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1、过程能力分析培训教材2011年5月12日1过程能力分析第一课：第一课：课程内容：过程能力指数Ca与Cp 过程能力指数CPK 2 所用术语：USL：规格上限；LSL：规格下限;u ：平均值；M ：规格中值；Ca ：制程准确度；Cp ：制程精密度；：标准偏差，=R/d2；T ：规格公差，T=USL-LSL；K ：偏移系数；R ：全距极差，MAX-MIN；R ：全距极差的平均值；d2 ：管制图系数。分組樣分組樣本數本數2 23 34 45 56 67 78 89 91010d2d21.131.131.691.692.062.062.332.332.532.532.72.72.852.852.972.
2、973.083.083 =0.81=0.81=0.81=0.81为什么为什么为什么为什么?过程过程过程过程A A A A过程过程过程过程B B B B过程过程过程过程 C C C C =标准偏差标准偏差标准偏差标准偏差 过程表现如何？过程表现如何？过程表现如何？过程表现如何？什么是最佳的过程？什么是最佳的过程？什么是最佳的过程？什么是最佳的过程？什么是最差的过程？什么是最差的过程？什么是最差的过程？什么是最差的过程？你是否想知道：你是否想知道：你是否想知道：你是否想知道：哪一个过程最佳哪一个过程最佳哪一个过程最佳哪一个过程最佳?过程过程过程过程 C C C C=0.41=0.41=0.41=0
3、.41=0.41=0.41=0.41=0.41=0.11=0.11=0.11=0.114概述 过程能力分析 在产品制造过程中，过程是保证产品质量的最基本环节。所谓过程能力分析过程能力分析，就是考虑就是考虑 工序的设备、工艺、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指标要求的适合 程度程度。过程能力分析是质量管理的一项重要的技术基础工作。它有助于掌握各道工序的质量保证 能力，为产品设计、工艺、工装设计、设备的维修、调整、更新、改造提供必要的资料和依据。5概述 影响因素：(1)人与工序直接有关的操作人员、辅助人
4、员的质 量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。6概述 在着手过程能力分析时，必须明确如下要素 过程输出特性。这是项目工作从定义阶段就已经明确的，所谓过程能力，指的就是过程输出特性满足规定要求或标准的能力。对过程输出特性的要求。在进行过程能力分析时，必须识别并明确顾客对过程输出特性的要求，包括目标值和规范限或容限。抽样方案。不同的抽样方案反映了过程的不同情况和状态。过
5、程是否稳定或具有可预测的分布。过程能力分析的假设前提是输出服从正态分布。因此，过程必须是稳定的或统计受控的。7基本概念 过程固有波动过程固有波动，是仅由普通因素影响而产生的过程波动。这部分的波动可通过控制图的R/d2来估计。过程的总波动过程的总波动，是由普通因素和特殊因素而产生的波动。它可由样本的标准差s估计。S=(xi-x)2/(n-1)过程能力过程能力Cp，是过程固有波动的6 范围。对统计受控的过程来说，=R/d2。i=1n8使中心靠拢目标值使中心靠拢目标值使中心靠拢目标值使中心靠拢目标值降低离散降低离散降低离散降低离散目标值目标值目标值目标值LSLLSLLSLLSLUSLUSLUSLUS
6、L目标值目标值目标值目标值LSLLSLLSLLSLUSLUSLUSLUSL目标值目标值目标值目标值LSLLSLLSLLSLUSLUSLUSLUSL从统计的角度看从统计的角度看从统计的角度看从统计的角度看,只有两个问题只有两个问题只有两个问题只有两个问题中心偏移中心偏移中心偏移中心偏移 过程中过程中过程中过程中心值不在目标值上心值不在目标值上心值不在目标值上心值不在目标值上.离散离散离散离散 过程偏差太大过程偏差太大过程偏差太大过程偏差太大.过程能力过程能力怎么做才可以减小怎么做才可以减小 DPMO?DPMO?9DPMO的含义的含义什么是DPMODPMO指百万机会缺陷数(Defects Per
7、Million Opportunity）计算公式为:DPMO=【缺陷数/机会数】*1,000,000举例如下：假设100SH基板中，每SH板都含有10个缺陷机会，在生产这100SH基板时，共发现15个缺陷那么，DPMO=15/(100*10)*1000000=1500010看过程能力指数看过程能力指数看过程能力指数看过程能力指数!比较比较比较比较 客户要求的产品客户要求的产品客户要求的产品客户要求的产品 和和和和 我们生产的产品我们生产的产品我们生产的产品我们生产的产品两个指数两个指数两个指数两个指数:1.1.1.1.过程潜力过程潜力过程潜力过程潜力CpCpCpCp2.2.2.2.实际过程表现
