全面质量管理6工序能力ppt课件.ppt

1,过程能力,过程能力,武汉理工大学机电工程学院工业工程系李存荣（cunrong_）,2,过程的概念：过程的定义,过程-使用资源将输入转化为输出的活动的系统。,过程,输入,输出,控制,资源,3,过程的概念：过程的定义,在质量管理体系中，任何一个过程都不会孤立地存在，若干过程之间的相互关系构成过程网络。,过程A,输入,过程B,过程D,过程C,输入,输入,输出,输出,输出,控制,控制,资源,输入,输出,在质量管理体系中，过程网络的有效运作是体系有效运行的重要条件。,4,过程的概念：过程的定义,组织内所采用的过程以及这些过程之间的相互作用的系统性识别和管理可称之为“过程方法。,过程A,输入,过程B,过程D,过程C,输入,输入,输出,输出,输出,控制,控制,资源,输入,输出,5,“过程方法”作为质量管理的八项原则之一,ISO9000标准对过程控制的要求,过程方法；管理的系统方法；基于事实的决策；,领导作用,全员参与,互利的供方关系,持续改进,以顾客为中心,6,基于过程的质量管理体系模式,7,组织内诸过程组成系统的应用，以及这些过程的识别和相互作用及其管理，可称之为过程方法。 过程方法的优点是对诸过程组成的系统中单个过程之间联系以及过程的组合和相互作用进行连续的控制。,ISO9000标准对过程控制的要求,标准鼓励组织在建立、实施质量管理体系以及改进其有效性时，采用过程方法。 通常将输入转化为输出的活动可视为过程。 通常一个过程的输出可直接形成下一过程的输入。,8,ISO 9000:2001 质量管理原则,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效果；,过程是指使用资源将输入转化为输出的活动的系统。任何一项活动都可以作为过程进行管理。 过程方法的原则，不仅适用于组织质量管理中某些较为独立和单纯的过程，也适用于由许多过程所构成的过程网络；,要点：,信息论：各种通路中信息的加工、传递和储存的统计理论； 自动控制的理论，主要是反馈论，系统的调节和控制的一般规律的研究； 自动快速电子计算机理论：与人类思维过程相似的自动组织逻辑过程的理论；,过程方法原则，是控制论在质量管理中的具体体现和应用；控制论是一门研究机器、生命和社会中控制和通讯的一般规律的科学，是研究动态系统和变化的环境条件下如何保持平衡状态或稳定状态的科学，三个组成部分：,9,ISO9000标准对过程控制的要求,过程方法在质量管理体系中应用时，强调以下方面的重要性。 理解和满足要求； 需要考虑过程的增值； 获得过程业绩和有效性的结果； 基于客观的测量，持续改进过程；,受控、增值和持续改进,10,过程能力：概念,过程能力指过程处于正常状态(稳定受控状态)时，加工产品的能力。通常以产品质量特性数据分布的6倍标准偏差表示。,B = 6,11,过程能力,3准则,在生产过程中，仅有偶然性误差存在时，质量特性X服从正态分布N( ， )，则据正态分布的概率性质，有也即（ 3 ， 3 ）是的实际取值范围。,P 3 3 99.73 %,12,过程能力,控制图之所以规定3界限，主要是出于经济上的考虑。,第一类错误：将正常判为异常，虚发警报；概率为 第二类错误：将异常判为正常，漏发警报；概率为,和 不能同时减少，只能将它们控制在一定范围内。,13,2003.6.6,过程能力,14,过程能力,控制图之所以规定3界限，主要是出于经济上的考虑。,造成的损失,造成的损失, 2 3 4 5,15,2003.6.6,过程能力,正态概率密度曲线,99.73%,95.5%,68.3%,16,质量体系的组织目标,过程能力即实现过程目标的能力。,质量管理体系可视为一个大过程，那么建立质量管理体系的组织目标是什么？,建立质量管理体系应具备的过程能力，应能保证组织目标:“减少和消除不合格，尤其是预防不合格”的实现。