工序能力评估与SPC

五大工具：MSA、APQP、SPC、FMEA、PPAPMSA测量系统分析在日常生产中，我们经常根据获得的过程加工部件的测量数据去分析过程的状态、过程的能力和监控过程的变化；那么，怎么确保分析的结果是正确的呢？我们必须从两方面来保证，一是确保测量数据的准确性/质量，使用测量系统分析（MSA）方法对获得测量数据的测量系统进行评估；二是确保使用了合适的数据分析方法，如使用SPC 工具、试验设计、方差分析、回归分析等。

测量系统的误差由稳定条件下运行的测量系统多次测量数据的统计特性：偏倚和方差来表征。

偏倚指测量数据相对于标准值的位置，包括测量系统的偏倚（Bias）、线性（Linearity）和稳定性（Stability）；而方差指测量数据的分散程度，也称为测量系统的R&R，包括测量系统的重复性（Repeatability）和再现性（Reproducibility）。

一般来说，测量系统的分辨率应为获得测量参数的过程变差的十分之一。

测量系统的偏倚和线性由量具校准来确定。

测量系统的稳定性可由重复测量相同部件的同一质量特性的均值极差控制图来监控。

测量系统的重复性和再现性由GageR&R研究来确定。

分析用的数据必须来自具有合适分辨率和测量系统误差的测量系统，否则，不管我们采用什么样的分析方法，最终都可能导致错误的分析结果。

在ISO10012-2和QS9000中，都对测量系统的质量保证作出了相应的要求，要求企业有相关的程序来对测量系统的有效性进行验证。

测量系统特性类别有F、S级别，另外其评价方法有小样法、双性、线性等.分析工具在进行MSA分析时，推荐使用Minitab软件来分析变异源并计算Gage R&R和P/T。

并且根据测量部件的特性，可以对交叉型和嵌套型部件分别做测量系统分析。

另外，Minitab软件在分析量具的线性和偏倚研究以及量具的分辨率上也提供很完善的功能，用户可以从图形准确且直观的看出量具的信息。

二、什么是SPC、SPD与SPA？1．SPCSPC(Statistical Process Control)即统计过程控制，是20世纪20年代由美国休哈特首创的。

SPC就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，发现过程异常，及时告警，从而达到保证产品质量的目的。

这里的统计技术泛指任何可以应用的数理统计方法，而以控制图理论为主。

但SPC有其历史局限性，它不能告知此异常是什么因素引起的，发生于何处，即不能进行诊断，而在现场迫切需要解决诊断问题，否则即使要想纠正异常，也无从下手。

2．SPDSPD(Statistical Process Diagnosis)即统计过程诊断，是20世纪80年代由我国质量管理专家张公绪首次提出的。

1980年，张公绪提出选控控制图系列。

选控图是统计诊断理论的重要工具，奠定了统计诊断理论的基础。

1982年，张公绪又提出了“两种质量诊断理论”，突破了传统的休哈特质量控制理论，开辟了质量诊断的新航向。

此后，我国又提出“多元逐步诊断理论”和“两种质量多元诊断理论”，解决了多工序、多指标系统的质量控制与质量诊断问题。

从此，SPC 上升为SPD。

SPD是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控与诊断，从而达到缩短诊断异常的时间、以便迅速采取纠正措施、减少损失、降低成本、保证产品质量的目的。

目前，我国依据上述诊断理论已开发出两种诊断软件。

一种是依据“两种质量诊断理论”开发的应用软件SPCD2000，用于诊断多工序生产线中上工序对下工序的影响；另一种是依据“多元逐步诊断理论”和“两种质量多元诊断理论”开发的多元诊断软件DTTQ2000，用于多因素相关条件下的诊断。

而后者同时也考虑了上工序对下工序的影响。

3．SPASPA(Statistical Process Adjustment)即统计过程调整，是SPC发展的第三个阶段。

SPA可判断出异常，告之异常发生在何处，因何而起，同时还给出调整方案或自动调整。

TS16949五大工具(APQP、FEMA、MSA、PPAP、SPC)关系前言IATF（国际汽车行动组织）为了推动TS16949标准的理解和运用，专门出版了五大核心工具应用指南，以此来推动五大工具的应用和推广。

