1、Cpk过程能力分析过程能力分析 -培训教案培训教案2005.01. 21 过程能力过程能力: - 衡量工序能够稳定生产出合格品的能力称为工序能力(过程能力)1.每道工序都具有定量或定性的质量要求（公差或技术要求）。 为了改善和管理制造质量，首先必须掌握工序质量的实际状况。2.常见的工序质量型式(3种)图示1:-工序处于统计控制状态下的质量状况(过程能力合适).图示2:-工序质量出现的偏差状况(过程能力不足).图示3:-工序质量出现的过剩状况(过程能力过剩). 简言之，简言之，工序能力就是在一定时间内，在规定使用的设备、工装、材料、操作方法以及检测器具等的条件下，当生产处于稳定状态时所具有的加工
2、精度，即工序处于稳定状态下的实际加工能力。从一定意义上说，工序能力也可以理解为工序质量。从定量的角度看，工序能力就是工序本身所固有的一种可以量度的特性。“过程能力”概述UCLLCL-3-3-2-2-1-111233-4-444UCLLCL-3-3-2-2-1-111233-4-444UCLLCL-3-3-2-2-1-111233-4-444图图2图3变异的分类变异的分类:一般原因一般原因 与与 特殊原因特殊原因1、一般原因（Common Causes)，(85%) 在制程中的自然或天 生的变异，通常这些变异是由一些小干扰造成，不容易控制，即使再好的制造，我们必须承认，必定有此等变异存在，所以我
3、们认定当制程只有一般原因时，仍属管制状态。2、特殊原因（Special Causes) ,(15%) 又称为非机遇原因，或称可归属原因（Assignable Causes).乃为制程中某些失误造成，失误的来源，可能为人（Man)、机(Machine)、料(Material)、法（ Method)等，此等变异比一般原因造成之变异大，且非周期性产生，若发生则表示制程已失去控制了。“过程能力”的影响因素-变异(Variation)1、现场行动（、现场行动（Local Action)可用以消除特殊原因（Special Causes)通常由现场人员采取行动通常可消除15%之制程问题2、系统行动（、系统行
4、动（Actions on the System)可用以消除一般原因（Common Causes)通常须在管理上采取行动通常消除85%之制程问题“过程变异”的改善行动制程在稳定状态制程呈常态分配规格满足客户之要求设计目标位于规格中心变异相对地少“过程能力分析”的前提条件管制稳定状态的判别管制稳定状态的判别:1.规格是否满足客户之要求是一个重要的考察量.2.制程变异的来源是否为一般原因（Common Causes),制程能力分析之基础制程能力分析之基础: 1. 假设制程为常态分配，如何知晓制程之分配呢？ 2.可利用直方图分析或常态机率纸等工具来确认。 3.在制作管制图前，必须确保规格须满足客户需求
5、， 4.有关制程4M（人、机、料、法）也应予以标准化， 说明:制程无法达到完美的管制状态或完美的常态分 配，所以，制程能力之分析结果只是近似值。Cp:-:-过程能力过程能力（Process Capability ),1.定量表示工序能力满足产品设计的质量要求的程度，工序能力就是产品公差范围（T）与工序能力（B）之比.2.工序能力的计算A.当给定双向公差，质量数据分布中心（x）与公差上心（M） 相一致时，用符号CP表示。B.当质量数据分布中心（x）与公差上心（M）不一致时，引于“过程能力指数”的概念,用符号Cpk表示 STTuSTCLP66“过程能力 Cp & Cpk”的介绍式中 Tu公差上限；
6、 TL公差下限Cpk:-:-过程能力指数过程能力指数（Process Capability Index), 当给定双向公差,质量数据分布中心与公差中心不一致时，即存在中心偏移量（）时，用符号Cpk表示:Cpk的计算公式的计算公式: Cpk =Min(CPU,CPL)-为CPU及CPL中最小CPU 为上能力指数（Upper Capability Index)CPL 为下能力指数（Lower Capability Index)2d/R3USLXCpu.1s2d/R3LSLXCPL.2s工序能力指數与优率統計表工序能力指數与优率統計表CPKYIELD(%)CPKYIELD(%)CPKYIELD(%)
