质量管理学六

第八章SPD第一节两种质量诊断第二节两种控制图诊断的理论与方法第三节过程能力第四节两种过程能力指数第一节两种质量诊断一、什么是两种质量二、两种质量之间的关系一、什么是两种质量在任何工序都存在两种产品质量：综合产品质量与工序产品质量。综合产品质量指包括本工序以及所有上道工序在内的总加工质量，称为总质量（totalquality）或工序综合质量。工序产品质量则指该工序本身的加工质量，称为分质量（partialquality）或工序固有质量。二、两种质量之间的关系一个产品的加工，一般是由上一道工序将半成品送到本工序，本工序在此基础上进行加工，加工完成后形成新的半成品，送到下一道工序，直至成为成品，环环相扣，如同一条链。每一道工序加工的好坏，即本工序的质量，与上一道工序的综合质量一起形成本工序的综合质量传送到下一工序，影响着下一道工序的质量，而其自身又受上一道工序的综合质量的影响。每道工序均有分质量，而分质量仅仅是总质量的一部分，且沿着工艺技术路线积累形成总质量。总质量是由本工序的分质量与上一道工序的影响（简称上影）构成。

第二节两种控制图诊断的理论与方法一、选控评估法的基本思路二、选控图的操作过程与例三、两种控制图诊断一、选控评估法的基本思路（一）选控控制图的原理（二）选控图的控制界限（一）选控控制图的原理选控控制图是一种控制图，不但可区分异因和偶因，而且可进一步将异因分解为欲控异因与非控异因。休图与选图的功能如图8-2-1所示。工序质量指标y的均值与方差σ2随上道工序质量指标x的变化而变（见图8-2-2）。为达到选控的目的，必须消除上道工序的影响，可采用标准化控制图的方法，通过变换使之成为标准正态分布。在大样本条件下，工序质量值变换成：近似服从标准正态分布N(0,1)，称变换后的质量值为选控值。休图偶因异因预控异因非预控异因选图图8-2-1休图与选图的功能图8-2-2质量分布变化图

（二）选控图的控制界限1.正态分布选控图的控制限2.二项分布及泊松分布的选控图的控制限1.正态分布选控图的控制限⑴（选控单值-选控移动极差）控制图的控制限

⑵（选控均值-选控极差）控制图的控制限

⑴Xcs-Rscs（选控单值-选控移动极差）控制图的控制限Xcs图：

Rscs图：其中：是选控值的总体平均值，为的总体标准差，为的样本平均值，而Rscs则是ycs的样本移动极差Rscs=|ysci-ycsi+1|为的样本移动极差均值图：：⑵（（选选控控均均值值-选选控控极极差差））控控制制图图的的控控制制限限其中中：：是是的的总总体体平平均均值值，，为为的的总总体体标标准准差差，，为为的的样样本本平平均均值值，，而而则则是是的的样样本本极极差差，，为的的样样本本极极差差均均值值，，是是选选控控值值的的总总体体均均值值，，是是的的总总体体标标准准差差。。Rcs图：：2.二二项项分分布布及及泊泊松松分分布布的的选选控控图图的的控控制制限限(1)二二项项分分布布选选控控图图的的控控制制限限(2)泊泊松松分分布布的的选选控控图图的的控控制制限限选控控图图的的操操作作过过程程，，可可以以分分为为以以下下六六个个步步骤骤：：1.寻寻找找控控制制对对象象（（质质量量指指标标））与与非非控控系系统统因因素素间间的的函函数数关关系系；；2.将将控控制制对对象象的的实实测测值值变变换换成成选选控控值值，，即即计计算算；；3.计计算算相相应应的的；；4.计计算算及及；；5.计计算算控控制制限限；；6.作作控控制制图图。。详见[例例8.2.1]二、选控控图的操操作过程程与例三、两种种控制图图诊断要诊断一一条生产产线，需需要将其其分成若若干基本本单元（（两个上上下相连连的工序序作为一一个基本本单元））分别诊诊断。休哈特控控制图可可以度量量总质量量（称为为全控图图all-controlchart），选控控图可度度量分质质量，故故用两个个休哈特特控制图图度量上上道工序序及本工工序的总总质量，，而用选选控图度度量本工工序的分分质量，，于是形形成一个个三图诊诊断系统统（图8-2-6）。。三图诊诊断系统统以本道道工序为为中心进进行诊断断。若在一条条生产线线的基本本单元均均建立三三图诊断断系统，，并将其其按顺序序连接，，则构成成生产线线的质量量诊断系系统。图图8-2-7是是在四道道工序的的生产线线建立三三图诊断断系统示示意图。。上道工序本道工序总质量上休图上总质量下休图下分质量下选图下