为了达到组织目标，组织应确保影响其质量的技术、管理和人的因素处于受控状态，无论是硬件、软件、流程性材料还是服务，所有的控制都应针对减少和消除不合格，尤其是预防不合格。,17,质量体系的组织目标,实现组织目标的保证手段是:组织应确保影响其质量的技术、管理和人的因素处于受控状态。 技术受控的标识是企业应采用最先进的工艺技术生产产品，使企业具备保证不生产不合格产品的能力。 管理受控的标识是企业应采用科学方法(如统计技术)对过程实施有效控制，使企业具备保持不出不合格品的能力。人的因素受控是技术受控和管理受控的基础条件。人的因素受控的标识是企业职工具有高的素质(如文化素质、专业和管理技能素质及工作经验等)。,18,质量体系的组织目标,对任何过程而言，能否长期、稳定地生产合格产品或优质产品必须满足两个基本条件:,有足够的过程能力;过程保持稳定受控；,19,过程能力指数,过程能力指数(特殊情况下也可称为工序能力指数、工程能力指数)指过程能力满足质量要求的程度。符号记为cp,Cp = = = ,T TU TL TU - TL,B 6 6s,技术要求,工序能力,T为产品质量特性值的质量要求，即公差(规格)范围; Tu为上公差(规格)界限; TL为下公差(规格)界限;为质量特性值总体分布的标准偏差; s为质量特性值样本分布的标准偏差; Cp为产品质量特性的过程能力指数; B为过程能力。,20,进行工序能力分析的意义,质量标准是指工序加工产品必须达到的质量要求，通常用标准、公差、允许范围等来衡量，一般用符号T表示。质量标准(T)与工序能力(B)之比值，称为工序能力指数，记为Cp。,工序能力指数Cp值，是衡量工序能力大小的数值,工序对技术要求满足程度的指标，工序能力指数越大，说明工序能力越能满足技术要求，甚至有一定的能力贮备。但是不能认为工序能力指数越大，加工精度就越高或者说技术要求越低。,Cp = = ,T T,B 6,技术要求,工序能力,21,工序能力指数的计算,计量值为双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况,分布中心和标准中心不重合的情况,计量值为单侧公差情况,计件值情况下,计点值情况下,工序能力指数的计算,22,工序能力指数的计算,计量值为双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况,6,T,T u,T L,(M),Cp = = ,T T,B 6,Cp = = ,T T u - T L,6S 6S,23,工序能力指数的计算,计量值为双侧公差而且分布中心和标准中心重合的情况,某零件尺寸规格为20 0.25，抽样100，计算X = 20，s = 0.05,24,工序能力指数的计算,分布中心和标准中心不重合的情况,Cpk = Cp(1-K) =(T -2)/6 ,其中 K = 2/T,某零件尺寸规格为20 0.15，抽样100，计算X = 20.05，s = 0.05,0.67,25,提高过程能力的方法,Cpk = Cp(1-K) = (T -2)/6 s,1、减小偏移量2、减少质量特性值分布的标准偏差s3、放宽公差范围；,26,工序能力指数的计算,计量值为单侧公差情况,27,工序能力指数的计算,计量值为单侧公差情况,某部件表面清洁度要求 96mg， 抽样测得X = 48mg，s = 12mg，,1.33,28,工序能力指数：望小值质量特性,给定单向公差Tu，要求产品质量特性值小于等于Tu，越小越好。如： 产品中某些杂质成分； 产品表面清洁度； 汽车行驶的油耗； 产品的不合格品率等。,29,工序能力指数的计算,计量值为单侧公差情况,某金属材料抗拉强度要求32kg/cm2，抽样测得X = 38kg/cm2，s = 1.8kg/cm2，,1.11,30,工序能力指数：望大值质量特性,给定单向公差TL，要求产品质量特性值大于等于TL，越大越好。