第二章过程控制.
过程控制第二章 过程对象的动态特性讲诉
Rn 1
如果 T1 T2 Tn T 则 若还具有纯延迟 则 W0 ( S )
K 0 S e (TS 1) n
串联多容对象的动态特性等于各单容对象动态特性的乘积
二、无自平衡能力的双容过程
利用前面所学知识 对于水箱1:
容量滞后 n :一般是物料或能量传递克服一定的阻 力而引起的。
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§2.3 用响应曲线法辨识过程的数学模型
问题的提出:
许多工业过程,其内部工艺过程较为复杂或存在非线
性因素,甚至过程机理不明确,因而很难通过机理法对其 建模,只有采用实验建模的方法。 响应曲线法:又称1 ( S ) Q2 ( S ) Q1 ( S )
1 A1 R2 S 1
对于水箱2:
W02 ( S ) H 2 ( S ) Q2 ( S )
1 A2 S
H 2 ( S ) 1 1 1 1 W0 ( S ) Q1 ( S ) A1R2 S 1 A2 S T1S 1 Ta s
方法二:列写系统中各元件的微分方程;
在零初始条件下求拉氏变换; 整理拉氏变换后的方程组,消去中间变量; 整理成传递函数的形式。
返回
§2.1 单容对象的动态特性
单容对象:只有一个储蓄容量的对象。
一、自平衡过程的动态特性
自平衡过程:指过程在扰动作用下,其平衡状态被破坏 , 不需要操作人员或仪表等干预,依靠其自身逐渐达到新 的平衡状态的过程。
式中: q1,q2,h --分别为偏离某一平衡状态 q10,q20,h0 的增量 讨论:(1)、静态时,q1=q2,dh/dt=0 ; (2)、当q1变化时h变化 q2变化。
经线性化处理,有:
过程控制 第二章 PID调节
简单控制
第二章
比例积分为分控制及其调节过程
第二章
比例积分微分控制及其调节过程
§2-1 §2-2 §2-3 §2-4 §2-5 基本概念 比例调节 积分调节 比例积分调节 比例积分微分调节
第一篇
简单控制
第二章
比例积分为分控制及其调节过程
§2-1
基本概念
统计表明生产过程80%的控制可以用PID控制器构成单回路 反馈控制系统进行控制(简单控制系统)。 PID控制是比例积分微分控制的简称。 是一种负反馈控制。 即控制器与广义被控对象构成的系统为闭环负反馈系统。其作用
有直接关系 。
第一篇
简单控制
第二章
比例积分为分控制及其调节过程
4.TI变化对系统控制性能指标的影响
r e
1 TI s
u
Ke-τs Ts + 1
D y
衰减率ψ ↑ TI↑ S0↓ 稳态误差ess=0 超调量σ ↓ 振荡频率ω ↓
第一篇
简单控制
第二章
比例积分为分控制及其调节过程
5.与P调节比较
系统稳定性下降(加了一个位于原点的开环极点) 静态:无稳态误差;动态:由于调节不及时σ较大 在相同的稳定裕度下积分调节σ↑,振荡频率低,调节过程加长。
,选择P或PI调节
,选择PD或PID调节 ,用复杂控制。
Ke-τs G(s) = Ts +1
0.2 τ/T 1.0
τ/T > 1.0
蒸 汽 D
θ
B
1
A
θ θ A
0
o
稳态误差
冷 水 Q
冷 凝 水
Ke-τs Ts + 1
θ
1
东北大学过程控制系统第二章2 过程控制的数学模型-曲线响应
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
3.4 二阶加时延过程参数的确定
数学模型:
TC
x
(1 x)x1x
(1)
TA
T1 T2 TC
(2)
(2)
(1)
3.由阶跃响应曲线确定过程的数学模型
利用公式(1)计算T1和T2较为复杂,绘制曲线利用图解法求取T1和T2。 根据公式(1)绘制曲线见右图。
第二章 过程控制的数学模型
2.3 响应曲线辨识过程的数学模型
1. 阶跃响应曲线的测定
利用响应曲线辨识建立数学模型是一种常用的方法。 1.1 阶跃响应曲线的测定 过程:使输入量作一阶跃变化,记录输出量随时间变化的
响应曲线。即阶跃响应曲线。
输入信号:
响应曲线:
1. 阶跃响应曲线的测定
试验时必须注意: (1) 试验测定时,被控过程处于相对稳定的工作状态。 (2) 输入的阶跃信号不可太大,也不可太小。太大,影响生产;
1 0.46
20 33.5
3 1.7
25 27.2
4
5
3.7
9
30 40
21 10.4
8 10 19 26.4 50 60 5.1 2.8
15 16.5 36 371..55 70 80 1.1 0.5
第二题:
设阶跃扰动量△u=20%,某水槽的水位阶跃 响应数据见下表,用一阶惯性环节求取该液位的 传递函数。
欠佳,就难以获得对象的动态特性参数。
2. 矩形脉冲响应曲线的测定
阶跃响应法缺陷: 过程长时间的处于较大幅值的阶跃信号
作用下,被控量变化的幅度可能会超出生 产工艺允许的范围。
用矩形脉冲作为输入信号,将响应曲线 转化为阶跃响应曲线,确定数学模型。 脉冲信号看作:
第2章热工过程自动控制的基本概念
发散振荡的品质指标
2.0
过渡时间??? 峰值时间???
