cpk_工序能力管理.ppt

1、1,CPK工序能力管理,学习的目的：工序能力管理是质量管理的一项重要的技术基础工作。通过本课程的学习，让学员掌握工序控制能力的基本概念、 计算方法、 评价标准、改善提高途径，以及分析工序中有可能出现的问题。让学员初步掌握现代质量管理专业软件MINITAB（试运行版）在工序能力分析中的使用。,学习目的,目 录,一、引言二、CPK基础知识三、CPK实例分析与应用四、如何使用Minitab计算CPK五、如何使用简易图表编辑CPK分析报告六、如何判读CPK分析报告及应用七、均值极差控制图分析附录、正态分布,甲选手,乙选手,问：1.谁的成绩好呢？,甲乙两名选手射箭比赛，结果如下：,一、引言,3.你会选谁

2、当选手？,2. 谁比较有潜力呢？,4.你的工厂/服务品质/供应商若有问题，你希望的是甲状态还是乙状态呢？或者说两者都不是所希望的?,甲不够准确60环,甲选手,一、引言,？,但却较为精确,乙较为准确-65环,乙选手,一、引言,？,但却不精确,Cpk=0.816,一、引言,CPK?,1.工序能力基本概念,在产品制造过程中，工序是保证产品质量的最基本环节。 所谓工序能力分析，就是考虑 工序的设备、工艺、人的操作、材料、测量工具与方法以及环境对工序质量指标要求的适合 程度。工序能力分析是质量管理的一项重要的技术基础工作。,二、CPK基础知识,影响因素： (1)人与工序直接有关的操作人员、辅助人员的质量

3、意识和操作技术水平； (2)设备包括设备的精度、工装的精度及其合理性、刀具参数的合理性等； (3)材料包括原材料、半成品、外协件的质量及其适用性；(4)工艺包括工艺方法及规范、操作规程的合理性；(5)测具测量方法及测量精度的适应性；(6)环境生产环境及劳动条件的适应性。,二、CPK基础知识,通常工艺参数服从正态分布 N(,2)正态分布标准偏差的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数值集中在3范围内，其比例为99.73%通常将6称为工序能力。6范围越小，表示该工序加工的工艺参数越集中，则生产出成品率高、可靠性好的产品的能力越强，即固有能力越强。,二、CPK基础知识,（1）什么是CaCa又叫准确度（

4、Capacity of Accuracy），是过程平均值与规格中心值之间偏差程度,注：T=LSL-USL=规格上限-规格下限，M=规格中心值,2 工序能力的测量计算 测量工序能力的本质-测量数据的分散度Cp和居中程度Ca,二、CPK基础知识, Ca等级评定措施A级：作业员遵守作业标准操作并达到规格的要求并持续维持；B级：有必要可能将其改进为A级；C级：作业员可能看错规格不按作业标准操作或检视规格及作业标准；D级：应采取紧急措施，全面检视所有可能影响的要因，必要是停止生产。,Ca等级评价,二、CPK基础知识,（2）什么是CpCp也叫工程能力精密度指数（ Capacity of precision

5、 ），评价就在于衡量产品分散宽度符合公差的程度。,二、CPK基础知识,USL (Upper Specification Limit):即規格上限; LSL (Low Specification Limit): 即規格下限;,PPM (Parts Per Million)说明了在1,000,000个部件的组中有多少不良部件同时也反映了缺陷率和合格率。,二、CPK基础知识,（sigma）为数据的标准差 (Excel中的“STDEV”函数自动计算所取样数据的标准差() ),标准偏差：从母体的中心值与 个别值散布的程度, 即表示散布的大小。,单边规格：只有规格上限和规格中心或只有下限或规格中心;双边规

