统计公差分析

Z表
注： 单边概率分布
也叫： 正态分布表 正态分布分位数表
Z表
注： 单边概率分布
产品装配不良率改善了46%! ! !
总结
采用传统的公差尺寸计算方法，只是考虑到了理论上最差或者最好的情况， 与现实是脱离的。
当以磁盘的厚度及公差为依据，来设计盒子的宽度时，由于传统尺寸链公差 计算方法考虑了理论上的最差情况，导致盒子的宽度过宽，磁盘装入后间隙 太松，表现为设计不足问题。（Under Design）
统计公差设计概要
·什么是统计公差设计？ - 利用统计学的知识。基于产品的变差分布，和多重分布组合对产品设计结果的影响，来确定产品的
名义尺寸和定义合理的公差。 · 为什么使用统计公差？
- 强调系统性的理解设计要求。 - 减低设计不足或设计过剩的风险。 - 合理定义零件的公差要求。 - 减少设计的重复计算和后续设计更改次数。 - 面向变差的设计，有别于常规设计。 · 使用统计公差至少有以下好处： - 可以尽可能的避免设计过剩，降低产品的制造成本。 - 通过理解变差的概念，减少设计的重复计算和后续设计更改次数。 · 统计公差有哪些输入？ - 理解客户要求。 - 理解系统或产品的设计理论值（名义值）。 - 过程能力数据。 - 过程公差。 · 前提，风险和需要考虑的方面: - 前提1，知道客户的要求。 - 前提2，知道输入与输出的关系。 - 前提3，制造过程受控并能保持要求的过程能力，或满足公差要求。 - 要求工艺和技术协同设计工作。
当以盒子的宽度及公差为依据，来设计磁盘的厚度时，为了保证合适的间隙 ，又会导致对磁盘的公差定得太小，直接导致磁盘的制造要求提高，成本上 升，表现为设计过头。（Over Design）
采用统计公差设计，考虑到了实际制造过程的能力和零件制造变差的分布， 设计出的产品是合理的。避免了设计不足时的重复修改，和设计过头时导致 的成本上升。
磁盘盒子的统计公差设计练习
塑料磁盘盒子（内置10个磁盘）
33.274 ±0.254
传统公差
注：33.274=(3.175+0.127)x10+0.254
3.175 ±0.127
最差的情况会是怎么样呢？ 发生最差情况的可能性有多大呢？
传统公差
如果我们假设磁盘和盒子的制造过程能力在±3 σ 水平，那么磁盘厚度尺寸的分布如下图：
公差下限
99.73% 的磁 盘
公差上限
有0.135% 的磁盘厚度
< 3.048mm
有0.135% 的磁盘厚度
> 3.302mm
传统公差
让我们从不同的角度看这个问题：
− 尺寸链关系如下图所示
盒子
统计公差
磁盘 #1 磁盘 #2 磁盘 #3 磁盘 #4 磁盘 #5 磁盘 #6 磁盘 #7 磁盘 #8 磁盘 #8 磁盘 #9 磁盘 #10
间隙
Hale Waihona Puke Baidu
− 如果所有的零件测量结果都符合正态分布。 − 如果知道或能估计每个单独零件的标准差。 − 有了这些信息我们就可以计算“间隙”的名义值和标
准差了。
统计公差
= = = 0.1582
统计公差
练习
如果要求99.9999%的合格率，计算盒子的名义宽度。
注：制造过程的标准差由0.1524降到0.127，装配不良率从8,660 PPM 降到了4,660 ppm。