6.4.1 统计过程控制基本概念
Statistical Process Control (SPC ---统计过程控制)的概念是:应用统计技术对过程中的各个阶段进行评估和检查,保持过程处于可接受的和稳定的水平,以保证产品与服务满足要求的均匀性。
这里的统计技术涉及到数理统计内容,但所应用的主要工具是控制图。
SPC 可以判断过程的异常,及时告警。
但是不能告知此异常是什么因素引起的,发生于何处。
20世纪80年代起,我国的张公绪先生提出Statistical Process Diagnosis 理论(SPD---统计过程诊断)。
20世纪90年代起又发展为Statistical Process Adjustment (SPA---统计过程调整)。
三者循环关系如下: SPC---告诉过程是否有异常
SPD---告诉过程是否有异常,若异常,告知问题出在哪里
SPA---告诉过程是否有异常,若异常,告知问题出在哪里,如何进行调整
所以SPC 是质量改进循环的首要步骤,应该熟练掌握运用。
6.4.3 过程能力分析、过程能力指数计算
6.4.3.1过程能力分析
过程能力(process capability )指过程加工质量方面的能力,决定因素是人、机、料、法、测和环(即5M1E ),与公差无关。
分析过程能力只能在稳态的基础上,即统计控制状态。
过程能力决定于由偶因造成的总变差σ,当过程处于稳态时,产品的计量质量特性值有99.73%在μ±3σ范围内,即几乎全部产品的特性值包含在6σ范围之内。
故常用6倍标准差(6σ)表示过程能力,它的数值越小,表示过程能力越强。
6.4.3.2过程能力指数计算
(一) 当产品质量特性分布的均值μ与公差中心M 重合时
1、对于公差的上、下限都有要求时,
过程能力指数计算公式如下:
T 为公差, T U 为 公差上限,T L 为公差下限,
是质量特性总体标准差的估计值。
在上述过程能力指数中,T 反映对产品的技术要求(或客户对产品的要求),而σ反映本企业过程加工的质量。
比值C P 反映过程加工质量满足产品技术要求的程度。
根据T 与6σ的比值,可以得到下图所示三种典型的情况。
C P 值越大,表明加工质量越好,但对设备和人员的要求也越高,加工成本相应升高。
当C P =1,似乎既满足要求也节约成本,但由于过程的波动,分布中心一有偏移,不合格品率就要增加,因此,C P 应取>1。
一般情况下,当C P =1.33,T=8σ,整个分布基本上都在上下规范限度内,且留有变动空间。
故ISO8258:1991要求C P ≥1.33。
2、只对单侧公差限有规定时
只规定上限时,
σ
σσˆ666L U L U P T T T T T C −≈−===过程变异度规定的公差σˆσ
µ
3−=U PU T
C
只规定下限时,
(二) 当产品质量特性分布的均值μ与公差中心M 有偏离时
这种情况下,需要对无偏离C P 乘上一个修正系数(1-K )。
有偏离情况下的过程能力指数是:
过程能力指数与不合格品率的关系
考虑过程能力指数与不合格品率的关系时,直接查@正态分布表比较方便。
当公差中心M 与数据分布中心μ重合时,
当公差中心M 与数据分布中心μ有偏离时,
例:在无偏离情况下,求C P =0.7时的不合格品率P 。
解答:
C P =0.7, 3 C P =2.1 查“正态分布表”,得到
不合格品率为:
P=2-2 x 0.98214=0.03572
6.4.3.3 6σ控制方法
6σ控制方法,即过程能力指数达到2以上,不合格品率0.08197316, 几乎达到零缺陷。
执行6σ需要多方面的专业技能和知识,包括:SPC 、MSA 、DOE 、可靠度工程、FMEA 、TQM 、QFD 、田口方法、ISO9000、质量成本QCOST 、数理统计、顾客满意、同步工程、价值工程、绿色设计等等。
所用的工具可以是:
SPC 度量、分析、改进和监控过程的波动
DOE/田口方法 优化设计技术,通过DOE ,改进过程设计,使过程能力达到最优水平
FMEA 风险分析技术,辅助确定改进项目,制定改进目标
QFD 顾客需求分析技术,辅助将顾客需求正确地转换为内部工作要求
防错 从根本上防止错误发生的方法
σµ3L PL T C −=σ
ε62)1(−=−=T C K C P PK []
)3(22P C P φ−=σσσˆ666L
U L U P T T T T T C −≈−===过程变异度规定的公差()[]()[]{}
K C K C P P P −++−=13132φφ[]
)3(22P C P φ−=[]98214
.0)1.2(=φ。