1控制图3原理,正态分布中，产品质量特性值落在3之间的概率为99.73% ，落在3之外的概率为0.27%，
