过程能力控制
过程能力分析与质量控制
01
03
Ppf（Performance of Process and Fixture）：表 示工艺和夹具的组合性能，即工艺和夹具共同作用下
在无缺陷或偏离规格的情况下运行的能力。
04
Ppm（Performance of Process Measure）：表示 测量过程的性能，即测量系统在无缺陷或偏离规格的 情况下运行的能力。
定义 内容 应用 优势
测量系统分析是对测量设备或测量过程进行评估和改进的一种 技术方法。
包括测量设备的准确性、重复性、再现性等方面的评估，以及 测量过程的稳定性、线性、量程等方面的测试。
用于确保测量系统的准确性和可靠性，保证产品质量和生产效 率。
能够识别测量系统的问题和改进方向，提高测量数据的准确性 和可靠性。
其他过程能力指标
01
Cpl
表示下限过程能力，即过程加工质 量满足技术标准的下限能力。
Ca
表示实际过程能力，即实际加工过 程中过程能力的分布范围。
03
02
Cpu
表示上限过程能力，即过程加工质 量满足技术标准的上限能力。
Cb
表示公差范围的过程能力，即公差 范围内过程能力的分布范围。
04
过程能力指标的应用
确定优先级
根据问题的重要性和紧迫性，确定改进目标 的优先级。
制定目标计划
制定实现目标的计划，包括时间表、责任人 、资源需求等。
制定改进计划
评估方案可行性
评估方案的可行性，确保方案具有可实施性 和可操作性。
制定改进方案
根据问题区域和改进目标，制定具体的改进 方案。
制定实施计划
制定详细的实施计划，包括实施步骤、时间 安排、资源分配等。
Pp（Performance of Process）：表示过程性 能，即过程在无缺陷或偏离规格的情况下运行的 能力。
控制图与过程能力
控制图与过程能力控制图与过程能力控制图是一种统计工具，用于检测过程是否稳定，并通过监控过程中的变异性来实现过程的稳定控制。
过程能力则用来评估过程的稳定性及其是否满足规定的要求。
在质量管理中，控制图和过程能力是常用的管理工具，可以帮助企业分析和改进生产过程，提高产品质量。
首先，控制图是由过程数据统计而得出的，其核心思想是通过收集并分析过程数据，判断过程是否处于可控状态，从而及时发现问题，采取相应的纠正措施。
控制图通常由中心线、控制限和数据点构成。
中心线表示过程数据的平均值，控制限则表示过程数据的变异性，通常分为控制上限和控制下限。
数据点则是通过统计过程数据得出的。
控制图可分为平均控制图和范围控制图两种。
平均控制图主要用于分析过程的平均水平是否稳定，常用的平均控制图有均值图和移动平均图。
均值图通过比较样本平均值与中心线的差异来判断过程的稳定性；移动平均图则将样本平均数按照一定的周期进行平均，从而降低随机变异的影响。
范围控制图主要用于分析过程的变异性是否稳定，常用的范围控制图有范围图和标准差图。
范围图通过比较样本范围与控制限的差异来判断过程的稳定性；标准差图则是将样本标准差按照一定的周期进行计算，从而判断过程的稳定性。
控制图的构建需要确定样本的大小和采样间隔，样本的大小一般取决于过程的稳定性和潜在的变异性，采样间隔则取决于对过程的监控程度。
通过不断地收集和分析过程数据，可以根据实际情况进行调整和改进。
过程能力则是对过程进行综合评价的指标，用于衡量过程的稳定性和能够满足规定要求的能力。
过程能力通常由过程能力指数（Cp）和过程能力指数偏差（Cpk）来表示。
Cp表示过程的能力指数，计算公式为 Cp = (USL-LSL)/(6σ)，其中USL和LSL分别为规定的上限和下限，σ为过程的标准差。
Cpk表示过程能力指数偏差，表示过程确保产品能够满足要求的能力。
过程能力的评估通常需要先确定经验指标和相关标准。
常用的经验指标有6σ、4σ和3σ，表示过程的准确性和精度。
