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工序能力

工序能力
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所谓工序能力[1]是指处于稳定状态下的实际加工能力,工序能够稳定地生产出产品的能力,也就是说在操作者、机器设备、原材料、操作方法、测量方法和环境等标准条件下,工序呈稳定状态时所具有的加工精度。

常用标准偏差δ的6倍来表示工序能力的大小。

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•1概念
•2影响工序能力的因素
•3进行工序能力分析的意义
•4判定
•5提高工序能力的对策
•6提高工序能力指数的途径
•7调查
•8指数
1概念
工序能够稳定地生产出产品的能力,也就是说在操作者、机器设备、原材料、操作方法、测量方法和环境等标准条件下,工序呈稳定状态时所具有的加工精度。

常用标准偏差δ的6倍来表示工序能力的大小。

所谓工序能力是指处于稳定状态下的实际加工能力。

所谓处于稳定生产状态下的工序应该具备以下
几个方面的条件:
1).原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应;
2).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;
3).工序完成后,产品检测按标准进行。

总之,工序实施以及前后过程均应标准化。

在非稳定生产状态下的工序所测的工序能力是没意义的。

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:
1) 产品质量是否稳定
2) 产品质量精度是否足够
3) 因此,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表示。

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的服从正态分布。

为了便于工序能力的量化,可以用3б原理来确定其分布范围:当分布范围取ц±3б时,产品质量合格的概率可达99.73%接近于1。

因此以±3б,即6б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6б的波动范围来定量描述工序能力。

记工序能力为B,则B=6б。

2影响工序能力的因素
在加工过程中影响工序能力的因素,主要有以下几个方面:
1) 设备方面。

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,动力的供应稳定程度等。

2) 工艺方面。

如工艺流程的安排,工序之间的衔接,工艺方法,工艺装配,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。

3) 材料方面。

如才料的成分,物理性能,化学性能处理方法,配套件元器件的质量等。

4) 操作者方面。

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。

5)环境方面。

如生产线厂的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明室内净化、现场污染程度等。

3进行工序能力分析的意义
首先,工序能力的测定和分析是保证产品质量的基础工作。

因为只有掌握了工序能力,才能控制制造过程的符合性质量。

如果工序能力不能满足产品设计的要求,那么质量控制就无从谈起,所以说工序能力调查、测试分析是现场质量管理的基础工作,是保证产品质量的基础。

第二,工序能力的测试分析是提高工序能力的有效手段。

因为工序能力是有各种因素造成的,所以通过工序能力的测试分析,可以找到影响工序能力的主导性因素。

从而通过改进工艺,改进设备,提高操作水平,改善环境条件,制定有效的工艺方法和操作规程,严格工艺纪律等来提高工序能力。

第三,工序能力的测试分析为质量改进找出方向。

因为工序能力加工的实际质量状态,它是产品质量保证的客观依据,通过工序能力的测试,为设计人员和工艺提供关键的工序能力数据,可以为产品设计签定合同的参考。

同时通过工序能力的主要问题,为提高加工能力改进产品质量找到改进方向。

4判定
当工序能力指数求出后,就可以对工序能力是否充分作出分析和判定。

即判断Cp值在多少,才能满足设计要求。

1.根据工序能力的计算公式,如果质量特性分布中心与标准中心重合,这时K=0,则标准界限范围是±3б(即6б)时,这时工序能力指数Cp=1,可能出现的不良率为0.27%,工序能力基本满足设计质量要求。

