质量管理第10讲 过程能力.ppt

1、2020/7/12,1,质量管理第四章统计质量管理方法,南京过程学院经济管理学院 高 峰,2020/7/12,2,第一节有关的统计学基础,2020/7/12,3,标志变异绝对指标,全距 平均差 标准差,2020/7/12,4,全距（极差）,R=XMAX-XMIN,2020/7/12,5,平均差,2020/7/12,6,标准差,： 均值,2020/7/12,7,均方差系数（变异系数）,V=,X,100%,2020/7/12,8,概率分布,正态分布 泊松分布,2020/7/12,9,正态分布,随机状态下最常见的一种概率分布，又称钟型分布。,2020/7/12,10,正态分布的概率密度函数式,y 为

2、分布密度 正态分布的两个重要参数 为无限次测量的总体均值，表示无限个数据的集中趋势（无系统误差时即为真值） 是总体标准差，表示数据的离散程度,2020/7/12,11,s,m,99.9999998%,99.999943%,99.9937%,99.73%,95.45%,68.27%,1 2 3 4 5 6,-6s -5s -4s -3s -2s -1s 0 1s 2s 3s 4s 5s 6s,1,正态分布,2020/7/12,12,3 准则,在标准正态分布下，几乎所有X的取值都在-3 ，+ 3 范围内。,2020/7/12,13,泊松分布,在指定的范围内，或指定的时间、面积、体积内某一事件出现的

3、个数分布。,2020/7/12,14,P（x）=xe- 为给定时间间隔内事件的平均数，x为事件次数,X！,2020/7/12,15,置信水平,某给定区间包含未知总体参数的概率称为置信水平，该区间称为置信区间。 例如：当置信区间为-3 ，+ 3 时，置信水平为99.73%，置信限度为-3 和+ 3 。,2020/7/12,16,第二节过程能力和过程能力指数,2020/7/12,17,四、过程方法 将活动和相关的资源作为过程进行管理，可以更高效地得到期望的结果。 七、基于事实的决策方法 有效决策是建立在数据和信息分析的基础上。,ISO9000八项质量管理原则,2020/7/12,18,Proces

4、s quality and product quality are closely related and process improvement benefits arise because the quality of the product depends on its development process. A good process is usually required to produce a good product.,Process and product quality,2020/7/12,19,过程能力概念,1. 什么是过程能力(Process Capability)

5、 ? 过程处于受控状态时，表现在其过程上所生产的变动表现什么样的程度。又称工序能力或工程能力。（日、韩或台湾地区） 过程能力(Process Capability)的用语用自然公差(natural tolerance)的用语来代替使用. 主要随4M (Method, Man, Machine, Material)的变动受影响.,2020/7/12,20,2. 影响过程能力的变量,Spec(USL, LSL) 目标值(Target) : esp. 目标值不在 Spec的中心时 平均值 散布 过程均值的移动(异常原因, 偶然原因),21,平均,根据测定值 频度数,测定值,正态分布(Normal D

6、istribution) ：在直方图曲线上柔和地连接直方的中心的(发生频数)呈钟型的曲线,22,Target,Target : 目标值 Z : 正态分布检证统计量,LSL,USL,平均(X),Defect !, 正态分布总面积是1,脱离已知规格的面积,那就是所推定的不合格率 某概率变量X到平均值()之间距离除以标准偏差()的值用Z来表示 如果规格上限(or下限)用X来代替时超出规格上限的尾部面积可以认为”有缺陷可能性” Z值是用来测定工序能力,跟工序的标准偏差不同,2020/7/12,23,过程能力的分析的 Baseline : Spec Spec的概念 - 所有判断的基准 - 或者目标 -

7、Customers Needs Level,Target = Spec的 中心时,Target = 不是Spec 的中心时,考虑散布,Cp,Cpk,Pp,Ppk,Cpm,Cpmk,Ppm,Ppmk,只考虑偶然原因,考虑异常原因 (过程平均的移动),+考虑平均,散布考虑,+平均考虑,过程能力指数的种类,2020/7/12,24,过程能力指数 Cp,作为没有偏移时使用的过程能力指数，是第1代过程能力指数。 跟分布中心位置无关，只表示过程散布和规格幅度的关系 (即不考虑过程的平均),25,Cp =,公差 散布,设计能力 过程能力,=,=,USL-LSL 6, = T,LSL,USL,1,3,- 3,

