1、质量管理与控制主 编 张凤荣副主编 王丽莉 第四章 工序质量控制 第四章 工序质量控制 工序能力指数的概念 工序能力指数的计算 掌握工序能力及工序能力指数的概念及工序能力指数的计算 第四章 工序质量控制工序质量即为产品质量特性，如尺寸、精度、纯度、强度、额定电流、电压等。则通常指工艺质量特性，如化工产品、生产装置的温度、压力、浓度和时间等。有时，工序质量也可表现为物耗和效率。第一节 工序质量控制的基本概念 工序质量在各种影响因素的制约下，呈现波动性。工序质量波动包括产品之间的波动、单个产品与目标值之间的波动。工序质量波动可分为正常波动和异常波动两类。第四章 工序质量控制 工序中的正常波动又称随
2、机波动。原材料性质上的微小差异，机床的轻微振动，刀具的正常磨损，夹具的微小松动，工人操作上的微小变化，车间温度、湿度的微小变化等，它们都会使工序质量产生波动。但是它们在什么时候发生，具有一定的随机性（偶然性），因此，亦称随机波动。正常波动对工序质量的影响较小，在技术上难以测量和消除。工序中的异常波动又称系统波动。它是由某种特定原因引起的，例如混入了不同规格成分的原材料，机床、刀具的过度磨损，夹具的严重松动，机床或刀具安装和调整不准确，孔加工基准尺寸的误差，界限量规基准尺寸的误差等，引起了工序误差等，引起了工序质量的较大波动。异常波动对工序质量的影响较大。第四章 工序质量控制质量波动及其原因l质
3、量差异是生产制造过程的固有本质，质量的波动具有客质量差异是生产制造过程的固有本质，质量的波动具有客观必然性。观必然性。工序质量控制的任务，是要把质量特性值控制在规定的波动工序质量控制的任务，是要把质量特性值控制在规定的波动范围内，使工序处于受控状态，能稳定地生产合格品。范围内，使工序处于受控状态，能稳定地生产合格品。l从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：l1 1、偶然性波动（、偶然性波动（chance of cause of variationchance of cause of variation）l2 2、系统性波动（、系统性波动（assigna
4、ble of cause of variationassignable of cause of variation）第四章 工序质量控制质量波动及其原因 第四章 工序质量控制质量波动及其原因转化相对的 第四章 工序质量控制质量波动及其原因工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的因工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的因素归纳为素归纳为“5M1E”5M1E”产品设计工艺选择计划调度人员培训工装设备物资供应计量检验安全文明人际关系劳动纪律 第四章 工序质量控制质量波动的统计规律质量特性值的波动具有统计规律性质量特性值的波动具有统计规律性质量波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状质量
5、波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状态下的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的态下的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的规律性。这种统计规律性是统计质量控制的必要前规律性。这种统计规律性是统计质量控制的必要前提和客观基础提和客观基础统计质量控制是统计质量管理中的一个重要问题统计质量控制是统计质量管理中的一个重要问题所谓统计质量控制，就是对生产过程中工序质量特所谓统计质量控制，就是对生产过程中工序质量特性值进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计性值进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计推断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控推断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。状态。
