什么是工序能力

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工序能力是工序在稳定状态时所具有的保证产品质量的能力。受工序中的操作人员、机器设备、原材料、工艺方法、工作地环境等因素综合影响和制约。表现在产品质量是否稳定、产品质量精度是否足够两方面。

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工序能力是工序在稳定状态时所具有的保证产品质量的能力。受工序中的操作人员、机器设备、原材料、工艺方法、工作地环境等因素综合影响和制约。表现在产品质量是否稳定、产品质量精度是否足够两方面。

中文名

工序能力

影响因素1

设备方面

影响因素2

工艺方面

影响因素3

操作者方面

工序能力简介

所谓处于稳定生产状态下的工序应该具备以下

几个方面的条件：

1）.原材料或上一道工序半成品按照标准要求供应；

2）.本工序按作业标准实施，并应在影响工序质量各主要因素无异常的条件下进行；

3）.工序完成后，产品检测按标准进行。

总之，工序实施以及前后过程均应标准化。在非稳定生产状态下的工序所测的工序能力是没意义的。

工序能力的测定一般是在成批生产状态下进行的。工序满足产品质量要求的能力主要表现在以下两个方面：

1) 产品质量是否稳定

2) 产品质量精度是否足够

因此，当确认工序能力可以满足精度要求的条件下，工序能力是以该工序产品质量特性值的变异或波动来表示。产品质量的变异可以用频数分布表、直方图、分布的定量值以及分布曲线来表示。在稳定生产状态下，影响工序能力的偶然因素的综合结果近似的服从正态分布。为了便于工序能力的量化，可以用3б原理来确定其分布范围：当分布范围取ц±3б时，产品质量合格的概率可达99.73%接近于1。因此以±3б，即6б为标准来衡量工序的能力是具有足够的精确度和良好的经济特性的。所以在实际计算中就用6б的波动范围来定量描述工序能力。记工序能力为B，则B=6б。

工序能力影响因素

在加工过程中影响工序能力的因素，主要有以下几个方面：

1) 设备方面。如设备精度的稳定性性能的可靠性，定位装置和传动装置的准确性，设备的冷却润滑的保护情况，动力的供应稳定程度等。

2) 工艺方面。如工艺流程的安排，工序之间的衔接，工艺方法，工艺装配，工艺参数，测量方法的选择，工序加工的指导文件，工艺卡、操作规范、作业指导书、工序质量分析表等。

3) 材料方面。如材料的成分，物理性能，化学性能处理方法，配套件元器件的质量等。

4) 操作者方面。如操作人员的技术水平熟练程度，质量意识， 责任心，管理程度等。

5）环境方面。如生产线厂的温度、湿度、噪音干扰、振动、照明室内净化、现场污染程度等。

工序能力分析意义

首先，工序能力的测定和分析是保证产品质量的基础工作。因为只有掌握了工序能力，才能控制制造过程的符合性质量。如果工序能力不能满足产品设计的要求，那么质量控制就无从谈起，所以说工序能力调查、测试分析是现场质量管理的基础工作，是保证产品质量的基础。

第二，工序能力的测试分析是提高工序能力的有效手段。因为工序能力是有各种因素造成的，所以通过工序能力的测试分析，可以找到影响 工序能力的 主导性因素。从而通过改进工艺，改进设备，提高操作水平，改善环境条件，制定有效的工艺方法和操作规程，严格工艺纪律等来提高工序能力。

第三，工序能力的测试分析为质量改进找出方向。因为工序能力是指加工过程的实际质量状态，它是产品质量保证的客观依据，通过工序能力的测试，为设计人员和工艺提供关键的工序能力数据，可以为产品设计签定合同的参考。同时通过工序能力的主要问题，为提高加工能力改进产品质量找到改进方向。

工序能力能力判定

当工序能力指数求出后，就可以对工序能力是否充分作出分析和判定。即判断Cp值在多少，才能满足设计要求。

1.根据工序能力的计算公式，如果质量特性分布中心与标准中心重合，这时K=0，则标准界限范围是±3б（即6б）时，这时工序能力指数Cp=1，可能出现的不良率为0.27%，工序能力基本满足设计质量要求。

2.如果标准界限范围是±4б（即8б）时，K=0，则工序能力指数Cp=1.33。这时工序能力不仅能满足设计质量要求，而且有一定的富裕能力，这种能力状态是理想的状态。

