1、SQE Training2023-1-141 SPC统计过程控制统计过程控制品质工程部品质工程部 吴会肖吴会肖SQE Training2/120基础原理篇基础原理篇 控制图篇控制图篇 Mintab篇篇 应用实战篇应用实战篇 过程能力篇过程能力篇 SQE Training3/120基础原理篇基础原理篇课程目的：课程目的：掌握过程能力指数和过程性能指数的概念掌握过程能力指数和过程性能指数的概念.理解过程能力指数和过程性能指数的意义理解过程能力指数和过程性能指数的意义.能够计算过程能力的各种指数。能够计算过程能力的各种指数。SQE Training4/120过程的定义过程的定义-一组将输入转化为输出
2、的相互关联或相一组将输入转化为输出的相互关联或相互作用的活动。互作用的活动。注：当注：当“过程过程”特指一个作业过程时，被称为特指一个作业过程时，被称为“工序工序”过程的特点过程的特点1 1）过程含有三要素：）过程含有三要素：输入、输出和活动输入、输出和活动2 2）在一个组织内，过程通常是经过策划，并在受控条件）在一个组织内，过程通常是经过策划，并在受控条件下进行的。下进行的。3 3）过程应是）过程应是增值增值的，不增值的过程是没有意义的的，不增值的过程是没有意义的4 4）过程包含一个或多个将输入转化为输出的活动。通常）过程包含一个或多个将输入转化为输出的活动。通常一个过程的一个过程的输出输出
3、直接成为下一个过程的直接成为下一个过程的输入输入，但有时，但有时多个过程之间形成比较复杂的过程网络。多个过程之间形成比较复杂的过程网络。5 5）PDCAPDCA循环适用于所有过程。循环适用于所有过程。SQE Training5/120过程质量过程质量 过程质量既可指过程过程质量既可指过程产品的质量特性产品的质量特性，如尺寸、精度、强度等，也可指如尺寸、精度、强度等，也可指工艺质工艺质量特性量特性，如化工产品生产装置的温度、，如化工产品生产装置的温度、压力、浓度和时间。压力、浓度和时间。过程质量是操作者、设备、材料、方法、过程质量是操作者、设备、材料、方法、检测和环境因素，在制造过程对产品质检测
4、和环境因素，在制造过程对产品质量综合起作用的效果。量综合起作用的效果。SQE Training6/120影影响响过过程程能能力力的的因因素素 人、机、料、法、测、环（5M1E）操作者方面操作者方面：如操作者的技术水平、熟练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；程度、质量意识、责任心、管理程度等；设备方面设备方面：如设备精度的稳定性，性能：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；确性，设备的冷却、润滑情况等等；材料方面材料方面：如材料的成分，配套元器件：如材料的成分，配套元器件的质量等等；的质量
5、等等；SQE Training7/120影影响响过过程程能能力力的的因因素素工艺方面工艺方面：如工艺流程的安排，过程之间：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、操数、过程加工的指导文件、工艺卡、操作规范、作业指导书等；作规范、作业指导书等；测量方面测量方面：如测量仪器的精度、稳定性、：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；对结论的形成产生一定的影响；环境方面环境方面：如生产现场的温度、湿度、噪：如生产现场的温度、湿度、噪音干
6、扰、振动、照明、室内净化、现场音干扰、振动、照明、室内净化、现场污染程度等等。污染程度等等。SQE Training8/120过过 程程 能能 力力过程能力（过程能力（process capability）以往称为工序能力）以往称为工序能力 过程能力是指工序处于控制状态下的实际加工能过程能力是指工序处于控制状态下的实际加工能力。力。-也即在人员、机器设备、材料、方法、环也即在人员、机器设备、材料、方法、环境、测试等质量因素充分标准化，处于稳定状态境、测试等质量因素充分标准化，处于稳定状态下，工序所表现出来的保证工序质量的能力。下，工序所表现出来的保证工序质量的能力。过程能力过程能力决定于质量因
7、素：人、机、料、法、环，决定于质量因素：人、机、料、法、环，而与公差无关而与公差无关。过程能力是过程的固有属性。过程能力是过程的固有属性。SQE Training9/120进行过程能力分析的意义进行过程能力分析的意义一、保证产品质量的基础工作；一、保证产品质量的基础工作；二、提高过程能力的有效手段；二、提高过程能力的有效手段；三、找出产品质量改进的方向；三、找出产品质量改进的方向；四、向客户证明加工过程的能力。四、向客户证明加工过程的能力。SQE Training10/120指指 数数 分分 类类Cp,Cpk,CpmPp,Ppk,PpmSQE Training11/120 过程过程能力能力指数