6、第四章 工序质量控制工序质量的两种状态生产过程中，工序质量有两种状态：生产过程中，工序质量有两种状态：受控状态受控状态In controlIn control失控状态失控状态Out of controlOut of control 第四章 工序质量控制 正态分布图形是一条中间高、两边低的“钟形”状态曲线，它具有集中性、对称性等特点。正态分布由两个参数决定：均值和标准差，均值是正态分布曲线的位置参数，当标准差相同时其曲线形状相同，只是曲线中心的位置不同。标准差是衡量数据分布离散程度的参数，当值相同时，曲线的中心位置相同，而曲线的形状不同。随值的增大曲线变得越来越“矮”，越来越“胖”。正态分布曲线
7、与坐标横轴所围成的面积等于1。第一节 工序质量控制的基本概念 第四章 工序质量控制生产过程的受控状态 第四章 工序质量控制生产过程的失控状态 0，=0，保持稳定。这时，从表面看，过保持稳定。这时，从表面看，过程状态是稳定的，但由于质量特性或其统计量的分布程状态是稳定的，但由于质量特性或其统计量的分布集中位置（集中位置（）已）已偏离控制中心（偏离控制中心（0），），黑点越出控黑点越出控制界限某侧的可能性变大。制界限某侧的可能性变大。第四章 工序质量控制生产过程的失控状态=0，0，保持稳定。这时，由于质量特性或保持稳定。这时，由于质量特性或其统计量的分布分散程度（其统计量的分布分散程度（）变大，导
8、致黑点越出变大，导致黑点越出控制限两侧的可能性变大。控制限两侧的可能性变大。第四章 工序质量控制生产过程的失控状态 0 0，0 ，和和都保持稳定。这时，保持稳定。这时，失控状态更复杂，失控程度可能更严重。失控状态更复杂，失控程度可能更严重。第四章 工序质量控制生产过程的失控状态 和和中至少有一个不稳定，随时间变化。下中至少有一个不稳定，随时间变化。下图表示分布集中位置图表示分布集中位置 不断增大时的工序质量不断增大时的工序质量失控状态。失控状态。第四章 工序质量控制工序控制的基本要求工序控制的基本要求一旦发现工序质量失控，就应立即查明原因，一旦发现工序质量失控，就应立即查明原因，采取措施，使生
9、产过程尽快恢复受控状态，尽采取措施，使生产过程尽快恢复受控状态，尽可能减少因过程失控所造成的质量损失。可能减少因过程失控所造成的质量损失。如某厂的“5110”工程是指：在质量检验过程中，5个1检验，不能有1个不合格品，若有1个不合格，就需追查到前5个产品是否都合格。第四章 工序质量控制工序控制的基本过程工序控制的基本过程发现发现反馈反馈纠正纠正分析分析工序控制方法 第四章 工序质量控制l生产过程中工序质量异常波动的发现及原因的分析往往需要生产过程中工序质量异常波动的发现及原因的分析往往需要借助数理统计中的统计推断方法。借助数理统计中的统计推断方法。l对于各式各样的质量总体，经常可以用正态分布随
10、机变量来对于各式各样的质量总体，经常可以用正态分布随机变量来描述或近似描述，见图描述或近似描述，见图8-58-5所示。正态分布是统计推断中最广所示。正态分布是统计推断中最广泛使用的分布形式。在没有特殊条件的场合，总是假设所涉泛使用的分布形式。在没有特殊条件的场合，总是假设所涉及的总体为正态分布随机变量。及的总体为正态分布随机变量。l总体分布的数字特征，最常用的是总体数学期望总体分布的数字特征，最常用的是总体数学期望和标准差和标准差（对于正态总体，其分布已被这两个参数唯一确定）。（对于正态总体，其分布已被这两个参数唯一确定）。l总体数学期望总体数学期望常用样本平均值常用样本平均值 来估计。样本平
11、均值来估计。样本平均值 是是总体数学期望总体数学期望的无偏估计，即的无偏估计，即 =。样本平均值。样本平均值 l l计算并不复杂。为了适应现场质量控制的要求，有时也用样计算并不复杂。为了适应现场质量控制的要求，有时也用样本中位数本中位数 来估计，其也是来估计，其也是的无偏估计量，但计算更方的无偏估计量，但计算更方便。便。XXXXE)(2nN，XX 第四章 工序质量控制l总体标准差总体标准差可用样本标准差可用样本标准差s s来估计，也可用样本极差来估计，也可用样本极差R R或或R R序列的平均值序列的平均值 来估计。两者都是来估计。两者都是的无偏估计，的无偏估计，但极差的计算要容易得多。但极差的
12、计算要容易得多。l实际应用中，实际应用中，的估计值的估计值 ，l其中其中 是和样本容量是和样本容量 n n有关的参数，可查表有关的参数，可查表1 1。2dR2dR 第四章 工序质量控制 第四章 工序质量控制表表 1 1：3 3控制限参数表控制限参数表n 21.128 40.8531.880/3.2671.0002.66031.692 60.8881.023/2.5751.1601.77242.058 80.8800.729/2.2821.0921.45752.325 90.8640.577/2.1151.1981.29062.534 40.8480.483/2.0041.1351.18472.