6、格：有上下限與中心值,而上下限與中心值對稱的规格；,二、CPK基础知识, Cp等级评定措施,A级：此制程比较稳定，可以将规格容许范围缩小或胜任更精密工作。B级：有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查。C级：检讨规格及作业标准，可能本制程不能胜任如此精密之工作。D级：应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响的因素，必要时应停止生产。, Cp等级评价,二、CPK基础知识,（3）什么是CPKCPK(capability process index )又叫过程能力指数，是描述过程固有能力的指标。CPK是综合评价过程的准确程度与精确程度，也就是过程的精准度.（5）计算CPK的公式

7、,二、CPK基础知识,(6) 的常规计算方法计算Cp和Cpk的关键是计算母体正态分布的均值和标准偏差。常规计算方法为：通常用下述计算方法计算得 ，作为母体分布标准偏差的近似值。,二、CPK基础知识,Cp和Cpk的常规计算方法概括,二、CPK基础知识,20,工序能力指数Cpk客观地、定量地反映了工序能力对规 格要求的适应程度，因此它是工序能 力评价的基础。 根据工序能力指数的大小一般可将加工分为五类：1 Cpk 1.67 特级加工2 1.67Cpk1.33 一级加工 3 1.33 Cpk 1 二级加工 4 1 Cpk 0.67 三级加工 5 Cpk 0.67 四级加工,二、CPK基础知识,3.工

8、序能力的评价与处置,21,（1）Cpk1.67 特级加工,T10 ，不合格品率p0.00006%。 工序能力过分充裕，有很大的贮备。措施：(1)合理，经济地降低工序能力。如改用低精度的设备、工艺、技术和原材料；放宽检验或放宽管理(2)在保证产品质量和提高经济效益的前提下更改设计，加严规格要求；(3)合并或减少工序也是常用的方法之一。,二、CPK基础知识,22,(2) 1.67 Cpk1.33 一级加工,10 T8 ，不合格品率 0.00006%p0.006%。 对精密加工而言，工序能力适宜；措施：(1)允许小的外来波动；(2)非关键工序可放宽检验；(3)工序控制的抽样间隔可适当放宽。,二、CP

9、K基础知识,23,(3) 1.33 Cpk1 二级加工, 8 T6 ，不合格品率 0.006%p0.27%。 对一般加工而言，工序能力适宜。 措施：(1)对工序进行严格控制，使生产过程处 于良好 的稳定、正常状态。(2)一旦发现工序有异常状态出现，立即采 取相应措施。(3)检查不能放宽。,二、CPK基础知识,(4 )1 Cpk0.67 三级加工,6 T4 ，不合格品率0.27%p4.55%。 工序能力不足，不合格品率较高。 措施：(1)要通过提高设备精度、改进工艺方法、提高操作技术 水平、改善原材料质量等措施提高工序能力。(2)要加强检验，必要时实行全检。,二、CPK基础知识,(5)Cpk0.

10、67 四级加工,T4 ，不合格品率p4.55%。 工序能力严重不足，产品质量水平很低，不合格品率高。措施:(1)必须立即分析原因，采取措施 ，全数检查；(2)放宽规格要求，但不致影响产品质量；(3)更改设计的方法予以解决，但要慎重处理。,二、CPK基础知识,26,加工分类,f(x),1级,1级,2级,2级,3级,3级,4级,4级,特级,特级,Tm,T3=4,T0=10,T1=8,T2=6,二、CPK基础知识,2012年4月25日试产散热器，选定关键质量特性参数：散热器宽度310 0.为研究对象并收集数据，如下：,测量值,段号,序号,请计算CP、CPK值？,二、CPK实例分析与应用,1、使用Mi

11、nitab计算CP、CPK,三、CPK实例分析与应用,所有图片由MINITAB计算作出，MIMITAB上PPK为整体能力指标。,三、CPK实例应用,2、Cpk等级评价,CPK=0.33,过程能力不足,三、CPK实例应用, CP= 2.16 ， A级：此制程比较稳定，无需改善, CPK=0.33，工序能力非常不足必需改善,Ca=0.837、 使其变小 !, m=310,X=310.59 ,若要K=0或接近0，则需使Xm,若要变小时,3、确定改善的重点?,=1.99,=84%,使其变大 !,三、CPK实例应用,4、结果应用,由以上4步分析发现：A、CPK=0.331.33，为A级：此制程比较稳定,

