当前课程知识点：工业生产管理概论 > 第八章 质量管理与控制 > 第八节 工艺能力指数 > 工艺能力指数
这一讲里边我们讨论的最后一个问题
是关于要达到一定的生产的质量
我们应该选用什么样的配套的生产制造的工艺
这里边就是个工艺能力的问题
产品的技术规格在设计的时候已经规定好了
给了一个公差的范围
这是由工程设计或者是顾客要求来确定的
而控制界限呢
我们是按照抽样统计的那个统计性的界限
希望给它设好
而生产过程中的具体的变异性
是由生产过程中的一些自然的固有的随机性因素造成的
它是一种固有的状态
所以我们就看看这种工艺它的能力
跟我们要求的这个产品的技术公差相比怎么样
是否能够满足要求
所以工艺能力指的就是生产过程产出的固有变异
与设计规格允许的变动范围
它们两个之间的比例是多少
用句通俗的话说就是
你选用这个生产工艺
它有没有能力达到我们要求的那个技术规格的范围
能不能达到这个精度
我们在右边举几种典型情况的例子
第一种例子就是这个工艺的分布的固有的范围
跟技术规格的上下限是比较匹配的
这种情况呢不能说很好
只能说是勉强可行
也就是说百分之九十几的情况下
产品的质量是没有超标的
没有超过规格的上下限的
但是可能会有百分之零点几
或者百分之几的质量的不合格的情况
第二种情况是我们认为比较好的状态
就是过程的变异
基本上是在设计规格的范围之内
这样的话质量上是比较有保证的
第三种情况就很糟糕了
就是过程的变异显著地超出了设计规格的范围
换句话说就是
你的不合格品的比例可能会有百分之几
甚至到百分之十几
这个质量风险就很大了
怎么样来评价一种生产工艺的质量能力水平呢
我们来人为的定义一个工艺能力指数Cp
这个能力指数说的就是生产过程
满足产品设计规格的能力
我们用一个比值来表达
分子上是技术规格的范围的宽度
分母上是生产过程变异的这个宽度
我们经常用正负3倍的σ
也就是说6σ来表示
如果Cp的值取1.0左右的话
也就是说我们的产品规格的上下限之间的范围
跟你生产能力的波动的范围基本是相当的
但是有一定的不良率的概率
如果按概率算的话
有2700个PPM
也就说百万分之2700件的这种不合格品的概率
换句话说就是在1000件产品里边
可能有两件多 不到三件会是坏的
这个在现代化的工业生产中
不是一个很好的状况
在高精度的产品上是不允许的
如果这个Cp值取到了1.3
或者1.6这个水平
我们认为就比较好了
如果在1.33这个水平上的话
这个不良率能够达到30个PPM以内
就是百万分之30以内
这就是很好的状况
再给大家做一个对比
摩托罗拉提出来的这个正负6σ的这种水平
相当于这个Cp的值
工艺能力指数等于2.0
这个缺陷率就到了百万分之3.4左右的水平了
这就是非常好的水平
我们来举一个例子
如果说产品的设计规格
这个尺寸是在10到10.8毫米之间
这个规格的范围宽度是0.8毫米
如果我们有一个生产工艺
你做了一次工艺实验
比如生产了100件
做了个统计
发现波动范围的这个标准差是0.13
那么6倍的标准差就是0.78毫米
我们把这个0.78跟上面的规格宽度0.8来做个对比的话
0.8/0.78=1.03
这个才到1附近
也就是说这种情况可能会有百分之零点几的不合格品
第二种工艺它的标准差范围比较小
是0.08
这个精度水平比较好
我们看6σ就是0.48
拿0.8来除这个0.48的话
达到1.67的水平
这就很好了
这相当于5σ的水平了
而第三种方案就是一个很差的方案
它的标准差达到0.16
6倍的标准差达到了0.96
0.8跟0.96比的话是0.83倍
这个还不到1呢
就是很差的状况
可能会有1%甚至更多的不合格品
这种工艺就不能用
但是在大多数工业生产的情况下
没有人能保证这个生产过程变异的这个中心点
和我们设定的公差的中心点是正好一样的
经常会有点偏移
如果偏移了的话怎么办呢
我们只能用第二种工艺能力指数Cpk来表示
表示这是一种偏移了的工艺能力指数
我们就看看规格上限跟均值之间的距离有多远
跟3σ比一下
然后把规格下限跟过程均值比一下
看看范围有多远
也跟3σ取个比值
这两个比值里边哪个数比较小我们就取那个
也就是说从严处理
我们举个例子
比如说在某一个生产过程中
有一个配方
某种关键材料的这个重量要控制在一定范围之内
我们经过一些生产实验
发现我们每次生产出来这个重量均值是9.2克
标准差是0.3克
而我们的设计规格在7.5克到10.5克之间
大家看
这个公差带的中心点是9.0克
而你生产过程中偏了
均值到了9.2克了
那么我们就看看上限10.5跟9.2比
差了1.3
跟这个3倍的σ来比比是1.44倍
这是还不错的
然后再把这个规格的下限7.5
跟过程的均值9.2来做个对比
差1.7
除以0.9的话是1.89倍
这个更好
但是你不能看着好的方面
你要看这个上下限里边最差的是哪个
我们就取这个1.44
也是还可以接受的状态
我们这一讲的内容就是这些
我们来简单做一个归纳
在这一讲里边给同学们介绍了质量的基本的定义
和它的影响因素
以及质量可能导致的责任和后果
然后介绍了一些质量管理的基本的方法和分析的工具
关于质量的控制
我们介绍了检测是一个什么样的过程
然后在大批量流水生产里边
怎么样通过抽样检验的这种过程控制的方式
来控制产品的质量
但是要注意要区分两种类型的质量判断的错误
然后我们介绍了怎么样用质量控制图
来判断生产过程的状态是否受控
对于参数计量型的一些指标
我们可以用均值图 极差图来做判断
对于一些计数型的属性
我们可以用不良率图或者缺陷图来做判断
最后我们讨论了怎么样评价一个生产工艺
能不能达到我们的质量要求
那么就可以用一个工艺能力指数
Cp来表示
如果说工艺的偏差的范围是偏离了公差的中心的话
我们可以用Cpk来评价它
关于质量的管理和控制这一讲的内容就到这
谢谢大家
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