7、0.7398.61%0.8999.65%1.0599.93%0.7498.93%0.9099.65%1.0699.93%0.7598.93%0.9199.74%1.0799.95%0.7698.93%0.9299.74%1.0899.95%0.7799.18%0.9399.74%1.0999.95%0.7899.18%0.9499.81%1.1099.97%0.7999.18%0.9599.81%1.1199.97%0.8099.18%0.9699.81%1.1299.97%0.8199.39%0.9799.81%1.1399.97%0.8299.39%0.9899.87%1.1499.97%
8、0.8399.39%0.9999.87%1.1599.97%0.8499.53%1.0099.87%1.1699.97%0.8599.53%1.0199.90%1.1799.97%0.8699.53%1.0299.90%1.1899.97%0.8799.65%1.0399.90%1.1999.97%0.8899.65%1.0499.93%1.299.97%P Chart 及及np Chart 运用时之制程能力分析运用时之制程能力分析使用P管制图衡算其制程能力由制程平均之不良率P来表示。在初期之制程能力分析可采用历史资料，但对特殊原因则无法包括。而在正式之制程能力分析中，须收集25组以上之数据，
9、加以分析以充分反映统计管制状态。例例: 某一制程的平均不良率P:0.25%(或该工序的目标不良率为0.25%). 如某产品A在此工序的实际不良率为0.20%,则该产品A在此工序的过程能力指数Cpk=0.25%/0.20%=1.25(注注:以上为常用的通俗的计算方式以上为常用的通俗的计算方式,准确的方式应按照反准确的方式应按照反对数计算查表的方式进行对数计算查表的方式进行)“计数值过程能力 Cpk”的介绍工序能力分析和控制工序能力分析和控制1.工序能力(质量)分析就是要分析造成工序质量异常波动的影响因素，进而采取相应措施，消除异常因素，使生产工序恢复正常，处于稳定状态，即受控状态。2.如前所述，
10、影响工序质量的因素有人（Man）、机（Ma-chine）、 料（Material）、法（Method）、环（Enviroment），也即通常所说的4M1E。3.经验与理论表明，这五个因素对不同的工序及其质量的影响程度有着显著的差别。这有必要引进关于工序“主导因素”的概念。4. “主导因素”是指在众多影响最终质量的因素中起决定全局或占“支配”地位的因素。“过程能力 ”的分析及控制操作人员的因素操作人员的因素1.任何生产过程都离不开人的操作，即使是先进的自动化设备，也还是需要人去操作和管理。2.对于操作人员占支配地位的手工操作工序来说，例如手工焊接、人工喷漆、手工包装、手工造型、检验等，操作人员的
11、工作技能和态度是该工序的“主导因素主导因素”.3.造成操作误差的主要原因有：质量意识差；操作时粗心大意；不遵守操作规程；操作技能低和技术不熟练。防误和控制措施防误和控制措施：A.加强“质量第一、用户第一、下道工序是用户”的质量意识教育，提高责任心和一丝不苟的工作作风，B.建立质量责任制度。C.培训人员，提高素质.“人员因素 ”的影响机器设备的因素机器设备的因素1.机器设备是保证工序生产出符合技术要求的产品最有效的条件，尤其是自动化程度较高，有定位装置的设备，它们对于确保工序质量起着决定性作用。2.对于一般机器设备来说，机器设备的精度保持性、稳定性和性能可靠性；配合件、传动副的间隙；定位装置、定
12、量装置的准确性和可靠性等直接影响工序质量特性的波动幅度。3.通常情况下,当人、材料、方法和环境等因素在恒定条件下时，只考虑机器设备对产品质量的影响。4.机器能力引起的质量波动的标准偏差约占工序质量波动的标准偏差的75%。对机器设备因素的控制，主要是控制异常因素而造成的质量波动。 消除异常因素的方法一般可以采取下面措施消除异常因素的方法一般可以采取下面措施：A.设备维护和保养,B.采用首件检验，核实定位或定量装置的调整量C.配置定位数据的自动显示和自动记录装置. D.SPC监控过程变化情况.“设备因素 ”的影响原材料的因素原材料的因素 1.对于生产成品的装配来说，原材料可以是配套的零件、标准件、
