Cpk与制程能力评价概述课件

1、 CPK與制程能力評價 制程能力的定義 制程(制造系統)的定義及組成部分 巒異及制程的巒異 制程能力評價參數一：Ca Cp Cpk 制程能力評價參數二：Pa Pp Ppk 分析制程的方法1第1页，共54页。制程能力的定義一個制造系統的制造品質方面的能力。是在統計管制狀態 (穩態)下進行評估的。1.什麼是制造系統？2.什麼叫統計管制狀態？3.什麼會影響制造品質？2第2页，共54页。制程的定義及組成部分3制造系統雜項材料操作者機械外部變異及制造系統的內在變異 導致制程品質發生變化第3页，共54页。巒異的定義及其分類巒異就是巒化,任何過程都會有巒異.例如:運輸過程中車速的巒化導致貨物品質的巒化,食品

2、加工過程中溫度巒化對食品的影響.制造過程也會有變異，導致品質發生變化4第4页，共54页。巒異分可歸咎巒異與不可歸咎巒異. 不可歸咎巒異:在製程中隨時都會影響到產品.是穩定的,對產品的影響在可預測的統計控制範圍內.如機器自身的振動對產品品質的影響.不可歸咎巒異有些是可以改變的. 可歸咎巒異:在某種特定條件下的製程中才會影響到產品.對產品的影響不在可預測的統計控制範圍內.如食品加工過程中溫度的突然巒化.可歸咎巒異可用品管手法監控與發現. 巒異的定義及其分類5第5页，共54页。巒異的定義及其分類可歸咎巒異與不可歸咎巒異是可相互轉化的.如生產過程中機器自身的振動是不可歸咎巒異,也是在控制範圍內的.若外

3、部的突然有一個很大的振動源,如一台壓路機駛奉陪，對產品品質產生較大影響, 此時振動就屬可歸咎巒異6第6页，共54页。統計管制狀態(穩態)制程中只有不可歸咎變異，沒有可歸咎變異可用管制圖來區分這兩種變異。7第7页，共54页。制程巒異假如由生產線隨機取出數個產品，量測產品的某些特性，如果量測儀器夠精確，必將發現這些產品的測量值各不相同；又如計數產品表面的瑕疵，量測薄片的厚度、螺絲帽的直徑及化學過程的產出量（yield）等等，必存在著變異。8第8页，共54页。制程巒異的來源機械(machine) 切割工具在處置很多產品之後，會失去其鋒利度；潤滑油的狀況也會隨著溫度的改變而改變；產品的尺寸亦隨著切割工

4、具的設定和位置而變動。表面上，每次的作業都在完全相同的狀況下操作，事實上，有許多的變異以不引人注意的方式發生著，而影響了產品的品質。以熱處理為例，電爐溫度不斷隨著電壓的改變而變動，或在爐中的位置，如靠近爐口、爐頂、爐頂、爐壁和爐心都會有不同的狀況。所以置於其中的物料，也會依不同位置而有不同的品質特性出現。9第9页，共54页。制程巒異的來源材料(material) 既然在最後成品中會發現變異，一定也會在材料中發生變異（原料是供應商的最後成品），例如抗拉強度、延展性、厚度等品質特性，都會使成品產生變異。10第10页，共54页。制程巒異的來源操作員(operator)操作員可能是最大的一個來源，這個

5、來源包括作業員完成作業的方式是否依照標準作業程序、每個週期是否稍有變異、以及作業員的體力和情緒都會產生變異。另外，作業員的生理特性和技術也會影響產品的品質。例如身高、手巧或手拙、慣用左手或右手等差別。11第11页，共54页。制程巒異的來源雜項(others)雜項包括溫度、光線、溼度等環境因素。例如室外的溫度高，庫存中的紙張的水分就會改變，可能對製成會產生不良的影響；其他可能還包括檢驗的方法，如檢驗設備不良或品質標準應用不當、測量儀器的精確度等，都可能是導致變異的原因。12第12页，共54页。制程能力評估-Ca,Cp,Cpk產品規格來自顧客的需求或設計者個人的專業學養，因此製程必須具有產出符合工

6、程規零件的能力。只有當製程處於”統計管制狀態”下，製程沒有可歸咎的非自然因素存在,估計製程能力才合理常用制程能力評估參數有:Ca,Cp,CpkPa,Pp,Ppk13第13页，共54页。數理統計理論簡介1.在統計管制狀態下，絕大多數計量值特性服從常態分佈(不合格品數服從二項分布,缺陷數服從泊松分布,而二項分布.泊松分布的極限分布又均是常態分佈)2.對一個正常的過程參數(比如:尺寸)隨機抽樣,(計量值)數據應呈現常態分佈(正態分佈,或名高斯分布)14第14页，共54页。常態分布的特點15非負性歸一性對稱性依概率理論計算,99.73%的樣本將落在+/3的范圍內,只有很小的概率(0.27%)不在+/3

