SPC-统计方法分析

Ⅶ级
c p
<0.67
判断 理想状态 低风险 中等风险
高风险 极高风险
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式中：PU为允许的过程不合格品率上限；为过程不 合格品率的平均值；
P(1 P) n
为不合格品率二项分布的标准偏差。
计点值数据的过程能力指数
c pu

CU 3
c c
式中：CU为允许的缺陷数上限；
c 为产品的平均缺陷数；
c 为缺陷数泊松分布的标准偏差。
③非定量工作过程能力指数的计算
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a）在质量指标为望小值时 工作要求的质量标准
14
（2）过程能力指数的计算
①计量值数据过程能力指数计算
a）望目值质量特性且 M
Tl
Tu
Cp TU TL
6S
15
b）望目值质量特性且 X M时 ，有质量特性值
的偏移量
X M
cPK
(1 k )C P

T 2
6s
式中：K为偏移系数， k ;
T /2
16
表1-1计量值数据过程能力指数计算公式及示例
30
C类质量特性（一般质量特性）指不合格也不会 影响使用，不致引起顾客投诉的质量特性。如家 电产品的轻微外观缺陷等。 显然，在生产过程中对不同重要度质量特性的过 程能力应有不同程度的要求。而这一点在传统的 过程能力等级评价中并没有反映。
31
b）最佳过程能力 在传统的过程能力等级评价中认定 c p 1.33 时是最理 想、最佳水平。认为〈1时为过程能力不足；c p 1.67 时为过程能力富余。目前已进入21世纪，科学技术和 生产力的高速度发展对质量提出了高标准的要求。很 多先进企业已经提出 c p 1.67 的要求，甚至提出6σ 管理或零缺陷生产的要求。图1-3是中国质量代表团 访问南韩时，南韩工业企业提出的“过程控制的设计、 监近代和最优化流程”。
Cpu 96 48 1.33 312
望
Tl
X
大
值
T
某金属材料抗拉强度
u
c pl

X TL 3S
要求 32kg / cm2 抽样测得
X 38kg / cm2 , s 1.8kg / cm2
Cpl 38 32 1.11 31.8
18
M为质量特性的目标值，
M TU TL 2
24
望特大性值值质量T特L性：，给越定大单越向好公。差如T金L，属要材求料产的品强质度量， 化工产品的产出率，产品的合格品率等。 ②计数值数据过程能力指数的计算
计数值数据包括计件值数据与计点值数据。计件值 数据的质量指标为不合格品率p，服从二项分布； 计点值数据的质量指标为缺陷数 c，服从泊松分布。 不合格品率p和缺陷数c都属于望小值质量特性。在 计量值数据的过程能力指数计算中，望小值质量特 性的计算公式为
10
人的因素受控制是技术受控的基础条件。人的因 素受控的标识是企业职工具有高的素质（如文化 素质、专业和管理技能素质及工作经验等）。 现在越来越多的先进企业已经认识到实现以上组 织目标的重要性。我国已有不少企业在外贸出口 业务中，由于缺乏有效的过程控制手段而遭到外 商的拒绝订货。
11
\应当注意到，在我国加入世界贸易组织以后，这 一形势将更加严峻。我国相当多的企业在统计技 术应用，尤其是过程控制方面处于薄弱环节，必 须下大力气改变这种状态，努力做到与国际水平 接轨。 *注：对任何过程而言，能否长期、稳定地生产 合格产品或优质产品必须满足两个基本条件：① 有足够的过程能力 ；②过程保持稳定受控。
c pu

TU 3s
X
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公式中的TU，X、s均为计量值质量特性情况下的相 关特征值。在计数值数据的计算中，只需将二项 分布、泊松分布的相关特征值代人即可转换为计 数值数据过程能力指数计算中，望小值质量特性 的计算公式。 如： 计件值数据的过程能力指数
c pu PU P 3 p(1 P ) n
21
3）放宽公差范围 产品公差是设计过程所确定的，是以给社会（顾 客）造成的损失最小为出发点，通过质量损失函 数的计算、分析而确定的。因此，对放宽公差范 围来提高过程能力必须持非常慎重的态度，轻易 不可采用。只有在通过科学方法验证，确认原设 计的公差范围过严的情况下方可采取。放宽公差 范围属于设计更改的工作内容，必须按业企业质 量体系文件所规定的程序进行。
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C）望小值质量特性时
c pu

