SPC手册中文版.docx
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SPC手册中文版
质量管理/技术统计
9.设备和过程能力
科技成就生活之美
第3版2004年07月01日
第2版1991年07月29日
第1版1990年04月11日
本手册给出能力和性能指标的最低要求，版本日期出版时有效。
如有冲突，QSP0402的要求
具有约束力和优先于本手册。
设备和过程能力
页码
1.介绍...............................................................................................................................4
2.术语................................................................................................................................4
3.设备和过程能力研究流程图............................................................6
4.设备能力研究.........................................................................................................7
4.1一台设备详细能力研究............................................................................8
4.2数据评估...............................................................................................................9
4.2.1短期稳定性研究..................................................................................9
4.2.2标准方法...................................................................................................9
4.2.3计算程序手册............................................................................11
4.3对设备能力不足采取的措施........................................................12
5.过程能力研究.........................................................................................................14
5.1程序......................................................................................................................14
5.2数据评估（标准方法）..............................................................................14
5.2.1过程稳定性研究（变异分析和F测试）.....................14
5.2.2统计分布研究...................................................................15
5.2.3过程能力统计指数...............................................................15
5.3数据评估评估（计算程序手册）.........................................................16
5.3.1过程稳定性研究............................................................................16
5.3.2统计分布研究...................................................................16
5.3.3过程能力统计指数...............................................................16
6.统计指数解释.........................................................................................18
6.1统计指数和部分不符合的联系................................18
6.2样本大小的作用..............................................................................................19
6.3测量系统的作用................................................................................19
7.质量特性统计指数...................................................................20
8.性能指数统计报告..........................................................................20
9.统计指数计算方法............................................................................21
9.1方法M1....................................................................................................................21
9.2方法M2....................................................................................................................22
9.3方法M3（范围方法）.........................................................................................22
9.4方法M4（分位数方法）.....................................................................................23
10.模型分布..............................................................................................................24
10.1约翰逊族分布.......................................................................24
10.2正态分布.....................................................................................25
11.例子...............................................................................................................................26
12.两个空间指数统计指数.....................................................30
13.表格...................................................................................................................................31
14.缩写词.......................................................................................................................37
15.参考文献.............................................................................................................................39
索引..........................................................................................................................................40
1.介绍
必须申请适当的方法检测，如果适用的话，进行过程测量，这些方法应证实有能力的过程实现所策划的结果。
当预期结果未达成时，必须采用纠正和矫正措施。
在适当时，以确保产品的符合性。
（见「2」）
评估特性的过程性能和能力实例包括如下：
·能力指数·效果和效率
·响应时间·使用适用的技术
·周期时间和生产能力·避免和减少浪费
·可靠性和安全性·成本
·生产效率
2.术语
过程
这个文件专门用于处理生产和装配过程。
将原料或将生产的零件/部件深加工成成品的一系列活动可理解为过程。
定义的标准[1]如下：
“将输入转化成输出的一组相互活动相互作用。
”
能力研究
一个过程能力研究（流程分析，见[3]）进行了一个新的工艺或改变生产工艺（包括总成）为证实（初步）生产能力/性能，并得到附加输入过程控制（见[3]）。
参考文献[10]和[11]区分长期和短期的研究。
在短期研究[例如，机械性能研究]，生产的产品特征在一个连续的生产运行进行了评估。
一项长期研究评价了零件调配长时间跨度，具有代表性的偏差系列产品的生产中遇到。
能力和性能指标
评价量化度量值能力包括机器加工能力的性能指标和过程能力指标，这些指标必须达到或超过规定的最低限度价值。
本手册给出能力和性能指标最低要求，版本日期出版时有效。
如有冲突，QSP0402的要求具有约束力和优先于本手册。
为特殊特性提高最低要求的过程能力和性能，也可以被指定内部一个产品的基础。
设备能力研究
机械性能研究是一个短期研究，唯一的目的是为了发现设备特性对整个生产流程的影响。
过程能力研究
过程能力学习是一个长期的研究。
增加从机器方面出现的变更。
在一个相当长的时间里，所有其他外部影响生产过程的因素都必须登记入帐。
稳定过程
一个稳定的（在统计学控制里）过程仅仅存在于随意的变化之中。
特别是，产品特性的特定区域和变异是稳定超过时间的。
（见[4]）
质量能力过程
一个过程的质量能力应该对应没有异议的所有指定要求。
能力指数Cmk,Cpk和性能指数Ppk
内容同QS-9000参考文件[10]和[11]一致。
Cpk仅仅适用于必须是稳定的过程。
一个过程如果达到下列几个条件可以认为是稳定的过程：
?