第六章控制图、过程能力和直方图
在工序控制中需要了解的三个方面，都能在控制图上得到。 (1) 在连续的生产监控中，有无变化的征兆； (2) 有无急剧的变化； (3) 有无越出控制范围的异常值。
－－控制图的作用：
在质量诊断方面，可以用来度量过程的稳定性，即过程是否处于统计控制状态； 在质量控制方面，可以用来确定什么时候需要对过程加以调整，而什么时候则需使过程保持相应的稳定状态； 在质量改进方面，可以用来确认某过程是否得到了改进。
1.864
1.816
1.777
E2
2.660
1.772
1.457
1.290
1.134
1.109
1.054
1.010
0.975
m3A2
1.880
1.187
0.796
0.691
0.549
0.509
0.430
0.410
0.360
D3
－
－
－
－
－
0.076
0.136
0.184
0.223
d2
1.128
1.693
P
－
n －
（1－ ）
Pn
－
Pn
－
3
u
－
3
n
u
－
＋
u
－
3
n
u -
c
－
3
c —
c
－
3
c ＋
控制系数选用表
n
2
3
4
5
6
7
8
9
10
A2
1.880
1.023
0.729
0.577
0.483
过程能力控制
ppk
Ppk 的计算公式和cpk的一样，只是ó 值不一样
201
Ppk和Cpk的联合应用
一般情况下，ppk ≤cpk，但如果ppk远远 小于cpk时，说明实际的过程能力低于固有的 能力，过程没有达到稳态，过程中异常坏的特 殊因素，应该马上寻找原因，加以消除，把过 程绩效指数提高到过程能力指数的水平。 当ppk远远大于cpk时，说明实际的过程 能力高于过程的固有能力，说明有异常好的特 殊因素存在。应该将这种异常好的特殊因素找 到，并将它纳入作业指导书，以大幅度提高过 程能力指数
131
制程能力指数CpK ：
CpK
1.33≤CpK 1.00≤CpK＜1.33 0.67≤CpK＜1.00 CpK ＜0.67
偏离度K（%）
︱K︱≤12.5 12.5＜︱K︱≤25 25＜︱K︱≤50 50＜︱K︱
建议的措施
不必调整 密切关注，必要 时采取措施 应予以调整 采取纠正措施或 停止生产
31
3、过程能力的作用：
1）掌握生产过程中的质量水 平，预防不合格品的产生； 2）为制定标准、进行质量分 析提供依据。
41
4、过程能力的用途：
1）向领导汇报质量情况； 2）在QC小组活动中用于课 题选择、现状调查、原因分 析等。
51
二、过程能力应用的程序
141
制程能力指数CpK ：单边规格
没有规格下限：Cp=CpU=CpK 没有规格上限：Cp=CpL=CpK
151Leabharlann 过程绩效（process performance）: 定义： 是从过程总波动的角度反应过程的实际加工能 力，此时不需要考虑过程是否受控，也不要求 过程输出的质量特性一定要服从某个正态分布。 如果说过程能力反映的是过程的固有属性， 那么过程绩效反映的就是过程的实际属性。 过程绩效是过程的总变差O的6倍，即pp=6o. O通常用所有测量值计算出来的标准差s来估计。
统计过程控制（SPC）之过程控制过程能力过程性能和过程指数
统计过程控制（SPC）之过程控制过程能⼒过程性能和过程指数
统计过程控制（SPC）之过程控制/过程能⼒/过程性能和过程指数定义/说明/要求/⽬的：
能⼒是指：⼀个稳定过程中固有变差的总范围。
过程控制是指：分析某⼀过程或其输出，以便采取适当的措施来达到⼀种统计受控的状态，这种控制是对过程进⾏的控制，⽽不是事后的⾏为。
过程能⼒是指：⼀个稳定过程固有的变差的总范围，⼀般为过程固有变差的6?σ范围；对于计量型σ，对于计数型数据，通常为不合格品或不合格的平均⽐例或⽐率。
数据，其被定义为6?