12、无需改善；C、Ca=84%50%为 D级，应采取紧急措施，全面检视所有可能影响的要因，必要是停止生产。所以，我们重点解决Ca值问题，经分析确定为产品开料工艺尺寸过大，将开料尺寸减小0.6mm即可。,5 、改善后结果：Cpk提高到了1.97，工序能力非常充足。,三、CPK实例应用,四、如何使用Minitab计算CPK,1、收集数据并录入数据表中,四、如何使用Minitab计算CPK,1、打开Minitab工作表,四、如何使用Minitab计算CPK,2 、录入数据或从数据表中复制数据,3 、数据资料正态性检验,四、如何使用Minitab计算CPK,四、如何使用Minitab计算CPK,4、计算,

13、双击C1,填写子组大小及规格上下限,单击,填写目标及选项,单击,单击,单击,单击另存为新图片文件即可,四、如何使用Minitab计算CPK,5、计算结果,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,1. CPK与PPK的概义区别：,Cp: capability process Cpk: capability process index Pp: preliminary process Ppk: preliminary process index,（从供应商手册摘录）,Pg 40,Cpk和Ppk区分指导思想,短期 数据在有限的周期或间隔采集 数据在有限的机器和员工中采集 数据在同一批次材料中采集 用PP

14、K表示，在量产前使用长期 数据在很多的周期,间隔,机器和员工中采集 数据在很多的机器和员工中采集 数据在不同批次材料中采集 用CPK表示工序能力，在量产后使用,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,（从供应商手册摘录）,指导思想: 如果允许80%的输入指标 在其自然范围内波动,数据就是长期的,过程 步骤 (1),过程 步骤(2),过程 步骤(3),输入,输出,x,y,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,第五章 CPK与PPK,只是，标准偏差的计算方法不同。,USL - LSL,6st,USL - ,3st, - LSL,3st,),2st=,n-l,(x

15、ij - xj)2,j=1,l,i=1,m,1,2lt=,n-l,(xij - x)2,j=1,l,i=1,m,1,=,l = sample numberm = sample sizen = l * m,USL - LSL,6lt,USL - ,3lt, - LSL,3lt,),Cp =,Cpk = Min (,2. CPK与PPK的计算公式区别,CPK,PPK,计算公式相似,但是:(1)C系列公式中(须在稳态下计算) (2)P系列公式中(不一定是稳态下,如初始研究时)通常情况下: ,50% 很不稳定,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,Pg 45,1 偏移: 用以考虑过程中的长期偏差 在无

16、真实数据时用以由短期数据 估计长期数据，或反过来根据长期数据来估计短期数据。,加1 ,减1 ,已有,需要,3 、长期与短期的互相估计,加0.33,减0.33,已有,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,如果过程短期能力不佳： 输入水平优化后不良率依然存在 过程设计问题就变得很重要 优化输入只能稳定继承而来的次品率如果过程短期能力较佳，但长期能力不佳： 优化输入水平可以建立一个能力稳定的系统,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,4 、供应商手册对PPK及CPK的要求：,5 、供应商手册 PPK与CPK检查实施时间区别：,第五章 CPK与PPK 的联系及区别,1、收集数据并输入至简易图表中,六、

17、如何判读CPK分析报告及应用,2、使用Minitab制作CPK图表并合并至简易图表中,六、如何判读CPK分析报告及应用,六、如何判读CPK分析报告及应用,X-R图判稳可参考国标GB/T4091-2001常规控制图中规定的8种判异准则,3 、平均值-极差控制图分析,六、如何判读CPK分析报告及应用,CP与CPK是过程性能指数，已叫长期过程能力指数，它是反映当前实际状态的过程能力，而不是要求在稳态的条件下进行计算的过程能力,4 、观察长期过程能力指数Ppk,六、如何判读CPK分析报告及应用,观察数据分布状况,5 、观察数据分布状况,六、如何判读CPK分析报告及应用,结论：具体问题应具体分析 1、如