7、的范圍內,由於小概率事件一般不會發生,故可認為不會有尺寸在規格之外Cp及Cpk(Capability index of process)即是依此理論對製程能力予以評估F(x)x63-32 1e-(x-)2 22F(x)=第15页，共54页。標準差與平均值的計算16 1.標準差愈小愈好,平均值越接近規格中限越好.2.根據一組樣本估計其平均值,標準差。X=NX1+X2+.+Xn第16页，共54页。標準差與平均值的計算2.總體標準差的估計值。 =R/d2 =S/c417第17页，共54页。Ca (Capability of Accuracy).Ca-工程准確度指數:製程平均值(X)與規格中心值(設計

8、值)之間偏差程度.18T=Su-Sl=規格上限-規格下限在單邊規格的情形，即只有規格上限Su或只有規格下限Sl的情形，因沒有規格中心值，故不能計算工程準確度指數。 第18页，共54页。Ca或K之等級評定19等級值AK=12.5%B12.5%K=25%C25%K=50%D50%K第19页，共54页。A.準確度Ca(Capability of Accuracy).012.5%25%50%100%A級B級C級D級規格中心(u)規格上下限 Ca = (%)= (%)制程平均值-規格中心值規格容許差X-UT/220制程平均值第20页，共54页。K值各種級別的處置原則A級：作業員遵守作業標準操作，繼續維持

9、。B級：有必要時盡可能改善為A級。C級：作業員可能看錯規格，不按作業標準操作，須加強訓練，檢討規格及作業標準。D級：應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響的因素，必要時得停止生產。21第21页，共54页。Cp (Capability of precision)Cp:工程精密度指數.用於衡量產品分散寬度符合公差的程度。 22由上式可知產品分散寬度愈大時，Cp值愈小，表示製程能力差，反之表示能力好。前者係用於計算雙邊規格之Cp，而後者用於計算單邊規格之Cp。 與 所代表的意義一樣，都是表示群體標準差之估計值。 第22页，共54页。23第23页，共54页。24 第24页，共54页。25 第25页，共5

10、4页。Cp之等級評定基准26等級值A2=CpB1.33=Cp2C1=Cp1.33DCp1第26页，共54页。Cp值各種級別的處置原則A級：此一工程甚為穩定，可以將規格容許差縮小獲勝任更精密的工作。B級：表示尚佳，要設法維持，不要使其變壞。C級：本工程能力不足，有改善必要，必要時檢討規格及作業標準。D級：應採取緊急措施，對產品加以分類，全面檢討可能因素，必要時停止生產。27第27页，共54页。CPU CPLCPU,CPL:上下工程能力指標假設只有上或下規格界限，則指標需經由製程平均數u到上或下規格界限與自然允差來計算，上下製程能力指標公式如下： 28CPU= CPL= 第28页，共54页。 CP

11、K -製程績效指標 29要製程達到規格要求，必須Ca與Cp均好方可，但有時Ca雖很好但不好，結果會有不良品，有時Cp很好，但Ca不好，也會有高不良率產生。綜合評價是將Ca與Cp兩者綜合起來評定等級 . =Min =MinCPU, CPL第29页，共54页。Cpk之等級評定30等級Cpk推定不良率A1.5=CpkP=3.4B1.25=Cpk1.53.4P=86C1.00=Cpk1.2586P=1350DCpk1.001350Cp1.33 Sl Su 合格理想狀態,繼續維持. 31.33Cp1.00 Sl Su 警告使制程保持於管制狀態,否則產品隨時有發生不良品的危險,需注意. 41.00Cp0.

12、67 Sl Su 不足產品有不良品產生,需作全數遷別,制程有妥善管理及改善之必要. 5 0.67Cp Sl Su 非常不足應採取緊急措施,改善品質並追究原因,必要時規格再作檢討.sssss31第31页，共54页。計算產品不良率: Kr 百分比(%) 百萬分缺點數 1r 2r 3r 4r 5r 6r 68.26 95.45 99.73 99.9937 99.999943 99.9999998 317400 45500 2700 63 0.57 0.002(規格中心不偏移)常態分配規格下限規格上限-6r-5r-4r-3r-2r-1r+6r+1r+2r+3r+4r+5rX32第32页，共54页。 K