c
过程能⼒指数是指：过程能⼒满⾜产品质量标准要求（规格范围等）的程度。
分布是指：描述具有稳定系统变差的⼀种输出⽅式，其中单个值是不可预测的，但⼀组单值就可形成⼀种图形，并可⽤位置、分布宽度和形状这些术语来描述。
过程控制系统的⽬的是对过程当前和将来的状态作出预测，以便对影响过程的措施做出经济合理的决定。
采⽤的总体标准差的估计⽅法的不同导致过程能⼒和过程性能之间的不同。
理解过程控制/过程能⼒/过程性能和过程指数才能最终⽐较“过程的声⾳”和“顾客的声⾳”。
检查表：。
013 过程控制和过程能力
统计量计算
No. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 导板铆钉的硬度 64.09 64.25 63.28 64.23 64.5 64 63.43 63.49 64.53 64.47 63.31 63.12
平均值X-Bar：12个数值的和除以个 数12， 结果等于63.89 极差R：最大值减最小值，64.5363.12=1.41
偏差的影响
合格的中导齿和合格的铆钉到装配却不能顺利生产
合格的链条和合格的导板，客户可能无法正常使用
常见偏差预防—讨论
人与人之间的偏差
• 培训、标准化文件
不同设备参数的偏差
• 测试选择最佳参数 • 监控过程参数波动
原材料差异造成的偏差
• 检验材料 • 针对性调整过程参数
不同的操作方法
关键 制造过程或关键制 造过程(CMPs) 关键过程 控制变量
规格和目标值
满足规格
—最低质量
目标值 —高质量
高质量的关键是减少与目标值的偏差
目标值
注意：始终确保特性至少满足技术规格是最低的要求
为什么要减少偏差
最终客户需要一致性 内部客户（下道工序）需要稳定性才能更好的生产 • 装配机希望一致的零件才能下料顺畅 • 热处理希望稳定的材料结构和硬度，才能保持硬 度均匀 • 刀头磨床需要成型稳定，才能保持一致的研磨角 度……
Cp > 1.0 Cpk < 1.0
LSL
USL
过程没有能力
能力不足—过程均值和分布均未达到要求，需要调查 分析原因，寻找改善方法
Cp < 1.0
Cpk < 1.0
LSL
USL
标准差S：
(x-X) n-1
质量控制中的过程能力与稳定性分析
过程能力与稳定性的重要性
过程能力与稳定性直接影响到产品的质量和生产效率，是企业在激烈市场竞争中获得优势的关键因素 。
通过对过程能力与稳定性的分析，企业可以识别生产过程中的瓶颈和问题，采取有效的改进措施，提 高产品质量和降低生产成本。
05
提升过程能力与稳定性的方法
优化工艺参数
总结词
通过调整工艺参数，可以改善产品的一 致性和稳定性，从而提高过程能力。
VS
详细描述
工艺参数是影响产品质量和稳定性的关键 因素。通过对工艺参数进行优化，如温度 、压力、时间、物料比例等，可以找到最 佳的工艺条件，使生产过程更加稳定，产 品质量更加可靠。
案例三
总结词
该电子产品企业通过集成SPC与六西格玛管理方法， 实现了过程能力与稳定性的协同优化，提高了产品质 量和市场竞争力。
详细描述
该企业面临生产过程不稳定、产品故障率高的问题。 为了解决这些问题，企业采用了集成SPC与六西格玛 管理的方法。通过数据收集、分析和监控，企业识别 了关键质量特性（CTQ）和控制图，并确定了关键质 量影响因素。然后，运用六西格玛方法进行问题分析 和改进，制定并实施了相应的改进措施。改进后的生 产过程表现出更高的过程能力和稳定性，产品故障率 显著降低，从而提高了客户满意度和市场竞争力。
详细描述
该企业在食品加工过程中面临产品质量不稳定的问题。 为了解决这一问题，企业首先对生产工艺进行了改进， 引入了先进的加工设备和工艺控制方法。同时，加强了 质量管理体系的建立和实施，确保从原材料采购到产品 出厂的每个环节都得到有效控制。通过这些措施，企业 成功提高了产品质量的稳定性，减少了不合格品率。