TU 3s
X
d）望大值质量特性时
c pu

X TL 3s
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表1-1概括总结了以上四种情况的过程能力指数的计算 并给出相关案例。 *注：望目值质量特性：给定双向公差TU和TL，有目标 值 M TU TL , 在加工制造过程中要求产品质量特性值
2
与目标值相等为最佳状态。大多数质量特性均属于望 目值质量特性。 望小值质量特性：给定单向公差TU，要求产品质量特 性值，越小越好。如产品中某些杂质成分，产品表面 清洁度，汽车行驶的油耗，产品的不合格品率等。
4
在ISO/TS16949：2002标准中，对过程和过程网 络作了比较详细的说明。 任何接受输入并将其转化为输出的活动，可视为 过程。为了有效地运营，组织必须识别和管理众 多关联的过程。通常，一个过程的输出将直接形 成下一过程的输入。组织内所采用的过程以及这 些过程之间的相互作用的系统性识别和管理可称 之为“过程方法”。
表1-2 传统的过程能力等级评价表
等级 特级 一级 二级 三级 四级 Cp 1.67 1.33 ~ 1.67 1 ~ 1.33 0.67 ~ 1 〈0.67
评价 过高 充分 尚可 不充分 不足
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a）未考虑质量特性重要度分级 每种产品都有多种质量特性，在产品设计过程应进行 产品质量特性重要度分级，一般分为以下三级： A类质量特性（关键质量特性）指安全性指标及不合 格将会丧失功能的质量特性。如家电产品的绝缘强度 及耐压水平，空调器的制冷功能等。 B类质量特性（重要质量特性）指不合格会影响使用， 性能和装配的质量特性。如家电产品的。
1
一 、过程及过程网络
1、过程的定义
ISO/TS16949：2002标准的定义：
过程——使用资源将输入转化为输出的活动源自文库统。
图1-1所示的是过程诸要素之间的关系。定义强调过 程是活动的系统，其依靠投入的资源（技术及物质 资源）将输入转化为输出，而对这一转化过程必须 实施必要的控制手段，以保证过程的增值。即要求 输出的价值一定要大于输入，此时的过程称为有效 过程。对过程的控制和过程的增值，赋予了过程的 有效性。因此，对过程的监控和测量是十分必要的。
32
33
②产品——过程综合能力等级评价 表1-3提出的产品——过程综合能力等评价方法，弥补了 传统的过程能力等级评价的不足，使评价更趋向于合理。 表1-4给出不同重要度质量特性的过程能力评价及措施。 表1-3 产品——过程综合能力等级评价表
过程能力
C P
等级
特性
过程能力指数范围
关键质量特
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
在实际生产过程中采取调整工艺参数的手段，
尽可能使质量特性值的分布中心（样本分布的 平均值 ）X = M 时，计算公式即为
Cp

