过程能力分析

二）过程能力分析 1•过程能力
过程能力指产品生产的每个过程对产品质量的保证程度， 反映的是处于稳定生产状态下的过 程的实际加工能力，记为B 。

获取产品生产的过程能力，
是质量管理中收集样本的目的之一，
以便了解过程的生产能力如何， 即生产合格品的能力究竟如何。

如果生产能力过低， 必需采
取措施加以改进。

过程能力越高，稳定性越高，生产能力也强。

过程能力的高低可以用标准 差b 的大
小来衡量。

b 越小则过程越稳定，过程能力越强； b 越大过程越不稳定，过程能力
越弱。

当生产过程稳定，且产品的技术标准为双侧时，
B=6b 见图11— 10）。

过程能力包括长期过程能力和短期过程能力。

短期过程能力是指仅由偶然因素所引起的部分 变异，它实际上反映了短期变异情况。

长期过程能力是指由偶然因素和异常因素所引起的总 变异，它实际反映了长期变异情况。

过程能力只与标准差有关，而与产品的技术要求无关，只表示一个过程固有的最佳性能。

标
准差决定于质量因素，即人、机、料、法、环，与规范无关。

为了反映和衡量过程能力满足 技术要求得程度，引进一个新指标，即过程能力指数。

［例题6］过程能力的高低可以用标准差 b 的大小来衡量。

b 越小则（）。

A. 过程标准越高 B. 过程越稳定 C. 过程越不稳定 D. 过程能力越强 E. 过程能力越弱 答案：BD 2•过程能力指数
过程能力指数反映过程加工中质量满足产品技术要求的程度， 也即产品的控制范围满足顾客
要求的程度。

过程能力指数=技术要求/过程能力（11 —14）
过程能力指数越大，说明过程能力越满足技术要求，产品质量越有保证。

对于产品特性值分布的平均值
卩与规范中心M 重合即无偏移时用 Cp 衡量，对于产品特性
值分布的平均值 卩与规范中心M 不重合即有偏差时用 Cpk 衡量。

① 无偏移双侧规范情况的短期过程能力 对于双侧规范情况，无偏移短期过程能力指数 Cp 的计算公式如下：
大的情况，即0W K<1。

3•过程能力指数与产品不合格率的关系 当生产过程处于稳定状态时，过程能力指数 的大小可以用来反映产品质量水平的高低。

中心重合，分布中心和标准中心不重合。

R
者关糸， 4•过程能力评价
根据过程能力指数的大小可以对质量水平进行评价和判定，可将过程能力分为五级。

表11--6过程能力分级表
等级过程指数Cp 或CPk 过程能力分析
Cp 和不合格品率P 相对应。

所以过程能力指数 P 与Cp 的关系有两种情况，即分布中心与标准 分布中心与标准中心重合时，
可用如下公式表示两
特级Cp> 1.67过程能力过于充分
一级1.67 > C B 1.33过程能力充分
二级1.33 > CP > 1过程能力正常三级1> Cp> 0.67过程能力不足四级CPC 0.67过程能力严重不足
［例题7］根据过程能力指数的大小可以对质量水平进行评价和判定() 。

A. Cp > 1.67;过程能力严重不足
B. 1.67 》CP.33;过程能力充分
C. 1.33 A CPI;过程能力正常
D. 1 A Cp0.67;过程能力不足
E. CP < 0.Q7过程能力过于充分
答案：BCD
一、内容提要
这节课主要是讲第十章设备工程质量形成过程中的第一节设备工程设计质量的形成过程
以及第二节设备采购质量的形成过程
二、重点、难点
考试目的
主要考察专业技术人员在设备工程设计、采购质量形成过程中解决实际问题的能力
考试基本要求
掌握：设备工程设计质量的形成过程，设备采购工作程序，设备采购工作任务和工作重点。

熟悉：设备工程设计过程。

第十章设备工程质量形成过程
第一节设备工程设计质量的形成过程
一、对设备设计的要求
设备工程的设计工作包括设备工程项目设计和设备单体的设计。

设备工程项目的设计一般是
指在项目建议书和可行性研究报告经评审并下达设计任务后，从开始作设计准备到施工图绘
制完毕及全部设计文件结束这一工作时间阶段；而设备的设计一般在初步设计和工作图设计
阶段完成。

