过程能力与过程能力指数..doc

过程能力与过程能力指数 过程能力 过程能力以往也称为工序能力。过程能力是指过程加工质量方面的能力，它是衡量过程加工内在一致性的，是稳态下的最小波动。而生产能力则是指加工数量方面的能力，二者不可混淆。过程能力决定于质量因素，而与公差无关。 当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有 99.73％落在 ? ? 3? 的范围内，其中 ? 为质量特性值的 总体均值，? 为质量特性值的总体标准差，也即有 99.73％的产品落在上述 6? 范围内，这几乎包括了全部产品。故通常用 6 倍标准差( 6? )表示过程能力，它的数值越小越好。 过程能力指数 (一)双侧公差情况的过程能力指数 对于双侧公差情况，过程能力指数 Cp 的定义为： Cp ? T ? TU ? TL （公式 1）； 6? 6? 式中，T 为技术公差的幅度，TU 、TL 分别为上、下公差限，? 为质量特性值分布的总体标准差。当? 未知时，可用??1 ? R / d2 或??2 ? s / c4 估计，其中 R 为样本极差，R 为其平均值，s 占为样本标准差，s 为 其平均值， d2 、 c4 为修偏系数，可查国标《常规控制图》GB／T4091—2001 表。注意，估计必须在稳态 下进行，这点在国标 GB／T4091—2001《常规控制图》中有明确的规定并再三强调，不可忽视。 在过程能力指数计算公式中，T 反映对产品的技术要求，而? 反映过程加工的一致性，所以在过程能 力指数 Cp 中将 6? 与 T 比较，就反映了过程加工质量满足产品技术要求的程度。 根据 T 与 6? 的相对大小可以得到过程能力指数 Cp 。如下图的三种典型情况。 Cp 值越大，表明加工 质量越高，但这时对设备和操作人员的要求也高，加工成本也越大，所以对于 Cp 值的选择应根据技术与 经济的综合分析来决定。当 T= 6? ， Cp =1，从表面上看，似乎这是既满足技术要求又很经济的情况。但 由于过程总是波动的，分布中心一有偏移，不合格品率就要增加，因此，通常应取 Cp 大于 1。 各种分布情况下的 Cp 值 一般，对于过程能力指数制定了如下表所示的评价参考。从(公式 1)式可知，当 Cp =1.33，T= 6? 。此 时质量指标值的分布基本上在上下公差界限之内，且留有一定余地，见上图的情况 1。因此，可以说 Cp ≥ 1.33 时过程能力充分满足质量要求，国标 GB／T4091—2001 也要求 Cp ≥1.33。需要说明的是，随着时代 的进步，对于高质量、高可靠性的“ 6? 控制原则”情况，甚至要求 Cp 达到 2.0 以上，所以 Cp ≥1.67 时 认为过程能力过高的说法应视具体情况而定，参见下表。 Cp 值的范围 级别 过程能力的评价参考 Cp ≥1.67 Ⅰ 过程能力过高(应视具体情况而定)。 1.33≤ Cp ＜1.67 Ⅱ 过程能力充分，表示技术管理能力已很好，应继续维持。 1.00≤ Cp 1.33 Ⅲ 过程能力充足，但技术管理能力较勉强，应设法提高为Ⅱ级。 0.67≤ Cp 1.00 Ⅳ 过程能力不足，表示技术管理能力已很差，应采取措施立即改善。 Cp ＜0.67 V 过程能力严重不足，表示应采取紧急措施和全面检查，必要时可停工整顿。 在下图中还应该补充下列情况，即 Cp =2，? =0.5， p =2ppb=2 ?10?9 。事实上，从 Cp =1，? =1.0， 可得出： Cp =1=T/ 6? =T/6，即 T=6，于是? =1/ Cp 。故对于 Cp =2，? =1/2=0.5。注意，过程能力指数与 不合格品率是一一对应的。 典型 Cp 值情况下质量特征值正态分布的图形 (二)单侧公差情况的过程能力指数 若只有上限要求，而对下限没有要求，则过程能力指数计算如下： C pU ? TU ? ? ( ? T ) 式中， C pU 为上单侧过程能力指数。当 ? ≥ T 时，记 C pU =0 3? U U 若只有下限要求，而对上限没有要求，则过程能力指数计算如下： Cp L ? ? ? TL ( ? TL ) 式中， Cp L 为下单侧过程能力指数，当 ? ≤TL 时，记 Cp L =0 3? 上面两个式子中的 ? 与? 未知时，可用样本估计，例如用 X 估计 ? ，用 s (或??1 ,??2 )估计? 。 （三）有偏移情况的过程