1.5
1.0
0.5
0.0
0
1
2
3
4
5
6
7
8
t
偏差性能指标min
平方误差积分准则 J e2 tdt
0
时间乘误差平方积分准则J te2 t dt
0
误差绝对值积分准则 J e2 t dt
0
时间乘误差绝对值积分准则 J t e2 tdt
衰减振荡(2)的MATLAB模拟
单调过程的MATLAB模拟
汽车ABS刹车时的车速和轮速
三、品质指标
余差(e) :系统过渡过程终了时给定值与被控参 数稳定值之差 最大偏差(A):被控参数第一个波的峰值与给 定值的差 衰减比(n):振荡过程的第一个波的振幅与第二 个波的振幅之比
衰减率(f):经过一个周期后,波动幅度衰减的 百分比 过稳渡定过值程 的5时%间或(2t%s)范:围系内统所过需渡的过时程间曲线进入新的 峰值时间(tp):系统过渡过程曲线到达第一个峰 值所需的时间,反映系统响应的灵敏程度
反应快,按设定的程序控制,必须有模型
人工控制
人在完成一项有目的的任务所经历的过程 眼睛观察 大脑分析决策、预期目标 油门执行 汽车受控对象
预期 分析决策
目标
观察 执行 观察
干 扰
工作对象被控量
预期 目标
设定 速度
汽车定速巡航
干
观察
扰
分析决策 执行 受控对象
调节器
观察 测量 执行
干 扰
受控对象
测量
最 大 偏 差
h(t)
0.8
0.6
0.4
过程控制(第二版)第二章
其矩形脉冲响应曲线
y*( t )=y1 ( t ) – y1 ( t – a ) y1( t )=y* ( t ) – y1 ( t – a ) 可以用分段作图法求取阶跃响应曲线。 t = 0 ~ a, y1(a )=y* ( a ) + y1(0 )
一、检测仪表的基本概念
(一)测量误差:测量结果与被测变量真值之
差
误差产生的原因:选用的仪表精确度有限,实验 手段不够完善、环境中存在各种干扰因素,以及 检测技术水平的限制等原因.
1、绝对误差
绝对误差指仪表指示值与被测参数真值 之间的差值,即
x x x0
思考
χ——仪表指示值 χ0——被测量的真值
A
B
0-100℃
0-1000℃
x 1℃
2、相对误差
实际相对误差:绝对误差与被测变量的真
值之比的百分数
引用相对误差(相对百分误差):
x x0 100% 100% x上 x下 仪表量程
最大引用相对误差:
max
max x上 x下 100%
28
25 t/min
120
0 2
6
本节重点
掌握过程数学模型的特点; 掌握常用机理建模方法; 掌握二阶以下的阶跃响应曲线建模方法;
第二节 过程变量检测及变送
过程变量检测主要是指连续生产过程中的温度、 压力、流量、液位、和成分等参数的测量 过程变量的准确测量可以及时了解工艺设备的 运行工况;为操作人员提供操作依据;为自动 化装臵提供测量信号。 仪表组成: 传感器—直接感受被测变量,并将它变换成适于 测量的信号形式。(一次仪表) 中间环节—将传感器检测信号加以转换和传送; 显示器---将转换的物理量用仪表加以显示就地 指示型仪表、单元组合型仪表、数字式显示仪 表 。(二次仪表)
过程控制第二章比例积分微分控制及其调节过程
正反馈和负反馈
自动化技术的核心思想就是反馈,通过反馈建立起输入(原因)和输出(结果) 的联系. 使控制器可以根据输入与输出的实际情况来决定控制策略,以便达 到预定的系统功能. 根据反馈在系统中的作用与特点不同可以分为正反馈 (positive feedback)和负反馈(passive feedback)两种。
反馈控制系统的组成:
反馈控制系统是由各种结构不同的元部件组成,它包括:
① 给定元件:给出与期望的被控量相对应的系统输入量
② 比较元件:把测量元件检测的被控量实际值与给定元件给出的输入值
进行比较,求出它们之间的偏差.常用的比较元件有:差动放大器,
机械差动装置,电桥电路等.
