Tolerance Analysis(公差分析).ppt

,17部toleranceanalysis(公差分析),1.公差的概要2.线型公差分析3.非线型公差分析4.改善和管理,lgentsixsigmataskteam,公差的概要,公差的概要,事前性定义:部品、成份、assy、制品的基准从目标值开始能够变化所容许的量、指数、范围.在设计上所适用是,robustdesign,customerneeds,processcapability,statisticaltoleranceanalysis,optimizationforperfect&bestdesignacriticalcomponentofarobustdesign,17-1/25,lgelectronics/lgent6taskteam,公差的概要,公差分析的适用始点,基本设计的system构成时顾客要求条件的反应在设计时要理解system的变数的主要因子时要掌握全面的设计的精密度,正确度,决定可靠性时,poorunderstandingofyoursystemequatestopoorengineering,parameteranalysis,toleranceanalysis,对产品性能的理解极限条件的影响,理解部品的散布和跟产品性能的相互作用,工学性计算技术性database实验计划法(doe)性能实验和评价,分析工程能力min-max公差分析rss分析生产性分析,p=f(y1,y2,yn)p=技术性要求条件(例,动作温度)y=部品的特性(例,绝缘体的厚度),y=(x1,x2,xn)中y=部品的特性(例,绝缘体的厚度)x=工程管理要求条件(例,强化时间),17-2/25,lgelectronics/lgent6taskteam,公差的概要,公差分析的种类,决定产品的性能或者在特殊条件下决定恰当尺寸(提供能够考虑用精密度分析的尺寸变化的基准线),basedoncapability,notindividualparttolerance,公差分析的前提条件:需有比较完善的图纸管理基准,确保cp1.0以上.,1)公称/目标尺寸(nominalvalue),顾客能够容许的一个尺寸(usl,lsl)用数字决定，适用于组装品的特性或单位部品的特性.,2)公差(tolerance),组装时，给予部品尺寸的极限公差，设定system的gap的方法,3)min/max,根据决定system的能力尺寸和复合产品的capability设定systemcapability的统计方法,4)rss(rootsumofsquare),17-3/25,lgelectronics/lgent6taskteam,公差的概要,通过公差能力,设计公差的设定方法,理想的6sigma水准的设计是-需确认实际工程上的标准偏差-需设计成6sigma水准的公差,确认该公差是否符合顾客的要求.6sigma水准的公差是,装置产业(cdt)和组装产业(mnt)中你想哪个中心值的shift大?,适用方法,适用公差,注意事项,专门者的意见,现存data活用,6sigma方法活用,1.55*推定公差(通常长期工程能力用3sigma推定),现在的设备,对工厂环境或者技术方面考虑不足,结果上可能过大评价或者过小评价,使用生产data,假设为长期工程.ifnot,公差为过小评价假设为工程被管理了ifnot,公差为过大评价使用新规模具,用短期工程data假设.,data是利用rationalsubgroup收集区分管理状态与工程能力data用短期,长期区分来分析,4.65*lt6.15*st,6.15*st,17-4/25,lgelectronics/lgent6taskteam,公差的概要,统计学的定义,if,x和y两个部品线型的结合的话,各个的平均和标准偏差表现为x,y,x,y.两个部品线型的结合的话,表现为如下(x+y)=x+y,(x-y)=x-y,2(x+y)=2x+2y,2(x-y)=2x+2y,用rss的方程式转换的话在这里首先要掌握所结合的各部品间是独立的,还是从属的.统计的不独立而从属的是表示相互之间有关系，这种情况下要考虑共分散.例1)从不同的supplier所提供的两个部品random组装这种情况是相互独立.例2)所要求的两处尺寸来自一模四出形成的部品时,第一个尺寸变长,另一个尺寸也会变长，这种情况是两个尺寸相互不独立，而从属的，确切地说两个尺寸有相关关系.,(x+y)的平均(x-y)的平均(x+y)的分散(x-y)的分散,(x+y)=(2x+2y)两个以上的情况xi=2xi,xx,yy,17-5/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题1,部品1和2是从不同supplier购入的，两个部品相互random组合相互完全独立，各个平均和标准偏差如下：1=25.7mm,1=0.1270mm(长期)2=53.3mm,2=0.2032mm(长期)求合计的高度的平均和标准偏差，求6sigma水准的公差,1+2(4.65*1+2)=79.0(4.65*0.2396)=(77.8780.11),1)平均高度1+2=1+2=25.7mm+53.3mm=79.0mm2)标准偏差1+2=12+22=0.12702+0.20322=0.23963)求6sigma水准的公差,17-6/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题2,例题1中假设两个部品如下图一样展开的幅内相合，envelope的平均幅(e)是80.0mm，标准偏差(e,长期)是0.3048.