如：金属材料的强度；化工产品的产出率；产品的合格品率等；,31,工序能力指数的计算,计件值情况下,Cp = (T )/ 3,32,工序能力指数的计算,Cp = (T )/ 3,计件值情况下,33,过程能力的等级评定：传统,等级 特级 一级 二级 三级 四级,Cp 1.67 1.331.67 11.33 0.671 0.67,评价 过高 充分 尚可 不充分 不足,传统认为：1.33 是最理想、最佳水平,34,产品过程综合能力等级评定,Cp 1.67 1.331.67 11.33 0.671 0.67,关键质量特性 *重要质量特性 *一般质量特性 *,35,概念,生产制造过程控制的核心是工序质量控制，其质量职能具体表现在以下三方面：（1）严格执行制造质量计划；（2）保证工序质量处于受控状态；（3）有效控制生产节拍，及时处理质量问题，保证均衡生产、文明生产。,36,质量波动及其原因,质量差异是生产制造过程的固有本质，质量的波动具有客观必然性。,工序质量控制的任务，是要把质量特性值控制在规定的波动范围内，使工序处于受控状态，能稳定地生产合格品。,从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：1、偶然性波动（chance of cause of variation）2、系统性波动（assignable of cause of variation）,37,质量波动及其原因,从引起质量波动的原因的性质来看，可分为：,偶然性波动,系统性波动,偶然性波动由大量的、微小的不可控因素的作用而引起，这种波动具有随机性。偶然性的波动称为正常波动。工序质量控制的任务是使正常波动维持在适度的范围内。,系统性波动由少量的、但较显著的可控因素的作用而引起，这种波动不具有随机性。系统性的波动称为异常波动。工序质量控制的任务是及时发现异常波动，查明原因，采取有效的技术组织消除系统性波动，使生产过程重新回到受控状态。,38,质量波动及其原因,偶然性波动,系统性波动,偶然性波动,系统性波动,转化,相对的,39,质量波动及其原因,操作者man,材料material,机器设备machine,工艺方法method,工序质量是诸多因素的综合作用，将影响工序质量的因素归纳为“5M1E”,测试手段measurement,环境条件environment,产品设计,工艺选择,计划调度,人员培训,工装设备,物资供应,计量检验,安全文明,人际关系,劳动纪律,40,质量波动的统计规律,质量特性值的波动具有统计规律性,质量波动的个别观测结果具有随机性，但在受控状态下的大量观测结果必然是呈现某种统计意义上的规律性。这种统计规律性是统计质量控制的必要前提和客观基础,统计质量控制是统计质量管理中的一个重要问题,所谓统计质量控制，就是对生产过程中工序质量特性值进行随机抽样，通过所得样本对总体作出统计推断，采取相应对策，保持或恢复工序质量的受控状态。,41,工序质量的两种状态,生产过程中，工序质量有两种状态：,受控状态In control,失控状态Out of control,42,生产过程的受控状态,0,X(X),0,上控制界限UCL,下控制界限LCL,t,43,生产过程的失控状态,1,X(X),0,上控制界限UCL,下控制界限LCL,t,0, 0 ， = 0 ， 保持稳定。这时，从表面看，过程状态是稳定的，但由于质量特性或其统计量的分布集中位置（ ）已偏离控制中心（ 0 ），黑点越出控制界限某侧的可能性变大。,44,生产过程的失控状态, =0 ， 0 ， 保持稳定。这时，由于质量特性或其统计量的分布分散程度（ ）变大，导致黑点越出控制限两侧的可能性变大。,0,X(X),0,上控制界限UCL,下控制界限LCL,t,45,生产过程的失控状态, 0 ， 0 ， 和都保持稳定。这时，失控状态更复杂，失控程度可能更严重。,46,生产过程的失控状态, 和中至少有一个不稳定，随时间变化。下图表示分布集中位置 不断增大时的工序质量失控状态。