SPC-过程能力研究评价指导书

（SPC）统计过程控制

过程能力研究评价作业指导书

批准：鲍国平

审核：陈明

编制：方维维

受控状态：分发号：

2009年01月15日发布2009年01月15日实施过程能力研究评价作业指导书JR/C－8.2.3J－001

1目的

对过程（工序）能力进行研究评价,采取必要的控制措施,确保过程能力满足质量特性值的要求。

2适用范围

适用于产品特殊过程或顾客指定的特殊特性的工序能力的评价和控制。

3职责

3.1技术科

负责确定根据顾客或加工要求确定工序方案、合理选择加工设备、通过流程图研究上、下道工序之间的相互作用，并进行相应的工序能力指数的研究评价。

3.2检验科

负责通过测量手段对工序能力进行研究和评价。

3.3生产车间

通过对人、机、料、法、环、测等因素的控制，保证工序能力的稳定性。

4 SPC操作要求

4.1.控制特性和控制图的类型确定

4.1.1 控制特性、抽样数和测量频率的选择可参考《X－R控制图作业指导书》要求进行。

4.1.2当PPAP有要求时，可选用其它适用的控制图对其指定的特性采用SPC控制，顾客没有特殊要求时，一般采用X－R控制图作为控制依据。

4.1.3对SPC参数表的任何更改，必须由项目小组共同认可，生产技术副总批准方可进行。

4.2参数的采集

4.2.1根据X－R控制图的制作要求，由项目小组下达初始能力研究计划，指定专人使用专用的参数收据表格收集过程特性参数。

4.2.2当PPAP有要求时，由项目小组根据产品特性选择其它计数控制图或计量性控制图，收集数据的频率、方法根据规定的样本要求确定

4.3初始能力研究

4.3.1检验科应对新过程中项目小组或顾客指定的特殊参数进行初始能力研究，这些数据应达到顾客的要求。如没有特别要求，对于初始过程能力研究结果（生产日不到30天）和不稳定的过程PPK＞1.67。

4.3.2初步的过程能力研究属短期行为且不考虑将来的人员、物料、方法、设备、测量系统以及环境的变化影响。

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4.3.3样板控制计划中指明的特殊特性的参数必须采用SPC方式控制，技术科负责收集测量的样本数据及绘图，并将控制保留在PPAP文件中。4.3.4对那些由顾客或本公司指定的特性，可以采取单值移动极差法进行研究，且应对不稳定信号进行检查，如果不稳定信号出现，应采取纠正行动，

并记录在《纠正措施处理单》。如不能达到稳定状态，应联系顾客并采取适当的行动。

4.3.5经顾客同意，最初的数据要求可以从同一工序或类似工序长期结果来代替。

4.3.6为了强化车间所有控制图的实行，那些没有控制限计算的初始过程图（由于数据不足），应标明“初始研究”字样，不管是用于初次能力计算，还是过程改善/变化之后的研究，“初始研究”图是唯一允许无控制限的图。4.4画图及记录

4.4.1指派的人员必须将这些收集的数据及时地画在相应的控制图上。

电脑作的控制图需要显示控制图类型、日期、过程、机器、参数、取样频率、仪器、测量单位、控制限、操作者等等信息，在控制图的标题栏和脚注栏中可以书写这些内容。

4.4.2此外，要把工序周围发生的任何新事物、变化或改变情况，按时序记录保存在《SPC过程事项记录卡》上，该卡必须附在控制图的后面与控制图一起使用。

4.5趋势分析和发出《纠正措施处理单》

4.5.1绘图后，应对其走势形态进行分析，检查是否由过程失效的警告信号存在。如果有，就应由项目小组组织生产、设备、检验、技术、采购、品管等部门进行以自由讨论的方式分析原因和结果，找到问题的存在，并采取短期改进措施解决问题，采取长期预防行动来防止它今后再发生。

4.5.2相应的改进和预防行动将记录在《SPC过程事项记录卡》或《纠正措施处理单》上。

4.5.3提议的改进和预防行动由相关负责部门实施，项目组组长或检验科长将严密监控和跟踪实施的有效性。如果在承诺的时限内，改进行动未能有效地执行或未完全有效的执行或完全未执行，则应向分管生产技术的副总经理汇报，再次强调已发布的《纠正措施处理单》，并向责任部门要求承诺进一步的行动，直至完全改进或纠正为止。

4.6控制限的修订

4.6.1在开始推行SPC时，临时控制限可以参考规格限（产品的质量特性要求）或公司规定的质量目标。

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4.6.2经过一段时间的数据收集和分析，从所研究的过程中消除了失控状态并进行工序能力研究后，就可以由项目小组负责对控制限进行修订，修订的控制限须由生产技术副总经理批准。