?
平均数和变异是持续的。
?
?
平均数没有系统的变异，例如延伸趋势、一批变异等出现。
?
?
样本变异和总数变异没有重大的差别。
?
?
总数过程中每一个特定区域的样本描述和差异。
如果过程不稳定，一个可以认为叫“过程性能”，指数叫过程性能指数Ppk。
这个应用于所有系统变异的过程，例如延伸趋势一批变异（见第3章）。
这样，因此，不管是Cpk还是Ppk，都需要进行测定。
在一次机器能力研究中（“初始过程能力研究”和“短期过程能力研究”见[10]）,
这个指数通常叫Cmk,除非顾客有详细的不同要求。
Cmk在条款[10]和[11]中，可以理解为一个短期能力指数研究。
最好在一个比较长的时间期限里收集到有足够的数据。
（例如，作为一个过程能力研究的结果，试生产运行至少125数值或一些控制图表的评估。
基于过程的运作，计算Cpk和Ppk之间的区别是有可能的。
3.设备和过程能力研究流程图
Cmk设备能力指数
Cpk过程能力指数
Ppk过程性能指数
指数计算
K=Katayari-德文（偏移量的明确条件，斜线，系统背离。
）
数据记录
短期研究长期过程能力
（设备能力）（过程能力/性能）
部分数据
4.2.2或4.2.3部分数据
5.2.1或5.3.1
5.2.2或5.3.2
否5.2.3或5.3.3
是
正态分布
赋值分类模型
CM/CMK
CM/CMK
过程无平均数变异过程有平均数系统变异
延伸的正态分布
正态分布
CP/CPK
是否
赋值分类模型
CP/CPK
PP/PPK
4.机器能力研究
机器能力研究集中了设备的专有特征。
也就是，延伸的可能性，延伸至机器外部的客观物影响和效果（噪音因素）减少。
一些因素变异如下：
人-人员
-换班
机器-速度
-进料速率
-工具
-周期时间
-冷却液流动率和温度
-压力
-当前的（定位焊接设备）
-能力（激光定位焊接）
-状态改变（最佳化的测量方法）
原材料-半成品，从不同的一堆或厂商中毛坯件及空白件。
方法-在取样前快速进入机器加工能力（热身）时间。
-不同的预加工和生产流程。
环境（大自然）
-房间温度
（在样品生产前的温度改变。
）
-相对湿度，大气压力
-对加工能力起作用的震动。
-在建筑物（楼层）中加工能力的位置。
-突发事件
只有机器的固有变异来源可能会影响产品，如果它的这些特征可能产生影响会被保持常数。
但实际情况这个是不可能的，在外面影响因素的变化将在测试记录中文件化。
如果能力规范/说明书没有提到，这些信息可以作为最佳化测量的基础。
4.1一个机械能力研究详细
缺乏能力的尺寸或测试过程的条件下一个机械能力研究不能被履行。
（见同样6.3和[15]）
开始
加工装置准备好。
（预生产运转）因此，整齐的数据尽可能远远的在公差带中间，针对特性公差为单边的，选择涉及公差数值（或目标数
据）最有可能的安置。
一个生产零件过程中典型的连续取样数据。
（最小值：
50，如有可能：
100）偏离必须有
证明文件。
取样零件特性的测量和结果的文件化应和生
产顺序保持一致。
统计评估：
短期稳定性的定性评估
数据分布的研究
能力指数计算
问题分析
进一步提高
否
是
设备是有能力的
记录：
减少样本大小的信息，见章节4.3。
4.2数据评估
4.2.1短期稳定性研究
以基础单值图表为基础，
现在一个定性的评估被执行去决定测量值是否随着时间的推移是稳定的。
?