8、实际过程表现实际过程表现实际过程表现CpkCpkCpkCpk那么那么,如何确定过程是否存在中心偏移或离散问题如何确定过程是否存在中心偏移或离散问题?客户要求的产品客户要求的产品客户要求的产品客户要求的产品我们生产的产品我们生产的产品我们生产的产品我们生产的产品LSLLSLLSLLSLUSLUSLUSLUSL目标目标目标目标11过程能力指数过程能力指数Ca制程准确度制程准确度Ca或或(Capability of Accuracy)：表示实际平均值相对于规格中心值之偏移程度，Ca反应的是位置关系（集中趋势）標準公式標準公式 Ca=n規格公差=T=規格上限-規格下限=USL-LSLn規格中心值=(規
9、格上限 規格下限)/2=（USL+LSL）/2n單邊規格因沒有規格中心值故不能算Ca 當Ca 0 時，代表量測製程之實績平均值與規格中心值 相同，無偏移；當Ca 1 時，代表量測製程之實績平均值與規格上 限或下限相同；偏移100%（规格公差）/2实际平均值-规格中心值12过程能力指数Ca等級判定：Ca值愈小，表示品質愈佳等級Ca值處理原則A0|Ca|12.5%維持現狀B12.5%|Ca|25%改進為A級C25%|Ca|50%立即檢討改善D50%|Ca|100%採取緊急措施，全面檢討，必要時停工生產13过程能力指数Cp製程精密度製程精密度Cp(Capability of Precision)表示
10、製程特性的一致性程度，值越大越集中，越小越分散。Cp反应的是散布关系（离散趋势）14 过程能力指数过程能力指数Cp的意义与计算的意义与计算 过程输出落到-3,-3 区间之外的概率仅为0.27%，是小概率事件。因此，我们将6 的范围视为过程的自然波动范围。为了把过程的自然输出能力与要求的容差进行比较，著名的质量专家朱兰引入了能力比的概念，即过程能力Cp。若过程的输出Y服从正态分布，即yN(,2)，,分别为y的均值和标准差。当过程处于统计控制状态时，则定义过程能力指数Cp为容差的宽度与过程波动范围之比：Cp=容差容差过程波动过程波动USL-LSL6 6 T15过程能力指数过程能力指数Cp的意义与计
11、算的意义与计算规范下限规范下限LSL规范上限规范上限USL规范中心规范中心=MM=616过程能力指数过程能力指数Cp的意义与计算的意义与计算 注意：注意：Cp的计算与过程输出的均值无关，它是假定过程输出的均值与规范中心是重合时的过程能力。因此，Cp只是反映了过程的潜在能力，当我们设法把过程输出的均值逐渐移向规范中心时，这种潜力便得到充分的体现，所以在一般的情况下，Cp指数称为潜在过程能力指数。当M时，过程输出的不合格品率将增加。这就造成了尽管Cp很大，当不合格品率仍很高的情况。17过程能力指数过程能力指数Cpk的意义与计算的意义与计算规范下限规范下限LSL规范上限规范上限USL规范中心规范中心
12、=MM 318过程能力指数过程能力指数Cpk的意义与计算的意义与计算 从上图可看，若过程输出的均值不与规范中心或目标值重合。因此，在进行过程能力分析时，应将的影响考虑进来。引入过程能力指数Cpk就是为了解决这个问题。由于过程中心通常在规范限LSL,USL之间，因此用过程中心与两个规范限最近的距离minUSL-，-LSL与3 之比作为过程能力指数，记为Cpk。19过程能力指数过程能力指数Cpk的意义与计算的意义与计算Cpk的计算公式为：Cpk=Cp*（1 Ca）=T/6*（1 Ca）=式中：通过通过控制图的R/d2来估计 Cpu=为单侧上限过程能力指数 Cpl=为单侧下限过程能力指数USL-3-
13、LSL3 USL-3-LSL3 20过程能力指数过程能力指数Cpk的意义与计算的意义与计算 当M=时，Cpk=Cp 当M 时，CpkCp 故Cpk也被称为实际能力指数。若是双侧规范都给定，Cp有意义，则应该同时考虑Cpk、Cp两个指数，以便对整个过程有全面的了解。例如：当Cp及Cpk都较小而且差别不大时候，说明过程的主要 问题是太大，改进过程着眼于降低过程的波动；当Cp较大，而Cpk很小，两者差别较大，说明过程的主 要问题是偏离M太多，改进过程着眼于改善过程的 值；当Cp不好，Cpk更小，二者差别较大，说明过程的和 都有问题，改善过程应先移动，再降低过程的波动；21C CP PC CPKPK1
14、.601.601.601.601.601.600.400.400.400.400.40 0.40 0.400.400.150.15解释解释解释解释在在在在6 6 里里里里,我们首先解决中心偏移问题我们首先解决中心偏移问题我们首先解决中心偏移问题我们首先解决中心偏移问题,然后解决产生偏差的原因然后解决产生偏差的原因然后解决产生偏差的原因然后解决产生偏差的原因.Cp=CpkCp=Cpk过程居中过程居中过程居中过程居中能力好能力好能力好能力好偏差小偏差小偏差小偏差小过程中心偏移过程中心偏移过程中心偏移过程中心偏移偏差小偏差小偏差小偏差小过程居中过程居中过程居中过程居中偏差大偏差大偏差大偏差大过程中心偏移过程中心偏移过程中心偏移过程中心偏移偏差大偏差大偏差大偏差大22过程能力指数过程能力指数Cpk的意义与计算的意义与计算 Cpk等级判定：等級Cpk值處理原則A+1.67 Cpk 無缺點考慮降低成本A1.33 Cpk 1.67維持現狀B1 Cpk 1.33有缺點發生C0.67 Cpk 1 立即檢討改善D Cpk 0.67採取緊急措施，進行品質改善，並研討規格 23