比两个部品积起来的高度小的话，就产生干涉.即,gap比0.0小的话，就产生干涉.平均缝隙gap=e-1+2=80.0-79.0=1.0mm缝隙的标准偏差gap=e2+1+22=0.30482+0.23962=0.3877短期工程的zgap=(0-1.0)/0.3877=-2.58(参照:z=(x-)/,x=0,正态分布表)根据正态分布,产生干涉的可能性为0.49%(换句话来说,0的左边的面积是0.49%),e,1+2,gap,17-7/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题2(补充说明),例题2的结果生成随机数研讨minitabmenu:calc/randomdata/normal,generating的随机数为data分析工程能力minitabmenu:stat/qualitytools/capabilityanalysis(normal),要generating的randomdata的个数,平均,标准偏差,17-8/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题2(补充说明),cpk为0.86，因此与6sigma水准有很大差异这时要采取什么样的对策？,17-9/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,从属性的data,如果,图中d假设为我们要考虑的gapd=a-b-c在这里a和b是同一部品内的尺寸，a变长b也会变长因此a和b为从属性的，不独立.,这样的从属性的情况下求平均和标准偏差的方程式如下(x+y)=x+y,(x-y)=x-y,2(x+y)=2x+2y+2cov(x,y),2(x-y)=2x+2y-2cov(x,y),从属性的变数包含共分散共分散cov(x,y)是测定x和y两个变数之间的结合程度cov(x,y)=r*x*y,在这里r是相关系数,(a-b)(2a+2b),(x+y)的平均(x-y)的平均(x+y)的分散(x-y)的分散,a,d,c,b,17-10/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题3-从属性的data,以随着温度的pull量变化的data，求相关系数和共分散.,1.graph(散点图)display，确认两个变数间相关关系是(+)还是(-).minitabmenu:graph/plot,画graph(散点图)时要明确从属变数和独立变数.(y和x不能混淆),17-11/25,lgelectronics/lgent6taskteam,线型公差分析,例题3-从属性的data,2.求相关系数r.minitabmenu:stat/basicstatistics/correlation,correlations:pull,temppearsoncorrelationofpullandtemp=-0.982p-value=0.000,3.求标准偏差.minitabmenu:stat/basicstatistics/descriptivestatistics,descriptivestatistics:pull,tempvariablenmeanmediantrmeanstdevsemeanpull207.6907.7617.7461.4980.335temp20150.51150.40150.490.650.15variableminimummaximumq1q3pull4.5339.8386.9679.210temp149.50151.80150.00150.87,4.cov(x,y)=r*x*y=-0.982*1.498*0.65=-0.95617345.别的方法:2次阶段上直接求共分散.minitabmenu:stat/basicstatistics/covariance,covariances:pull,temppulltemppull2.243912temp-0.9568130.423052,17-12/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析,非线型公差分析的概念,1.rss(rootsumofsquare)的概念两个以上尺寸用加法或减法所组合形成的某个部品的统合尺寸的标准偏差是以rss求得.2.