何谓工程能力1

一、工序能力（工程能力、工艺能力）
1概念：所谓工序能力，是指处于稳定、标准状态下，工序的实际加工能力。

●工序处于稳定状态，是指工序的分布状态不随时间的变化而变化，或称工序处于受控状态；
●工序处于标准状态，是指设备、材料、工艺、环境、测量均处于标准作业条件，人员的操作也是正确的。

●工序的实际加工能力是指工序质量特性的分散（或波动）有多大。

加工能力强或弱的区分关键是质量特性的分布范围大小，或集中程度。

2表达式：若用符号B来表示工序能力，则：B＝6σ
3影响因素：
（1）人───与工序直接有关的操作人员、辅助人员的质量意识和操作技术水平；；
（2）设备──包括设备的精度、工装的精度及其合理性、刀具参数的合理性等；
（3）材料──包括原材料、半成品、外协件的质量及其适用性；
（4）工艺──包括工艺方法及规范、操作规程的合理性；
（5）测量──测量方法及测量精度的适应性；
（6）环境──生产环境及劳动条件的适应性。

二、工序能力指数
1概念：工序能力指数是衡量工序能力对产品规格要求满足程度的数量值，记为C P。

通常以规格范围T 与工序能力B的比值来表示。

即：C P=T/6σT=规格上限T USL-规格下限T LSL
2工序能力与工序能力指数的区别：工序能力是工序具有的实际加工能力，而工序能力指数是指工序能力对规格要求满足的程序，这是两个完全不同的概念。

工序能力强并不等于对规格要求的满足程序高，相反，工序能力弱并不等于对规格要求的满足程序低。

一定的工序能力指数将与一定的不合格品率相对应。

因此，工序能力指数越大，说明工序能力的贮备越充足，质量保证能力越强，潜力越大，不合格品率越低。

但这并不意味着加工精度和技术水平越高。

三、工序能力的评价与处置
工序能力指数C P客观地、定量地反映了工序能力对规格要求的适应程序，因此它是工序能力评价的基础。

根据工序能力指数的大小一般可将加工分为五类：1C P＞1.67特级加工
2 1.67≥C P＞1.33一级加工
3 1.33≥C P＞1二级加工
41≥C P＞0.67三级加工
5C P≤0.67四级加工
1CP＞1.67特级加工
●当质量特性服从正态分布，且分布中心χ与规格中心Tm重合时，T＞10σ，不合格品率P＜0.00006%。

（图）
● 工序能力过分充裕，有很大的贮备。

这意味着粗活细作或用一般工艺方法可以加工的产品，采用了特
别精密的工艺、设备或高级操作工人进行加工。

这势必影响了生产效率，提高了产品成本。

● 措施：
（1） 合理，经济地降低工序能力。

如改用低精度的设备、工艺、技术和原材料；放宽检验或放宽管理； （2） 在保证产品质量和提高经济效益的前提下更改设计，加严规格要求； （3） 合并或减少工序也是常用的方法之一。

2 1.67≥ CP ＞1.33一级加工
● 当χ=Tm 时，10σ＞T ＞8σ，不合格品率0.00006% ＜P ＜0.006%。

（图）
● 对精密加工而言，工序能力适宜；对一般加工来说工序能力仍比较充裕，有一定贮备。

● 措施：
（1） 允许小的外来波动； （2） 非关键工序可放宽检验；
3 1.33≥CP ＞1二级加工
● 当χ=Tm 时，8σ＞T ＞6σ，不合格品率0.006% ＜P ＜0.27%。

（图） ● 对一般加工而言，工序能力适宜。

● 措施：
（1） 对工序进行严格控制，使生产过程处于良好的稳定、正常状态，并保证不低于工序的质
量水平；
（2） 一旦发现工序有异常状态出现，立即采取相应措施，调整工艺过程，使之回到稳定、正
常状态； （3） 检查不能放宽。

4 1≥CP ＞0.67三级加工
● 当χ=Tm 时，6σ＞T ＞4σ，不合格品率0.27% ＜P ＜4.55%。

（图）
● 工序能力不足，不合格品率较高。

● 措施： （1） 要通过提高设备精度、改进工艺方法、提高操作技术水平、改善原材料质量等措施提高工序能力。

（2） 要加强检验，必要时实行全检。

5 CP ≤0.67四级加工
● 当χ=Tm 时， T ≤4σ，不合格品率P ≥4.55%。

（图）
● 工序能力严重不足，产品质量水平很低，不合格品率高。

● 措施：
（1） 必须立即分析原因，采取措施，提高工序能力； （2） 为了保证产品的出厂质量，应通过全数检查； （3） 若更改设计、放宽规格要求，不致影响产品质量或从经济性考虑更为合理时，也可以用更改设计的方法予以解决，但要慎重处理。