图8-2-6三图诊断系统工序1工序2工序3工序4休图1休图2选图2休图3选图3休图4选图4

图8-2-7生产线三图诊断系统示意图第三节过过程能能力一、过程程能力的的概念二、过程程能力Cp三、Cp、CpK和不合格格率p的关系四、过程程性能指指数Pp与Ppk一、过程程能力的的概念（一）短短期过程程能力（二）长长期过程程能力（一）短短期过程程能力短期过程程能力(short-termprocesscapability)或称称固有过过程能力力（inherentprocesscapability）是仅由由偶因引起的变变异所形形成的过过程能力力，反映映“短期””差异（short-termvariation）。“短期””差异由由控制图图的有关关参数估估计：或必须在稳稳态下求求得。（二）长长期过程程能力长期过程程能力(long-termprocesscapability)，是指指由异因与偶偶因之和和引起的总总变异，，反映了了“长期期”差异异（long-termvariation）。可用标准准差s估计“长长期”差差异，即即从方差分分析的角角度而言言，短期期过程能能力反映映组内差异异（variationwithingroup）,而长长期过程程能力则则反映组内和组组间（variationbetweengroup）的差异。二、过程程能力Cp过程能力力指数（（processcapabilityindex，PCI）以往称称为工序序能力指指数，是是用于度度量过程程加工质质量符合合技术规规范，即即企业满满足顾客客要求的的程度的的指标。。（一）无无偏移情情况的过过程能力力指数（二）有有偏移情情况的过过程能力力指数Cpk（一）无无偏移情情况的过过程能力力指数1．无偏偏移双侧侧规范情情况的过过程能力力指数2．无偏偏移单侧侧规范情情况的过过程能力力指数1．无偏偏移双侧侧规范情情况的过过程能力力指数当规范中中心M与受控过过程中心心（计正正态均值值）重合时，，称成过过程能力力“无偏偏”，此此时过程程能力指指数定义义为：[例8.3.1]按工工艺规范范要求，，某零件件热处理理温度为为760℃5℃，长长期测试试结果表表明，炉炉温服从从的正态态分布，，试计算算过程能能力指数数。[解]由由于=M=760,T=10℃℃,σ=2℃,故由于Cp≈0.833<1，即T<6σ，表明受受控的过过程能力力不能满满足要求求，如放放宽条件件，例如如温度控控制范围围放宽至至760℃8℃，此此时T=16℃℃，代入入算Cp值为说明条件件放宽后后，受控控过程已已能满足足要求。。2．无偏偏移单侧侧规范情情况的过过程能力力指数上单侧过过程能力力指数下单侧过过程能力力指数[例8.3.3]某产产品含有有一种杂杂质，按按技术规规范的要要求，最最高不能能超过12.2毫克，，抽样结结果样本本标准差差是指σ为0.038，，均值，，求工序序能力指指数。[解]这这是有有上限而无无下限的的情况，，可由式式(8-3-5)计算过程程能力指指数有，，（二）有有偏移情情况的过过程能力力指数Cpk有偏移情情况的过过程能力力指数CPK为：也称实际际过程能能力指数数，CP也称为潜潜在过程程能力指指数。CPK可修改为为：[例8.3.4]根据技术术要求，，某零件件的尺寸寸要为，，由随机机抽样数数据计算算的样本本特性值值为，，，，试计算算CPK。[解]三、Cp、CpK和不合格率率p的关系系（一）CP和不合格率率p的关系（二）CPK和不合格率率p的关系（三）Cp-K-P数值表法（一）CP和不合格率率p的关系当M与重合，即无无偏移时，，CP和不合格率率p的关系。由图8-3-7，不不合格率为为：μTTUTLPUPL图8-3-7不合格率分布（二）CPK和不合格率率p的关系当M与不重合，即即有偏移时时(图8-3-8)，不合格格品率为：：Mμε

