cpk-工序能力管理2021优秀课件

1、学习的目的： 工序能力管理是质量管理的一项重要的技术基础工作。 通过本课程的学习，让学员掌握工序控制能力的基本概念、 计算方法、 评价标准、改善提高途径，以及分析工序中有可能出现的问题。 让学员初步掌握现代质量管理专业软件MINITAB（试运行版）在工序能力分析中的使用。学习目的学习的目的：学习目的目 录一、引言二、CPK基础知识三、CPK实例分析与应用四、如何使用Minitab计算CPK五、如何使用简易图表编辑CPK分析报告六、如何判读CPK分析报告及应用七、均值极差控制图分析附录、正态分布目 录一、引言甲选手乙选手 问：1.谁的成绩好呢？甲乙两名选手射箭比赛，结果如下：一、引言 3.你会选

2、谁当选手？ 2. 谁比较有潜力呢？4.你的工厂/服务品质/供应商若有问题，你希望的是甲状态还是乙状态呢？或者说两者都不是所希望的?甲选手乙选手 问：1.谁的成绩好呢？甲乙两名选手射箭比赛甲不够准确60环甲选手一、引言？ 但却较为精确甲不够准确60环甲选手一、引言？ 但却较为精确乙较为准确-65环乙选手一、引言？但却不精确乙较为准确-65环乙选手一、引言？但却不精确0102030405060Cpk=0.816Cpk=0.852-6414243444546474一、引言CPK?0102030405060Cpk=0.816Cpk=0.851.工序能力基本概念 在产品制造过程中，工序是保证产品质量的最

3、基本环节。 所谓工序能力分析，就是考虑 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指标要求的适合 程度。 工序能力分析是质量管理的一项重要的技术基础工作。二、CPK基础知识1.工序能力基本概念 在产品制造过程中，工序是保 影响因素： (1)人与工序直接有关的操作人员、辅助人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。 二、CPK基础知

4、识二、CPK基础知识通常工艺参数服从正态分布 N(,2) 正态分布标准偏差的大小反映了参数的分散程度。绝大部分数值集中在3范围内，其比例为99.73% 通常将6称为工序能力。6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，即固有能力越强。 二、CPK基础知识通常工艺参数服从正态分布 N(,2)二、CPK基础知识（1）什么是Ca Ca又叫准确度（Capacity of Accuracy），是过程平均值与规格中心值之间偏差程度注：T=LSL-USL=规格上限-规格下限，M=规格中心值2 工序能力的测量计算测量工序能力的本质-测量数据的分散度Cp和居中程度Ca

5、二、CPK基础知识（1）什么是Ca注：T=LSL-USL=规格上限-规格下限， Ca等级评定措施 A级：作业员遵守作业标准操作并达到规格的要求并持续维持； B级：有必要可能将其改进为A级； C级：作业员可能看错规格不按作业标准操作或检视规格及作业标准； D级：应采取紧急措施，全面检视所有可能影响的要因，必要是停止生产。 Ca等级评价等级Ca值A| Ca | 12.5%B12.5% | Ca | 25.0%C25% | Ca | 50%D50% | Ca |二、CPK基础知识 Ca等级评定措施Ca等级评价等级Ca值A| Ca | （2）什么是Cp Cp也叫工程能力精密度指数（ Capacity

6、of precision ）， 评价就在于衡量产品分散宽度符合公差的程度。二、CPK基础知识USL (Upper Specification Limit):即規格上限;LSL (Low Specification Limit): 即規格下限;（2）什么是Cp二、CPK基础知识USL (Upper SpPPM (Parts Per Million)说明了在1,000,000个部件的组中有多少不良部件同时也反映了缺陷率和合格率。二、CPK基础知识PPM (Parts Per Million)说明了在1,（sigma）为数据的标准差 (Excel中的“STDEV”函数自动计算所取样数据的标准差()

7、)标准偏差： 从母体的中心值与 个别值散布的程度, 即表示散布的大小。单边规格：只有规格上限和规格中心或只有下限或规格中心;双边规格：有上下限與中心值,而上下限與中心值對稱的规格；二、CPK基础知识（sigma）为数据的标准差 标准偏差：单边规格：只有规 Cp等级评定措施 A级：此制程比较稳定，可以将规格容许范围缩小或胜任更精密工作。 B级：有发生不良品之危险，必须加以注意，并设法维持不要使其变坏及迅速追查。 C级：检讨规格及作业标准，可能本制程不能胜任如此精密之工作。 D级：应采取紧急措施，全面检讨所有可能影响的因素，必要时应停止生产。 Cp等级评价等级Cp值A1.33 CpB1.0 Cp