现就五大工具向各位同仁作简要介绍。

一、TS16949五大核心工具简介1、APQP（先期产品质量策划）APQP是用来确定和制定确保产品满足顾客要求所需步骤的结构化方法。

APQP的功能：为满足产品、项目或合同规定,在新产品投入以前,用来确定和制定确保生产某具体产品或系列产品使客户满意所采取的一种结构化过程的方法。

为制订产品质量计划提供指南，以支持顾客满意的产品或服务的开发。

APQP强调在产品量产之前，通过产品质量先期策划或项目管理等方法，对产品设计和制造过程设计进行管理，用来确定和制定让产品达到顾客满意所需的步骤。

产品质量策划的目标是保证产品质量和提高产品可靠性，它一般可分为以下五个阶段：第一阶段：计划和确定项目（项目阶段）；第二阶段：产品设计开发验证（设计及样车试制）；第三阶段：过程设计开发验证（试生产阶段）；第四阶段：产品和过程的确认（量产阶段）；第五阶段：反馈、评定及纠正措施（量产阶段后）。

2、FEMA（失效模式及后果分析）潜在的失效模式和后果分析（FMEA）作为一种策划用作预防措施工具，其目的是发现、评价产品/过程中潜在的失效及其后果；找到能够避免或减少潜在失效发生的措施并不断地完善。

实施FMEA的目的：能够容易、低成本地对产品或过程进行修改，从而减轻事后修改的危机。

找到能够避免或减少这些潜在失效发生的措施；FEMA体现了防错的思想，要求在设计阶段和过程设计阶段，对构成产品的子系统、零件及过程中的各个工序逐一进行分析，找出所有潜在的失效模式，并分析其可能的后果，从而预先采用必要的措施，以提高产品的质量和可靠性的一种系统化的活动。

FEMA从失效模式的严重度(S)、频度(O)、探测度(D)三方面分析，得出风险顺序数RPN=S×O×D，对RPN及严重度较高的失效模式采取必要的预防措施。

CPK与SPCCPK与SPCCPK：Complex Process Capability index 的缩写，是现代企业用于表示制程能力的指标。

制程能力是过程性能的允许最大变化范围与过程的正常偏差的比值。

制程能力研究在於确认这些特性符合规格的程度，以保证制程成品不符规格的不良率在要求的水准之上，作为制程持续改善的依据。

当我们的产品通过了GageR&R的测试之后，我们即可开始Cpk值的测试。

CPK值越大表示品质越佳。

CPK=min（（X-LSL/3s），（USL-X/3s））Cpk——过程能力指数CPK= Min[ (USL- Mu)/3s, (Mu - LSL)/3s] Cpk应用讲议1. Cpk的中文定义为：制程能力指数，是某个工程或制程水准的量化反应，也是工程评估的一类指标。

2. 同Cpk息息相关的两个参数：Ca : 制程准确度, Cp. : 制程精密度3. Cpk, Ca, Cp三者的关系： Cpk = Cp * ( 1 - ｜Ca｜)，Cpk是Ca及Cp两者的中和反应，Ca反应的是位置关系(集中趋势)，Cp反应的是散布关系(离散趋势)4. 当选择制程站别Cpk来作管控时，应以成本做考量的首要因素，还有是其品质特性对后制程的影响度。

5. 计算取样数据至少应有20~25组数据，方具有一定代表性。

6. 计算Cpk除收集取样数据外，还应知晓该品质特性的规格上下限(USL，LSL)，才可顺利计算其值。

7.首先可用Excel的“STDEV”函数自动计算所取样数据的标准差(σ)，再计算出规格公差(T)，及规格中心值(u). 规格公差＝（规格上限－规格下限）；规格中心值＝（规格上限+规格下限）/2；8. 依据公式：Ca=(X-U)/(T/2) ，计算出制程准确度：Ca值9. 依据公式：Cp =T/6 ，计算出制程精密度：Cp值10. 依据公式：Cpk=Cp(1-|Ca|) ，计算出制程能力指数：Cpk值11. 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。