对于标准设备和通用设备可以用设备清单及设计说明的形式提出。

对于非标准设备则要求提出非标准设备设计任务书。

该任务书应能满足用它作依据进行非标准设备具体设
计工作的需要。

它的内容应包括：工艺要求、工作原理、技术参数、设备规格、精度要求、产量效率、操作和控制方式、应执行的技术标准等内容。

在施工图阶段，绘制完整的供设备
制造、安装使用的图纸和编制施工技术说明书，特别是设备的预埋件、连接装置及外部的管
线都要在图纸和说明中表示清楚。

编制设备购置、制造、安装和调试的资金预算。

［例题1］()的设计一般是指在项目建议书和可行性研究报告经评审并下达设计任务后，
从开始作设计准备到施工图绘制完毕及全部设计文件结束这一工作时间阶段。

而设备的设计一般在初步设计和工作图设计阶段完成。

A. 设备的技术
B. 设备
C. 设备工程项目
D. 设备整体
答案：C
保证设备工程中设计的设备达到适用、可靠和经济是设备设计管理的目标要求。

适用是指设计的设备能够完全的满足生产工艺的要求和使用功能的要求。

满足程度的高低就
是适用性的好与差。

设备的性能，如工作范围的大小，工作精度、设备的容量、使用的动力；设备的体积大小及重量、外观造型；设备在项目总体或局部的布置、设备接口之间的衔接等都反映了设备设计的适用性。

可靠性是指设备在预定的时间内能够安全、稳定地保持设备原有的适用性。

通常，设备在运
行中由于各种原因不可避免地降低原有的性能，使其适用性降低。

因此在设备使用过程中，应定期保养维护，以保持其原有的适用性。

设备的经济性包括三个方面的含义：一是在满足适用和可靠的前提下尽量降低设备的一次投资费用(设备的购置费和安装调试费)；二是设备运行所消耗的能源、辅料及相应的人工费要低；三是设备的日常维护及保养的费用要低。

对于这些方面，在设备设计时，应综合考虑，在设计阶段，考虑好设备的经济性，是控制设备工程投资的重要环节。

［例题2］设备的经济性包括()方面的含义。

A. 设备能够完全的满足生产工艺的要求和使用功能的要求
B•在满足适用和可靠的前提下尽量降低设备的一次投资费用
C•设备运行所消耗的能源、辅料及相应的人工费要低
D. 设备的日常维护及保养的费用要低
E. 满足程度的高低就是适用性的好与差
答案：BCD
二、设备设计过程的划分
设备设计通常可分为单台设备设计、设备成套设计和安装调试的设计。

本章以单台设备的设
计为例论述设计过程。

设备的开发设计包括初步设计、技术设计和工作图设计。

(1) 初步设计，又称方案设计，它是决定设备概念质量的基础。

初步设计的任务是：进行设备总体方案的构思；确定设备的原理、结构、总体布局和系统配置；提出设备性能、精度和寿命方面的总体质量指标以及设备外观及装饰要求等内容。

初步设计要编制技术任务书，它是技术设计和工作图设计的依据。

初步设计完成以后，要进行设计评审，其主要任务是评审初步设计满足用户或市场对设备适用性需要的程度。

这是一次很重要的设计评审。

对于复杂设备，有时进行多次初步设计评审。

⑵技术设计，要完成设备原理、结构、系统、参数等方面的一系列的比较、计算、验证、复核、优化工作。

技术设计与工作图设计是把设备概念质量转化为设备规范质量的关键环节。

一旦出了纰漏，就会造成重大损失，甚至导致设备开发设计的全面失败。

技术设计完成之后，要进行设计评审，认真地进行复核和评价工作。

(3) 工作图设计，是将设备概念质量转化为设备规范质量的关键步骤。

在这一程序中要完成设备装配图、部件图、零件图的设计，还要完成包装图、安装基础图的设计，同时也要完成外购配套件、标准件、材料等各种明细表编制。

除此之外，要进行设备质量特性重要性分级。

总之，工作图设计要完成开发设备的全套图样和技术文件。

在制造/施工设计中必须进行标准化审查、结构工艺性审查以及其他必要的会签。

工作图设计完成之后，需进行设计评审。

［例题3］初步设计的任务是()等内容。

A. 进行设备总体方案的构思
B. 确定设备的原理、结构、总体布局和系统配置
C. 要进行设备质量特性重要性分级
D. 提出设备性能、精度和寿命方面的总体质量指标
E. 设备外观及装饰要求
答案：ABDE (230)。

三、设计质量的形成过程
设计过程是设备工程质量形成的关键过程，在设计过程中通过过程化的控制方法对设计过程
进行控制，保证设计的设备达到适用、可靠和经济等方面的要求。

(一)设计策划和目标
设计策划是指针对某设备的设计任务建立质量目标，规定质量要求和安排应开展的各种活
动。

设计策划要形成文件，通常以设计计划的形式编制，并作为设计管理和控制的重要文件。

设计承包商承揽设备的设计任务后，应首先通过质量策划制定出设计质量计划，并在此基础上制定出该阶段的进度计划。

针对设备设计质量计划的要求，明确设计的质量目标，并根据
确定的设备设计的各个环节和步骤，规定必须开展的质量活动和工作内容、要求及职责，配备具有资格的设计人员及其他必需的资源，根据各项活动的计划进度要求，合理进行时间安排。