8、（指数（Process Capability Index）以往称为工序能力指数以往称为工序能力指数Cp与与Pp的区别的区别过程过程绩效绩效/性能性能指数指数(Process Performance Index)Capability(实际实际)能力能力,性能性能,容量容量,接受力接受力Performance履行履行,执行执行,成绩成绩,性能性能,表演表演,演奏演奏 SQE Training12/120Cp,Cpk与与Pp,Ppk的区别的区别Cp指数指数=Cp（Capability of process）过程能力指数过程能力指数Cp:“我们能做得多好我们能做得多好”Cpk:“我们真正能做得多好我们
9、真正能做得多好”规格宽度规格宽度工序宽度工序宽度SQE Training13/120Cp,Cpk与与Pp,Ppk的区别的区别Pp：过程性能指数：过程性能指数Pp：“我们实际做到多好我们实际做到多好”Ppk修正的过程性能指数修正的过程性能指数Ppk：“我们实际真正做到多好我们实际真正做到多好”SQE Training14/120Cp,Cpk与与Pp,Ppk的应用时机的应用时机短期过程能力指数短期过程能力指数长期过程能力指数长期过程能力指数新产品试作阶段新产品试作阶段;初期生产阶段初期生产阶段;工程变更或设备变更时工程变更或设备变更时;用于初始过程能力研究用于初始过程能力研究;量产阶段量产阶段;用
10、于过程能力研究用于过程能力研究;Cp,Cpk,CpmPp,Ppk,PpmSQE Training15/120指数分类指数分类1、Cp：分布中心：分布中心无偏离无偏离规格中心时衡量规格中心时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；2、Cpk:分布中心分布中心偏离偏离规格中心时衡量规格中心时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；3、Cpm：目标值与规格中心：目标值与规格中心不一致不一致时衡量时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；4、Cpu：上单侧上单侧过程能力指数；过程能力指数；5、Cpl：下单侧下单侧过程能力指数。过程能力指数。SQE Training16/120二、过程性能指数二、过程性能指数
11、(Process Performance Index)1、Pp：分布中心无偏离规格中心时衡量分布中心无偏离规格中心时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；2、Ppk：分布中心偏离规格中心时衡量分布中心偏离规格中心时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；3、Ppm：目标值与规格中心不一致时衡量：目标值与规格中心不一致时衡量 过程能力的指数；过程能力的指数；4、Ppu：上单侧过程能力指数；：上单侧过程能力指数；5、Ppl：下单侧过程能力指数。下单侧过程能力指数。指数分类指数分类SQE Training17/120过过程程能能力力指指数数小小结结一、术语简介：T：技术规范的公差幅度，技术规范的公差幅
12、度，T=USL-LSL；B：过程能力；：过程能力；其中：其中：B=6Ta：技术规范的目标值；：技术规范的目标值；M：规格中心；：规格中心；：分布中心。：分布中心。二、过程能力指数 一）当双侧规范，且一）当双侧规范，且M=Ta时：时：1、当、当 =M的情况的情况（即无偏离）（即无偏离）时：时：以以Cp表示，表示，2、当、当 M的情况的情况（即偏离）（即偏离）时：时：以以Cpk表示，表示，Cpk=Cp(1-k)二）当双侧规范，且二）当双侧规范，且MTa时：时：以以Cpm表示，表示，三）当单侧规范时：以三）当单侧规范时：以Cpu,Cpl表示。表示。注：过程性能指数的使用时机同过程能力指数相当；它过程
13、性能指数的使用时机同过程能力指数相当；它们之间的区别之一是计算公式中使用的们之间的区别之一是计算公式中使用的SigmaSigma不同。不同。xx22)(6TaxLSLUSLCpm6LSLUSLBTCpxSQE Training18/120cLSL-5dUSL5a-3 B3 TB当当Ta=M=X时，用时，用Cp计算计算M Ta XSQE Training19/120cLSL-5 dUSL5 a-3 b3 eM TaX当当Ta=MX时，时，用用Cpk计算计算SQE Training20/120cLSL-5dUSL5a-3b3当当Ta MX时，用时，用Cpm计算计算eTaCLSL-3MSQE Tra
14、ining21/120 公式中使用公式中使用 为估计的为估计的Sigma值。值。)1,2,233331(6kCpCpkCpkkLSLUSLMMxTkLSLxxUSLMinCpkLSLLSLxCplUSLxUSLCpuCpCprCrLSLUSLLSLUSLCp（也可以这样计算：则称为偏移量。称为偏移系数），（存在时）（当存在时）（当（常以百分数表示）（或都存在时）、当过过程程能能力力指指数数的的公公式式SQE Training22/120Cpm指数指数 Cpm为目标值其中，）（但是，TanTaxLSLUSLCpmi16:)1(23322)(6TaxLSLUSLCpmSQE Training23/