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过程控制
5
Kc---调节器运算部分的增益 此处的偏差为: e=r-ym, 与仪表制造业中相差一个符号.在上图中, Kv, K, Km都是正数,因此负反馈要求Kc为正。
Kc为负号: 调节器正作用方式
Kc为正号: 调节器反作用方式
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过程控制
12
3) 加热过程
条件: u↑ μ↑Q↑y↑
调节阀 被控过程
PID控制器最先出现在模拟控制系统中.传统的模拟PID控制器是通过硬 件(电子元件,气动和液压元件)来实现它的功能. 在电子电路中就可以通 过将比例电路,积分电路以及微分电路进行求和得到PID控制电路.
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模拟PID过控程制控制系统原理图
3
PID控制的优点: ① 原理简单,使用方便 ② 适应性强,广泛应用于各种生产部门,适用于多种控制方式
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过程控制
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δ对调节过程的影响:
δ增大,则比例系数减小,由比例调节器输出u=Kc*e,则调节阀的 动作幅度减小. 因此被调量的变化比较平稳, 甚至可以没有超 调,但残差大,调节缓慢,调节时间长.
第二章-过程控制单容
二、机理法建模步骤
输入输出量之间的关系 物理概念清楚, 白箱模型” 物理概念清楚,“白箱模型” 内部状态与输入输出的关系 1、根据建模过程和模型使用目的做出合理的假设 2、根据被控过程内在机理建立数学模型 主要依据: 主要依据:物质或能量的动态平衡关系 单位时间内流入量-单位时间流出量= 单位时间内流入量-单位时间流出量=被控过程内部物质或 能量的存储量的变化率
dt V = A⋅h
1
2Байду номын сангаас
= (Q1 − Q2 ) ⇒ dt A
稳态时变量为
Q10 , Q20 , h0 , µ0
dh0 Q10 − Q20 = 0 = A ⇒ h不变 dt 各变量相对稳态的增量 增量为 各变量相对稳态的增量为: ∆h = h − h , ∆Q = Q − Q
0 1 1
10
∆h(∞ ) ∞ 0.632∆h(∞ )
t
∆h
表示的是t=0时液位变化的初始速度, 表示的是t=0时液位变化的初始速度, 时液位变化的初始速度 由响应曲线来看, 由响应曲线来看,dh/dt|t=0等于 |= 曲线在起始点切线的斜率h(∞)/T,可 曲线在起始点切线的斜率 , 这条切线在新的稳态值h(∞)上截 见,这条切线在新的稳态值 上截 得的一段时间正好等于T。 得的一段时间正好等于 。
流入流出量与输入输出量的区别
理解流入流出量,才能正确理解被控过程动态特性的 理解流入流出量, 实质, 实质,物质或能量的平衡关系是反应过程特性的基本 关系,也是机理法建模的基础。 关系,也是机理法建模的基础。 在控制系统方框图中,无论是流入量还是流出量只要 在控制系统方框图中, 是引起被调量变化的原因, 是引起被调量变化的原因,就是被控对象的输入量 控制输入或扰动输入)。 (控制输入或扰动输入)。
过程控制系统
过程控制系统第一章&第二章1.过程控制系统:为了实现过程控制,以控制理论和生产要求为依据,采用模拟仪表、数字仪表或计算机构成的总体,称为过程控制系统。
2.过程控制系统的组成:系统输出、受控过程的输入、外部扰动、受控过程、广义过程、控制器。
3.过程控制系统的分类:a)按过程控制系统的结构特点来分类i.反馈控制系统 ii.前馈控制系统 iii. 前馈-反馈控制系统b)按给定信号的特点来分类i. 定制控制系统 ii. 程序控制系统 iii. 随动控制系统4.过程建模数学模型a). 机理建模法 b). 实验建模法5.过程输入量与输出量之间的信号联系,称为“通道”;控制作用与受控参数之间的信号联系,称为“控制通道”;扰动作用与受控参数之间信号联系,称为“扰动通道”。