8、1.33C0.83 Cp 1.0DCp 0.83二、CPK基础知识 Cp等级评定措施 A级：此制程比较稳定，可以将规格容许范（3）什么是CPK CPK(capability process index )又叫过程能力指数，是描述过程固有能力的指标。 CPK是综合评价过程的准确程度与精确程度，也就是过程的精准度.（5）计算CPK的公式 二、CPK基础知识（3）什么是CPK二、CPK基础知识(6) 的常规计算方法 计算Cp和Cpk的关键是计算母体正态分布的均值和标准偏差。常规计算方法为： 通常用下述计算方法计算得 ，作为母体分布标准偏差的近似值。二、CPK基础知识(6) 的常规计算方法二、CPK基

9、础知识Cp和Cpk的常规计算方法概括二、CPK基础知识Cp和Cpk的常规计算方法概括二、CPK基础知识 工序能力指数Cpk客观地、定量地反映了工序能力对规格要求的适应程度，因此它是工序能 力评价的基础。根据工序能力指数的大小一般可将加工分为五类： 1 Cpk 1.67 特级加工 2 1.67Cpk1.33 一级加工 3 1.33 Cpk 1 二级加工 4 1 Cpk 0.67 三级加工 5 Cpk 0.67 四级加工 二、CPK基础知识3.工序能力的评价与处置 19 工序能力指数Cpk客观地、定量地反映了工序能力（1）Cpk1.67 特级加工T10 ，不合格品率p0.00006%。工序能力过分

10、充裕，有很大的贮备。措施： (1)合理，经济地降低工序能力。如改用低精度的设备、 工艺、技术和原材料；放宽检验或放宽管理 (2)在保证产品质量和提高经济效益的前提下更改设计， 加严规格要求； (3)合并或减少工序也是常用的方法之一。二、CPK基础知识20（1）Cpk1.67 特级加工T10 ，不合格品率(2) 1.67 Cpk1.33 一级加工10 T8 ，不合格品率 0.00006%p0.006%。对精密加工而言，工序能力适宜；措施： (1)允许小的外来波动； (2)非关键工序可放宽检验； (3)工序控制的抽样间隔可适当放宽。 二、CPK基础知识21(2) 1.67 Cpk1.33 一级加工

11、10 (3) 1.33 Cpk1 二级加工 8 T6 ，不合格品率 0.006%p0.27%。对一般加工而言，工序能力适宜。措施： (1)对工序进行严格控制，使生产过程处 于良好 的稳定、正常状态。 (2)一旦发现工序有异常状态出现，立即采 取相应措施。 (3)检查不能放宽。 二、CPK基础知识22(3) 1.33 Cpk1 二级加工 8 T(4 )1 Cpk0.67 三级加工6 T4 ，不合格品率0.27%p4.55%。 工序能力不足，不合格品率较高。措施： (1)要通过提高设备精度、改进工艺方法、提高操作技术 水平、改善原材料质量等措施提高工序能力。 (2)要加强检验，必要时实行全检。 二

12、、CPK基础知识(4 )1 Cpk0.67 三级加工6 T4 (5)Cpk0.67 四级加工T4 ，不合格品率p4.55%。工序能力严重不足，产品质量水平很低，不合格品率高。措施: (1)必须立即分析原因，采取措施 ，全数检查； (2)放宽规格要求，但不致影响产品质量； (3)更改设计的方法予以解决，但要慎重处理。二、CPK基础知识(5)Cpk0.67 四级加工T4 ，不合格品率p加工分类f(x)1级1级2级2级3级3级4级4级特级特级TmT3=4T0=10T1=8T2=6二、CPK基础知识25加工分类f(x)1级1级2级2级3级3级4级4级特级特级T 2012年4月25日试产散热器，选定关键