3.如果标准界限范围是±5б（即10б）时，K=0，则工序能力指数Cp=1.67。这时工序能力有更多的富裕，也即是说工序能力非常充分。

4.当工序能力指数Cp<1时 ，我们就认为工序能力不足应采去措施提高工序能力。

根据以上分析，对工序能力指数Cp值（或CpK）的判断标准。

k	不合格品率P （均值无偏移）	说明	不合格品率P （均值偏移1.5б）	Cp值
1	31.73% ≈ 317320ppm	1б水平的合格品率为 68.268 %	697670 ppm	Cp=0.33
2	4.55% ≈ 45500ppm	2б水平的合格品率为 95.45 %	308770 ppm	Cp=0.67
3	0.27%　≈ 　2700ppm	3б水平的合格品率为 99.73 %	66807 ppm	Cp=1.00
4	6.33%*10-3≈ 63.3ppm	4б水平的合格品率为 99.994 %	6210 ppm	Cp=1.33
5	5.73%*10-5≈0.573ppm	5б水平的合格品率为 99.9999 %	233 ppm	Cp=1.67
6	1.97%*10-7≈ 2ppb	6б水平的合格品率近 100 %	3.4 ppm	Cp=2.00

工序能力判定

1. Cp>1.33 。当Cp>1.33时表明工序能力充分，这时就需要控制工序的稳定性，以保持工序能力不发生显著变化。如果认为工序能力过大时，应对标准要求和工艺条件加以分析，一方面可以降低要求，以避免设备精度的浪费，另一方面也可以考虑修订标准，提高产品质量水平。

2. 1.0<Cp≤1.33。当工序能力指数处于1.0～1.33之间时，表明工序能力满足要求，但不充分。当Cp值很接近1时，则有产生超差的危险，应采取措施加强对工序的控制。

3. 0.67<Cp≤1.0。当工序能力指数处于0.67~1.0时，表明工序能力不足，不能满足标准的需要，应采取改进措施，改变工艺条件，修订标准或严格进行全数检查等。

4.Cp≤0.67。当工序能力指数小于0.67，表明工序能力严重不足，必要时要停工整顿。

工序能力影响指数

在工序能力调查中，工序能力分布中心与标准中心完全重合的情况是少的，大多数情况下都存在一定量的偏差，所以工序能力分析时，计算的工序能力指数一般都是修正工序能力指数。从修正工序能力指数的计算公式

Cpk=（T-2ε）/ 6б

中看出， 式中有三个影响工序能力指数的变量，即质量标准T，偏移量ε和工序质量特性分布的标准差б。那么要提高工序能力指数就有三个途径：即减小偏移量，降低标准差和扩大精度范围。

工序能力能力指数

在产品制造的过程中，工序是保证产品质量的最基本环节。 所谓工序能力是指处于稳定状态下的实际加工能力，工序能够稳定地生产出产品的能力，也就是说在操作者、机器设备、原材料、操作方法、测量方法和环境等标准条件下，工序呈稳定状态时所具有的加工精度。工序能力分析是质量管理的一项重要的技术基础工作。它有助于掌握各道工序的质量保证 能力，为产品设计、工艺、工装设计、设备的维修、调整、更新、改造提供必要的资料和依据。

什么是CPK(工序能力指数)？

CPK是Complex Process Capability index 的缩写，是现代企业用于表示制程能力的指标。制程能力强才可能生产出质量、可靠性高的产品。

CPK(工序能力指数)的意义

制程水平的量化反映;（用一个数值来表达制程的水平）制程力指数：是一种表示制程水平高低的方便方法，其实质作用是反映制程合格率的高低。

CPK计算公式

Cpk=Cp*（|1-Ca|）

Ca（Capability of Accuracy）:制程准确度；

CP（Capability of Precision）:制程精密度；

注意：计算CPK时，取样数据至少应有20组数据，方具有一定代表性。

工序能力指数是表示工序能力满足产品技术标准（产品规格、公差）的程度，以Cp表示，其数学表达式为：Cp=T/6…

其中，T为公差幅度，为总体标准差。

工序能力指数的计算方法：

(1)双侧偏差：（Tu、Tl）a，公差中心与分布中心重合：Cp b 不重合Cpk

(2)单侧偏差：（Tu或Tl）a，只有上侧偏差:CpTu=（Tu-x）/3q

Cpk的评级标准：（可据此标准对计算出之制程能力指数做相应对策）

A++级 Cpk≥2。0 特优 可考虑成本的降低

A+ 级 2。0 > Cpk ≥ 1。67 优 应当保持之

A 级 1。67 > Cpk ≥ 1。33 良 能力良好，状态稳定，但应尽力提升为A+级

B 级 1。33 > Cpk ≥ 1。0 一般 状态一般，制程因素稍有变异即有产生不良 　的危险，应利用各种资源及方法将其提升为

A级

C 级 1。0 > Cpk ≥ 0。67 差 制程不良较多，必须提升其能力

D 级 0。67 > Cpk 不可接受 其能力太差，应考虑重新整改设计制程。

一般来说，我们采取的判定基准值为Cpk ≥ 1.33

工序能力能力调查

工序能力调查的目的

工序能力的调查首先要丛收集数据开始，并丛频数分布表、直方图以及工序能力图、控制图等作为依据来判断工序是否处于稳定状态。如果处于稳定状态，则可由其分布的统计量 X S等来计算工序能力指数，从而达到工序进行科学调查的目的。一般来说有以下目的：

