设备能力指数计算

机器能力指数研究—Cmk1.为什么要推行Cmk研究?汽车零件加工最重要的是设备的稳定性，工厂按照高生产运行指标购置自动化设备，机床不稳定，加工质量差，频繁停机，会影响工厂最终的生存。

汽车零件厂选购的设备，验收时大多要测试机床的稳定性(Cmk 值)，或切削过程的稳定性(Cpk值)，这不仅是中国汽车厂的要求，也是全世界汽车厂的统一要求。

Cmk、Cpk值>1.33、1.66或2.0，值越高，机床运行就越稳定，产品质量就越能得到保证。

国内好的机床>1.33，要>1.66比较困难。

国外机床制造商经常为汽车行业提供“交钥匙工程”(Turn Key)，对这类要求都很清楚，会根据Cmk、Cpk的不同要求，提供不同档次的设备。

就因为这一点，已经把许多国产设备挡在了汽车行业大门之外。

2 Cmk 的相关知识及要求对Cmk，我们关心的是机器设备本身的能力，在取样过程中要尽量消除其他因素的影响，因此，在尽量短的时间内（减少环境影响），相同的操作者（减少人的因素影响），采用标准的作业方法（法），针对相同的加工材料（同一批原材料），只考核机器设备本身的变差。

在计算方法上，取样数目可以按照实际情况（客户要求，公司规定，采样成本等综合考虑），但原则上应该大于30个，这是因为取样的子样空间实际上不是正态分布而是t分布，当样本数大于30时，才接近正态分布。

而我们所采用的公式是以正态分布为基础的。

设备能力指数Cmk表示仅由设备普通原因变差决定的能力,与CpkPpk不同在于取样方法不同,是在机器稳定工作时至少连续50件的数据,Cmk=T/6sigma,sigma即可用至少连续50件的数据s估计,又可用至少连续5 0件的数据分组后的Rbar/d2来估计,由于根据美国工业界的经验，过程变差的75%来自设备变差，如果用至少连续50件的数据s估计的sigma或用至少连续50件的数据分组后的Rbar/d2估计的sigma来计祘Cpk 的话,人机料法环总普通原因变差为8sigma, Cpk=T/8sigma,(为方便,上面公式都是分布中心和公差中重合时)机器能力：“机器能力”由公差与生产设备的加工离散之比得出。

关于cpk、cmk、ppk值的含义和要点提示
三者各自的含义：
1，ppk值的含义
ppk值是统计过程控制（SPC）中用来计算工序性能或叫过程性能的指数。

也可表示初始能力指数。

2，cpk值的含义：
cpk是指工序在一定时间里，处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。

它是工序固有的能力，或者说它是工序保证质量的能力。

关于Cpk与Ppk的关系，这里引用TS16949中PPAP手册中的一句话：“当可能得到历史的数据或有足够的初始数据来绘制控制图时（至少100个个体样本），可以在过程稳定时计算Cpk。

对于输出满足规格要求且呈可预测图形的长期不稳定过程，应该使用Ppk。

”
3，cmk值的含义：
Cmk是德国汽车行业常采用的参数，称为临界机器能力指数，它仅考虑设备本身的影响，同时考虑分布的平均值与规范中心值的偏移；由于仅考虑设备本身的影响，因此在采样时对其他因素要严加控制，尽量避免其他因素的干扰，计算公式与Ppk相同，只是取样不同。

cpk、cmk、ppk值要点提示：
1，三者的计算公式都是相同的，只是取样（至少100个个体样本）不同；2，PPK，是进入大批量生产前，对小批生产的能力评价，一般要求≥1.67；3，CPK，是进入大批量生产后，为保证批量生产下的产品的品质状况不至于下降，且为保证与小批生产具有同样的控制能力，所进行的生产能力的评价，一般要求≥1.33；
4，Cmk，是指新设备或大修设备的机床能力指数，它仅考虑设备本身的影响。

一般要求≥1.67。

精益管理Cmk设备能力指数是什么一、什么是精益管理Cmk？Cmk是设备能力指数，是针对设备能力的，主要在新采购的设备，设备调试结束后，出现产品质量问题等的时候进行Cmk测定，他是VDA的要求。

在尽量短的时间内（减少环境影响），相同的操作者（减少人的因素影响），采用标准的作业方法，针对相同的加工材料（同一批次原材料），只考核机器设备本身的变差。

在计算方法上，取样数目可以按照实际情况（客户要求，公司规定，采样成本等综合考虑），但原则上应该大于30个，这是因为取样的子样空间实际上不是正太分布而是T分布，当样本数大于30时，才接近正太分布。

而我们所采用的公式是以正太分布为基础的。

“设备能力”由公差与生产设备的加工离散之比得出。

通常采用数论统计的方法进行测量和证明，此时只考虑短期的离散，尽可能地排除对过程有影响而非机器的因素。

二、为什么要推行精益管理Cmk？汽车零件加工最重要的是设备的稳定性，工厂按照高生产运行指标购置自动化设备，设备不稳定，加工质量差，频繁停机，会影响工厂最终的生存。