通过设计质量计划和设计进度计划，确保设计工作顺利进行。

设计承包商编制的设备设计计划除应包括项目质量目标和对设计质量管理的要求外，还应包括以下内容：
(1) 项目概况；
(2) 项目设计范围及设计分工；
(3) 设计指导思想和设计原则；
(4) 顾客(业主)对设计工作的特殊要求；
(5) 设计人工时估算及设计组织，包括专业负责人，主要的专业设计、校核、审核人员；
(6) 控制设计进度的里程碑计划；
(7) 设计采用的标准、规范等；
(8) 设计各阶段设计评审和验证的安排；
(9) 必要的附件，包括：
①设计合同或设计任务书；
②项目基础资料；
③项目设计数据；
④项目进度计划表等。

在设计策划过程中各专业根据项目合同要求准备专业设计初步方案，并由设计承包商组织有
关专业部门进行初步方案评审，评审后的初步方案应提交设备监理工程师审核并作为设计计划的基础。

在项目实施过程中，要严格执行设计计划，如需要对设计计划进行修改，应按程序进行审批。

［例题4］设计承包商编制的设备设计计划除应包括项目质量目标和对设计质量管理的要求外，还应包括()内容。

A. 设计合同或设计任务书
B. 项目设计范围及设计分工
C•设计指导思想和设计原则
D. 控制设计进度的里程碑计划
E. 设计采用的标准、规范等
二)设计输入
1.设计输入的概念及其构成
设计输入是指顾客(业主)对设计的产品期望的质量要求，以及设计过程中必须贯彻的有关标准和必须遵循的有关安全、环境保护、人类健康等法规及社会要求。

它是确立设计产品的质量目标，开展产品设计工作的准则。

也是以后验证产品设计是否达到规定要求，评审设计和规范质量优劣程度的依据。

因而在设计之前务必对设计输入实施控制，通过评审确保设计输入的完整性和准确性。

设计输入应予以规定并形成文件，包括：
(1) 功能和性能的要求；
(2) 适用的法律和法规要求；
(3) 以前类似设计提供的适用信息；
(4) 设计所必需的其他要求。

设计承包商应组织进行设计输人的评审，审核设计输人的有效性、完整性、适宜性，对不完
善的、含糊的或矛盾的问题，应在设计输入投入使用前妥善解决。

2 •初步设计阶段设计输入的主要内容
(1) 经双方批准生效的设计合同及其附件；
(2) 分承包方的初步组织和技术接口；
(3) 设计采用的标准、规范及相关法规；
(4) 项目基础资料；
(5) 项目设计数据；
(6) 必要时编制工程设计统一规定。

3 •技术设计和工作图设计阶段设计输入的主要内容
(1) 已批准的初步设计文件；
(2) 上级机关或顾客对初步设计的有效评审意见；
(3) 分承包方的正式的组织和技术接口；
(4) 技术设计和工作图设计所需的补充资料。

设计输人应明确需要开发和分析的设计准则、材料和过程。

设计输入的编制方式应便于定期
更新。

设计输入作为设计要求说明书，应包括设计项目全部的目标函数和约束条件，以便明确设计可能实现优化的空间。

4.设计输入的评审
设计承包商应评审并记录所有有关的设计输入。

设计输入应尽可能详尽地说明所有的要求，为设计奠定基础并提供一个统一的途径。

设计输入应考虑合同评审的结果，应包括如何满足
顾客和法规要求所规定的细节，评审发现不完善的、含糊的或矛盾的要求并与提供者共同解决。

［例题5］初步设计阶段设计输入的主要内容有( )。

A. 上级机关或顾客对初步设计的有效评审意见
B. 经双方批准生效的设计合同及其附件
C. 分承包方的初步组织和技术接口
D. 项目基础资料
E. 必要时编制工程设计统一规定
答案：BCDE
(三)设计输出
设计输出是设计过程的结果，设计过程每一个阶段结束时，都应有该阶段所要求的设计输出。

设计输出应形成文件并依据设计输入的要求进行验证，确认满足设计输入的要求。

因此对设
计输出的控制必须达到下述要求：
(1) 应具体规定设计的不同阶段应输出的设计文件及其要求；
(2) 通过设计评审、设计验证和验证性试验，使设计输出满足设计输入的要求；
(3) 确保设计文件符合有关标准要求和法规要求；
(4) 设计应标出与设备安全和主要功能关系重大的质量特性，以便在后续过程中重点采取控制和验证措施。

设计输出是对采购、生产、安装、检验和试验的以及服务提出的全面要求, 大影
对后续活动有重响，因此设计输出在发放前应进行评审，直至最终的审批。