Taiwan VMTA Gro
工程能力指数C p 1.67 ≤C p 1.33≤C p ≤1.67X
1.0≤C p ≤1.331.0≤C p
≤0.67
C p ≤0.67工程能力充分工程能力满足勉强满足工程能力工程能力差
工程能力
很差
考虑管
或者C
理
维持，
TI G H 工程管
不良品
有必要及工
不能满
工程大有必要
LS L
U S L
C p 值判定工程能力 60Taiwan VMTA Group •作为没有偏移时使用的工程能力指数，是第1代工程能力指数。

•跟分布中心位置无关，只表示工程散布和规格幅度的关系(即，不考虑工程的平均)设计许用范围(D esi gn T ol eran ce)生产能力(Produ ct C ap abi l i ty)C p =
两测规格(图①)U S P -Χ3σC p = Χ-LS P 3σC p = 只管理规格上限(图②)只管理规格下限(图③)
U S L 中心值LS L
U S L 中心值LS L 中心值①②
③
设计容许范围设计容许范围设计容许范围U S P -LS P 6σC p =(2).工程能力指数C p •有偏移时使用的工程能力指数，为第2代工程能力指数。

•品质特性值的分布不在两测规格中心，而是偏在一边时，考虑偏移的程度的工程能力指数(即，考虑工程的平均).
USP -Χ3σCpk = USP -Χ
3σCpu =
Χ-LSP
3σCpl =
只有理规格上限只有理规格下限
(1 -Ca)Cp = Min (Cpu ，Cpl)= Min (Χ-LSP 3σ，
)｜Χ-m ｜T / 2Ca=USP+LSP 2m = ，USP-LSP 2T = ，※K ≥1的状态，偏移太大一般不会发生
有偏移的工程能力指数Cpk 只有一边有规格时，与工程能力指数Cp 相同。

如果K = 0(偏移度为0)，没有偏移度因此Cpk = Cp
有偏移的工程能力指数Cpk 只有一边有规格时，与工程能力指数Cp 相同。

如果K = 0(偏移度为0)，没有偏移度因此Cpk = Cp 两侧规格两侧规格偏移度偏移度一侧规格
一侧规格(3).工程能力指数Cpk 73日式公式只适用双侧规格
日式公式只适用双侧规格美式公式
适用于双侧规格
单侧规格
美式公式适用于双侧规格单侧规格
CPK---过程能力指数用来回答“过程长期运行时是否能满足要求？”
PPK---过程表现能力用来回答“目前过程生产的样品能否满足要求？”PPK是指初期制程能力指数，即产品在试产阶段，尚未大批量生产，制程尚不稳定的情况下（人、机、料、法、环等因素变化较大），反映当前的初期制程能力，在此种情况下，包括产品本身设计还不够成熟，如果计算出的PPK值偏小，除检讨制程外，还可以变化产品规格，在制程初期，绘制出管制图，如果不能连续25点都在控制界限内，则只能使用PPK，否则会高估制程能力而成误判；CPK是指稳定制程能力指数，即产品是在量产后一段时间，制程十分稳定的情况下（人、机、料、法、环等制程因素稳定，变化小）反映长期制程能力，并判定制程是否稳定，要控制图连续在25点都在控制界限内，方可使用CPK。

PPK，是进入大批量生产前，对小批生产的能力评价，一般要求≥1.67；而CPK，是进入大批量生产后，为保证批量生产下的产品的品质状况不至于下降，且为保证与小批生产具有同样的控制能力，所进行的生产能力的评价，一般要求≥1.33；
CPK只是一个预测，只能对稳定的东西作出预测，而过程表现PPK则应该用在还没有进行管制的过程。

长期运行下的过程应该是稳定的，如果不是，那就称为潜在过程。

过程能力的研究只有在过程已处于统计管制之下才能进行，也就是你所研究的过程已消除了组间差异。

所以，我们就经常把CPK与“长期”“组内”“潜在”联系在一起，而PPK则与“短期”“全部”联系在一起。

为了避免混淆“长期”与“短期”，CPK使用潜在（组内），PPK使用全部。

CP与PP的一些概念：
T=目标值
USL=规格上限
LSL=规格下限
CL=中心值
UCL=管制上限
LCL=管制下限。