6.自衡特性:在扰动作用破坏平衡工况后,被控过程在没有外部干预的情况下自动恢复平衡的特性。
表示。
7.有自衡能力的单容过程的数学模型,都可用传递函数G(s)=&'()*8.题2-4、2-6(P29)什么是过程的自平衡能力?第三章1.一次仪表:测量体将被测参数成比例地转换为另一便于计量的物理量,所用的仪表叫做一次仪表。
2.二次仪表:显示被计量的物理量的仪表。
3.准确度等级:任何自动化仪表均有一定误差。
常用仪表精度等级:0.1、0.2、0.35、0.4、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0等(工业常用0.5~4.0)。
4.热电偶测温计a)测温原理:热电效应b)补偿导线:用两根不同的金属丝,它在0----100摄氏度温度范围和所连接的热电偶具有相同的热电性能,其材料是廉价金属,用它将热电偶的冷端延伸出来。
c)冷端补偿:为了消除冷端温度变化对测量精度的影响。
i.计算矫正法 ii. 补偿电桥桥5.热电阻温度计a)工作原理:利用导体或半导体的电阻值随温度变化的性质来测量温度的。
b)特点:性能稳定、测量精度高、测量范围宽、同时还不需要冷端温度补偿,一般可在—270~900ºC 范围内使用。
第二章 过程控制系统的数学模型-1
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被控对象的动态特性 2:对象动态特性的定义 是指对象的某一输入量发生扰动时,其 被控参数随时间变化的特性。 3:被控对象的分类 具有一个被控参数的被控对象——多输入单输 出的被控对象 具有若干个被控参数的被控对象——多输 入多输出的被控对象
过 统
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几种典型的过渡过程:
过 统
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几种典型的过渡过程:
非周期衰减过程 衰减振荡过程 √ √
等幅振荡过程 发散振荡过程
? X
一般是不允许的 除开关量控制回路
单调发散过程
过 统
X
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数学
几种
数学模型
时域模型
频域模型
方框图和信号流图
状态空间模型
微 分 方 程
差 分 方 程
传 递 函 数
干扰:内干扰---调节器的输出量u(t); 外干扰---其余非控制的输入量。 通道:输入量与输出量间的信号联系。
过 统
控制通道 干扰通道
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被控对象特性:
指对象输入量与输出量之间的关系(数学模型) 指对象输入量与输出量之间的关系( 数学模型)
即对象受到输入作用后,被控变量是如何变化的、变化量为多少…… 即对象受到输入作用后,被控变量是如何变化的、变化量为多少…… 输入量?? 控制变量+各种各样的干扰变量
y(t)表示输出量,x(t)表示输入量,通常输出量的阶次不低与输入量的阶次(n≥m) 表示输出量,x(t) 表示输入量,通常输出量的阶次不低与输入量的阶次(
当n=m时,称对象是正则的;当n>m时,称对象是严格正则的;n<m 的对象是不可实现的。通常n=1,称该对象为一阶对象模型;n=2, 称二阶对象模型。
过程控制系统
分析可知,以风量作控制参数为最佳选择。
§2-3 执 行 器 选 择
0、概述
1. 作用
•在自动控制系统中,接受调节器的指令;
•经执行机构将其转换为相应的角位移或直线位移;
•去操纵调节机构,改变被控对象进、出的能量或
物料。
2.