13、704 40.8330.4190.0761.9241.2141.10982.847 20.8200.3730.1361.8641.1601.05492.970 10.8080.3370.1841.8161.2241.01010 3.077 50.7970.3080.2231.7771.1760.975d2d3A2D3D4m3E 第四章 工序质量控制 基本概念基本概念 第四章 工序质量控制 工序能力工序能力 第四章 工序质量控制注意：注意：工序能力与生产能力不同工序能力与生产能力不同l工序能力工序能力是衡量工序加工质量内在一致性的量值。是衡量工序加工质量内在一致性的量值。l生产能力生产能力 是指
14、工序加工最大数量的能力。是指工序加工最大数量的能力。第四章 工序质量控制第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 是对工序影响产品质量的各类因素进行分析，找出主导性（支配性）因素，调查这些因素（工序条件）与工序结果（质量特性值）之间的关系。如冲压、塑压、压铸、模拉、印刷等。这类工序，只要装置定位正确，就能保证产品精度一致性。工序分析 第四章 工序质量控制 如自动切割，机器打桩等。由于机器设备的技术完好状态将随时间的推移而产生磨损、升温等变化，因而致使工序质量特性值亦发生变化，甚至发生变化的程度较大而产生不合格品。例如手工焊接、纺纱和织布等。对这些工序，操作工人的技能和责任心是保证质量
15、的关键，因而在进行控制时，重点是搞好工人的技术培训和加强考核，提高工人的技术素质，调动他们的积极性。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 第四章 工序质量控制 例如汽车、手表和电视机装配等。为保证外购件质量，应对供应单位实行调查评级和认定，并加强外购货品的检验。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 例如橡胶制品的硫化、机器零件的时效处理等。例如炼钢时钢水成分的信息、轧钢时压下量的信息等。第四章 工序质量控制 包括不同生产线、不同设备、不同时间、不同批次间的波动；工件间工序质量特性值的波动；装配、组合件内部的波动。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 选
16、择时，要考虑这个质量特性值的作用是主要的还是一般的。第四章 工序质量控制 也就是要分析哪几个因素处于受控状态下，才能保证其质量特性稳定地达到标准要求。即建立控制管理标准，纳入经常性的工序分析活动。支配性因素的控制范围可根据工艺规程要求和生产经验确定。用工序质量分析表、工序作用指导书等工序分析文件予以肯定。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 第四章 工序质量控制 是维持工序长期处于稳定状态的活动。具体说，就是根据产品的工艺要求，安排合适的工人和配置适当的设备，组织有关部门密切配合，根据产品质量波动的规律，判断工序异常因素所造成的波动，并采取各种措施保证产品达到技术要求的活动。第二
17、节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 工序控制 第四章 工序质量控制 （1）要制定进行控制所需要的各种标准（2）要取得实际执行结果同原有标准之间产生偏差的信息（3）要具有纠正实际执行结果同原有标准之间所产生偏差 的措施 第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制为搞好工序控制，必须具有以下三个条件：第四章 工序质量控制 就是对人、机、料、法、环等五大影响因素进行控制。也就是要求生产技术业务部门为生产提供并保持合乎标准要求的条件，以工作质量去保证工序质量。关键工序的具体控制方法，是通过工序能力的验证与分析，按实际需要选用控制图或记录表，将其编入工艺文件，作为工艺纪律要求操作者执
18、行，检验人员督促检查。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 第四章 工序质量控制 要规定严格的检定制度，编制计量标准器具、周期送检进度表，合格者有明显的标志，超期和不合格者要挂禁用牌。同时，应保证合格的环境条件。不合格品控制应由质量管理或质量保证部门负责，不能由检验部门负责。质量管理或质量保证部门，除对不合格品的适用性作出判断外，还应据此掌握质量信息，进行预防性质量控制，组织质量改进，改善外购件供应等，不合格品控制应有明确的制度和程序。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 第四章 工序质量控制 第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 即SPC（Stati