TUTLp图8-3-8有偏移时的不合格率又，，及及，，则有（三）Cp-K-P数值表法如前所述，，可由工序序能力指数数CP和相对偏移移系数K计计算不合格格品率。为为应用方便便，根据CP和K值及式（8-3-14），借借助Excel编制由工序序能力指数数Cp与相对偏移移量K求总体不合合格率p的数值表（（表8.3.1）。。由此，可可以方便地地计算不合合格率，称称为Cp-K-P数值表法。。图8-3-9表明了了CP、K与不合格率率p的关系图8-3-9CP、K与不合格率率p的关系kp0.0010.0020.0030.0040.0050.0060.000.000.200.400.600.780.942.001.671.331.000.67四、过程性性能指数Pp与Ppk（一）过程程性能（processperformance）（二）过程程性能指数数（processperformanceindex）（三）过程程性能指数数的作用（一）过程程性能（processperformance）过程性能即即长期过程程能力。其其定义与过过程能力相相同，为过过程标准差差的6倍。。长期标准差差σL只能通过样样本标准差差s估计，由于于长期数据据至少有100个以以上的数据据，修偏系系数c4近似于1，，故无需修修偏。于是是，从而而，，有有:其中中，，（二二））过过程程性性能能指指数数（（processperformanceindex）过程程性性能能指指数数也也有有多多种种，，它它们们是是：：PP、PPk、PPU以及及PPL，分分别别于于过过程程能能力力指指数数CP、CPK、CPU、CPL对应应。。过程程性性能能指指数数PP、PPk、PPU、PPL的定定义义是是：：无偏偏过过程程性性能能指指数数单侧侧上上限限过过程程性性能能指指数数单侧侧下下限限过过程程性性能能指指数数有偏偏过过程程性性能能指指数数（三三））过过程程性性能能指指数数的的作作用用一般般而而言言，，长长期期标标准准差差的的估估计计值值大大于于稳稳态态（（短短期期））标标准准差差的的估估计计值值。。改改进进质质量量就就是是减减小小长长期期标标准准差差的的估估计计值值，，使使之之趋趋近近稳稳态态标标准准差差的的估估计计值值。。两两者者之之差差，，反反映映质质量量可可改改进进的的范范围围，，称称为为过过程程稳稳定定系系数数：：而差差的的相相对对值值，，称称为为过过程程相相对对稳稳定定系系数数：：利用用过过程程相相对对稳稳定定系系数数，，可可评评估估过过程程偏偏离离稳稳态态的的稳稳定定程程度度。。可可供供参参考考的的标标准准如如表表8.3.2。。（（详详见见[例例8.3.10]）过程相对稳定系数的范围评价说明10%接近稳定

20%不太稳定

50%不稳定≥50%很不稳定第四四节节两两种种过过程程能能力力指指数数一、、综综合合过过程程能能力力指指数数和和固固有有过过程程能能力力指指数数二、、两两种种过过程程能能力力指指数数的的诊诊断断一、、综综合合过过程程能能力力指指数数和和固固有有过过程程能能力力指指数数综合合过过程程能能力力指指数数就就是是通通常常意意义义下下的的过过程程能能力力指指数数，，它它反反映映总总质质量量的的阶阶段段情情况况，，因因此此简简称称为为总总过过程程能能力力指指数数，，记记为为CpZ固有有过过程程能能力力指指数数反反映映分分质质量量（（工工序序固固有有质质量量））的的阶阶段段情情况况，，简简称称为为分分过过程程能能力力指指数数，，记记为为CpF质量量提提高高的的相相对对幅幅度度为为二、、两两种种过过程程能能力力指指数数的的诊诊断断（一一））两种种过过程程能能力力指指数数诊诊断断的的步步骤骤1．．计计算算dr，判判断断上上影影对对本本道道工工序序的的影影响响；；2．．计计算算固固有有过过程程能能力力指指数数CpF，分分析析本本道道工工序序的的加加工工质质量量情情况况。。（二二））诊诊断断的的例例详见见[例例8.4.2][例例8.4.2]某制制药药厂厂土土霉霉素素车车间间测测得得各各道道工工序序的的两两种种过过程程能能力力指指数数如