13、质量特性参数：散热器宽度310 0.为研究对象并收集数据，如下：123456789100310.70 310.80 310.60 310.70 310.60 310.60 310.40 310.60 310.50 310.70 10310.70 310.60 310.80 310.40 310.60 310.60 310.50 310.70 310.40 310.60 20310.60 310.60 310.60 310.70 310.50 310.50 310.60 310.60 310.40 310.40 30310.50 310.50 310.60 310.60 310.40 310.7

14、0 310.70 310.60 310.50 310.40 40310.60 310.50 310.50 310.70 310.80 310.80 310.60 310.60 310.40 310.70 测量值段号序号请计算CP、CPK值？二、CPK实例分析与应用 2012年4月25日试产散热器，选定关键质1、使用Minitab计算CP、CPK三、CPK实例分析与应用所有图片由MINITAB计算作出，MIMITAB上PPK为整体能力指标。1、使用Minitab计算CP、CPK三、CPK实例分析与应三、CPK实例应用等级Cpk水准不良率工序能力评价ACpk 1.6750.29PPM工序能力很充分

15、B1.67 Cpk 1.33456 PPM工序能力充分C1.33 Cpk 1.003464PPM工序能力基本上良好D1.00 Cpk 0.67232700PPM工序能力不足ECpk 0.67245600PPM工序能力非常不足2、Cpk等级评价CPK=0.33,过程能力不足三、CPK实例应用等级Cpk水准不良率工序能力评价ACpk三、CPK实例应用 CP= 2.16 ， A级：此制程比较稳定，无需改善 CPK=0.33，工序能力非常不足必需改善Ca=0.837、 使其变小 ! m=310,X=310.59 ,若要K=0或接近0，则需使Xm 若要变小时3、确定改善的重点?=1.99=84%使其变大

16、 !三、CPK实例应用 CP= 2.16 ， A级：此制程比较三、CPK实例应用4、结果应用 由以上4步分析发现： A、CPK=0.331.33，为A级：此制程比较稳定,无需改善； C、Ca=84%50%为 D级，应采取紧急措施，全面检视所有可能影响的要因，必要是停止生产。 所以，我们重点解决Ca值问题，经分析确定为产品开料工艺尺寸过大，将开料尺寸减小0.6mm即可。三、CPK实例应用4、结果应用 由以上4步分析发现：5 、改善后结果： Cpk提高到了1.97，工序能力非常充足。三、CPK实例应用5 、改善后结果：三、CPK实例应用四、如何使用Minitab计算CPK1、收集数据并录入数据表中

17、主题工序能力分析车间冲压零件编号J608A1.1-2班/组/线B线零件名称线束支架长度制表詹锐泉日期2012.4.27控制项目高度16.50.4序号检测值序号检测值序号检测值序号检测值116.46 2616.48 5176216.44 2716.46 5277316.48 2816.48 5378416.48 2916.46 5479516.44 3016.48 5580616.44 3116.48 5681716.42 3216.44 5782816.52 3316.46 5883916.44 3416.40 59841016.40 3516.52 60851116.40 3616.52 6

18、1861216.46 3716.44 62871316.46 3816.46 63881416.42 3916.40 64891516.40 4016.40 65901616.46 4116.38 66911716.42 4216.46 67921816.38 4316.44 68931916.46 4416.42 69942016.44 4516.44 70952116.48 4616.46 71962216.44 4716.42 72972316.46 4816.42 73982416.42 4916.40 74992516.48 5016.42 75100四、如何使用Minitab计算C

19、PK1、收集数据并录入数据表四、如何使用Minitab计算CPK1、打开Minitab工作表四、如何使用Minitab计算CPK1、打开Minitab工四、如何使用Minitab计算CPK2 、录入数据或从数据表中复制数据四、如何使用Minitab计算CPK2 、录入数据或从数据表3 、数据资料正态性检验四、如何使用Minitab计算CPK3 、数据资料正态性检验四、如何使用Minitab计算CPK四、如何使用Minitab计算CPK4、计算双击C1填写子组大小及规格上下限单击填写目标及选项单击单击单击四、如何使用Minitab计算CPK4、计算双击C1填写子组单击另存为新图片文件即可四、如何

