工序能力

工序能力

所謂工序能力是指處於穩定狀態下的實際加工能力,工序能夠穩定地生產出產品的能力,也就是說在操作者、機器設備、原材料、操作方法、測量方法和環境等標準條件下,工序呈穩定狀態時所具有的加工精度。常用標準偏差δ的6倍來表示工序能力的大小。

影響因素

在加工過程中影響工序能力的因素,主要有以下幾個方面:

1) 設備方面。如設備精度的穩定性性能的可靠性,定位裝置和傳動裝置的準確性,設備的冷卻潤滑的保護情況,動力的供應穩定程度等。

2) 工藝方面。如工藝流程的安排,工序之間的銜接,工藝方法,工藝裝配,工藝參數,測量方法的選擇,工序加工的指導檔案,工藝卡、操作規範、 作業指導書、工序質量分析表等。

3) 材料方面。如材料的成分,物理性能,化學性能處理方法,配套件元器件的質量等。

4) 操作者方面。如操作人員的技術水平熟練程度,質量意識, 責任心,管理程度等。

5)環境方面。如生產線廠的溫度、 濕度、噪音干擾、 振動、照明室內淨化、現場污染程度等。

能力判定

當工序能力指數求出後,就可以對工序能力是否充分作出分析和判定。即判斷Cp值在多少,才能滿足設計要求。

1.根據工序能力的計算公式,如果質量特性分布中心與標準中心重合,這時K=0,則標準界限範圍是±3б(即6б)時,這時工序能力指數Cp=1,可能出現的不良率為0.27%,工序能力基本滿足設計質量要求。

2.如果標準界限範圍是±4б(即8б)時,K=0,則工序能力指數Cp=1.33。這時工序能力不僅能滿足設計質量要求,而且有一定的富裕能力,這種能力狀態是理想的狀態。

3.如果標準界限範圍是±5б(即10б)時,K=0,則工序能力指數Cp=1.67。這時工序能力有更多的富裕,也即是說工序能力非常充分。

4.當工序能力指數Cp<1時 ,我們就認為工序能力不足應採去措施提高工序能力。

根據以上分析,對工序能力指數Cp值(或CpK)的判斷標準。

k 不合格品 率P (均值無偏移) 說明 不合格品率P ( 均值偏移 1.5б) Cp值
1 31.73% ≈ 317320ppm 1б水平的合格品率為 68.268 % 697670 ppm Cp=0.33
2 4.55% ≈ 45500ppm 2б水平的合格品率為 95.45 % 308770 ppm Cp=0.67
3 0.27% ≈  2700ppm 3б水平的合格品率為 99.73 % 66807 ppm Cp=1.00
4 6.33%*10-3≈ 63.3ppm 4б水平的合格品率為 99.994 % 6210 ppm Cp=1.33
5 5.73%*10-5≈0.573ppm 5б水平的合格品率為 99.9999 % 233 ppm Cp=1.67
6 1.97%*10-7≈ 2ppb 6б水平的合格品率近 100 % 3.4 ppm Cp=2.00

工序能力判定

1. Cp>1.33 。當Cp>1.33時表明工序能力充分,這時就需要控制工序的穩定性,以保持工序能力不發生顯著變化。如果認為工序能力過大時,應對標準要求和工藝條件加以分析,一方面可以降低要求,以避免設備精度的浪費,另一方面也可以考慮修訂標準,提高產品質量水平。

2. 1.0

3. 0.67

4.Cp≤0.67。當工序能力指數小於0.67,表明工序能力嚴重不足,必要時要停工整頓。

工序能力指數

在產品製造的過程中,工序是保證產品質量的最基本環節。 所謂工序能力是指處於穩定狀態下的實際加工能力,工序能夠穩定地生產出產品的能力,也就是說在操作者、機器設備、原材料、操作方法、測量方法和環境等標準條件下,工序呈穩定狀態時所具有的加工精度。工序能力分析是質量管理的一項重要的技術基礎工作。它有助於掌握各道工序的質量保證 能力,為產品設計、工藝、工裝設計、設備的維修、調整、更新、改造提供必要的資料和依據。

什麼是CPK(工序能力指數)?

CPK是Complex Process Capability index 的縮寫,是現代企業用於表示製程能力的指標。製程能力強才可能生產出質量、可靠性高的產品。

CPK(工序能力指數)的意義

製程水平的量化反映;(用一個數值來表達製程的水平)製程力指數:是一種表示製程水平高低的方便方法,其實質作用是反映製程合格率的高低。

CPK計算公式

Cpk=Cp*(|1-Ca|)

Ca(Capability of Accuracy):製程準確度;

CP(Capability of Precision):製程精密度;

注意:計算CPK時,取樣數據至少應有20組數據,方具有一定代表性。

工序能力指數是表示工序能力滿足產品技術標準(產品規格、公差)的程度,以Cp表示,其數學表達式為:Cp=T/6…

其中,T為公差幅度,為總體標準差。

工序能力指數的計算方法:

(1)雙側偏差:(Tu、Tl)a,公差中心與分布中心重合:Cp b 不重合Cpk

(2)單側偏差:(Tu或Tl)a,只有上側偏差:CpTu=(Tu-x)/3q

Cpk的評級標準:(可據此標準對計算出之製程能力指數做相應對策)