组成
执 行 机 构 调 节 机 构
3. 类型
薄 膜 机 构 - - 应 用 最 广
快开特性:适于要求快速开、闭的控制系统。
抛物线特性:介于直线特性与对数特性之间,弥补了直线特 性小开度时控制性能差的缺点。
三、控制阀作用方式的选择
(一)、气开气关方式的选择
• 选气开还是气关式,由生产工艺的要求决定。 1、从生产的安全出发 2、从保证产品质量考虑 3、从降低原料和动力的损耗考虑 4、从介质特点考
过程控制系统
第一章 绪论 第二章 单回路控制系统 第三章 串级控制系统
第一章 绪论
1、过程控制的概念
凡是采用数字或模拟控制方式对生产过程的某一或某些 物理参数进行的自动控制通称为过程控制。
2、过程控制的特点
过程控制的目的:保持过程中的有关参数为一定值或按 一定规律变化。
过程控制的特点:
1、被空对象的多样性 2、普遍存在滞后 3、特性往往具有非线性
一般希望控制通道克服扰动的应使扰动作用点位置远离被控 量能力要强,动态响应应比扰动通道快,要突出干扰作用,应使扰 动作用点位置远离被控量。
(三).实例讨论
例1:喷雾式乳粉干 燥设备的控制 。
1.控制要求:干燥后的 产品含水量波动要小。
2.被控参数选择:干 燥器里的温度
3.控制参数的选择 (三种方案如图所示)
8、调节器输出:根据偏差值、经一定算法得到的输出值。
第二章-过程控制多容
令 T1 A1R2 T2 A2R3 K KR3
则
T 1 T 2dd 2 t2 h 2(T 1T 2)d d th 2 h 2K
取 拉 氏 变 换H(2s()s)L{L { h(t2)(}t)}
Q
1
Q
2
A
1
d
h1 dt
①
Q
1
K
u
②
1
Q2
R 2 h1
③
Q 2
Q3
A2
d h2 dt
④
Q3
1 R3
h2⑤
K u
h1 R2
A1
d h1 dt
⑦
h1 R2
h2 R3
A2
d h2 dt
⑨
K R h2A 1dd th1A 2d dth2⑧ 3
dh R
hAR 2 2 h
1 R3
h2
1 R2
( h1
h
2
)
①+④:
Q1
Q3=A1
dh1 dt
A2
dh2 dt
中间变量
K uR 13 h2A 1dd th1A 2d dth2
R h 2 1 R h 2 2 R h 3 2 A 2 d d t h 2 h 1 ( 1 R R 2 3 ) h 2 A 2 R 2 d d t h 2
对象的容积个数愈多,其动态方程 的阶次愈高,其容积迟延愈大;
被控过程的容量系数越大,容积迟 延也越大,图中给出的是具有1~5个 容积的对象的飞升特性。实际对象的 容积数目n可能很多,每个容量系数 大小也不同。
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ISO 9000:2000 标准中提出的:“八项质量管理 管则其中《过程方法》是“八项质量管理原则”和 “十二项质量管理体系基础”之一。为使组织的质量 管理体系有效运行,必须识别和管理众多相互关联的 过程。系统地识别和管理组织所采用的过程,特别是 这些过程之间的相互作用,这种模式我们称为“过程 方法”。 采用过程的过程方法比采用20个要素管理模式更 加符合组织的实际。采用过程方法的好处是由于基于 每个过程考虑其具体的要求,所以资源的投入、管理 方式的要求、测量方式和改进活动都能互相有机的结 合并做出有效的控制,从而有助于有效地使用资源, 降低成本、缩短周期,向着高质量、高效益方向迈进。 但在理解过程方法应与管理的系统方法(八项质量 管理原则之一)
因此,当确认过程能力可以满足精度要求的条件下,过 程能力是以该过程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,影响过 程能力的偶然因素的总合结果近似地服从正态分布,为 了便于过程能力的量化,可以±3时(μ分布中心)产品 质量合格的概率可达99.73%,因此以± 3 即绝对值6 为标准来衡量过程的能力是具有足够的精确度和较好的 经济性的。 于是,取过程能力为: B=6 B——过程能力
在计数值数据计算中,只需将二项分布、泊松分布的相关特征 值代入即可转换为计数值过程能力指数的计算公式如下:
CPU=:
P
U