非线型的概念求某个组成部品的和或差的过程当中，不能直接用图纸的尺寸表现的情况，应当测定该状态下的尺寸，相对尺寸之间以乘或角度与sin,cos或者log的计算等多种形式来表现.在这种情况下,已测定的相对尺寸的标准偏差和平均值，不能直接适用于所要求的尺寸的平均、标准偏差。3.非线型的事例-noise是代数性大小.40db(a)的两个声音合在一起就成为43db(a).4.分析方程式的导出为了公差分析，必须需要与某个独立尺寸有关的关系式.5.montecarlosimulation的利用例)y=a*b*c*,n的值，利用montecarlosimulation来求.,尺寸an,方程式y,简要表,histogram,利用随机数,平均,标准偏差产生具有同一平均和标准偏差的数各100个,求n个尺寸的组合式的实验结果,y的平均,标准偏差,最小/最大z值,不良率计算,已求的y的data具有什么样的分布用眼睛确认.,17-13/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析,rss和montecarlosimulation的比较,rss,montecarlosimulation,rss是既正确又快又容易.rss是方程式线型的或者有可能是线型的时候使用,system非线型情况下使用不正确,如果模拟试验的次数越多,出现的结果几乎都一样推荐的模拟试验的次数最初推定的情况n=100,最终决定的情况n=10,000,montecarlosimulation的前提条件1.用公差解析,反应表面实验等方法,设定x的target2.以类似型号,类似工程data为根据,掌握x的标准偏差3.最终把y和x的关系用数学式导出(利用回归分析等),17-14/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析-excel利用,例题4,通常容积器内的水的容积是a(valve的rateoffill)*b(timeoffill).a的平均是18.4cc/sec,标准偏差为0.30cc/secb的平均为5.80秒,标准偏差为0.38秒.利用montecarlosimulation,实施模拟实验.(usingexcelprogram)形式如下：,x因子平均和标准偏差,y和x的关系式,y值的spec,y值要display的正态分布表的区间,17-15/25,lgelectronics/lgent6taskteam,例题4-实行方法,非线型公差分析-excel利用,17-16/25,lgelectronics/lgent6taskteam,例题4-实行结果,必要时调整公差及目标z值,实施simulation,非线型公差分析-excel利用,17-17/25,lgelectronics/lgent6taskteam,例题4-实行结果(确认工程能力),对simulation结果的工程能力确认,非线型公差分析-excel利用,17-18/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析-利用minitab,例题4,通常容积器内的水的容积是a(valve的rateoffill)*b(timeoffill).a的平均是18.4cc/sec,标准偏差是0.30cc/secb的平均是5.80秒,标准偏差为0.38.(usl=150,lsl=70)利用minitab实施montecarlosimulationminitabmenu:calc/randomdata,要generatingrandomdata的个数,平均,标准偏差,17-19/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析-利用minitab,例题4,关系设定:水的容积=a(valve的rateoffill)*b(timeoffill).minitabmenu:calc/calculator,设定关系,17-20/25,lgelectronics/lgent6taskteam,非线型公差分析-利用minitab,例题4,对水容积的工程能力分析.minitabmenu:stat/qualitytools/capabilityanalysis(normal),17-21/25,lgelectronics/lgent6taskteam,改善和管理,改善-例,1.修正target的gap(现在的z水准上变更为新的目标z或者z=6.15水准),增大或减少该部分的尺寸(初期阶段的改善时)移动gap的中心值.(usl或者lsl没有的情况下,试图把现在平均值的位置往目标值移动),lsl,中心值移动,2.改善部品或者assy的工程能力(减少标准偏差),改善作业工程(模具改善,作业器具/方法变更,使用计测仪精度提高),17-22/25,lgelectronics/lgent6taskteam,改善和管理,改善-例,3.结构再设计及补强设计,能够维持target的gap的适用新工程的设计,lsl,4.增大spec的usl或lsl,注意事项:sup