8、过程变动幅度,设计容许公差,过程能力指数(Cp),设计许用范围(Design Tolerance),生产能力(Product Capability),Cp =,两测规格 (图 ),USL - ,3,Cp =,一侧规格, - LSL,3,Cp =,只管理规格上限 (图 ),只管理规格下限 (图 ),USL,中心值,LSL,USL,中心值,LSL,中心值,设计容许范围,设计容许范围,设计容许范围,=,USL - LSL,6,Cp=,2,Cpu+Cpl,LSL,USL, : Cp值大于2，表示过程能力充分好，不合格率接近0。 : Cp = 1 意为 USL-LSL = 6, 这时脱离规格的产品占 所

9、有产品的0.67%。 : Cp值比1小，是过程能力不充分的情况。,6,6,6,过程能力的范围,Cp 2.0,2.0 Cp 1.8,1.8 Cp 1.5,1.5 Cp,工 程 能 力,过程状态很好，维持现水平提高生产性,勉强符合现在的规格,要努力提高Cp (A等级),过程能力差,(1) 有更适切的能力的过程 (机器,设备等)下 进行作业. (2) 为了提高现过程的能力投资 (3) 现使用的规格在检讨或者调整 (4) 想特别的管理及加工方法，为了提高过程 能力而努力,设计容许范围,如何通过Cp值判定过程能力,1.67 Cp,1.33Cp 1.67,X,1.0Cp 1.33,1.0Cp 0.67,C

10、p0.67,过程能力 充分,过程能力 满足,勉强满足 过程能力,过程能力 差,过程能力 很差,考虑管理的简单化 或者COST节省法,理想状态 维持,管理考虑,TIGHT的管理 过程管理时注意,不合格品发生中, 有必要全部检查 及过程改善,不能满足质量, 过程大幅度改善, 有必要紧急对策,LSL,USL,2020/7/12,29,过程能力指数 Cpk,有偏移时使用的过程能力指数，为第2代过程能力指数。 质量特性值的分布不在两测规格中心，而是偏在一边时，考虑偏移的程度的过程能力指数 (即, 考虑过程的平均)。,USL - ,3,Cpk =,USL - ,3,Cpu =, - LSL,3,Cpl =

11、,只管理规格上限,只管理规格下限,(1 - K) Cp,=,Min (Cpu , Cpl),=,Min (, - LSL,3,),M - ,T / 2,K =,USL+LSL,2,M =,USL-LSL,2,T =, K 1的状态，偏移太大一般不会发生,有偏移的过程能力指数 Cpk只有一边有规格时，与过程能力指数Cp相同。 如果 K = 0(偏移度为0)，没有偏移度因此Cpk = Cp,两侧规格,偏移度,一侧规格,过程能力指数 Cpk,USL,M,LSL,USL,M,LSL,M,设计容许范围,设计容许范围,设计容许范围,两侧有规格的情况,只有一边有规格的情况, 过程能力的判定,过程能力的范围,

12、Cpk 1.5,1.5 Cpk 1.33,1.33 Cpk 1.0,1.0 Cpk,工 序 能 力,因为过程状态良好，维持现水平， 指导生产性向上.,勉强为规格值,因此Cpk值向上(A等级)而努力.,等级,Blue,Green,Yellow,Red,过程能力差.,(1) 移到保有更适切能力的过程上(机械, 设备等)进行作业. (2) 为了现过程能力向上而投资. (3) 再检讨或调整现在所使用的规格. (4) 归纳特别的管理及加工方法等 为了过程能力向上而努力, 不考虑偏移的第1代过程能力指数Cp上考虑偏移指数K的过程能力指数(考虑M与差异). 如果 K = 0 (偏移指数0的话)因为没有偏移