13、元器件或电机等。 2.原材料的化学成分和物理性能，配套件、元器件和零部件的外观或内在质量，食品工业原料的质地（有毒、有害、杀虫药的残余量等）对生产成品的质量都起着主导作用。主要的控制措施主要的控制措施：1.合理选择供应厂(包括扩散厂)；搞好协作厂间的协作关系；并督促、帮助供应厂的质量控制和质量保证工作2.在合同中明确规定质量要求；3.加强原材料的进厂检验和厂内自制零部件的工序和成品检验；“原材料因素 ”的影响工艺方法的因素工艺方法的因素1.工艺方法包括工艺流程的安排、工序之间的衔接、工序加工手段的选择（环境条件的选择、工艺装备配置的选择、工艺参数的选择）2.工序加工的指导文件的编制（如工艺卡、
14、操作规程、作业指导书、工序质量分析表等）。3.工艺方法对工序质量的影响，主要来自两个方面。即制订的加工方法、选择的工艺参数和工艺装备等的正确性和合理性.4.工艺贯彻、执行工艺方法的严肃性。工艺方法的防误和控制措施工艺方法的防误和控制措施：A.保证定位装置的准确性，严格首件检验，并保证定位中心准确，防止加工特性值数据分布中心偏离公差中心；B.加强技术业务培训，使操作人员熟悉定位装置的安装和调整方法，尽可能配置显示定位数据装置；C.加强定型刀具或刃具的刃磨和管理，实行强制更换制度；D.积极推行控制图管理，以便及时更新或调整；E.严肃工艺纪律，对贯彻执行操作规程进行检查和监督；F.加强工具工装和计量
15、器具管理，切实做好工装模具和计量器具的周期鉴定工作“工艺因素 ”的影响环境因素环境因素 1. 所谓环境，一般指生产现场的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明、室内净化和现场污染程度等。 2.电子产品对室外内净化的要求；食品、药品工艺过程对清洁卫生和现场污染程度的要求；精密加工对室温的要求；3.温度、湿度和噪音对产品质量及工人操作情绪也都有直接的影响。“环境因素 ”的影响提高工序能力指数的途径提高工序能力指数的途径由工序能力指数的计算公式 可见，影响工序 能力指数的有三个变量，即产品质量规格范围（公差范围公差范围T T）；工序加工的分布中心x与公差中心M的偏移量；工序加工的质量特性值分散程度，标准偏
16、差S S。简言之，减少中心偏移量，或减少标准偏差S，或增大公差范围T，都能提高工序能力指数。1.1.调整工序加工的分布中心，减少偏移量调整工序加工的分布中心，减少偏移量A.如上图1中分布中心与公差中心不偏离时，不会产生不合格品。而当存在中心偏移1以上时，则产生不合格品的概率较高.B.即使工序能力已经能够基本满足公差要求，但由于工序加工存在着中心偏离，也会严重地影响工序能力指数，仍出现相当数量的不合格品.STkCP62“提高过程能力 ”的方法C.减少工序加工的中心偏移量的措施如下：减少工序加工的中心偏移量的措施如下： 1.对大量生产工序进行统计分析，得出由于刀具磨损和加工条件等随着时间的推移而逐
17、渐变化的偏移规律，因而可及时进行中心调整，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、刀具等的加工定位装置。3.改变操作者的孔加工偏向下差及轴加工偏向上差等的倾向性习惯，以公差中心值为加工依据。 4.配置更为精确的量规，由量规检验改为量值检验，或采用高一等级的量具检测“提高过程能力 ”的方法2 2、提高工序能力，减少分散程度、提高工序能力，减少分散程度 工序加工的分散程度，即工序加工的标准偏差S。由于材料、设备、工装模具、工序安排和工艺方法等影响，对工序能力指数的影响是十分显著的。 提高工序能力，减少分散程度的措施极为广泛，一般有：A.改进工艺方
18、法；修订操作规程，优化工艺参数.B.补充增添中间工序；推广应用新材料、新工艺、新技术.C.检修、改造或更新设备.D.增添工具工装，提高工具工装的精度.E.更改、改造现有的现场环境条件.F.改变材料的批次差异，减少因此而造成的质量波动.G.对关键工序、特种工艺的操作者进行技术培训.H.加强现场的质量控制。设置工序质量管理点或推行控制图管理.“提高过程能力 ”的方法修订公差范围修订公差范围 公差范围大小，显然影响工序能力指数。当确信降低公差要求和放宽公差范围不致影响产品质量时，有必要修订不切实际的公差要求。当中心偏移量=0时，如CP值仍旧小于1时，可考虑是否有可能放宽公差范围，或提高工序能力，减少工序加工的分散程度。放宽公差范围必须有不影响产品质量，不影响用户使用效果的充分依据。“提高过程能力 ”的方法谢 谢!