质量控制中的过程能力分析
质量控制中的过程能力分析过程能力分析在质量控制中扮演着至关重要的角色。
通过对过程能力的分析，企业可以评估生产过程的稳定性和可靠性，进而制定相应的质量控制措施，提高产品质量和生产效率。
本文将从过程能力分析的概念、方法以及在质量控制中的应用等方面进行论述。
一、过程能力分析的概念过程能力分析是指通过对生产过程中的关键特性进行统计分析和评估，从而确定该过程是否满足要求的能力。
这种能力包括两个方面，即过程稳定性和过程的能力水平。
过程稳定性衡量的是生产过程的一致性和可重复性；过程的能力水平则反映了生产过程能够按照规定的要求进行生产的能力。
二、过程能力分析的方法1. 数据收集：收集生产过程中的数据，通常是指关键特性的测量数据。
这些数据可以通过抽样、测量或记录得到。
2. 统计分析：通过对收集的数据进行统计分析，计算出关键特性的各种统计指标。
常用的统计指标有平均值、标准差、极差等。
3. 过程能力指标计算：根据统计指标，可以计算出一系列过程能力指标，如过程能力指数(Cp)、过程能力指数带偏差(Cpk)等。
这些指标可以客观地评估生产过程的稳定性和能力水平。
4. 结果判定：根据过程能力指标的计算结果，可以进行结果的判定。
比如，当Cp和Cpk值大于1时，说明产品在规格要求范围内的可能性较高，表明该过程具有较好的能力水平。
三、过程能力分析在质量控制中的应用1. 检验工具的选择：通过过程能力分析，企业可以评估生产过程的能力水平，进而选择适合的检验工具和方法。
比如，在过程能力较强的情况下，可以采取抽样检验的方式；而在过程能力较弱的情况下，可以采用100%检验的方式。
2. 不良品处理：过程能力分析可以帮助企业准确判断生产过程中的故障和问题。
当过程能力较强时，不良品通常是由于随机误差引起的；而当过程能力较弱时，则可能存在系统性问题，需要及时调整和改进生产过程。
3. 过程优化：通过对过程能力的分析，企业可以确定生产过程中存在的瓶颈和问题所在。
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4
过程能力指数
Cpk = (l – k) Cp = (T - 2ε) / 6σ ……(2) 其中: 为标称值, 其中:M为标称值, ε = | M - | , 2ε 偏移系数 k = 2ε / T 单侧公差时: 单侧公差时: Cpk= (Tu - ) / 3σ 只给出上限标准时 Cpk = ( - Tl ) / 3σ 只给出下限标准时 ( …… (3)
打点值
__
样本容量 1<n<10 以3~5为宜 n>1 以n>5为宜 1<n<10 以3~5为宜 n=1
X—R 控制图
__
X图 R图
__
UCL=X+A2R, LCL=X-A2R UCL=D4R, LCL=D3R
__ __ = __ __
Xi Ri
__
X—S 控制图 ~ X—R 控制图 X—Rs 控制图
24
名义群体技术
名义群体技术名义群体技术-Nominal Group Technique 处理头脑风暴法意见清单的一种方法 要点是排序 每个出席者为各个意见排序 统计各个意见序数得分, 统计各个意见序数得分,并列入表格中 得分最低者为最优选择 案例: 案例:职称评定答辩
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多轮投票法
处理头脑风暴法意见清单的另一种方法 要点是压缩意见清单 每个出席者只投票选择半数意见为同意 统计汇总, 统计汇总,得票数多的前若干名保留 规定新的可选择数, 规定新的可选择数,再次投票 直到淘汰出足够少的数目 案例: 案例:奥运举办城市的投票