?
在时间系列中系统变异可见吗？
?
?
个别的数值正在往指定的目标值靠近吗？
?
?
所有个别的数值存在于一个相应的约?
?
?
的公差范围区域内吗?
下面具体的说明那个过程不是稳定：
?
?
有一个点超出控制界限
?
?
存在无法解释的趋势或步骤
?
?
大部分的点超过或低于目标值
?
?
如果特性被限制在两侧?
大部分的点接近两侧控制限。
如果一系列出现“混沌”，不是似乎是真的，原因必须被调查并消除。
必须再次做能力研究。
4.2.2标准程序
评估能力的标准程序，描述如下：
机器能力指数必须被计算。
然而，如果一个分布模型已经决意这方法可以只是被使用。
最适合的分配模型自动筛选，在许多情况下这个方法仅仅通过使用特殊的软件才能达到。
.否则，一个评价以手册为依据计算程序可以被使用。
（章节4.2.3）
统计分布研究
生产程序的知识，公差的类型常常助手在选择一个理论分布——适当为描述经验分布。
产品生产程序的知识和公差的类型常常用来协助选择一个理论的定论，这个定论适当的描述经验分布。
例如：
如果这里针对一个特性的数值在名义上向上偏离和向下偏离有相等的可能性（肯定的或否定的偏离），一个可以认为特性近似正态分布。
然而，这个不会总是存在差异的。
在一边自然有限的特性有代表性的被歪斜描绘，不均匀的分布。
举个例子，集中性和粗糙程度定义为正的。
针对这个情况，零点就作为了下限。
如果一个特性有两个控制限（一个下控制限，特性数值不能低于此控制限，另一个上控制限，那个特性值不能超过此控制限。
）特性可以近似的被认为一个矩形的分布。
必须强调一个过程的特性可以和这些规则一致或不一致
在一些案例中，主要的偏离可以被观察到（为更多的信息，看章节5.2.2。
）
如果一个统计软件项目被使用，使用者会面临一个适当的分布状态（统计工具）选择问题，也就是，
一方面是一个随意的抽取样本描绘。
在一台设备能力研究的框架里，一个统计测试通常用来粗糙的区别：
?
?
正态分布和
?
?
另外的分布
如果一个特性评估不是正常分布，一个数学程序“约翰逊转换”能够被通常用来从一个可能的分布范围来选择大部分适当的分布。
如果这个机械的调整不是有用的，可能的情况或统计吻合度测试被通常用来协助分布选择。
针对短期能力研究信息，也可以看一下章节3。
计算机器能力指数
计算机器能力指数分位数方法是常选的。
（在章节9.4见方法M4）
根据以下情况能力指数Cm和Cmk被计算：
Cmk=最小的数值?
?
统计分布的账目和Cmk,Cm是不同的，但不是和公差范围有关系的特定区域。
（见接下来页数的数字）。
如果Cmk大于等于1.67（这是一个最小的要求,可以见章节2。
）
如果特性为单边偏差时。
（在上限和零点区域，或者正好是下限区域。
）
和被给予的规范界限申请有公式关系，也就是说，只计算Cmk.
方法M1,M2和M3在章节9也通常被运用。
Cm和Cmk的比较
4.2.3计算程序手册
如果没有特别的软件可用，Cm和Cmk同样按照以下可计算出来。
这个意思是平均值和全部标准偏差通过N个数据总计被计算出来。
?