19、stical Process Control）。它是利用统计方法对过程中的各个阶段进行控制，从而达到改进与保证质量的目的。SPC强调全过程的预防为主。统计工序控制 SPC培训提出或改进规格标准诊断和采取措施解决问题确定关键变量在各部门落实统计监控工序 第四章 工序质量控制 1）对全厂每道工序都要进行分析（可用因果图），找出对产品质量影响最大的变量，即关键变量（可用排列图）。2）找出关键变量后，列出工序流程图。即在图中按工艺流程顺序将每道工序的关键变量列出。1）对步骤（2）所得到的每个关键变量进行详细分析。2）对每个关键变量建立工序控制标准，并填写工序控制标准表。第二节第二节 工序分析与工序控制
20、工序分析与工序控制 培训内容主要有：SPC的重要性；正态分布等统计基本知识；质量管理的7个工具，其中控制图是培训重点；以及制订工序流程图；制定工序控制标准等。第二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 第四章 工序质量控制 主要应用控制图对工序进行监控。在本步骤，能够清楚地了解关键变量是如何受控的。依据本步骤的实践，可以对工序控制标准手册加以调整，即反馈到步骤（4）。1）可以运用传统的质量管理方法，如7个工具进行分析。2）可以应用诊断理论，对工序进行分析与诊断。3）如果诊断和采取措施解决问题效果显著，则有可能列出一个新 变量并制订新的工序控制标准，即反馈到步骤（2）、（3）、（4）。第
21、二节第二节 工序分析与工序控制工序分析与工序控制 将具有立法性质的有关工序控制标准的文件编制成明确易懂、便于操作的手册，供各道工序使用。第四章 工序质量控制 是指工序在一定时间，处于控制状态（稳定状态）下的实际加工能力。通常用产品质量指标的实际波动幅度来描述工序能力的大小，一般表示为 B6 第四章 工序质量控制工序能力的概念工序能力的概念 当影响工序质量的各种系统性因素已经当影响工序质量的各种系统性因素已经消除，由消除，由5M1E5M1E等原因引起的偶然性质量波动等原因引起的偶然性质量波动已经得到有效的管理和控制时，工序质量处已经得到有效的管理和控制时，工序质量处于受控状态。这时，生产过程中工
22、序质量特于受控状态。这时，生产过程中工序质量特性值的概率分布反映了工序的实际加工能力。性值的概率分布反映了工序的实际加工能力。工序能力是受控状态下工序对加工质量的保工序能力是受控状态下工序对加工质量的保证能力，具有再现性或一致性的固有特性。证能力，具有再现性或一致性的固有特性。第四章 工序质量控制 工序能力可用工序质量特性值分布的分散性特征来度量。工序能力可用工序质量特性值分布的分散性特征来度量。如工序质量特性值如工序质量特性值X X的数学期望为的数学期望为，标准差为，标准差为，则工序，则工序能力能力 B=6B=6 其中，其中，。公式表明，工序受控状态下加工质量的保证能力受公式表明，工序受控状
23、态下加工质量的保证能力受5M15M1E E诸因素的制约。诸因素的制约。222222环测法料机人 第四章 工序质量控制工序能力分析 当当 ，所以，几乎包括了质量特性值所以，几乎包括了质量特性值X X的实际分布范围。显然，的实际分布范围。显然，B B越小，工序能力越强。工序能力的大小应和质量要求相越小，工序能力越强。工序能力的大小应和质量要求相适应，过小的适应，过小的B B值在经济性上往往是不合适的。值在经济性上往往是不合适的。工序能力指标的用途：工序能力指标的用途：选择经济合理的工序方案。选择经济合理的工序方案。协调工序之间的相互关系。协调工序之间的相互关系。验证工序质量保证能力。验证工序质量保
24、证能力。),(2NX%73.99)33(xP 第四章 工序质量控制工序能力的测定工序能力的测定l首先，被调查工序必须标准化，进入管理状态；其次，样本首先，被调查工序必须标准化，进入管理状态；其次，样本容量要足够大，数据数目以容量要足够大，数据数目以100100150150为好，至少不得少于为好，至少不得少于5050。l工序能力的测定方法，通常有以下几种：工序能力的测定方法，通常有以下几种：较正规的测定方法是利用公式较正规的测定方法是利用公式 实际问题中，常用样本标准差实际问题中，常用样本标准差s s来近似总体标准差来近似总体标准差。是是平均极差，即一组容量皆为平均极差，即一组容量皆为n n的样