SPC 概述Statistical Process ControlSPC Introduction统计性统计管理(SPC = Statistical Process Control)란 ?Statistical ...•统计性方法是用Sampling的Data Monitoring 、分析Process 变动时使用。

Process ...•反复性的事情或者阶段(SIPOC : Supplier → Input → Process → Output → Customer)Control ...• Process正在变化的事实早期警报。

警报是指最终Output出来之前纠正问题，能够具有充分的时间(管理图 : 随着时间工程散布的变化)SPC –对某个 Process掌握品质规格和工程能力状态, 利用统计性资料和分析技法, 在所愿的状态下一直能管理下去的技法。

2SPC 的发展历史SPC 的特征：控制过程，防患于未然。

重点在于预防•電視機彩色密度投机•美國：無不合規格產品出廠，注意力在符合規格•日本： 0.3% 超出產品規格，致力於命中目標製程- 產品-顧客產品(Output)Measurement製程(過程)(Process)展開特性 特徵顧客滿意ManMachine Material Method Environmental4M1E製程，程序影響工作結果之所有原因的集合,亦即為達成工作 結果之製造過程中所有活動的集合管制，控制確保達到要求標準,必要時採取矯正行動何謂製程管制 (程序控制)工作 結果原材料 方法 環境機器 人員原因 手段特性 目的SPC 即。

.自製程中蒐集資料，加以統計分析，並從分析中發覺異常原因，採取改正行動，使製程恢復正常，保持穩定，並持續不斷提昇製程能力的方法。

SPC 即。

.製程 資料異常 穩定製程 製程能力好能力的製程 製程改善製程解析及管制收集資料 統計分析 採取措施 製程能力分析持續改善SPC 的目的維持正常的製程 (在统计的控制之下)事先做好應該做的 (標準，系統) – ex ：检测，機台操作程序製程異常發生能偵測出，並除去之，防止其再發能力要足 (有能力的程序)能力指標提昇能力–持續改善 (廣義)SPC 管理Tool的优点•Process由于偶然原因(White Noise = Common Cause Variation)和异常原因(Black Noise = Special Cause Variation)受影响一直变化。

CP和CPK介绍在评估SMT设备或在选型的时候，常听到“印刷机、贴片机或再流焊设备的Cp和Cpk值是多少？Cp、Cpk是什么意思呢？CP(或Cpk)是英文Process Capability index缩写,汉语译作工序能力指数，也有译作工艺能力指数过程能力指数。

工序能力指数，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。

这里所指的工序，是指操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等五个基本质量因素综合作用的过程，也就是产品质量的生产过程.产品质量就是工序中的各个质量因素所起作用的综合表现. 对于任何生产过程，产品质量总是分散地存在着。

若工序能力越高，则产品质量特性值的分散就会越小；若工序能力越低,则产品质量特性值的分散就会越大。

那么，应当用一个什么样的量，来描述生产过程所造成的总分散呢？通常，都用6σ（即μ＋3σ）来表示工序能力：工序能力＝6σ 若用符号P来表示工序能力,则:P＝6σ 式中：σ是处于稳定状态下的工序的标准偏差工序能力是表示生产过程客观存在着分散的一个参数.但是这个参数能否满足产品的技术要求，仅从它本身还难以看出。

因此,还需要另一个参数来反映工序能力满足产品技术要求(公差、规格等质量标准）的程度。

这个参数就叫做工序能力指数.它是技术要求和工序能力的比值，即工序能力指数=技术要求／工序能力当分布中心与公差中心重合时，工序能力指数记为Cp。

当分布中心与公差中心有偏离时，工序能力指数记为Cpk。

运用工序能力指数，可以帮助我们掌握生产过程的质量水平。

工序能力指数的判断工序的质量水平按Cp值可划分为五个等级。

按其等级的高低，在管理上可以作出相应的判断和处置(见表1）。

该表中的分级、判断和处置对于Cpk也同样适用. 表1 工序能力指数的分级判断和处置参考表Cp值级别判断双侧公差范(T) 处置Cp>1.67 特级能力过高T＞106 (1)可将公差缩小到约土46的范围(2）允许较大的外来波动，以提高效率(3)改用精度差些的设备，以降低成本(4）简略检验 1.67≥Cp1。