X图 S图 ~ X图 R图 X图 Rs图
UCL=X+A3S, LCL=X-A3S
__
=
Xi Si ~ Xi
__
CL=S__ ~ CL=X
__ __ __
UCL=B4S, LCL=B3S __ __ __ ~ ~ UCL=X+m3A2R, LCL=X-m3A2R
__ __
CL=R CL=X
UCL=D4R, LCL=D3R
特性连续可计量,服从或近似服从正态分布 特性连续可计量, 样本容量n为定数, 样本容量n为定数,且n < 10 按时序可采集20个以上的样本 按时序可采集20个以上的样本(即k ≥ 20) 个以上的样本( 20) 应采集同一过程的特性值, 应采集同一过程的特性值,且测量值之间相 互独立
15
~
~
常规计数值控制图
19
u图
u图为单位缺陷数控制图,用于分析和 图为单位缺陷数控制图, 监控产品在单位面积,长度或单位时间, 监控产品在单位面积,长度或单位时间, 批量上的缺陷数 选用u控制图的条件: 选用u控制图的条件:
质量特性是以缺陷数的多少判定的 样本观测值服从泊松分布 样本容量n 样本容量n可以变化 按时间顺序至少可采集25个以上样本 ≥25) 个以上样本(k 按时间顺序至少可采集25个以上样本(k ≥25)
20
SPC讨论 SPC讨论
讨论 SPC的对象是什么 SPC的对象是什么? 的对象是什么? SPC的基础是什么 SPC的基础是什么? 的基础是什么? SPC的作用是什么 SPC的作用是什么? 的作用是什么? 要想解决工作中的问题, 要想解决工作中的问题,最终应该依靠 什么? 什么?
21
第六节 传统的SPC七项工具 传统的SPC七项工具
质量特性为合格/不合格或通过/ 质量特性为合格/不合格或通过/不通过 样本观测值服从二项分布 样本容量n 样本容量n可以变化 按时间顺序至少可采集25个以上样本 ≥25) 个以上样本(k 按时间顺序至少可采集25个以上样本(k ≥25) 描述不合格品数量比描述不合格品率更有意 义或更容易报告
18
c图
2
过程能力指数
当过程特性数值的分布中心与规格中心 重合时, 重合时,过程能力指数定义为规格范围 之比,称为潜在过程能力指数C 与6σ之比,称为潜在过程能力指数Cp: Cp = (Tu - Tl ) / 6σ 一般地,如果C >1, 一般地,如果Cp>1,则过程输出能够 满足要求;如果C <1, 满足要求;如果Cp<1,过程则会加工出 大量不合格品
c图为缺陷数控制图,用于分析和监控 图为缺陷数控制图, 用缺陷数来描述的质量特性 选用c控制图的条件: 选用c控制图的条件:
质量特性是以缺陷数的多少判定的 样本观测值服从泊松分布 样本容量n 样本容量n为定值 按时间顺序至少可采集25个以上样本 ≥25) 按时间顺序至少可采集25个以上样本(k ≥25) 个以上样本(k
CL= d
di
固定不变
U图
CL= u
ui
可以变化
可以用缺陷数 来描述的质量 特性
C图
CL= c
ci
固定不变
16
p图
p的含义不一定是不合格品率,它可以 的含义不一定是不合格品率, 是某一特定属性的比率,因此p 是某一特定属性的比率,因此p图也常 称为百分比控制图 选用p控制图的条件: 选用p控制图的条件:
5
过程能力指数与质量特性关系
6
过程改进策略
确定SPC应用对象 确定SPC应用对象 制定抽样计划并采集数据 过程受控吗? 过程受控吗? 是 过程有能力吗? 过程有能力吗? 是 对过程持续监控 持续改进 受控 失控 否 减小普通因素的影响 否 消除特殊因素的影响
7
过程性能指数
又称为长期过程能力指数 C系列过程能力指数- Cp,Cpu ,Cpl , 系列过程能力指数Cpk P系列过程性能指数- Pp,Ppu ,Ppl , 系列过程性能指数Ppk
27
分层法