P
3
P 1 P n
p 为允许的过程不合格品率上限;
: 为过程不合格品率平均值; n: 为样本数; PU为允许的过程不合格品率 上限。
p1 n
生产过程中,主要影响过程能力的因素有: a、过程的操作人员、辅助人员的思想状况和技 术水平;——人 b、过程中使用的设备、工装、辅助工具、刀具、 量具的精度、适用性和可靠性等;——机 c、过程中使用的原材料、辅料、半成品合理性 和适用性——料
d 过程中选择的工艺方法,工艺准则、操作方 法等正确性和严格性 等 ——法 e 过程实施的环境是否适宜等 ——环 五大因素:人、机、料、法、环称为 “4M1E” 过程能力是以上五种因素的综合反映,控制 过程能力,提高过程能力均应从这些方面着手。 对过程能力进行分析,就是要在生产过程中各 个过程,考察为使产品制造质量达到设计质量 要求而提出的设备、材料、人员、方法和环境 等对各个过程产品质量的适应程度。
四、过程性能与过程性能指数 前面所说的过程能力与过程能力指数用的都是短期数据 计算的,并要求过程稳定。这样计算出的过程能力指数是 短期过程能力指数,只不过把短期两字省略。 短期过程能力和短期过程能力指数主要用于: 1、验证过程生产出来的产品是否能符合顾客的要求; 2、验证一个新过程或经过改进的过程的实际能力是否符合技 术参数要求。 当一个过程已达到稳定,且能符合短期的要求,紧接着应 进行长期能力和长期过程能力指数的研究。但是短期和长 期是相对的,没有明确的界线。如一个月是短期,很可能 一个季度或半年就为长期。若三个月到半年为短期,则一 年以上就可能称为长期。 3、过程性能 指长期的过程能力为过程性能(Process Perfomance), 记为P同样定义为过程标准差的6倍,与过程能力(短期)C
过程控制
第二章 过程概念 一 过程的定义 ISO 9000:2000质量管理体系,基础与术语标准 3.4.1条款是这样定义的:过程:“一组将输入转化为 输出的相互关 联或相互作用的活动。” 注1:一个过程的输入通常是其他过程的输出。 注2:组织为了增值通常对过程进行策划并使其在 受控条件下 运行。 注3:对形成的产品是否合格不易或不能经济地进 行验证的过 程,通常称之为“特殊过程”。 过程是质量管理体系建立实施改进的基础,因此 组织为了增值,通常对过程进行策划,并使其在受控 条件运行。策划过程的三个要素即输入、输出和活动。
指长期过程能力(过程性能)的程度,为过程性能
指数用PP表示:
①PP通常称之为潜在过程性能指数
PP
T 6 LT
T 6 T
②单侧上限过程性能指数 : TU PPU 3 LT ③单侧下限过程性能指数 : TL PPL 3 LT ④实际过程性能指数: PPK (1 K ) PP
等 C (C ) 级 P PK 特 级 Ⅰ 级 Ⅱ 级 Ⅲ 级 CP> 1.67
分析 判断
措施
更换机器设备、工装、模具;降低 过程能力过剩 机床精度;降低技术工人等级,降 低生产成本。
1.67≥ 减少抽样检验频次,可放宽检验。 CP≥1.3 过程能力充分 可以考虑降设备精度等级。 3 1.33≥ 过程能力尚可 过程实施按标准、工艺准则进行。 CP>1 在确认不影响最终产品质量的情况 下,审定、经验证可考虑放宽公差 1 ≥ CP 过程能力不足 范围。 >0.67
三 过程能力指数 过程能力指数:指产品质量的规格要求与 制造时过程所具有满足要求能力的比值。有也 称过程能力指数为工序能力指数或工程能力指 数。 过程能力指数:Cp= T/B=TU-TL/6≈TU-TL/6S 过程能力(B)满足质量规格(T)要求的程度。
T 质量规格要求(公差范围); TU 为上限质量规格(上公差); TL 为下限质量规格(下公差); 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; (1)计量值数据过程能力指数计算 当质量特性值分布有偏移的情况: M 质量特性的目标值:M=TU+TL/2
5、过程稳定性的评定
在过程能力指数计算中采用短期内过程质量分布标准差σS
而过程性能指数计算中采用长期的过程质量特性分布标准差 σL,显然有: σL≥ σS即PP≤CP的道理。
Ⅳ 级
CP< 0.67
