质量管理与可靠性第五章1优质PPT.ppt

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过程能力体现了过程稳定地实现加工质量的范围。

v在在受受控控状状态态下下，产产品品的的质质量量特特征征也也呈呈现现出出随随机机波波动动的的状状态态，而而工工序序能能力力就就是是描描述述加加工过程客观存在的分散程度工过程客观存在的分散程度的一个量值。

的一个量值。

不同的工序能力不同的工序能力v一般情况下，工序能力和产品质量的实际波动成反比，即一般情况下，工序能力和产品质量的实际波动成反比，即工序能力越高工序能力越高，质量波动越小质量波动越小，工序质量越容易得到保证。

，工序质量越容易得到保证。

v常用质量特征值波动的统计学规律来描述工序能力。

如图常用质量特征值波动的统计学规律来描述工序能力。

如图表示了几种不同标准差时的工序能力。

表示了几种不同标准差时的工序能力。

u0.5值越小，正态分布曲线形状高、瘦，过程质量波动的范围就越小v是表征工序能力的一个关键的参数，是表征工序能力的一个关键的参数，越大，越大，工序能力越低，工序能力越低，越小，工序能力越高越小，工序能力越高。

v图中图中的三条曲线，代表了三个不同的生产过的三条曲线，代表了三个不同的生产过程状态，其中，加工精度以程状态，其中，加工精度以1代表的工序为代表的工序为最高，最高，2次之，最差的是质量特征值标准差次之，最差的是质量特征值标准差为为3的工序。

的工序。

工序能力的度量：

v根据工序质量的统计规律，一般采用根据工序质量的统计规律，一般采用“3”原则原则来描述工序能力的大小，即来描述工序能力的大小，即B=6B工序能力工序能力处于处于正态分布下正态分布下的工序质量特征值的标准偏差的工序质量特征值的标准偏差工序能力的定量表征v通常工艺参数服从正态分布通常工艺参数服从正态分布N（,2）正态分布标准偏差正态分布标准偏差的大小反映了参数的分散程度。

绝大部分数值集的大小反映了参数的分散程度。

绝大部分数值集中在中在33范围内，其比例为范围内，其比例为99.7399.73%通常将通常将66称为工序能力。

称为工序能力。

66范围越小，表示该工序加工的工艺参数范围越小，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。

力越强。

v在只有偶然因素影响的稳定状态下，质量数据近似地服从正态分布N（，2）。

v由概率理论可知，当分布范围取为3时，产品质量合格的概率可达99.73%，废品率仅为0.27%v因此以3，即6为标准来衡量过程的能力是具有足够的精确度和良好的经济性的。

v在实际计算中就用6的变异范围来定量描述过程能力。

记过程能力为B，则过程能力B=6。

v6数值越小，说明质量特性值变异范围越小，过程能力越强；

6数值越大，质量特性值变异范围越大，过程能力越弱。

v提高工序能力的重要途径之一，就提高工序能力的重要途径之一，就是尽量减小是尽量减小，使质量特征值得离散，使质量特征值得离散程度变小，在实际中也就是提高加程度变小，在实际中也就是提高加工精度和产品质量的一致性。

工精度和产品质量的一致性。

影响工序能力的因素v1）人（Man）：

操作者的质量意识、技术水平、熟练程度、正确作业和身体素质的差别等。

v2）机器（Machine）：

机器设备、工夹具的精度和维护保养状况等。

v3）材料（Material）：

材料的化学成分、物理性能及外观质量的差别等。

v4）方法（Method）：

生产工艺、操作规程以及工艺装备选择的差别等。

v5）测量（Measure）：

测量方法的差别。

v6）环境（Environment）：

工作地的温度、湿度、照明、噪声以及清洁条件的差别等。

二、过程能力分析的目的v预测过程质量特征值的变异对公差的符合程度v帮助产品开发和过程开发者选择和设计产品v对新设备的采购提出要求v为供应商评价和选择提供依据v为工艺规划制定提供依据v找出影响过程质量的瓶颈因素v减少制造过程的变异，从而进一步明确质量改进的方向三、过程能力分析的流程单位产品缺陷数百万缺陷机会缺陷数多多变变异分析异分析一、多变异分析：

用来分析过程质量特征值变异规律的一个重要方法。

变异分类产品内变异：

单位产品的特征值在不同位置上存在的差异产品间变异时间变异多变异分析方法：

方差分析和多变异图分析法案例见书P121页的例二、多变异分析的意义进行过程能力分析，根据变异分析结果确定合理的抽样方案进行过程控制时，确定变异来源进行实验设计时，找出变异来源确定采用合理的试验设计方案提供依据过过程能力指数的程能力指数的计计算算v一、工序能力指数的概念一、工序能力指数的概念表示表示工序能力对产品设计质量要求的保工序能力对产品设计质量要求的保证程度证程度。

质量技术要求一般为产品的规格、工艺质量技术要求一般为产品的规格、工艺规范、公差范围等。

规范、公差范围等。

二、工序能力指数表达式二、工序能力指数表达式工序能力指数工序能力指数Cp可用下式表示：

可用下式表示：

vT公差范围公差范围=规格上限规格上限TU-规格下限规格下限TL总体标准差总体标准差S样本标准差样本标准差（公式5）v三、工序能力与工序能力指数的区别三、工序能力与工序能力指数的区别工序能力工序能力是工序具有的实际加工能力，而是工序具有的实际加工能力，而工序能力指工序能力指数数是指工序能力对规格要求满足的程是指工序能力对规格要求满足的程度，这是两个完度，这是两个完全不同的概念。