汽车零件厂选购的设备，验收时大多要测试机床的稳定性（Cmk值），或切削过程的稳定性（Cpk 值）。

三、什么时候进行精益管理Cmk？对于机器设备包括模具，在新购进使用以前应由机器和模具制造商或验收方验收其能力。

在特定情况下，必须与顾客商定，重复能力调查。

1.新零件订单2.新的模具/设备3.公差缩紧4.加工流程/输入状态的更改5.维修后（对产品有影响）6.机器搬迁后7.长期停产以后四、进行精益管理Cmk的前提条件是什么？1、在机器能力测试中使用的零件毛坯应从同一供货厂商处购买，并要求其材料相同，由同一浇铸模铸成或由同一套模具配套件制成。

2、前一道工序(前一台机床)所加工出的零件应符合设计和加工要求，其尺寸须符合公差要求。

3、对于所选取的零件数目有如下规定：连续地测量每个产品规格中的50个零件以某种特定的方式记录下来。

(如连续的序数)4、如果一台机床可以加工两种以上的零件，或者是零件编号不同的同种零件，则对其加工的每一种规格的零件都要求做机器能力的测试。

设备综合能力测试Cmk计算与分析目前在对设备管理方式存在不完善，对设备验收过程采用抽样检验的方式，凭借的只是对设备本身技术规范要求，以及对加工件的零散的测量是否在规定尺寸范围内，对于现代制造业，特别是生产批量大的行业没有考虑到一致性以及偏差波动的控制，这里引进一种科学、严谨的设备评价方法Cmk。

Cmk 是设备综合能力指数，主要考虑分布的平均值与规范中心值的偏移，这种方法只考虑设备本身的影响，尽量避免其他因素的干扰，计算公式与Ppk 相同，只是取样不同。

一、设备综合能力指数发生条件设备综合能力指数Cmk 发生条件，是新设备安装调试完成后以及设备状态发生改变时，具体包括：①在新机械设备的验收时。

②机械设备大修后。

③机械设备移地生产。

④1 年以上封存启用的机械设备。

⑤其产品为新品种或出现与设备有关质量波动的机械设备。

二、取样及加工条件在设备综合能力测试中的使用件，应该是同一状态。

前道工序所加工出的零件应符合设计和加工要求，其尺寸须符合公差要求。

对于所选取的零件数目有如下规定：连续测量每个产品规格中的50 个零件以某种特定的方式记录下来。

在设备综合能力测试前，不准更改加工的状态，在设备综合能力测试中，加工要连续不间断，如出现机械故障、停电等，则必须重新开始测试。

“连续”的意思是说在取样的过程中，产品的变差和波动都是设备的加工能力引起。

三、设备综合能力测试Cmk 计算公式设备能力值可以用6σm来表示，由于设备能力仅与设备本身有关，其产品质量的散差分布较小，即σm<σ，一般取σm=3/4σ，由此可以导出设备能力指数公式，Cmk=T/8σm（T 为公差值）。

同过程能力指数计算一样，可按双向公差、无偏差分布；双向公差、有偏差分布；和单向公差（上下）4 种情况来计算。

Ppk、Cpk，还有Cmk三者的区别及计算计算CPK的数据取样原则探讨计算Cpk收集数据:子组容量n:最好是在4~5,子组个数k:20~25,子组抽样间隔一般看产品的产量考虑,1hr少于10件 8hr 1组1hr10~19pics 4hr 1组1hr20~49pics 2hr 1组1hr大于50pics 1hr 1组抽样一般都是在尽量短的时间完成计算CmK 数据取样原则探讨取样条件:必须是连续加工零件组成,且为单一批量设备必须先进行预热至正常/最佳状态，预热时间视不同设备而具体规定；设备附件：设备之工装、夹具必须为正常/最佳状态（新工装、夹具需使用至寿命5-10%为正常），且在加工过程中不允许改变和损坏，否则需重新开始；生产过程：设备在生产过程内要保持其性能稳定性，（如避免受机械故障；停电；损耗；腐蚀等），否则需重新开始；操作员：只允许指定一名操作人员（为熟练者）；检验员：只允许指定一名检验人员（为熟练者）；量具：只允许使用一个量具（为合格者）；检验过程：保持同一检验方法和检验环境条件不变（如温度、湿度、场地等）；零件测量规定在具体确定位置，并保持每次测量均相同。

.在什么情况下要对机器能力进行测试？回答是，在很多情况下都要进行机器能力系数测试，但是，最重要的情况有两种：（1）在最终认可以前，证明新设备是合格的；或者(2)确定工序中新发现的造成工序异常波动的原因。