常用的分层或分类方法有 按操作人员分:如技术等级,工龄,性别, 按操作人员分:如技术等级,工龄,性别, 班次 按使用设备分:如类别(数控/一般等), ),型 按使用设备分:如类别(数控/一般等),型 使用时间(年限/季节等) 号,使用时间(年限/季节等) 按原材料分:如规格,供应商, 按原材料分:如规格,供应商,进料时间 按工作时间分:如班次,批次, 按工作时间分:如班次,批次,周,月,季, 年 按作业条件分:如温度,压力, 按作业条件分:如温度,压力,场所 按工艺方法分
26
分层法
把混杂在一起的数据按其不同的目的分 把性质相同, 类,把性质相同,在同一条件下收集的 数据归为一类, 数据归为一类,以便找出数据的统计规 律 分层的一般原则是使同一层次内的数据 波动幅度尽可能小, 波动幅度尽可能小,而层与层之间的差 别尽可能大, 别尽可能大,否则就起不到归类汇总的 作用
选用X Rs控制图的条件 选用X-Rs控制图的条件: 控制图的条件:
质量特性连续可计量 样本服从或近似服从正态分布 样本容量n=1 样本容量n=1
14
~ Me(X)—R图 Me(
X-R控制图将X图与R图组合使用,同 控制图将X图与R图组合使用, 时分析和监控过程的均值和离散度变化 ~ 选用X 控制图的条件: 选用X-R控制图的条件:
X-S控制图将X图与S图组合使用,同时 控制图将X图与S图组合使用, 分析和监控过程的均值和离散度变化 选用X 控制图的条件: 选用X-S控制图的条件:
特性连续可计量,服从或近似服从正态分布 特性连续可计量, 样本容量n为定数, 样本容量n为定数,且n > 1 按时序可采集20个以上的样本 个以上的样本( 20) 按时序可采集20个以上的样本(即k ≥ 20) 应采集同一过程的质量特性值, 应采集同一过程的质量特性值,且测量值之 间相互独立 计算工具应方便在现场计算S 计算工具应方便在现场计算S值
过程能力
受控状态下过程特性数值的分布范围称为 过程能力 对于服从正态分布的过程特性数值, 对于服从正态分布的过程特性数值,根 原则,一般以分布中心± 据3σ原则,一般以分布中心± 3σ的范 围来表示过程能力 过程能力反映了过程中普通因素对过程 特性综合影响的程度
1
过程能力指数
对处于受控状态的过程, 对处于受控状态的过程,通常用规格限 与过程特性数值的分布范围进行比较, 与过程特性数值的分布范围进行比较, 以确定过程特性是否满足要求 规格限与过程特性数值分布范围的比值 称为过程能力指数 过程能力指数反映了过程波动占用规格 限的程度, 限的程度,直观表示了过程质量的好坏
控制图 控制限 UCL= p+3[ p(1- p) / ni ] LCL= p-3[ p(1- p) / ni ] UCL= d+3[ d(1- d/ n) ] LCL= d-3[ d(1- d/ n) ] UCL= u+3[ u / ni ] LCL= u-3[ u / ni ] UCL= c+3[ c ] LCL= c-3[ c ] 中心线 CL= p 打点值 pi 样本容量 可以变化 质量特性 可以用合格/不 合格,通过/不 通过等来描述 的质量特性 p图 Np图
13
X—Rs图 Rs图
X-Rs控制图适用场合: Rs控制图适用场合 控制图适用场合:
小批量生产,无法获得较多数据 小批量生产, 只能获得一个观测值( 生产效率,消耗定额) 只能获得一个观测值(如,生产效率,消耗定额) 过程质量均匀,无需多次观测(流程型材料生产) 过程质量均匀,无需多次观测(流程型材料生产) 因费用或时间关系,只能取得一个观测值(破坏性试验) 因费用或时间关系,只能取得一个观测值(破坏性试验)
__ __ __
__
Ri Xi Rsi
UCL=X+2.660R, LCL=X-2.660R UCL=3.267 Rs, LCL=0