T 6S
在测量系统中，测量数据的分布中心值与
真值的差异（偏移量）称为系统偏差，可
以采用线性插补的手段消除。
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2）减小质量特性值分布的标准偏差s 标准差s表征质量特性值的离散（质量不一 致性）的程度，在实际生产过程中减小标准 偏差s往往是困难的，需要通过技术改造、 质量改进等措施来实现。
2
AP
CD
Input 输入
Objective 目标
Resources 资源
Process 过程
Control 控制
Output 输出
Result 结果
3
2、过程网络 在质量管理体系中，任何一个过程都不会孤立地 存在，若干过程之间的相互关系构成过程网络。 以图1-2可以看出，在过程网络中，某一过程的 输出将直接作为一个过程的输入；而某些过程的 输出又为其他过程提供资源或控制手段。我们把 若干相关过程的有机组合称为过程网络。在质量 管理体系中，过程网络的有效运作是体系有效运 行的重要条件。
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二、过程能力及过程能力指数 1、过程能力 （1）过程能力 过程能力指过程处于正常状态（稳定受控 制状态）时，加工产品以能力。通常以产 品质量特性数据分布的6倍标准偏差表示。 符号记为B。
B = 6σ= 6S
8
（2）质量体系的组织目标 通俗而言，过程能力即实现过程目标的能力。质 量管理体系可视为一个大过程，那么建立质量管 理体系的组织目标是什么？这一点，早在 ISO9004.1—1994标准“组织目标”中有明确说 明。 为了达到组织目标，组织应确保影响其质量的技 术、管理和人的因素处于受控状态，无论是硬件、 软件、流程性材料还是服务，所有的控制都应针 对减少和消除不合格，尤其是预防不合格。
*注：公式在实际生产过程中，具有普遍的代表性。 在大多数情况下，产品质量特性值的分布中心是偏离 目标值的。根据这一公式，可以分析提高过程能力的 途径公式的结构为分式，欲提高计算结果应采取增大 分子或减小分母的方法。公式右侧的分式中有三个变 量，因此提高过程力将有三个途径
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1）首选 途等式是减小偏移量ε
9
建立质量管理体系应具备的过程能力，应能保证 组织目标：“减少和消除不合格，尤其是预防不 合格”的实现。即只生产合格产品，不生产不合 格产品。 实现组织目标的保证手段是：组织应确保影响其 质量的技术、管理和人的因素处于受近代状态。 技术受控的标识是企业应采用最先进的工艺技术 生产产品，使企业具备保证不生产不合格产品的 能力。 管理受控的标识是企业应采用科学方法（如统计 技术）对过程实施有效控制，使企业具备保持不 出不合格品的能力。
某零件尺寸规格为 20±0.15
抽样n=100，
计算X 20.05, S 0.05
M 20, 0.05
cPK

0.3 2 0.05 6 0.05
0.67
17
图例
公式
示例
望
X Tu
某部件表面清洁度要
小 值
cPU

TUX 3S
求 96mg 抽样测得
X 48mg , s 12mg
图例
公式
示例
望X
II
TL M TU
M TU TL 2
目M
CP T 6S
值
X
TU TL 6S
X Tl M X Tu X M

M
c pk

T 2
6S
某零件尺寸规格为 20±0.15
抽样n=100，
计算 X 20, S 0.05
Cp 20.15 19.85 1 6 0.05
5
图1-2 Process Approach
Typical network of interacting processes
6
过程方法的优点是对过程系统中单个过程之间的联 系以及过程的组合和相互作用进行随时的控制。主 要关注是满足顾客要求，以实现顾客满意。过程方 法在质量管理体系中应用时强调以下方面的重要性： a）理解和满足要求； b）需要在增值方面考虑过程； c）获得过程业绩和有效性的结果； d）基于客观的测量结果对过程实施持续改进。
Cp 工作实际达到的质量水 平
b）在质量指标为望大值时
工作实际达到的质量水 平 Cp 工作要求的质量
（3）过程能力的等级评定 根据过程能力指数的实际水平评价过程能力，是 普遍采用的评价方式。
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①传统的过程能力等级评价 在相当长的时间内，无意采用表1-2所示的传统的 过程能力等级评价方式。该评价方式具有以下两点 不足之处：
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2、过程能力指数 （1）过程能力指数的概念 过程能力指数（特殊情况下也可称为工序能力指 数、工程能力指数）指过程以能力满足质量要求 的程序。符号记为CP。
Cp T TU TL TU TL
B
6
6S
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式中：T为产品质量特性值的质量要求，即公差 （规格）范围；
TU为上公差（规格）界限； TL为上公差（规格）界限； σ为质量特性值总体分布的标准偏差； s为产品质量特性的过程能力指数； CP为产品质量特性的过程能力指数； B为过程能力。
Ⅶ
性（A类）
重要质量特
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
Ⅵ
性（B类）
一般质量特
Ⅰ
Ⅱ
Ⅲ
Ⅳ
Ⅴ
性（C类）
注：Ⅲ级为适宜的过程能力
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表1-4产品——过程综合特性能力等级评定及措施表（关键特性）
关键质量特性
等级 Ⅲ级
过程能力
c p
>1.67
Ⅳ级 Ⅴ级
1.67 c p >1.33
1.33 c p >1
Ⅵ级
1 c p 0.67