13、Cpk = Cp.,2020/7/12,32,看如下Graph回答问题,33,- 过程能力指数Cpk是考虑平均值的移动而求出的过程能力。 用偏移系数K来表示平均值偏移目标值的程度。,1,过程变动幅度,设计裕度,+3,-3,+6,-6,Cp =,特征值的最大容许范围(设计裕度),过程正态变动(过程变动幅度),Cpk = Cp (1-K),| T- |,(规格上限 - 规格下限)/2,K =,过程能力指数,m,T,过程处于安定状态时, 评价产品生产是否满足规格的尺度，反映过程能够生产多少均一质量制品的过程的固有能力,34,T,LSL,USL,1.5,Cpk = Min( ， ),USL- 3,-L

14、SL 3,Cpk = Cp(1-k),k : 偏移系数,2020/7/12,35,Z 值定义,Z 值概念,是为了容易进行统计性分析，而把各种形态的正态分布标准化成标准正态分布 所使用的值。,顾客服务 Process上业务处理的变动 即, 标准偏差()逐渐减小, 已知的规格内能进入 6个水准的话，把这称谓 Z=6 或 6水准的 Process能力,这时意为 3.4ppm 即, 在百万次中具有34次程度缺陷的优秀的Process能力。,概率函数的随机变量 X (在这里是 USL 或者 LSL) 与平均值之间的距离以标准偏差()来除的值定义为Z值.,这与 Level的数字相等, 当Z=6时，称为6的

15、水准.,Z Value,2020/7/12,36,Data 收集,安定的过程 : 从安定的过程开始 代表性确保 : 能够代表所有过程 充分性 : 能够说明整体的充分数的 资料,长期性的 Data,设定 目标值,除去异常点,设定 目标值,规格界限 对称,Cpk, Ppk,Cp, Pp,Cpm, Ppm,Cpmk, Ppmk,改善的方向, 改善的方法, 改善的难易度,Y,Y,Y,Y,N,N,N,N,连续型 Data处理一般性Process,2020/7/12,37,Cp,Cpk,Cpm,Cpmk,可以使用的情况,过程的诊断*,* Pp, Ppk, Ppm, Ppmk除了异常原因其本上相同,平均值与

16、Spec的中心一致时,Cp和 Cpk的差异 : 过程的分布中心 从Spec的中心上偏移的程度 这时 Cp是过程平均的问题完全改善完了 的时候达成可能的过程能力,Cpm和Cpmk的差异 - 目标值和Spec的中心一致时 差异越大，过程的分布中心 从Spec的中心上偏移 - 目标值和Spec的中心不一致时 1) Cpm是没有意义 2) 只有Cpmk有意义,平均值与Spec的中心不一致时,平均值与Spec的中心一致时,目标值与Spec的中心不一致时,目标值与Spec的中心不一致时,连续型Data的现水平测定-结论 1,2020/7/12,38,连续型Data的现水平测定-结论 2,不管什么样的指数,

17、都不能完全正确地反映过程的状态. 虽然把特定的过程能力指数作为过程 改善的目标值，但最重要的是通过多个过程能力指数的差异,找出过程变动的原因达成根本性变动的减少.,2020/7/12,39,离散型Data的过程能力测定,Example 评价一种记录表。 为了决定记录表的正确度，确认了各个的输入内容。调查对象为1,000个的记录表当中，发现了总150个的缺陷，缺陷是在总22种类(情况数)中发现的。 记录表正确度的Z值的水准是什么程度 ? Hint：本 Example是能够活用过程能力指数(Cp, Cpk)的不是连续型Data，而是离散型Data，因此要使用符合Data性质的分析方法，需要建立几个概念.,DPU =,所有 Unit上发现的缺陷数 所有 Unit数,DPO =,所有 Unit上发现的缺陷数 所有 Unit数 * 缺陷对象项目数,DPMO(Defect per Million Opportunity),DPMO = DPO * 1,000,000 (DPO换算为ppm) Example 上 DPMO ?, 把什么看作是缺陷对象，这个 是最重要的问题,离散型Data过程能力推定,DPU(Defect per Unit),DPU是指有已决定的Unit和已定义缺陷时, 平均一个Unit当 有几个缺陷 的表现单位 DP