质量管理与控制技术基础-第五章第三节　工序能力与工序能力指数

一、工序能力1.基本知识产品质量容易受到生产过程状态的影响，而生产过程状态受到“4M1E”的影响。其综合效果反映了产品质量特性值的分布情况。当“4M1E”受到完善的管理和控制时，通常已经消除了系统性原因的影响，仅存在偶然性原因的影响。这时，综合影响效果的质量特性值的概率分布，反映了工序的实际加工能力。一、工序能力（1）工序能力的概念工序能力是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。工序能力能反映生产过程中，在一定时间内处于统计控制状态下制造产品的质量特性值的经济波动幅度，所以又叫加工精度，用“B”表示。一、工序能力（2）工序能力的体现工序满足产品质量要求的能力主要表现在：①产品质量是否稳定。②产品质量精度是否足够，在稳定生产状态下，影响工序能力的偶然因素的综合结果应近似的服从正态分布。一、工序能力若B=2σ，则合格品率为68.26%。若B=4σ，则合格品率为95.45%。若B=6σ，则合格品率为99.73%。若B=8σ，则合格品率为99.994%。从上可知，当分布范围取μ±3σ时，产品质量合格的概率可达99.7%，那么，即可视为工序过程是受控的。对于任何生产过程，产品质量总是分散地存在着。B值越小，说明工序的实际精度越高，工序能力越高。反之若工序能力越高，则产品质量特性值的分散就会越小；B值越大，说明工序的实际精度越差，工序能力越低，反之，若工序能力越低，则产品质量特性值的分散就会越大。一、工序能力一、工序能力工序能力是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量的能力。它是用来衡量工序加工内在一致性的指标，从兼顾全面性和经济性的角度，一般用标准偏差的6倍来表示，即B=6σ。目前世界上大部分国家都采用了6σ作为控制界限，实现过程控制或作为过程能力评价的标准。6σ的产品合格率为99.73%，不合格率为0.27%，这也就是质量管理中有名的六西格玛。一、工序能力2.影响工序能力的因素同一过程生产出来的产品或是特性不可能完全相同，因为过程中存在变差源，这些因素的存在使产品差异也许很大，也许很小，也直接影响了工序能力。从实际中分析得出，影响工序能力的因素主要为4M1E。一、工序能力任何加工制造过程和工序都存在着这样的因素，而且一种或少数几种因素占支配地位的情况到处可见。在众多影响最终质量的因素中起决定全局或占“支配”地位的因素称“主导因素”。根据专业技术知识和经验，人们一般可以从各种影响因素中识别出主导因素来。例如，在冲压加工中，模具是占支配地位的主导因素。一、工序能力例如，在冲压加工中，模具是占支配地位的主导因素。因为在一般条件下，模具的质量决定了冲压零件的外形和尺寸精度。当然对于复杂成型压力加工工序，不仅受模具影响，而且工艺参数（压力大小、工作速度、成型次数等）也起主导作用。在制造过程中我们可以运用主导因素这一概念，分别根据不同工序的情况，采取切实有效的防护和控制措施，从而达到保证制造质量的目的。3.工序能力分析的意义工序能力分析是保证产品质量的基础工作，只有工序达到一定的能力，才可保证加工精度，保证加工的质量符合要求。通过分析工序能力，改进工序过程，逐步使工序能力不足变为合适。此外，通过分析工序能力，可找出影响工序能力的因素，为改进质量提供明确方向。一、工序能力二、工序能力指数1．工序能力指数的概念工序能力是表示生产过程质量特性值客观存在着分散的一个参数，但是这个参数能否满足产品的技术要求，仅从它本身还难以看出。因此，还需要另一个参数来反映工序能力满足产品技术要求(公差、规格等质量标准)的程度，这个参数就叫做工序能力指数。二、工序能力指数工序能力指数是技术要求和工序能力的比值。当分布中心与公差中心重合时，工序能力指数记为Cp。当分布中心与公差中心有偏离时，工序能力指数记为Cpk。运用工序能力指数，可以帮助我们掌握生产过程的质量水平。Cp值越大，表明加工精度越高，但相应的加工成本也越高，所以对于Cp值的选择应根据技术要求与经济性综合考虑来决定。式中：Cp——工序能力指数；T——技术标准范围；B——工序能力；σ——总体标准偏差2.工序能力指数的计算根据定义，工序能力指数=技术要求／工序能力。（1）当工序处于稳定状态时，工序分布中心与公差中心无偏移时，工序能力指数Cp的计算公式是：二、工序能力指数二、工序能力指数3.工序能力指数的作用工序能力指数表明在现有工序条件下，对所要求的质量规格的保证能力，据此可采取相应对策，调整工序能力或提高工序经济性。无偏情况下的Cp表示过程加工的一致性，即“质量能力”，Cp越大，则质量特性值的分布“越苗条”，质量能力越强。二、工序能力指数而有偏情况的Cpk表示过程中心与中心偏移情况下的过程能力指数，Cpk越大，则二者偏离越小，也即过程分布中