,X(X),上控制界限UCL,下控制界限LCL,t,47,工序控制的基本要求,一旦发现工序质量失控，就应立即查明原因，采取措施，使生产过程尽快恢复受控状态，尽可能减少因过程失控所造成的质量损失。,48,工序控制的基本过程,发现,反馈,纠正,分析,49,生产过程中工序质量分析,50,工序能力,ISO9000系列标准中指出:“应对过程进行验证使其能够生产符合规范的产品”,工序能力:工序是否具备生产合格产品的能力， 是生产过程中对工序进行质量控制的前提和基础。,51,工序能力,工序能力是指处于稳定状态下的工序实际加工能力。,稳定生产状态下的工序应该具备以下几方面的条件：原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应；本工序按作业标准实施，并应在影响工序质量各主要因素无异常的条件下进行；工序完成后，产品检测按标准要求进行。在非稳定生产状态下的工序所测得的工序能力是没有意义的。,工序实施以及前后过程均应标准化,52,工序能力,工序能力可用工序质量特性值分布的分散性特征来度量；如工序质量特性值X的数学期望为，标准差为 ，则工序能力为：,B = 6,用途：1、选择经济合理的工序方案；2、协调工序之间的相互关系；3、验证工序质量保证能力；, = 2人 + 2机+ 2料+ 2法+ 2测+2环,53,工序能力测定,工序能力的测定一般是在成批生产状态下进行的，工序满足产品质量要求的能力主要表现在以下两个方面:产品质量是否稳定;产品质量精度是否足够。,54,工序能力测定,当确认工序能力可以满足精度要求的条件下，工序能力是以该工序产品质量特性值的变异或波动来表示。产品质量的变异可以用频数分布表、直方图、分布的定量值以及分布曲线来描述。在稳定生产状态下，影响工序能力的偶然因素的综合结果近似地服从正态分布。为了便于工序能力的量化，可以用3原理来确定其分布范围:当分布范围取为 3时，产品质量合格的概率可达99.7%接近于1。因此以 3，即6为标准来衡量工序的能力是具有足够的精确度和良好的经济特性的。所以在实际计算中就用6的波动范围来定量描述工序能力。记工序能力为B，则B= 6。,55,质量要求,用3控制原则来控制生产，当生产过程处于稳态时，产品的不合格率2.73%0 。,用6控制原则来控制生产，当生产过程处于稳态时，产品的不合格率2ppb 。,ppb ， parts per billion， 10-9,56,影响工序能力的因素,设备,如设备精度的稳定性，性能的可靠性，定位装置和传动装置的准确性，设备的冷却润滑的保护情况，动力供应的稳定程度等。,工艺,如工艺流程的安排，工序之间的衔接，工艺方法、工艺装备、工艺参数、测量方法的选择，工序加工的指导文件，工艺卡、操作规范、作业指导书、工序质量分析表等。,材料,如材料的成分，物理性能，化学性能处理方法，配套件元器件的质量等。,操作者,如操作人员的技术水平熟练程度，质量意识，责任心，管理程度等。,环境,如生产现场的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明、室内净化、现场污染程度等。,57,主导性因素,工序能力是5M1E的综合反映，但在实际生产中， 5M1E对不同行业、不同企业、不同工序，及其对质量的影响程度有明显差别，起主要作用的因素称为主导因素。如对化工企业来说，一般设备、装置、工艺是主导性因素。又如机械加工的铸造工序则主要因素一般是工艺过程和操作人员的技术水平，手工操作较多的冷加工、热处理及装配调试中的操作人员的水平是主要影响因素。精密设备和电子产品则环境条件的影响更为重要等等。这些因素对产品质量都起着主导作用，因而是主导性因素。,58,工序能力的判断,工序能力等级,工序能力指数,工序能力判断,特级一级二级三级四级,Cp1.671.67Cp1.331.33 Cp1.01.0 Cp0.67Cp0.67,过剩充足正常不足严重不足,工序能力的判断是对工序能力能够满足质量标准的程度做出判断，其目的是可以对工序进行预防性处置，以确保生产过程的质量水平。