25、本的极差的平均值。的样本的极差的平均值。是由是由n n决定的参数，可以从表决定的参数，可以从表1 1中查得。中查得。266dRsBR2d 第四章 工序质量控制 当需要快速算得结果，而对结果精度要求不高时，可取一个容量为10的样本，得极差R。此时 3.078，故得简化公式 SCAT法（Simple Capability Acceptance Test）。这是一种快速简易判断法，使用于不适合大样本测定（如时间紧、破坏性检验等）的问题。基本方法是把预先规定的工序能力是否合格的判断值和由样本得到的极差R进行比较，以判定工序能力是否满足质量要求。RB22d 第四章 工序质量控制工序能力指数工序能力指数1
26、 概念概念：工序能力指数是衡量工序能力对产品规格要求满足程度的数量值，记为Cp。通常以规格范围T与工序能力B的比值来表示。即：T=规格上限TU-规格下限TL。6TCp 第四章 工序质量控制x 第四章 工序质量控制 工序能力指数是表示工序能力满足工序质量标准要求程度的量值，它用工序质量要求的范围（公差）和工序能力的比值来表示，即6TCP式中：CP 工序能力指数；T 公差（技术要求或质量标准）；6 工序能力。这种情况时的工序能力指数为：第四章 工序质量控制sTTTTTCLuLuP666TsuTLT式中 标准的范围（公差范围）样本标准偏差；质量标准的上限值；质量标准的下限值。xsTCkCPPk62)
27、1(总体标准偏差；第四章 工序质量控制1）当只要求公差上限时，则CP 值计算公式为：sxTTCuuP332）当只要求公差下限时，则CP 值计算公式为：sTxTCLLP33 第四章 工序质量控制二、工序能力指数 工序能力指数是工序质量标准的范围和工序能力的比值，用符号 表示。如工序质量标准的范围用公差T表示，工序能力是6，则 通过工序能力指数，才能考察工序能力是否满足质量控制的实际需要。（一）工序能力指数的计算 和工序能力的计算一样，只有在工序处于受控状态的条件下，才能计算工序能力指数。一般地，设工序质量特性值 ，且已取得一个随机样本（容量n50）,样本平均值为 ，样本标准差为s。pC6TCp)
28、,(2NXX 第四章 工序质量控制1.工序无偏，双向公差的情形。工序无偏，双向公差的情形。l设工序公差为设工序公差为T T，公差上限和下限分别为，公差上限和下限分别为 和和 ，公差中心为，公差中心为 则则 ，见图，见图8-78-7。在图。在图8-78-7中，中，和和 分别为超上差和超下差的不分别为超上差和超下差的不合格率，即合格率，即 和和 。l此时，此时，UTLTMTMTx UPLP)(UUTXPP)(LLTXPPsTTTCLUp66图图8 87 7 工序无偏，双向公差工序无偏，双向公差 第四章 工序质量控制2.工序有偏，双向公差的情形。工序有偏，双向公差的情形。这时，这时，见图，见图8-8
29、8-8。引入偏移量。引入偏移量 和偏移系数和偏移系数 :设工序有偏时的工序能力指数为设工序有偏时的工序能力指数为 ，则，则 当工序无偏时，当工序无偏时，0 0，故此时，故此时 。一般情况下，应有。一般情况下，应有 ，故，故 ，因此，因此 。图图88 工序有工序有偏，双向公差偏，双向公差MTx|xTMTxTTkM|22pkCsTCkCppk62)1(ppkCC2T1kppkCCk 第四章 工序质量控制3.3.在有些场合，只要求控制单向公差。在有些场合，只要求控制单向公差。如对清洁度、噪声、形位公差、有害杂质等仅需控制公差上限如对清洁度、噪声、形位公差、有害杂质等仅需控制公差上限（这时，一般可认为
30、公差下限为零），而对强度、寿命等则仅需控（这时，一般可认为公差下限为零），而对强度、寿命等则仅需控制公差下限（这时，一般可认为公差上限为无穷大）。当只要求控制公差下限（这时，一般可认为公差上限为无穷大）。当只要求控制单向公差时，工序质量特性值一般为非正态分布。由于它的真实制单向公差时，工序质量特性值一般为非正态分布。由于它的真实分布较复杂，所以常用正态分布来近似。分布较复杂，所以常用正态分布来近似。当只要求控制公差上限时：当只要求控制公差上限时：当只要求控制公差下限时：当只要求控制公差下限时：sxTCUPU3sTxCLPL3 第四章 工序质量控制（二）工序能力指数和不合格率（二）工序能力指数和