A++級 Cpk≥2。0 特優 可考慮成本的降低

A+ 級 2。0 > Cpk ≥ 1。67 優 應當保持之

A 級 1。67 > Cpk ≥ 1。33 良 能力良好,狀態穩定,但應盡力提升為A+級

B 級 1。33 > Cpk ≥ 1。0 一般 狀態一般,製程因素稍有變異即有產生不良 的危險,應利用各種資源及方法將其提升為

A級

C 級 1。0 > Cpk ≥ 0。67 差 製程不良較多,必須提升其能力

D 級 0。67 > Cpk 不可接受 其能力太差,應考慮重新整改設計製程。

一般來說,我們採取的判定基準值為Cpk ≥ 1.33

工序能力調查

工序能力調查的目的

工序能力的調查首先要叢收集數據開始,並叢頻數分布表、直方圖以及工序能力圖、控制圖等作為依據來判斷工序是否處於穩定狀態。如果處於穩定狀態,則可由其分布的統計量 X S等來計算工序能力指數,從而達到工序進行科學調查的目的。一般來說有以下目的:

1. 為改善生產過程各道工序的能力提供依據,從而取得較好的經濟效果,保證了產品質量的不斷提高。

2. 為設計工作中確定產品標準提供重要資料,使產品設計減少盲目性。

3. 為工藝規程設計和修訂、工藝裝配的設計和修改、設備的選用以及對環境的要求等提供可靠資料,從而為更經濟地使產品符合標準規格的要求打下基礎。

4.為制定產品檢驗方法、編制產品說明書等檢驗和供銷工作提供情報資料;為確定質量管理點提供依據。

工序能力調查的方法和步驟

工序能力調查的基本方法是直方圖。根據所收集來的數據畫出直方圖後,把工序質量標準的要求。還可以直觀地分析質量分布中心μ和標準中心M 是否重合,若發生較大的偏移,就是說明工序生產中有較大的系統誤差,這時應調查原因,消除由於系統誤差而引起的中心偏差 。

名詞介紹:

Ca──Capability of Accuracy製程準確度

從生產過程中所獲得的資料其實績平均值( X )與規格中心(μ )之間偏差的程度

Cp──Capability of Precision 製程精密度

從製程中全數抽樣或隨機抽樣(一般樣本大小n須在50個以上)所計算出來的樣本標準差再乘以√N/N-1 以推定實績群體的標準差(σ), 用3σ與規格容許差比較或是以6σ與規格公差比較

Cpk──製程能力指數

指修正後的製程精密度

計算公式與例題講解

實績中心值 - 規格中心值

Ca = ──────────── (%)

規格容許差

( X - μ)

= ───── (%)

T/2

規格容許差

Cp = ──────

3 σ

規格公差

= ─────

6 σ

T

= ───

6 σ

CPK = (1 - │Ca│).Cp

【例】 某產品外徑要求之規格為550±10(mm),經實績求出後X ±3σ為551 ±9(mm),試求其Ca/ Cp/ CPK值?

( X - μ) 551 - 550

Ca = ──── = ───── (%)

T/2 20/2

= 10%

T 20

Cp = ──── = ──── = 1.11

6 σ 9 × 2

CPK = (1 - │Ca│).Cp

= (1 - 10%) × 1.11

= 1.00

工序能力的調查及測定

工序能力的調查

工序能力調查一般只對已確定設定工序質量控制點的關鍵工序進行。

調查工作的一般步驟如下:

1、明確調查目的。如掌握工序滿足質量要求的程度,分析質量特性值波動和質量因素之間的關係。

2、確定調查組織及人員。調查人員一般應包括工藝人員、質量管理人員、操作人員、檢查人員和車間管理人員等,並應有明確的職責。

3、制定調查計畫。調查計畫包括調查工序或工步、調查期限、工序能力的測定方法、測量工具、抽樣方式和樣本大小、數據整理格式、結果匯總方法及處理問題的負責人等。

4、工序的標準化。對被調查工序的設備、工裝、材料、作業方法、工人技術等級和工作地布置等做出具體規定,使工序處於管理狀態。

5、按標準實施。按標準化有關規定進行作業。

6、收集數據。按調查計畫的規定進行。

7、數據分析。運用合適的統計方法對數據進行分析。

8、判斷。判斷所調查的工序是否處於受控狀態。

9、計算工序能力指數。

10、處置。採取各種措施實現經濟合理的工序能力;修訂技術檔案等,並予標準化;起草工序能力調查報告。

工序能力的測定

工序能力是受控狀態下工序的實際加工能力。為使測定結果真實可靠,有兩件事是必須注意的。首先,被調查的工序必須標準化,進入管理狀態。否則,所得數據不能反映受控狀態下工序的實際加工能力;其次,樣本容量要足夠大,數據數目以100-150為好。

工序能力的測定方法,通常有以下幾種:

1、較正規的測定方法是利用公式:B=6s = 6R/d2。實際問題中,常用樣本標準差s來近似總體標準差σ。R是平均極差,即一組容量皆為n的樣本的極差的平均值。d2是由n決定的參數,可以從表中查得。

工序能力工序能力

2、當需要快速算得結果,而對結果精度要求不高時,可取一個容量為10的樣本,得極差R。此時出d2=3.078,故得簡化公式:B≈ 2R

3、SCAT法(Simple Capability Acceptance Test)。這是一種快速簡易判斷法,適用於不適合大樣本測定(如時間緊、破壞性檢驗等)的問題。基本方法是把預先規定的工序能力是否合格的判斷值和由樣 本得到的極差R進行比較,以判定工序能力是否滿足質量要求。

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