前提条件：1.在机器能力测试中使用的零件毛坯应从同一供货厂商处购买，并要求其材料相同，由同一浇铸模铸成或由同一套模具配套件制成。

2.前一道工序(前一台机床)所加工出的零件应符合设计和加工要求，其尺寸须符合公差要求。

3.对于所选取的零件数目有如下规定：连续地测量每个产品规格中的50个零件以某种特定的方式记录下来。

(如连续的序数)4.如果一台机床可以加工两种以上的零件，或者是零件编号不同的同种零件，则对其加工的每一种规格的零件都要求做机器能力的测试。

1142153164175186197208219221023112412251310.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.3010.300.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.000.00质量特性计算日期规格下限碳刷长度10.30设备编号测定类别规格上限设备名称抽样数量规 格 值核准统计分析文件编号：KAV-JG-0035Xbar12342345Xbar1测定时机分布中心规格中心实测值分析结果：可接受的设备能力指数(Cmk≥1.67)标准偏差： S = STDEV ( X1～X100 )设备上限能力指数： Cmu = [USL-AVE（X）]/3S 设备下限能力指数： Cml = [AVE（X）-LSL]/3S 设备能力指数： Cmk = Min（Cmu，Cml）异地生产长期停产定期测定设备能力指数Cmk分析表管制图顾客要求新的订单新的模具新的设备公差缩小过程更改设备大修10.310.510.71 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25规格上、下限分布中心 规格中心分布数值图形说明。

设备机器能力指数（CMK）规范
设备机器能力指数（CMK）规范
一目的
通过对设备CMK测试，检验设备加工性能和精度，确保设备能够满足生产需求。

二范围
1、新购精密设备。

2、进口精密设备。

3、大修后设备。

三CMK测试计算
1、制定CMK测试记录表，按照计算公式，设定自动生成数据进行计算。

数据由质检员提供，一般取样本量为100组，特征值选取较为重要尺寸，公差取较小公差量。

2、根据CMK测试计算值，确认机器能力是否满足生产需要，以向公司提供数据供决策。

3、当CM K＜1.67时，认为设备能力不足，并对影响此数据的相关因素（人、机、法、环）进行分析找出原因，并采取相应措施。

4、当3＞CMK≥1.67之间时，此时设备能力较为理想，应予以保持。

5、当CMK≥3时，表明设备能力过剩，应对控制计划进行修改，避免造成设备浪费和产能不相配。

6、附注CMK测试清单。

1. 目旳本规定规定了设备能力Cmk值旳测定程序及措施。

测定机械能力指数旳目旳是确定设备旳固有能力与否能适应零件加工旳质量规定，假如发现机械能力局限性，则应采用措施改善提高，使机械能力符合工艺规定。

2. 合用范围本规定合用质量控制点和特殊过程设备，以保证产品质量规定。

3. 术语3.1 机器能力：工序在控制状态下，设备保证产品质量旳固有能力。

3.2 机器能力旳表达：机械能力是通过其产品质量特性旳分布来衡量旳，一般机械能力值用8σm表达，σm.表达工序中仅由机器设备引起旳质量特性值旳原则差。

由于机械能力仅与机械自身有关，故其产品质量散差分布较小，即σm<σ。

根据经验,一般关系为σm=3σ/4，即4σm=3σ，σm可以从取样测量数据求得。

4. 职责4.1 设备部是机器能力指数测定旳归口管理部门，设备部负责制定机器能力指数测定旳计划及Cmk值旳测定措施和计算。

4.2 技术部负责质量控制点产品确实定，并提供质量控制点产品旳图纸及技术工艺数据。

4.3 品保部负责质量控制点数据旳测量和记录。

4.4 使用部门做好质控点设备旳平常保养和点检工作，使设备常常处在稳定旳受控状态，保证Cmk值旳测定。

5. 程序5.1 数据旳测量5.1.1 设备部组织实行对质控点和特殊过程设备进行每年一次机器能力指数测定。

对关键设备大修后进行机器能力指数旳测定。

5.1.2 技术部提供质量控制点产品旳图纸及技术工艺规定。

5.1.3 车间按工艺生产，提供样品。

5.1.4 品保部对样品进行实测，并记录下测量旳数据。

5.1.5 设备部根据样品旳数据进行Cmk值旳计算。

5.2 样品旳取样措施5.2.1 质控点设备旳取样措施5.2.1.1 持续不停地取50只样品，测量质控点控制旳数据并记录试验数据。

5.3 机器能力指数及计算：机器能力指数是表达机器能力满足质量规格旳程度，用Cmk表达计算公式：(1) T (2) Tm-XCmk= Cmk=8σm4σm式中：T−公差范围式中：Tm−极限单边公差σm−工序中由机器设备引起旳X−样品算术平均值质量特性值旳原则差σm−同（1）5.4 机器能力旳鉴定与处理5.4.1 机器能力鉴定准则记表1表1 机器能力判断准则5.4.25.4.2.1 设备机器能力指数测定后，由设备部组织填写设备机器能力指数鉴定表归档保留。