1. 为改善生产过程各道工序的能力提供依据，从而取得较好的经济效果，保证了产品质量的不断提高。

2. 为设计工作中确定产品标准提供重要资料，使产品设计减少盲目性。

3. 为工艺规程设计和修订、工艺装配的设计和修改、设备的选用以及对环境的要求等提供可靠资料，从而为更经济地使产品符合标准规格的要求打下基础。

4.为制定产品检验方法、编制产品说明书等检验和供销工作提供情报资料；为确定质量管理点提供依据。

工序能力调查的方法和步骤

工序能力调查的基本方法是直方图。根据所收集来的数据画出直方图后，把工序质量标准的要求。还可以直观地分析质量分布中心μ和标准中心M 是否重合，若发生较大的偏移，就是说明工序生产中有较大的系统误差，这时应调查原因，消除由于系统误差而引起的中心偏差 。

名词介绍:

Ca──Capability of Accuracy制程准确度

从生产过程中所获得的资料其实绩平均值( X )与规格中心(μ )之间偏差的程度

Cp──Capability of Precision 制程精密度

从制程中全数抽样或随机抽样(一般样本大小n须在50个以上)所计算出来的样本标准差再乘以√N/N-1 以推定实绩群体的标准差(σ), 用3σ与规格容许差比较或是以6σ与规格公差比较

Cpk──制程能力指数

指修正后的制程精密度

计算公式与例题讲解

实绩中心值 - 规格中心值

Ca = ──────────── (%)

规格容许差

( X - μ)

= ───── (%)

T/2

规格容许差

Cp = ──────

3 σ

规格公差

= ─────

6 σ

T

= ───

6 σ

CPK = (1 - │Ca│)．Cp

【例】 某产品外径要求之规格为550±10(mm),经实绩求出后X ±3σ为551 ±9(mm),试求其Ca/ Cp/ CPK值?

( X - μ) 551 - 550

Ca = ──── = ───── (%)

T/2 20/2

= 10%

T 20

Cp = ──── = ──── = 1.11

6 σ 9 × 2

CPK = (1 - │Ca│)．Cp

= (1 - 10%) × 1.11

= 1.00

工序能力能力测定

工序能力的调查

工序能力调查一般只对已确定设置工序质量控制点的关键工序进行。

调查工作的一般步骤如下：

1、明确调查目的。如掌握工序满足质量要求的程度，分析质量特性值波动和质量因素之间的关系。

2、确定调查组织及人员。调查人员一般应包括工艺人员、质量管理人员、操作人员、检查人员和车间管理人员等，并应有明确的职责。

3、制定调查计划。调查计划包括调查工序或工步、调查期限、工序能力的测定方法、测量工具、抽样方式和样本大小、数据整理格式、结果汇总方法及处理问题的负责人等。

4、工序的标准化。对被调查工序的设备、工装、材料、作业方法、工人技术等级和工作地布置等做出具体规定，使工序处于管理状态。

5、按标准实施。按标准化有关规定进行作业。

6、收集数据。按调查计划的规定进行。

7、数据分析。运用合适的统计方法对数据进行分析。

8、判断。判断所调查的工序是否处于受控状态。

9、计算工序能力指数。

10、处置。采取各种措施实现经济合理的工序能力；修订技术文件等，并予标准化；起草工序能力调查报告。

工序能力的测定

工序能力是受控状态下工序的实际加工能力。为使测定结果真实可靠，有两件事是必须注意的。首先，被调查的工序必须标准化，进入管理状态。否则，所得数据不能反映受控状态下工序的实际加工能力；其次，样本容量要足够大，数据数目以100-150为好。

工序能力的测定方法，通常有以下几种：

1、较正规的测定方法是利用公式：B=6s = 6R/d2。实际问题中，常用样本标准差s来近似总体标准差σ。R是平均极差，即一组容量皆为n的样本的极差的平均值。d2是由n决定的参数，可以从表中查得。

2、当需要快速算得结果，而对结果精度要求不高时，可取一个容量为10的样本，得极差R。此时出d2=3.078，故得简化公式：B≈ 2R

3、SCAT法(Simple Capability Acceptance Test)。这是一种快速简易判断法，适用于不适合大样本测定(如时间紧、破坏性检验等)的问题。基本方法是把预先规定的工序能力是否合格的判断值和由样 本得到的极差R进行比较，以判定工序能力是否满足质量要求。