31、不合格率 工序处于受控状态，且质量特性值服从正态分布。工序处于受控状态，且质量特性值服从正态分布。1.1.工序无偏时的不合格率工序无偏时的不合格率p p。工序无偏时，工序无偏时，见图，见图8-78-7。显然。显然 。因。因为为 所以所以 又因为又因为 所以所以 若记合格率为若记合格率为q q，则，则 MTx ULULPPPPP22)(2121)(22)(222LzTtTLLTdzedteTXPPLL)(2LTPpMMLCTTTTTTT36322)()2()3(2pCP)3(211pCpq 第四章 工序质量控制2.2.工序有偏时的不合格率工序有偏时的不合格率p p。工序有偏时，工序有偏时，如图，
32、如图8-88-8所示（工序左偏）。显然，所示（工序左偏）。显然，当工序右偏，即当工序右偏，即 时，时，所以有所以有 当工序左偏，即当工序左偏，即 时，时，所以仍有所以仍有 MTx)()()(1)()(1)()()(ULULULULULTTTTTXPTXPTXPTXPPPPMTx)1(32)1(2)2(kCkTTxTTTpML)1(32)1(2)2(kCkTTxTTTpMU)1(3)1(3kCkCPppMTx)1(32)1(2)2(kCkTTxTTTpML)1(32)1(2)2(kCkTTxTTTpMU)1(3)1(3kCkCPpp 第四章 工序质量控制 综上所述，当工序处于受控状态，质量特性值
33、服从正态分布综上所述，当工序处于受控状态，质量特性值服从正态分布时，不合格品率时，不合格品率p p和合格品率和合格品率q q的计算如下：的计算如下：当工序无偏时：当工序无偏时：当工序有偏时：当工序有偏时：容易知道，当工序无偏时，容易知道，当工序无偏时，k k0 0，上述两个公式是一致的。一，上述两个公式是一致的。一般，工序有偏时的不合格率要高于无偏时的不合格率。般，工序有偏时的不合格率要高于无偏时的不合格率。为了实际使用的方便，利用上述公式已编制了相应的数值表，为了实际使用的方便，利用上述公式已编制了相应的数值表，见表见表8-28-2。利用表。利用表8-28-2，当工序处于受控状态时，如，当工
34、序处于受控状态时，如k k，及及p p中有中有两个已知，则可查得第三个的值。两个已知，则可查得第三个的值。)3(2pCp)3(211pCpq)1(3)1(3kCkCPpp)1(3)1(311kCkCPqppcp 第四章 工序质量控制 工序能力评价的目的是对工序进行预防性处置，以确保生产过程的质量水平。理想的工序能力既要能满足质量保证的要求，又要符合经济性的要求。工序能力等级工序能力指数工序能力判断特级一级二级三级四级 Cp 1.67 1.67 Cp 1.33 1.33 Cp 1.00 1.00 Cp 0.67 Cp 0.67 过剩充足正常不足严重不足 第四章 工序质量控制三、工序能力的判断及处
35、置 工序能力判断的目的是对工序进行预防性处置，以确保生产过程的质量水平。理想的工序能力既要能满足质量保证的要求，又要符合经济性的要求。表8-3给出了利用工序能力指数对工序能力作出判断的一般标准。表表8 83 3 工序能力指数判断标准工序能力指数判断标准工序能力等级工序能力指数工序能力判断特级过剩一级充足二级正常三级不足四级严重不足67.1 pC33.1 67.1pC00.1 33.1pC67.0 00.1pC67.0pC 第四章 工序质量控制 表8-3列出的工序能力判断标准也适用于 、和 。应当指出，当发现工序有偏时，原则上应采取措施调整分布中心，以消除或减少分布中心的偏移。考虑到调整时的技术
36、难度及成本，工序有偏时工序调整的一般标准列于表8-4。判断工序能力后，应采取适当的处置对策，使工序能力保持在合理的水平上。表84 存在k时的判断标准偏移系数k工序能力指数采取措施0k0.25不必调整均值0.25k0.50要注意均值变化0k0.25密切观察均值0.25k0.50采取必要调整措施33.1 pC33.1 pC33.1 1pC33.1 1pCpkCpLCpUC 第四章 工序质量控制例1 某零件内径尺寸公差为 ，从一足够大的随机样本 得 ，s0.004。试作工序能力分析。解 公差中心由于 ，分布中心向右偏移，偏移量和偏移系数所以，工序能力指数 。因为 ，所以不合格率 p值也可查表8-2得
37、到。因为 1.25介于 1.2 和 1.3 之间，k0.333介于0.32和0.36之间,故用插值法，得p0.0065,与 0.0042相近。根据 1.25和 k0.333，对照表8-4，判断工序能力不足。至于究竟应当采取什么样的处置措施，还需根据工序自身的特点来考虑。020.0010.020010.20 x005.202020.20990.192LUMTTT005.20010.20MTx005.0|010.20005.20|xTM333.02030.0005.02Tk833.0004.06005.02030.062sTCpk25.1004.06030.06sTCp0042.0)5.2()5(