13、r 百分比(%) 百萬分缺點數 1r 2r 3r 4r 5r 6r 30.23 69.13 93.32 99.3790 99.97670 99.999660 697700 308700 66810 6210 233 3.4規格中心值往左、右移動1.5r常態分配規格下限規格上限-6r-5r-4r-3r-2r-1r+6r+1r+2r+3r+4r+5rX1.5r1.5r33第33页，共54页。制程能力評估-Pa,Pp,Ppk區別Ca,Cp,CpkPa,Pp,Ppk1短期制程能力參數長期制程能力參數2是在穩態下計算的是在實際狀態下計算的3短期值小長期值大34第34页，共54页。符號名稱計算公式Cp無偏

14、移短期制程能力指數Cp=Tu-Tl/6stCpk有偏移短期制程能力指數Cpk=(1-Ca)*Cp =min(Cpu,Cpl)Pp無偏移長期制程能力指數Pp=Tu-Tl/6ltPpk有偏移長期制程能力指數Ppk =(1-Pa)*Pp =min(Ppu,Ppl)358/17/202235第35页，共54页。分析制程的方法-直方圖36直方圖是將所收集的測定值或數據之全距分為幾個相等的區間作為橫軸,並將各區間內之測定值所出現次數累積而成的面積,用柱子排起來的圖形.直方圖的分散寬度表示製程能力。利用直方圖進行工程能力研究時，容易看出分配的形態，易與規格比較，易於計算製程能力數值，但不易看出品質的時間變化

15、趨勢。 第36页，共54页。制作步驟製作次數分配表: A.由全體數據中找到最大值與最小值.如:200個數據中 之170和124. B.求出全距(最大值與最小值之差).全距=170-124=46 C.決定組數,一般為10組左右,不宜太少或太多. 參照下表進行分組:37數據數組數80100610100250712250以上1020第37页，共54页。附表:.13216216613714515314812715513614415715013612613212714714415113715013316214715015714515615215016715214214714213714814315214

16、5136134160142149167146157163139160153147148140152150142153142152144158143148152147153164126159154156147141170151141150137151147152144147142142150150127162160142140143126152147149170124最大值最小值38第38页，共54页。D.決定組距: 組距=全距/組數E.決定各組之上下組界. 1.最小一組的下組界=最小值-測定值之最小位數/2 2.最小一組的上組界=下組界+組距=123.5+4=127.5 依此類推.F.作次數分

17、配表.(如附表)39制作步驟第39页，共54页。組 號 組 界組中點 劃 記次 數 1123.5127.5125.5 10 2127.5131.5129.5 7 3131.5135.5133.5 11 4135.5139.5137.5 17 5139.5143.5141.5 34 6143.5147.5145.5 37 7147.5151.5149.5 32 8151.5155.5153.5 23 9155.5159.5157.5 13 10159.5163.5161.5 10 11163.5167.5165.5 4 12167.5171.5169.5 2 合 計200附表:40第40页，共5

18、4页。2.製作直方圖:畫出短形方塊及規格的上限及下限.(如附表)125.5133.5141.5149.5157.5165.5129.5137.5145.5153.5161.5169.5次 數10203040Sl=130Su=190n=200 x=145.5s=9.76制品名:工程名:期 間:作成月日:作成者:41第41页，共54页。42直方圖常見的形態:機器設備與作業員能力均夠，工程上有裕度。第42页，共54页。43直方圖常見的形態:機器設備能力均夠，但調整不當，重新調整至正確位置即可改正。第43页，共54页。44直方圖常見的形態:機器設備能力勉強符合規格要求，稍有變動即將產生不良品。第44页

19、，共54页。45直方圖常見的形態:產品品質特性之分配太分散，似乎難以改正，機器過度調整也亦產生此種情況。第45页，共54页。46直方圖常見的形態:兩種分配的混合，可能由工具、作業員、檢驗員、材料等所引起。第46页，共54页。47直方圖常見的形態:製程能力尚可，可是有離島存在。第47页，共54页。48直方圖常見的形態:製程中心不對，檢驗員量規不好或工作單調，使得不良品沒能全部剔除。第48页，共54页。分析制程的方法-管制圖管制圖的功效:A. 及時掌握異常波動,克服影響因素,維持制程穩定.B. 了解制程能力.(Cpk、Ca、Cp)C. 應客戶的要求,提供給客戶作為質量控制的依據.49第49页，共5

20、4页。管制圖與直方圖的區別:1. 管制圖控制時間段. 直方圖控制時間點.2 .管制圖反映的Cpk是動態的Cpk. 直方圖反映的Cpk是靜態的Cpk.3.“直方圖是管制圖的基礎,管制圖是直方圖 的升華.”50第50页，共54页。51DESCRIPTION:QUALITY CHARACTERISTIC:X CHARTR CHARTPERIOD:P/N:PRODUCT UNIT: UCLM/C#:REV:SPEC: CLINSPECTOR:DIE#:S/S: LCLSAMPLING FREQUENCY: DATE 4/6 4/7 4/10 4/11 4/12 4/13 4/144/174/18 4/20 4/