全不同的概念。

工序能力强并不等于对规格要求的满足程度高，相反，工序能力强并不等于对规格要求的满足程度高，相反，工序能力弱并不等于对规格要求的满足程度低。

工序能力弱并不等于对规格要求的满足程度低。

当质量特性服从正态分布，而且其分布中心当质量特性服从正态分布，而且其分布中心与规格与规格中心中心Tm重合时，重合时，一定的工序能力指数将与一定的不合一定的工序能力指数将与一定的不合格品率相对应格品率相对应。

因此，工序能力指数越大，说明工序能力的贮备越充因此，工序能力指数越大，说明工序能力的贮备越充足，质量保证能力越强，潜力越大，不合格品率越低。

足，质量保证能力越强，潜力越大，不合格品率越低。

但这并不意味着加工精度和技术水平越高。

四、不同类型工序能力指数的计算v工序能力指数的计算，对于不同的情况应区工序能力指数的计算，对于不同的情况应区别处理，主要有别处理，主要有以下几种情况以下几种情况：

v计量值计量值双侧规格界限双侧规格界限v无偏无偏v有偏有偏单侧规格界限单侧规格界限v仅给出规格上限仅给出规格上限TTUUv仅给出规格上限仅给出规格上限TTLLv计数值计数值计件值计件值计点值计点值过程能力指数计算的条件v过程处于受控状态，即影响过程能力指数的因素只有随机性变异，没有系统变异v质量特征值是相互独立的v产品的质量特征值服从正态分布计量值双侧规格界限计量值双侧规格界限v

（1）无偏无偏标准中心标准中心M与过程分布中心与过程分布中心重合重合计算公式：

计算公式：

v进一步，根据正态分布的规律，可以计算出超出公差上限进一步，根据正态分布的规律，可以计算出超出公差上限TU的的不合格品率不合格品率PU和超出公差下限和超出公差下限TL的的不合格品率不合格品率PL。

PLPUTLTUTmf（x）Tv当受控过程的质量特征值y服从正态分布N（u,2）时，其不合格品率为P,其计算公式为：

其中：

标准正态分布的概率分布函数（公式5）*如果过程分布中心u位于公差中心M与公差上限TU之间，则将上两式代入5得：

（公式5）*如果过程分布中心u位于公差中心M与公差下限TL之间，则公式5当k=0时，公式55例1-计量值双侧规格界限-无偏v某零件内径尺寸公差为某零件内径尺寸公差为，加工数量为，加工数量为100件的一批零件以后，计算得件的一批零件以后，计算得=20.0075,S=0.005，求该工序的工序能力指数及不合格品率。

，求该工序的工序能力指数及不合格品率。

v解：

公差中心解：

公差中心v又已知又已知v所以，工序分布中心所以，工序分布中心与公差中心与公差中心M重合，则重合，则查正态分布表（见附录查正态分布表（见附录P350页），可以页），可以准确计算该工序的不合格品率：

准确计算该工序的不合格品率：

PLPUTLTUTmf（x）Tv（）有偏有偏规格中心规格中心MM与分布中心与分布中心不重合不重合v这种情况下需要对工序能力指数进行修正。

为了区别于这种情况下需要对工序能力指数进行修正。

为了区别于与与M重合情况下的值重合情况下的值，修正能力指数记作，修正能力指数记作。

f（x）1P1P2TLTUTmxT的近似计算公式为：

的近似计算公式为：

k为修正系数，且为修正系数，且图中，图中，称为绝对偏移量称为绝对偏移量公式5例例2-计量值双侧规格界限计量值双侧规格界限-有偏有偏v例例2某零件内径尺寸公差为某零件内径尺寸公差为，加工，加工100件件以后，计算得以后，计算得=20.011,S=0.005，求该工序的工序，求该工序的工序能力指数及不合格品率。

能力指数及不合格品率。

v解解公差中心公差中心v又已知又已知v所以，所以，分布中心，分布中心与公差中心与公差中心M不重合，向不重合，向右偏移，绝对偏移量为右偏移，绝对偏移量为v故故v查正态分布表，查正态分布表，见见P350附录附录标准正态分布函标准正态分布函数表。

数表。

可以准确计算该工序的不合格品率：

v所以，所以，v为了简化计算，常将偏移系数为了简化计算，常将偏移系数k,工序能工序能力指数力指数,不合格品率不合格品率P的关系制成的关系制成表，见表表，见表5v该表可以由该表可以由k,和和P由三个数值中的由三个数值中的任意两个数值查到第三个数值，使用起任意两个数值查到第三个数值，使用起来十分方便。

来十分方便。

v从表中也可以直观地看出，在同种条件从表中也可以直观地看出，在同种条件下，下，的值越大，产品的不合格品的值越大，产品的不合格品率越小。

率越小。

表表5用用Cp和和k值估计不合格品率值估计不合格品率PkCp0.030.040.080.120.160.200.240.280.320.360.400.440.480.520.5013.3613.3413.6413.9914.4815.1015.8616.7517.7718.9220.1921.5823.0924.710.607.197.267.487.858.379.039.8510.8111.9213.1814.5916.5117.8519.690.703.573.643.834.164.635.245.996.897.949.1610.5512.1013.8415.740.801.641.691.892.092.462.943.554.315.216.287.538.9810.6212.480.900.690.730.831.001.251.602.052.623.344.215.276.538.029.751.000.270.290.350.450.610.841.141.552.072