18、何提高？ 2、规格公差是否合理（质量过剩？）,6 、分析如何改善提供状况,1 、总平均和极差的平均,2 、计算控制界限平均值图中心线(CL)= R控制图:中心线(CL)=控制下限(LCL) = 控制下限(LCL)= 控制上限(UCL)= 控制上限(UCL)=,七、均值极差控制图分析,为总平均值；为各组测量数据的平均值；R1，R2为各组测量数据的最大值减去最小值之差，称之为极差；A2，D3，D4的值根据统计学查下表。,七、均值极差控制图分析,计算得出UCL和LCU.以平均值为中心，将UCL和LCL之间平均分成六行，根据统计学的原理判断异常发生。,系数查询表,七、均值极差控制图分析,判定规则 1：

19、(1界外) 有一点或一点以上点在A區以外者。,对参数均值u和标准差s的变化给出信号 对单个失控做出反应,七、均值极差控制图分析,3 、判异规则,判定规则 2：(2/3 A) 3点中有2点在A区或A区以外者。,对过程均值变化给出信号,对变异的增加也较灵敏 三点中的二点可以是任何两点,第三点可以在任何处或不存在.,七、均值极差控制图分析,判定规则 3：(4/5 B)5点中有4点在B区或B区以外者。,对过程均值变化较灵敏 五点中的四点可以是任何两四点,第五点可以在任何处或不存在.,七、均值极差控制图分析,判定规则4：(6 连串)连续6点或6点以上持续地上升或下降者。,可能原因:工具逐渐磨损,维修逐渐

20、变坏,从而参数随时间变化,七、均值极差控制图分析,判定规则 5：(8缺C)有8点在中心线之两侧，但C区并无点子者。,可能原因:数据分层不够,七、均值极差控制图分析,判定规则 6：(9单侧)连续9点中心线同一侧。,可能原因:过程平均值减小或增大.,七、均值极差控制图分析,判定规则 7：(14升降)连续14点交互一升一降者。,可能原因:轮流使用两台设备或由两位人员轮流进行操作而引起系统效应,实际上这是分层不够的问题,七、均值极差控制图分析,判定规则 7：(14升降)连续14点交互一升一降者。,可能原因:轮流使用两台设备或由两位人员轮流进行操作而引起系统效应,实际上这是分层不够的问题,七、均值极差控

21、制图分析,附录-正态分布,正态概率密度曲线的位置与形状具有如下特点 （1）关于x= 对称。（2）在x=处取得该概率密度函数的最大值，在x=u处有拐点，表现为钟形曲线。 （3）曲线下面积为1（4）决定曲线在横轴上的位置，增大，曲线沿横轴向右移；反之,减小，曲线沿横轴向左移。（5）决定曲线的形状，当恒定时，越大，数据越分散，曲线越“矮胖；越小, 数据越集中，曲线越瘦高。,附录-正态分布,实例： 已知X服从均数为、标准差为的正态分布，试估计：X取值在区间 上的概率；X取值在区间 上的概率。,附录-正态分布,计算：,附录-正态分布,查标准正态函数表：因为曲线下两侧面积对称，区间（1.96，）相应面积也是0.025，故Z 取值于（1.96，1.96）的概率为1-20.025=0.95，即取值在区间上的概率为0.95。同理,我们可以求出X取值在 区间上的概率为0.99。,正态曲线与横轴所夹的面积为1。 位于 内的面积为0.90 位于 内的面积为0.95 位于 内的面积为0.99,附录-正态分布,附录-正态分布,附录-正态分布,