过程能力与过程能力指数

过程能力

过程能力

在管理状态的制程上，该过程具有达成品质的能力，称为过程能力。正确地维持作业的条件或标准且在计数上、经济上良好且安定的制程上，量测产品的品质特性，通常以或有时仅以6 来表示。

过程能力指标(process capability indices ( 与))：过程能力指标是一些简洁之数值，用来表示过程符合产品规格之能力。指标之值可视为过程之潜在能力，亦即当过程平均值可调到规格中心或目标值时，过程符合规格之能力。指标之值与指标类似，但将过程平均值纳入考虑。

过程能力分析(process capability analysis)：在产品生产周期内统计技术可用来协助制造前之开发活动、过程变异性之数量化、过程变异性相对於产品规格之分析及协助降低过程内变异性。这些工作一般称为过程能力分析(process capability analysis)。

过程能力的概念

过程能力：所谓的过程能力，就是过程处于统计控制状态下，加工产品质量正常波动的经济幅度，通常同质量特性值分布的6倍标准偏差来表示，记为6σ.

生产能力：指加工数量方面的能力。

过程能力决定于质量因素而与公差无关。

为什么要进行过程能力分析？

之所以要进行过程能力分析，有两个主要原因:

·我们需要知道过程度量所能够提供的基线在数量上的受控性；

·由于我们的度量计划还相当“不成熟”，因此需要对过程度量基线进行评估，来决定是否对其进行改动以反映过程能力的改进情况。根据过程能力的数量指标，我们可以相应地放宽或缩小基线的控制条件。

工序过程能力指该工序过程在5M1E正常的状态下，能稳定地生产合格品的实际加工能力。过程能力取决于机器设备、材料、工艺、工艺装备的精度、工人的工作质量以及其他技术条件。过程能力指数用Cp 、Cpk表示。

案例一：某公司某工序的关键指标?——拉力参数的控制图如下，我们进行如下过程能力的分析：Cpk= Min[ (USL- Mu)/3s, (Mu - LSL)/3s][1]

过程能力的意义

SPC的基准

SPC的基准：就是统计控制状态或称稳态，过程能力即稳态下所能达到的最小变差。过程能力反映了稳态下该过程本身所表现的最佳性能(分布宽度最小)。因此，在稳态下，过程的性能是可预测的，过程能力也是可评价的。离开稳态这个基准，对过程就无法预测，也无法评价。

过程能力的决定因素

过程能力决定于由偶因造成的总变差。当过程处于稳态时，产品的计量质量特性值有99.73%落在u±3 的范围内，其中u和为质量特性值的总体参数，也即有99.73%的产品落在上述6 范围内，这几乎包括了全部产品。

故通常用6倍标准差(6 )表示过程能力，它的数值越小越好。

注意：根据上述，在评估过程能力之前，首先必须将过程调整到稳态，并且当所使用的控制图已经判稳，反映过程处于稳态，然后才能开始对过程能力进行评估。

过程能力指数

过程能力指数度量

(1)过程能力指数度量

过程能力指数(Process Capability Index)：简称PCI或，以往也称为工序能力指数。

过程能力一般是通过过程能力指数度量如下：

(双侧规范)

式中：公差，为公差上限，为公差下限，

为质量特性值总体的标准差，为其估计值，

国标GB/T4091-2001规定可由 (参见或 (参见控制图)估计。

(2)参数的意义

在上述过程能力指数中，反映对产品的技术要求(也可以理解为客户的要求)，而则反映过程加工的质量(也即本企业的控制范围)，故在过程能力指数Cp中将6 与比较，反映了过程加工质量满足产品技术要求的程度，也即企业产品的控制范围满足客户要求的程度。

各种分布情况下的过程能力指数Cp值

根据与6 的相对大小可以得到图7.4-1的三种典型情况。

(1)Cp值越大，表明加工质量越高，但这时对设备和操作人员的要求也高，加工成本也越大，所以对于Cp值的选择应根据技术与经济的综合分析来决定。

当T=6 ，Cp=1，从表面上看，似乎这是既满足技术要求又很经济的情况。但由于过程总是波动的，分布中心一有偏移，不合格品率就要增加，因此，通常取Cp 大于1。

(2)从可知，当Cp=1.33，T=8 ，这样整个质量指标值的分布基本上在上下规范限之内，且留有相当余地。

需要说明的是，随着时代的进步，对于高质量、高可靠性的“6 控制原则”情况，甚至要求Cp达到2.0以上，所以对Cp的要求应视具体情况而定。

过程能力判断

过程能力指数的值越大，表明产品的离散程度相对于技术标准的公差范围越小，因而过程能力就越高；过程能力指数的值越小，表明产品的离散程度相对公差范围越大，因而过程能力就越低。因此，可以从过程能力指数的数值大小来判断能力的高低。从经济和质量两方面的要求来看，过程能力指数值并非越大越好，而应在一个适当的范围内取值。

过程能力判断指标和措施

过程能力测定方法

直接测定法

对工序使用的设备或装置的某些特性直接进行测定，以得到有关参数。例如定期检查机床的精度，使其能保持良好的加工性能。

测定产品法

通过测量工序生产出的产品，并根据其变化情况来计算和分析过程能力。对产品质量特性值的测量，不仅得到了产品本身的质量情况，同时产品质量特性值的变化也反映了工序质量的变化，并且通过产品质量来推测工序质量，在实际生产过程中往往是可行的。计算过程能力指数的原始数据就是通过测定产品得到的。

差错分析法

通过分析操作及管理上的差错来判断过程能力是否充足。对操作工的能力等“软件”的测定，往往难于用仪器仪表来测定，但可通过对所有差错的类型、数量的分析来推测过程能力是否充足