38、)333.01(25.13)333.01(25.13)1(3)1(3kCkCPpppCpC 第四章 工序质量控制方法是从影响工序的人、机、料、法、环5大因素进行分析。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 等随时间的推移而逐渐变化的偏移规律，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 用高等级的量具检测。第四章 工序质量控制 工序加工的
39、分散程度，即工序加工的标准偏差s 提高工序能力，减少分散程度的措施极为广泛，一般有以下几种。1）修订工序，改进工艺方法；修订操作规程，优化工艺参 数，补充增添中间工作；推广应用新材料、新工艺、新技 术；2）检修、改造或更新设备。改造、增添与公差要求相适应的 精度高的设备；3）增添工具、工装，提高工具、工装的精度；4）改善现有的现场环境条件，以适应产品对现场环境的特殊 要求；第四章 工序质量控制5）改变材料的进货周期，尽可能减少因材料的进货批次不同而 造成的质量波动；6）对关键工序、特种工艺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；开展QC小组活动；加强
40、质量检验，适当增加检验频次和 数量等。扩大加工公差，必须通过严格的论证和实践考察，证实放宽公差确实不致影响产品质量，由工艺设计部门提出，经严格审批程序批准才能执行。工序能力调查，是指采用一定的方法，对选定的调查对象，测量其质量特性值，判断工序能力是否充足，并制定相应的改进措施的全部活动。第四章 工序质量控制 调查目的可在掌握和分析资料的基础上确定，一般可从以下几方面收集资料。1）设计方面 技术设计、工艺设计等资料；2）生产制造方面 工序6要素（5MIE）状况等资料；3）检查、供应和销售方面 检查方法、手段、标准等资料；材 料供应、订货前的指导思想以及用户的意见等资料。一般调查对象应选择可以进行
41、数据处理的，在生产过程中可以进行实验的主要环节。第四章 工序质量控制 调查之前，要了解引起质量波动的5M1E是否巳标准化。对于5M1E未标准化的，应根据技术上、经济上所能达到的力量，尽量使其标准化。应根据调查目的选择合适的调查方法。根据调查目的和选定的调查方法，进行数据的收集、整理、分析，并计算工序能力指数，为工序能力评价和改进提供依据。第四章 工序质量控制 1）工序能力过高，需要制定改进措施，使其降低 成本，提高经济效益；2）工序能力充分，维持原状，继续进行生产；3）工序能力不足，找出原因，制定改进措施并加 以实施。根据工序能力指数的判断标准，对工序能力进行评价。工序能力评价结果有3种情况：
42、工序能力的评价结果不管处于哪一种情况，均要向有关部门进行信息反馈。第四章 工序质量控制工序能力的调查工序能力的调查 一般只对工序质量控制点的关键工序进行，其流程见图8-6。第四章 工序质量控制3 SCAT（快速简易判断）法快速简易判断）法l问题的提出：问题的提出：在实际中，经常需要在短时间内判断工序在实际中，经常需要在短时间内判断工序能力的满足程度。如：新设备的验收能力的满足程度。如：新设备的验收要很快要很快出结果；破坏性检验不可能做大量的切削而得到出结果；破坏性检验不可能做大量的切削而得到结果结果成本加大。成本加大。lSCAT法：法：是把预先规定的过程能力是否合格的判断值同样本是把预先规定的
43、过程能力是否合格的判断值同样本得到的极差得到的极差R进行比较，以判断过程能力是否满足要求。进行比较，以判断过程能力是否满足要求。第四章 工序质量控制SCAT（快速简易判断）法步骤快速简易判断）法步骤 第四章 工序质量控制表表5.3.65.3.6 SCAT SCAT法的判断基准法的判断基准iiiiiiiRTRTRTRTRTRTRT)10.2()56.1()30.1()04.1()77.0()51.0()25.0(iiiiiiiiRTRTRTRTRTRTRTRT)37.2()11.2()85.1()59.1()33.1()06.1()80.0()54.0(iiiiRTRTRTRT)28.1()92
44、.0()55.0()19.0(iiiiRTRTRTRT)63.1()26.1()90.0()54.0(第四章 工序质量控制例例5.3.5 5.3.5 假设需要快速检定一台用来加工轴径为假设需要快速检定一台用来加工轴径为的某种零件的机床，是否满足过程能力的要求。的某种零件的机床，是否满足过程能力的要求。l解解：l1 1）选择）选择n=8n=8的抽样方案，取的抽样方案，取n1=8n1=8，随机样本随机样本n1n1经经检检验后其质量特性值为：验后其质量特性值为：9.989.98，9.999.99，10.0210.02，10.0110.01，9.999.99，10.0010.00，10.0110.01