20、使用Minitab计算CPK5、计算结果单击另存为新图片文件即可四、如何使用Minitab计算CPK第五章 CPK与PPK 的联系及区别1. CPK与PPK的概义区别：Cp: capability process Cpk: capability process index Pp: preliminary process Ppk: preliminary process index（从供应商手册摘录）第五章 CPK与PPK 的联系及区别1. CPK与PPKCpk和Ppk区分指导思想短期数据在有限的周期或间隔采集数据在有限的机器和员工中采集数据在同一批次材料中采集用PPK表示，在量产前使用长期数据

21、在很多的周期,间隔,机器和员工中采集数据在很多的机器和员工中采集数据在不同批次材料中采集用CPK表示工序能力，在量产后使用第五章 CPK与PPK 的联系及区别39Cpk和Ppk区分指导思想短期第五章 CPK与PPK 的联第五章 CPK与PPK 的联系及区别（从供应商手册摘录）第五章 CPK与PPK 的联系及区别（从供应商手册摘录）指导思想: 如果允许80%的输入指标在其自然范围内波动,数据就是长期的过程 步骤 (1)过程 步骤(2)过程 步骤(3)输入输出xy第五章 CPK与PPK 的联系及区别指导思想: 如果允许80%的输入指标过程 过程 过程 输入输第五章 CPK与PPK 只是，标准偏差的

22、计算方法不同。USL - LSL6Pp = USL - 3Ppk = Min ( - LSL3,)USL - LSL6 2 + (-T)2Cpm = USL - Cpmk = Min ( - LSL,)3 2 + (-T)23 2 + (-T)2USL - LSL6stUSL - 3st - LSL3st,) 2st= n-l (xij - xj)2j=1li=1m1 2lt= n-l (xij - x)2 j=1 l i=1 m1= l = sample number m = sample size n = l * mUSL - LSL6ltUSL - 3lt - LSL3lt,)Cp =

23、Cpk = Min (2. CPK与PPK的计算公式区别第五章 CPK与PPK 只是，标准偏差的计算方法不同。USLCPK,PPK,计算公式相似,但是:(1)C系列公式中(须在稳态下计算)(2)P系列公式中(不一定是稳态下,如初始研究时) 通常情况下: 10% 接近稳定10% 20% 不太稳定20% 50% 很不稳定第五章 CPK与PPK 的联系及区别CPK,PPK,计算公式相似,但是: 10% 1 偏移:用以考虑过程中的长期偏差在无真实数据时用以由短期数据 估计长期数据，或反过来根据长期数据来估计短期数据。加1 减1 已有需要3 、长期与短期的互相估计加0.33减0.33已有第五章 CPK与

24、PPK 的联系及区别441 偏移:加1 减1 已有需要3 、长期与短期的互如果过程短期能力不佳：输入水平优化后不良率依然存在过程设计问题就变得很重要优化输入只能稳定继承而来的次品率如果过程短期能力较佳，但长期能力不佳：优化输入水平可以建立一个能力稳定的系统第五章 CPK与PPK 的联系及区别第五章 CPK与PPK 的联系及区别4 、供应商手册对PPK及CPK的要求：4 、供应商手册对PPK及CPK的要求：5 、供应商手册 PPK与CPK检查实施时间区别：第五章 CPK与PPK 的联系及区别5 、供应商手册 PPK与CPK检查实施时间区别：第五章 1、收集数据并输入至简易图表中六、如何判读CPK

25、分析报告及应用1、收集数据并输入至简易图表中六、如何判读CPK分析报告及应2、使用Minitab制作CPK图表并合并至简易图表中六、如何判读CPK分析报告及应用2、使用Minitab制作CPK图表并合并至简易图表中六、如六、如何判读CPK分析报告及应用X-R图判稳可参考国标GB/T4091-2001常规控制图中规定的8种判异准则3 、平均值-极差控制图分析六、如何判读CPK分析报告及应用X-R图判稳可参考国标GB/六、如何判读CPK分析报告及应用CP与CPK是过程性能指数，已叫长期过程能力指数，它是反映当前实际状态的过程能力，而不是要求在稳态的条件下进行计算的过程能力4 、观察长期过程能力指数