过程能力严重 增加检验频次,加严检验;分析原 不足 因采取纠正措施,改进质量。
过程流动合格率、过程的最终合格率、产品的 失效率、质量损失等,都与过程能力有关,所 以应不断改进,稳态下的过程能力,提高过程 的结果——产品的质量和减低成本获得顾客的 满意和忠诚。 在教材中第9——15页有: 产品过程能力等级评价表1-3 产品过程综合特性能力等级评定及措施表表1-4 (一)、(二)、(三)。 过程能力与不合格品率对应表1-5 失效率等级划分表1-6 过程能力与产品失效率关系1-7 过程能力与质量损失表1-8
的差别有两点:①不要求过程一定稳定,长期很多复杂因素
影响很难做得到。②标准差σ可记为σST(Short time)长期的 标准差记为σLT(LT-Long Time),有的书上往往把短期的 标准差记为σ;而长期的记为σT,(total总体的) 求 σST可用样本标准差S或样本极差R经过修偏(估计) 而求得:
是有所区别的。“过程方法”侧重于研究单个的过程,即过 程的输入、输出,活动及所需的资源,以及该过程与其 相关过程的关系。而“管理的系统方法”侧重于研究若干个 过程乃至过程网络组成的体系,以及体系运作时如何完 成组织的质量目标。当然应这样理解“过程方法”是“管理 的系统方法”的基础。 为了有效的对过程控制,在ISO9001:2000质量管理体系 要求的标准8.2.3条款中提出了对“过程的监视和测量”。 8.2.3条款要求组织应采取适宜的方法对质量管理体系过 程进行监视,并在适用时进行测量。这些方法证实过程 实现所策划的结果的能力。当未能达到所策划的结果时 ,应采取适当的纠正和纠正措施,以确保产品的符合性。
望小值时的过程能力指数,给定单侧公差TU 要求产品质量特性值X≤ TU,应越小越好。如啤 酒、食油等溢出量、产品表面平面度,产品的 不合格品率等。 望大值时的过程能力指数,给定单侧公差TL, 要求X≥TL,越大越好。如金属材料的强度,化 工产品出率、产品合格率等。
图示
公式
示例
M
x
=Ɛ 目 标 值
b 减小质量特性值的标准偏差 (样本标准偏 差 S) 样本标准偏差S表征质量特性值的离散程度。 在实 际生产过程中减小S往往是很困难的,涉及 到人、 机、料、法、环诸多因素,需要通过质 量改进,持 续改进等措施来实现。 c 放宽公差范围 产品的公差范围是设计过程中,依据顾客的 要求而确定的。
从满足顾客各种要求为原则,不能轻易放 宽公差,在科学论证顾客满意、严格验证的情 况下,取得适宜的公差范围。其更改程序应按 “设计、开发、过程的程序文件”实施。 在实际生产产品过程中往往单侧公差较多, 我们称计量值的单侧上公差为望小值,望小值 质量特性值的过程能力指数计算为: 望小值:CPU=(TU-X)/3S (无偏差时) 其下公差为望大值,其过程能力指数计算为: 望大值:CPL=(X-TL)/3S
二、过程能力 过程能力指“处于稳定生产状态下的过程的实际加 工能力”。 什么是处于稳定生产状态下的过程? 稳定生产状态下的过程应是: a、原材料或上一过程半成品按照标准要求供应; b、本过程按作业标准实施,并应在影响过程质量各 主要因素无异常的条 件下进行; c、过程完成后,产品检验、试验或验证按标准要求 进行。 总之,过程实施及前后过程符合标准要求。在非稳定 生产状态下的过程所测得的过程能力是没有任何意义 的。显然,过程能力的测定一般是在成批生产状况下 进行的。过程满足产品质量要求的能力主要表现在两 个方面: a、产品质量是否稳定; b、产品质量精度是否足够。
所以ISO9001:2000标准对过程要求,这里是指所 有的过程,而不能理解只是产品实现过程。能用适用 的方法对过程能力进行测量和控制,就用量化进行测 量,如测量过程能力指数、过程能力的合格率、流动 合格率。不适用测量的,可用适当的方法进行监视、 控制过程能力如控制图法、过程审核、自我评价等方 法都可用作监视控制过程能力。 对过程的监视和测量,都是指过程能力而言。而 不是过程的结果,过程的结果是产品。在标准 ISO9001:2000的8.2.4条款中专门规定了“产品的监 视和测量。”下面我们主要介绍的是过程控制。就是 对过程能力运行中的控制。控制应包括对过程能力的 数据收集、测量、分析和改进等。