,59,工序能力的处置,1.提高产品质量要求；2.降低设备、工装的精度要求，降低成本；,Cp1.67时的处置,60,工序能力的处置,1.对非关键工序质量特性，可放宽波动 幅度或者移动波动的平均水平；2.简化质量检验工作；,1.67Cp1.33时的处置,61,工序能力的处置,1. 对工序过程进行控制和监督，及时发 现异常波动；2. 按正常工序质量检验方式实施质量检验；3. 当Cp接近1.0时，应对影响工序能力的主要 因素严加控制 ；,1.33 Cp1.0时的处置,62,工序能力的处置,1.分析工序能力不足的原因，通过PDCA循 环制定改进措施；2.在用户认可的前提下，可考虑适当放大公 差范围；3. 当经济等因素可行的条件下，提高工装 精度 ；4. 严格质量检验，加强不合格品管理 ；,1.0 Cp0.67时的处置,63,工序能力的处置,1.一般应立刻停止生产，找出原因，采 取措施，改进工艺，提供工序能力；2.一般应立刻实行全数检验，剔除不合 格品 ；,Cp0.67时的处置,64,工序能力,某车间拟加工一批零件，解决操作者和调度员之间的争执问题.,65,工序能力,1.明确目的,决定调查方法,制定调查计划;2.对工序进行标准化,并实施标准作业;3.收集数据;4整理数据,初步判断生产稳定性;5.计算工序能力系数;6.对工序能力系数加以修正;7.工序能力评价;,66,2003.6.6,直方图,生产某种滚珠，要求其直径x为15.0 1.0 (mm) 。,67,2003.6.6,直方图,1、从数据中找出最小值S和最大值L。,S = 14.2 L = 15.9,2、决定组数。,m = 1 + 3.3lgn = 6,3、计算组距。,组距 h = 0.3,4、求界限值。,下限值 S h/2 = 111.25,5、计算组中值。,6、统计频数。,7、列频数分布表。,68,2003.6.6,直方图,69,2003.6.6,直方图,X,14.2 14.5 14.8 15.1 15.4 15.7 16.0,频数,70,工序能力,1、计算移动极差；,i= 2,k,71,工序能力,2、计算 和,72,工序能力,3、计算控制界限;,73,工序能力,4、制作控制图；,在方格纸上分别作出x图和Rs图，x图在上，R图在下。Rs的下限LCL0，故下控制界限可省略。,74,工序能力,5、描点；,UCL,CL,LCL,x 图,75,工序能力,6、描点；,UCL,CL,Rs 图,76,工序能力,7、分析生产过程是否处于统计控制状态；,经分析生产过程处于统计控制状态。,77,工序能力,7、计算过程能力指数；,求Cp值,式中d2(n)查控制图系数表，n = 2时，d2(n)=1.128,求修正系数k,3) 求修正后的过程能力指数Cpk,Cpk = (1- k) Cp,78,工序能力,8、过程能力指数CP与不合格品率P的关系,当分布中心与标准中心重合时,合格品率 :,当分布中心与标准中心重合时,不合格品率P:,79,工序能力,9、过程能力指数CP与不合格品率P的关系,当分布中心与标准中心不重合时,合格品率 :,80,工序能力,9、过程能力指数CP与不合格品率P的关系,当分布中心与标准中心不重合时,不合格品率P:,81,工序能力的判断,工序能力等级,工序能力指数,工序能力判断,特级一级二级三级四级,Cp1.671.67Cp1.331.33 Cp1.01.0 Cp0.67Cp0.67,过剩充足正常不足严重不足,工序能力的判断是对工序能力能够满足质量标准的程度做出判断，其目的是可以对工序进行预防性处置，以确保生产过程的质量水平。,82,作业:工序能力指数的计算,加工某零件，其尺寸公差为20（+0.020，+0.010），从一批已加工的该种零件中随机抽取100件，进行测量,得到：样本平均值X=20.014，s = 0.002。试做工序能力分析并求不合格率。,