26、Ppk六、如何判读CPK分析报告及应用CP与CPK是过程性能指数，六、如何判读CPK分析报告及应用观察数据分布状况5 、观察数据分布状况六、如何判读CPK分析报告及应用观察数据分布状况5 、观察数六、如何判读CPK分析报告及应用结论：具体问题应具体分析1、如何提高？2、规格公差是否合理（质量过剩？）6 、分析如何改善提供状况六、如何判读CPK分析报告及应用结论：具体问题应具体分析6 1 、总平均和极差的平均2 、计算控制界限平均值图中心线(CL)= R控制图:中心线(CL)=控制下限(LCL) = 控制下限(LCL)= 控制上限(UCL)= 控制上限(UCL)= 七、均值极差控制图分析1 、总

27、平均和极差的平均2 、计算控制界限七、均值极差控制图 为总平均值； 为各组测量数据的平均值；R1，R2为各组测量数据的最大值减去最小值之差，称之为极差；A2，D3，D4的值根据统计学查下表。七、均值极差控制图分析 计算得出UCL和LCU.以平均值为中心，将UCL和LCL之间平均分成六行，根据统计学的原理判断异常发生。七、均值极差控制图分析 计算得出UCL和LC系数查询表七、均值极差控制图分析系数查询表七、均值极差控制图分析 判定规则 1： (1界外) 有一点或一点以上点在A區以外者。ABCCBAUCLLCL对参数均值u和标准差s的变化给出信号对单个失控做出反应七、均值极差控制图分析3 、判异规

28、则 判定规则 1：ABCCBAUCLLC 判定规则 2： (2/3 A) 3点中有2点在A区或A区以外者。ABCCBALCL对过程均值变化给出信号,对变异的增加也较灵敏三点中的二点可以是任何两点,第三点可以在任何处或不存在.七、均值极差控制图分析 判定规则 2：ABCCBALCL对过程均值变化给判定规则 3：(4/5 B) 5点中有4点在B区或B区以外者。ABCCBAUCLLCL对过程均值变化较灵敏五点中的四点可以是任何两四点,第五点可以在任何处或不存在.七、均值极差控制图分析判定规则 3：(4/5 B)ABCCBAUCLLCL对过程均判定规则4：(6 连串) 连续6点或6点以上持续地上升或下

29、降者。ABCCBAUCLLCL可能原因:工具逐渐磨损,维修逐渐变坏,从而参数随时间变化七、均值极差控制图分析判定规则4：(6 连串)ABCCBAUCLLCL可能原因判定规则 5：(8缺C)有8点在中心线之两侧，但C区并无点子者。ABCCBAUCLLCL可能原因:数据分层不够七、均值极差控制图分析判定规则 5：(8缺C)ABCCBAUCLLCL可能原因:数判定规则 6：(9单侧)连续9点中心线同一侧。ABCCBAUCLLCL可能原因:过程平均值减小或增大.七、均值极差控制图分析判定规则 6：(9单侧)ABCCBAUCLLCL可能原因:过判定规则 7：(14升降)连续14点交互一升一降者。ABCC

30、BAUCLLCL可能原因:轮流使用两台设备或由两位人员轮流进行操作而引起系统效应,实际上这是分层不够的问题七、均值极差控制图分析判定规则 7：(14升降)ABCCBAUCLLCL可能原因:判定规则 7：(14升降)连续14点交互一升一降者。ABCCBAUCLLCL可能原因:轮流使用两台设备或由两位人员轮流进行操作而引起系统效应,实际上这是分层不够的问题七、均值极差控制图分析判定规则 7：(14升降)ABCCBAUCLLCL可能原附录-正态分布附录-正态分布正态概率密度曲线的位置与形状具有如下特点 （1）关于x= 对称。（2）在x=处取得该概率密度函数的最大值，在x=u处有拐点，表现为钟形曲线。 （3）曲线下面积为1（4）决定曲线在横轴上的位置，增大，曲线沿横轴向右移；反之,减小，曲线沿横轴向左移。（5）决定曲线的形状，当恒定时，越大，数据越分散，曲线越“矮胖；越小, 数据越集中，曲线越瘦高。 附录-正态分布正态概率密度曲线的位置与形状具有如下特点 附录-正态分布 实例： 已知X服从均数为、标准差为的正态分布，试估计： X取值在区间 上的概率； X取值在区间 上的概率。附录-正态分布计算： 实例： 附录-正态分布计算：附录-正态分布 查标准正态函数表： 因为曲线下两侧面积对称，区间（1.96，）相应面积也是0.025，故Z 取值于（1.96，1.96）的概率为1-20