15、120计件型计件型Sigma：计点型计点型Sigma：估计估计Sigma：，计算计算Sigma：2dR4CSnkmnkmxxSmii*,1)(12，则为个子组，每个子组容量过过程程 Sigma 的的计计算算公公式式)1(ppn一、计量型一、计量型二、计数型二、计数型CSQE Training24/120习题习题1Answer:Cp=1.48v加工某金属轴,长度x为其质量特性,规格线为 USL=45.23mm,LSL=45.07mm 现随机从生产线上抽取10个成品,测其长度(减去45mm)为 0.16,0.14,0.13,0.12,0.17,0.16,0.15,0.15,0.17,0.13,已知
16、S=0.0175 C4=0.973,试计算 过程能力指数Cp值SQE Training25/120习题习题2v某部件的清洁度是愈小愈好的质量特性.顾客对此向其供应商提出规范上限上限要求:清洁度不能超过96mg.在生产线经抽样取得:Xbar=48mg,Sigma估计=12mg 试求其过程能力指数Answer:Cpu=1.33SQE Training26/120习题习题3Answer:Cpl=1.11v某金属材料的抗拉强度是愈大愈好的质量特性.顾客对此向其供应商提出规范下限下限要求:抗拉强度不得低于32kg/cm2.在生产线经抽样取得:Xbar=38kg/cm2,Sigma估计=1.8kg/cm2
17、 试求其过程能力指数SQE Training27/120习题习题4v螺纹钢板的切割过程经使用已达到受控状态,经收集数据并计算获得如下统计量:Xbar=212.5 Rbar=1.2 n=5 其规格线为210+0/-3 mm 试求其过程能力指数CpkAnswer:Cpk=0.323SQE Training28/120是每百万件的不良品数（注：），（存在时）（当存在时）（当（常以百分数表示）（或都存在时）、当)(633331Pr(622MillionParts_Per_PPMTaxSLSLUSLPpmLSLxxUSLMinPpkLSLLSLxPplUSLxUSLPpuPpPprLSLUSLLSLUS
18、LPp过过程程性性能能指指数数的的公公式式 公式中使用为计算的Sigma值。SQE Training29/120举例一举例一例一：抽取大小为例一：抽取大小为n=50的样本的样本20个，其中疵点个，其中疵点数分别为：数分别为：1，2，0，3，2，4，1，0，3，1，2，2，1，6，3，3，5，1，3，2，当允许样本疵点数，当允许样本疵点数Cu为为6时，求过程能力指数时，求过程能力指数Cp。解：解：833.025.2325.263325.2)23153361221301423021(20111CCCuXUSLCpuCpkCkiiCSQE Training30/120过程能力等级过程能力等级过程能力
19、指数过程能力指数CpCp值值评价标准一般原则评价标准一般原则过程能力指数Cp 1.671.33Cp1.671.00Cp1.330.67Cp1.00Cp0.67等级特级一级二级三级四级图例评价过程能力过高过程能力充足过程能力尚可过程能力不充足过程能力太低LSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxyLSLUSLxvCp值评价标准对于Cpk同样适用Cp在不同的等级时，有什么样的管理措施？在不同的等级时，有什么样的管理措施？SQE Training31/120管管理理措措施施问题的答案问题的答案:a.简化检验工作简化检验工作,减少样本量或抽样频率减少样本量或抽样频率;b.适当考虑改
20、用精度等级较低的设备适当考虑改用精度等级较低的设备c.缩小公差范围，提高产品质量；缩小公差范围，提高产品质量；d.放宽波动幅度，提高效率，降低成本；放宽波动幅度，提高效率，降低成本；a.适当降低对原材料的要求适当降低对原材料的要求;一级一级特级特级b.适度简化检验工作；适度简化检验工作；c.放宽非关键项目的波动幅度放宽非关键项目的波动幅度；SQE Training32/120管管理理措措施施二级二级续上页：续上页：三级三级四级四级a.利用控制图或其他方法监控利用控制图或其他方法监控;b.正常检验；正常检验；a.分析分散度大的原因分析分散度大的原因,制定改进措施制定改进措施;b.在不影响质量的前
21、提下在不影响质量的前提下,放宽公差放宽公差;c.加强检验；加强检验；a.改进工艺改进工艺;b.更换设备更换设备;c.全检全检,挑出不合格品挑出不合格品;SQE Training33/120提高过程能力指数的途径提高过程能力指数的途径调整加工过程的分布中心，减少调整加工过程的分布中心，减少偏移量，即偏移量，即 K。提高过程能力减少分散程度提高过程能力减少分散程度即即 。修订标准范围修订标准范围,即即 T 。SQE Training34/120通过通过Cp、Cpk值计算不良率值计算不良率当质量特性的分布呈正态分布时，一定的过程当质量特性的分布呈正态分布时，一定的过程能力指数与一定的不良率相对应。能