注：
Then—然后With—和
minimumvalueof—最小的数值
如果特性被限制在一边（零点和上控制限，或零点和下控制限。
）
被给定的限制申请和公式有联系。
因为在这里分布模型上没有信息可以提供，总计被使用，这个方法引导和小的结果进行比较。
4.3减少费用的机器能力研究
作为详细说明在章节4.1，针对一台设备最少50个数据应该被统计研究，但首选100个数据被使用。
在实践中，能力研究花费的测量通常需要高的成本。
在这样的实际情况下，紧接着以下内容，两阶段程序可以被习惯于将费用减少至最低数量：
1.连续取样50个数据，每一个第二个零件都开始测量研究，零件2,4,6,...,50。
这个步骤对每特性出来25个测量数据。
如果机器能力指数计算结果Cmk大于等于2.0，可以认为这台设备有能力的。
2.如果1.67?
?
Cmk?
?
2.0,剩余的25个零件必须被测量，这些结果与起初的25个测量结果和能力指数再次被计算。
如果一台机器高度完美地使用50组数据计算机器能力指数大于等于1.67，那这台机器认为是有能力的。
使用一个减少样本尺寸不能改变已有结论的“质量”。
n?
?
25比n?
?
50关于分布会导致更少的牢固结论。
通过减少样本尺寸，能力从1.67抬高到2.0。
除非用其他方法精确规定，通过机器生产残余n?
?
50并且CMK大于等于1.67时，合同的精确确定需求被确定。
然而，根据以上程序，执行机器检查机器制造厂被认为是公认的。
（CMK大于等于2.0,n?
?
25）
单台设备放行
按编号顺序生产50个零件，这些生产的零件是已被订购的。
每2个零件测量一次
如零件号2，4，6---------50
测量结果记录并计算Cmk
工具纠正措施并再次
进行能力研究
是
否
测量零件号1，3，5，-----49，并针对现有的结果记录，增加
标准的数据。
这台设备是有能力的。
在特别情况,更远的减少样本尺寸是不可避免的（不管能力需求）。
如果测量程序是非常昻贵的或破坏性试验，这个是实情。
自然，较小的样本尺寸，较少的精确结论。
（从间隔的特性样本计算使信心倍增。
）质量保证办公室必须在样本大小被减少前进行商定。
在这种情况下，机器或工艺参数将被给予优先考虑而不是产品参数。
在章节7这也适用于定性的问题产品特点处理。
5.过程能力研究
过程能力研究是一个长期研究即处理结束一个外部的操作时间，包括变异来源一台机器外部因素。
这些变异典型地总结为来源于人，机，料，法，环境。
5.1程序
一个过程能力研究包括以下步骤：
?
?
选择成批生产?
合理的?
零件样本?
不分选?
?
至少?
?
个子群被评价。
首选的样本大小为?
个。
大体上，至少?
?
?
个零件应该被测试。
?
?
根据生产程序把部分措施特征结果记下来。
?
?
根据数据统计评估?
评价世俗的的稳定性，统计分布。
计算能力指数。
记录：
在特殊的情况，考虑必要的测量时间和成本选择少于125个零件的测量是不可避免的，
或者破坏性试验。
小的样本数据会导致特性有计划的被间隔调查，信心倍增。
反过来，如果数据减少准确性的结论会降低。
质量保证办公室在样本数据减少前必须协商讨论。
5.2数据评估（标准方法）
用同样的方法下面评价步骤5.2.1到5.2.3必须也被履行，如果以质量控制图为基础过程能力或表现被计算。
5.2.1研究过程稳定性（和F测试不一致的分析）
首先，是否测量值短期稳定或不稳定被规定。
如果统计软件被使用，这信息可以被获得使用方差分析（单因子方差分析）。
为这个目的，总变异（方差）的所有单的数据被分为二部分：
一个变异“内子群”的一组5个数据，例如，一个变异“在分组之间平均值的”从组到群。
一个F测验过去常常检查是否变异“在分组之间”意味深长地比变异“内子群”更大或没有。
这个信息通常用来干嘛？
最后，一个能力指数必须给予过程能力研究的
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