45、，10.0110.01。05.010l2）计算判断值表 根据公差界限 知，05.010T=TU-TL=10.05-9.95=0.1根据SCAT法判断基准表5.3.6计算得判断值表5.3.7 第四章 工序质量控制表表5.3.7 5.3.7 判断值表判断值表iiiiRRRR128.0092.0055.0019.0iiiiRRRR163.0126.0090.0054.0 第四章 工序质量控制l3）计算样本n1的极差R1将R1与表5.3.7中的判断值进行比较，因为0.0190.040.054，所以不能对过程能力作出判断R1=Xmax Xmin=10.02-9.98=0.04l4）随机抽取第二个样本n2
46、=8，经检验后其质量特性值为：9.99，9.99，10.00，10.01，10.00，10.01，10.00，10.01。得R2=Xmax Xmin=10.01-9.99=0.02，R1+R2=0.06将R1+R2与表5.3.7中的判断值进行比较，因为0.0550.060.090，所以不能对过程能力作出判断 第四章 工序质量控制l5）随机抽取第三个样本n3=8，经检验后其质量特性值为：9.99，10.00，10.01，10.00，9.98，10.01，10.01，9.99。得R3=Xmax Xmin=10.01-9.98=0.03，R1+R2+R3=0.09将R1+R2+R3与表5.3.7中的
47、判断值进行比较，因为0.09 0.092，所以此时对过程能力作出合格的判断 第四章 工序质量控制 控制图（Control chart）又叫管理图。它是用来分析和判断工序是否处于稳定状态的，并带有控制界限的图形。控制图上的控制界限是用来判断工序是否发生异常变化的尺度。利用控制图对生产过程进行控制，就是把被控制的质量特性值变为点子描在图上，如果点子全部落在上、下控制界限之内，而且点子的排列又没有什么缺陷（如链、倾向、周期等），就判断生产过程是处于控制状态，否则就认为生产过程中存在有异常因素，于是，就要查明其原因，予以消除。以样本平均值 x为中心线，而上下取3倍的标准偏差x来确定控制图的控制界限，因
48、此用这样的控制界限作出的控制图，叫作3 控制图。33 第四章 工序质量控制 一般适用于以长度、强度、纯度等计量值为控制对象的场合。是以计数值数据的质量特性值为控制对象的。第四章 工序质量控制 x 平均值（x）控制图：是用来控制平均值的变化；极差（R R）控制图：是用来控制工序散差的变化，它是通过调查平均值。x和极差（R R）是否有异常变化，来对工序进行控制的。x 从数理统计的理论可知，特性值 x 服从总体为N（，）的正态分布时，则对于大小为n 的样本 x1，x2，xn 的平均值 x有下式成立：第四章 工序质量控制x的期望值 E（x）=的标准偏差 xxnD（）=而和可通过k组、大不为n的样本数据
49、求得：的估计值x 的估计值2dR控制图的控制界限为：UCLUCL RAxndRxn2233LCL LCL RAxndRxn2233 第四章 工序质量控制CLCL x 从数理统计的理论可知，特性值 x 服从总体为N（，）的正态分布时，则对于大小为n的样本 x1，x2，xn的极差 R有下式成立：R的期望值 E（R）2d R的标准偏差 D（R）3d 式中，可通过样本数据来估计。则 的估计值 2dR 第四章 工序质量控制R 控制图的控制界限为：UCL UCL RDRdddd42332313LCLLCL RDRdddd32332313 x-R N100 20kx、R minmaxxxR 第四章 工序质量
50、控制minmaxxxRxR kxkxxxxik21kRkRRRRii21 Rx 第四章 工序质量控制 的期望值的期望值 E（np）=pn 的的标准偏差标准偏差pnpn样本组数不合格品总数knpPPnn检查样品总数不合格品总数nnpPPE（np）=)1(ppn 第四章 工序质量控制因此，np控制图的控制界限为UCL=UCL=)1(3PpnpnCLC=CLC=)1(3Ppnpn CL=pn（每次检查数量500个。本例分30组。第四章 工序质量控制 生产实践表明，从稳定的工序中随机抽取的一定单位的样本中，出现的产品缺陷数c服从泊松分布，则有：c的期望值 c的标准偏差 ccE)(ccD)(c控制图的控