4.6.3当进行一个初始过程研究或过程能力再评估时，必须排除已经界定的由特殊原因引起的数据点。如果需要，应重复进行界定/修订/再计算的步骤。 4.6.4如果数据落在修订的控制限内，我们将比较修正的控制限和临时控制限，如果在临时控制限内，则选用该修正的控制限作为我们过程的自然控制限，这样将使我们对过程更好、更实际地进行控制，否则我们将继续采用临时控制限对过程进行控制。

4.6.5计数控制图的中心线值只有向下修订。工序情况变坏时，不能够提升中心线的值，当控制图反映出工序失控或已变化时，应采取适当的改进及预防行动使工序恢复控制。

4.6.6控制限修订必须建立在25组以上数据的基础上（X －R 平均值和极差图要求有100个或以上的读数），通常，每月对控制限作一次修订。 4.6.7对于某些顾客特别界定的特性，只须参照顾客要求，不必每月对控制限进行修订。

4.6.8控制图参数的计算公式，参照《X －R 控制图作业指导书》要求。 4.6.9控制图的警告信号，见《X －R 控制图作业指导书》相关规定。 4.7工序（过程）能力的研究和控制 4.7.1.工序能力指数的定义

工序能力指数是表示工序能力满足工序质量标准（公差、工序质量规格）要求程度的量值。实际上是指过程结果满足质量要求的程度。 工序能力指数表达式为：

C P ＝

总体的标准差

公差范围 ＝B

T ＝

6T

式中：T －公差范围

δ－总体的标准差

计算工序能力指数是在工序质量特性值服从正态分布，即X ～N(μ，δ2)，工序处于受控状态下进行的。 其中：

μ－总体均值 δ－总体标准差

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当测量数据较多（n≥50）时，可以近似用样本均值X 和样本标准差S 来代替。

4.7.2不同情况下的工序能力指数CP 值的计算

4.7.2.1工序无偏时双向公差（即无偏移的情况，X＝M）

T/2

U

T L X(M)T U T L M X T U

图1工序中心与规格中心重合图2工序中心与规格中心不重合

例如：182±0.20

C P＝

δ6

T＝

2

TL

TU-

式中和图中：

T ---公差范围（T=TU-TL）

TU ---规格上限（又称USL）

LT ---规格上限（又称LSL）

X---样本均值（工序分布中心），

M---规格中心（M=

2

TL

TU-）

PU---超上差时的不合格品率

PL ---超下差时的不合格品率

S --- 样本标准差S=∑

=

-

n

i

n

1

1

1

(Xi-X)2

注意:

ISO/TS16949将过程（此时对过程的状态不考虑，过程可能在控制状态，也可能在非控制状态）的实际加工能力称为过程性能PPK，而将过程

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在控制状态的实际加工能力称为过程能力（当过程能力针对工序而言时，称为工序能力）CPK，CPK可以称为过程的固有能力。

一般在讲述过程能力时，均指过程处于控制状态，所以有：

C PK =P PK =

S

Tl Tu 6-

当过程处于受控状态时：

S ＝R /d 2

4.7.2.2工序有偏时双向公差（即有偏移的情况M≠X ）见图2。 例如：182 +0.18 -0.05，28＋0.027

此时的工序能力指数用C PK 表示。对于分布中心与公差中心偏离情况情况的过程能力指数，ISO/TS16949将它记为C PK ，C PK 定义是：

C PK ＝Min （

s

X Tu 3-，

s

Tl X 3-）

即工序能力指数取单侧工序能力指数C PU 与C PL 之中的最小值

C PU ＝（T U －X ）/3S ，C PL =(X －T L )/3S

4.7.2.3单向公差：只有上限要求。

例如：清洁度、噪声等是仅需控制上限的单向公差，其上限视为零，这时的C PU 计算如下：

C PU ＝（T U －X ）/ 3S

4.7.2.4单向公差，只有下限要求。

例如：零件的寿命等是仅需控制下限的单向公差，其上限可以看做无限大。这时工序能力指数CPL 计算如下：

C PL =（X －T L ）/ 3S

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4.7.3利用控制图计算C P 与C PK 4.7.3.1运用X －R 控制图计算：

1）双向公差，偏移量ε＝0

C P ＝

R

T 6 d 2

式中：d 2可以从控制图系数表中查到。

2）双向公差，偏差量ε≠0

C PK ＝（T －2ε）

R

T 6

式中：ε＝│X －M│

3）单限公差

C PU ＝

R

d X Tu 3)(2

-

C PL ＝

R d Tl x 3)(2

-

式中：d 2可以从控制图系数表中查到。 4.7.3.2运用P 图（不合格品率控制图）计算：

C PU ＝

n

P P P Pu )

1(3-?