22、力指数与一定的不良率相对应。当分布中心与规格中心重合时当分布中心与规格中心重合时 P=2（-3Cp）当分布中心与规格中心不重合时当分布中心与规格中心不重合时 P=1-（3Cpk）+（-3Cp）（）（1+K）注：注：（x）可查正态分布表）可查正态分布表SQE Training35/120举例二举例二例二：例二：已知某零件尺寸要求为：已知某零件尺寸要求为：501.5（mm),抽取样本计算抽取样本计算得：得：=50.6，S=0.5,求零件的不合格率求零件的不合格率P。解：解：X%59.303591335.000001335.00359.01)2.4()8.1(1)4.01(13)4.01(131)3
23、)3(140.05.16.02/2/0.15.065.481.516PCpkCpkPTXMTKSTCpSQE Training36/120Cpk/PpkCp/Pp0.10.20.30.40.50.60.70.80.91.01.11.21.331.41.51.672.02.53.04.0%/PPM0.176.4256.6144.8940.0038.5638.2638.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.2138.21%0.254.8638.9331.0228.2527.5627.4427.4327.4327.43
24、27.4327.4327.4327.4327.4327.4327.4327.4327.4327.43%0.336.8125.0920.1918.7518.4518.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.4118.41%0.423.0115.1012.3311.6411.5211.5111.5111.5111.5111.5111.5111.5111.5111.5111.5111.5111.51%0.513.368.477.036.736.696.686.686.686.686.686.686.686.686.686.686.
25、68%0.67.194.413.733.613.593.593.593.593.593.593.593.593.593.593.59%0.73.572.131.831.791.791.791.791.791.791.791.791.791.791.79%0.81.640.950.840.820.820.820.820.820.820.820.820.820.82%0.90.690.400.350.350.350.350.350.350.350.350.350.35%1.027001509136313501350135013501350135013501350PPM1.1967532485484
26、483483483483483483PPM1.2318165160159159159159159159PPM1.336338333332323232PPM1.427141313131313PPM1.5733333PPM1.670.60.30.30.30.3PPM2.00.00.00.00.0PPM2.50.00.00.0PPM3.00.00.0PPM4.00.0PPMPp=Ppk=1,33 63 ppm defects=0,006%Cp=Cpk=1,67 0,6 ppm defects=0,00006%Cp,Cpk与不良率对照表与不良率对照表SQE Training37/120何谓何谓MOTO
27、的的 6最佳狀況，最佳狀況，过程过程中心中心等于规格等于规格中心，此中心，此时时CpkCpk=2=2。最差情形，可以最差情形，可以允许过程允许过程中心中心偏差偏差1.51.5，此時此時的的CpkCpk=1.5=1.5LSLuUSL61.564.5SQE Training38/120Sigma=Deviation(Square root of variance-7-6-5-4-3-2-101234567Between+/-1Between+/-2Between+/-3Between+/-4Between+/-5Between+/-668.27%95.45%99.73%99.9973%99.999
28、943%99.9999998%Result:317300 ppm outside（deviation)45500 ppm2700 ppm63 ppm0.57 ppm0.002 ppm1)(2nxxiAxis grach in Sigma何谓何谓MOTO的的 6SQE Training39/120SPC手册中的例子手册中的例子SQE Training40/120SQE Training41/120SQE Training42/120SQE Training43/120SQE Training44/120SQE Training45/120SQE Training46/120SQE Training47/120课程回顾课程回顾一、过程能力的定义一、过程能力的定义1、稳定生产状态；、稳定生产状态；2、影响过程能力的因素。、影响过程能力的因素。二、分析过程能力的意义二、分析过程能力的意义三、指数三、指数1、指数分类；、指数分类；2、指数计算公式；、指数计算公式；四、过程能力分析四、过程能力分析1、过程能力的等级；、过程能力的等级；2、管理措施。、管理措施。五、提高过程能力的途径五、提高过程能力的途径SQE Training48/120谢 谢