2.如果标准界限范围是±4б(即8б)时,K=0,则工序能力指数Cp=1.33。

这时工序能力不仅能满足设计质量要求,而且有一定的富裕能力,这种能力状态是理想的状态。

3.如果标准界限范围是±5б(即10б)时,K=0,则工序能力指数Cp=1.67。

这时工序能力有更多的富裕,也即是说工序能力非常充分。

4.当工序能力指数Cp<1时,我们就认为工序能力不足应采去措施提高工序能力。

根据以上分析,对工序能力指数Cp值(或CpK)的判断标准。

5提高工序能力的对策
1. Cp≥1.33 。

当Cp>1.33时表明工序能力充分,这时就需要控制工序的稳定性,以保持工序能力不发生显著变化。

如果认为工序能力过大时,应对标准
要求和工艺条件加以分析,一方面可以降低要求,以避免设备精度的浪费,另一方面也可以考虑修订标准,提高产品质量水平。

2. 0≤Cp≤1.33。

当工序能力处于1.0~1.33之间时,表明工序能力满足要求,但不充分。

当Cp值很接近1时,则有产生超差的危险,应采取措施加强对工序的控制。

3. Cp<1.0。

当工序能力小于1时,表明工序能力不足,不能满足标准的需要,应采取改进措施,改变工艺条件,修订标准或严格进行全数检查等。

6提高工序能力指数的途径
在工序能力调查中,工序能力分布中心与标准中心完全重合的情况是少的,大多数情况下都存在一定量的偏差,所以工序能力分析时,计算的工序能力指数一般都是修正工序能力指数。

从修正工序能力指数的计算公式
Cpk=(T-2ε)/ 6б
中看出,式中有三个影响工序能力指数的变量,即质量标准T,偏移量ε和工序质量特性分布的标准差б。

那么要提高工序能力指数就有三个途径:即
减小偏移量,降低标准差和扩大精度范围。

7调查
工序能力调查的目的
工序能力的调查首先要丛收集数据开始,并丛频数分布表、直方图以及工序能力图、控制图等作为依据来判断工序是否处于稳定状态。

如果处于稳定状态,则可由其分布的统计量 X S等来计算工序能力指数,从而达到工序进行科学调
查的目的。

一般来说有以下目的:
1. 为改善生产过程各道工序的能力提供依据,从而取得较好的经济效果,保证了产品质量的不断提高。

2. 为设计工作中确定产品标准提供重要资料,使产品设计减少盲目性。

3. 为工艺规程设计和修订、工艺装配的设计和修改、设备的选用以及对环境的要求等提供可靠资料,从而为更经济地使产品符合标准规格的要求打下基础。

4.为制定产品检验方法、编制产品说明书等检验和供销工作提供情报资料;为确定质量管理点提供依据。

工序能力调查的方法和步骤
工序能力调查的基本方法是直方图。

根据所收集来的数据画出直方图后,把工序质量标准的要求。

还可以直观地分析质量分布中心μ和标准中心M 是否重合,若发生较大的偏移,就是说明工序生产中有较大的系统误差,这时应调查原因,消除由于系统误差而引起的中心偏差。

8工序能力指数
工序能力指数是表示工序能力满足产品技术标准(产品规格、公差)的程度,以Cp表示,其数学表达式为:Cp=T/6♭
其中,T为公差幅度,♭为总体标准差。

工序能力指数的计算方法:
(1)双侧偏差:(Tu、Tl)a,公差中心与分布中心重合:Cp b 不重合Cpk
(2)单侧偏差:(Tu或Tl)a,只有上侧偏差:CpTu=(Tu-x)/3q
Cpk的评级标准:(可据此标准对计算出之制程能力指数做相应对策)
A++级Cpk≥2。

0 特优可考虑成本的降低
A+ 级 2。

0 > Cpk ≥ 1。

67 优应当保持之
A 级 1。

67 > Cpk ≥ 1。

33 良能力良好,状态稳定,但应尽力提升为A+级
B 级 1。

33 > Cpk ≥ 1。

0 一般状态一般,制程因素稍有变异即有产生不良的危险,应利用各种资源及方法将其提升为 A级
C 级 1。

0 > Cpk ≥ 0。

67 差制程不良较多,必须提升其能力
D 级 0。

67 > Cpk 不可接受其能力太差,应考虑重新整改设计制程。

一般来说,我们采取的判定基准值为Cpk ≥ 1.33。

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