-

式中：P U －给定允许的最大不合格品率 P －平均不合格品率 n －批平均容量 4.7.3.3运用C 图（缺陷数控制图）

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C PU ＝

C

C Cu 3-

式中：C P －给定允许最大缺陷数

C－平均缺陷数

4.8工序能力的判断和处置

4.8.1工序能力的判断准则

工序能力指数反映工序能力的状态，表1适用于C PK、C PL、C PU的判断准则。

表1工序能力判断准则

表2存在K时的判断准则

现在已进入PPM时代，工序过程引入了加工中心、数控车床等高精尖设备，不合格率已达到百万分之一的水平，所以认为C P＞1.67是工序能力过高的说法应视具体情况而定。

4.8.2不同工序能力指数的处置

通过工序能力指数判别工序能力后，应针对不同等级工序能力采取不同的对策，以确保工序的适宜工序能力。

4.8.2.1C P＞1.67时的处理

1）提高产品质量要求。当工序质量特性为产品的关键或主要项目，

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提高质量要求有利于改进产品性能时，则采取缩小公差方式。

2）放宽波动幅度，以降低成本或提高工效。

3）降低设备、工装精度要求。

4）简化质量检验工作，可考虑免检或放宽检验。

4.8.2.2 1.33＜C P≤1.67时的处置

1）对非关键工序的质量特性，应放宽波动幅度。

2）简化质量检验工作，如把全数检验改为抽样检验。

4.8.2.31＜C P≤1.33时的处置

1）采取工序控制的方法（如控制图），维持工序生产条件，监督工序过程，及时发现异常波动。

2）对产品按正常规定进行检验，若采取抽样检验，抽样的方式和频次必须合理（可考虑加严检查）。

3）C P值接近1.0时，出现不合格品的可能性增大，应对影响工序的主要因素严加控制。

4.8.2.40.67＜C P≤1时的处置

1）分析工序能力不足的原因，通过PDCA（计划－实施－检查－处理）循环制定改进措施。

2）在不影响最终产品性能和不增加装配困难的情况下，可考虑放大公差范围。

3）实行全数检验，剔除不合格品，或进行分级筛选。

4.8.2.5C P≤0.67时的处理

1）一般应停止加工，找出原因，采取措施，改进工艺，提高C P值

2）必须进行全数检验，剔除不合格品。

4.9提高工序能力指数的途径

4.9.1调整工序加工的分布中心，减少中心偏移量ε。减少工序加工的中心偏移量有如下措施：

1）通过收集数据，进行统计分析，找出大量连续生产过程中由于工具磨损、加工条件随时间逐渐变化而产生偏移的规律，及时进行中心

调整，或采取设备自动补偿偏移，或刀具自动调整和补偿等。

2）根据中心偏移量，通过首件检验，可调整设备、刀具等加工定位装置。

3）改进操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏上差等倾向性加工习惯。

以规格中心值为加工依据。

4）配置更为精确的量规，由量规检验改为量值检验，或采用高一等级

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的量具检验。

4.9.2提高工序能力，减少分散程度（即减少工序加工的标准偏差S）

1）修订工序，改进工序方法，修订操作规程，优化工艺参数，补充增加中间工序，推广新材料、新技术、新方法。

2）检修、改造或更新设备，改造、增添与公差要求相适应的精度较高的设备。

3）增添工具工装，提高工装工具的精度。

4）改进材料的进货周期，尽可能的减少由于材料进货批次不同造成的质量波动。

5）改造现有的现场环境条件，以满足产品对现场环境的特殊要求。

6）对关键工序、特种工序的操作者进行技术培训。

7）加强现场的质量控制，设置工序质量控制点或推行控制图管理，加强质检工作。

4.9.3修订公差范围

4.9.3.1修订公差范围，其前提条件是放宽公差范围不会影响产品质量。

4.9.3.2在放宽公差范围不会影响产品质量这个前提下，可对不切合实际的过高的公差要求进行修订，以提高工序能力。

4.9.3.3应把减少中心偏移量作为提高工序能力指数的首要措施。只有当中心偏移量ε＝0，而C P值仍然小于1时，才考虑减少工序加工的分散程度或考虑是否有可能放宽公差范围。