CTQ、CPK、SPC概念简介CTQ（Critical-To-Quality）的意思是品质关键点该概念常在six sigma管理中被提到。

企业提供的产品和服务必须满⾜客户要求的品质特征. 在Six Sigma (六西格玛)中, 通常⽤Y来表⽰.很多公司都是把其作为⼀个输出的衡量性指标（Outcome Indicator）举个例⼦来说，麦当劳顾客减少，此时的关键指标就是平均每天顾客⼈数(person/day)不同的项⽬有不同的指标的。

什么是关键品质特性（CTQ）顾客最在意的产品或服务的特性品质：功能、可⽤性、可靠性、可维护性…交期：准时价格：⽐较性、价格、总成本、折扣…售后服务：即时性、便利性、速度…Voc = f ( CTQs )Y = f (X1, X2, X3, …Xn)Y = f (X)输出输⼊输出是输⼊的函数为什么要推⾏六西格玛 Why Six Sigma1.竞争的需要2.数据驱动进步3.客户导向及要求4.建⽴共同的语⾔5.掌握通⽤⼯具6.解决⽅法与思路7.降低 FCR，减少失败质量成本英⽂释义CTQs (Critical to Quality) are the key measurable characteristics of a product or process whose performance standards or specification limits must be met in order to satisfy the customer. They align improvement or design efforts with customer requirements.CTQs represent the product or service characteristics that are defined by the customer (internal or external). They may include the upper and lower specification limits or any other factors related to the product or service. A CTQ usually must be interpreted froma qualitative customer statement to an actionable, quantitative business specification.To put it in layman's terms, CTQs are what the customer expects of a product... the spoken needs of the customer. The customer may often express this in plain English, but it is up to us to convert them to measurable terms using tools such as DFMEA, etc.编辑本段CTQ相关信息的分散程度。

CPK与PPK两者在SPC品质分析中的应用摘要:在进行过程质量统计分析的时候,工序能力指数Cpk(Index of Process Capability与过程能力指数Ppk(Index of Process Performance是评价过程及改进方向和目标的两个重要指标。

质量管理中数理统计的理论和方法非常重要。

由于每天生产产品的质量,如工件的厚度、表面粗糙度等不断变动的缘故,为了加工出厚度均匀、粗糙度一致的工件,即使对加工环境的温度、湿度,对切削时的进刀量等操作条件做出严格的规定,实际生产出来的产品质量仍然存在波动。

而且上面所列出的加工条件固定不变也是难以办到的事,这些加工条件也存在着一定程度的波动,因此工序质量在各种影响因素制约下,呈现波动特性。

统计方法能够对这些波动的状况及其相互关系进行定量分析,是监控、改进产品质量非常有用的工具。

工序与过程能力指数在质量控制中越来越频繁地使用。

近来随着生产力的高度发展,对产品质量和服务质量的要求不断提高,不合格品率越来越低,而与其对应的过程能力指数要求越来越大。

这反映了生产能力的进步、不合格品率下降、经济效益的提高。

Cpk主要用于周期性的过程评价,而Ppk 则用于实时过程性能研究和初始过程能力评估。

Cpk 反映的是在稳定状态下的实际加工能力,有助于过程管理水平的提高。

Ppk 因其具有不同于Cpk 的特点,反映了实时过程的性能,可对当前的过程性能有更多的了解。

总而言之,将过程能力指数和过程性能指数联合起来进行研究,有助于为企业提供一套准确的过程管理与过程控制方法。

CPK与PPK的区别1cpk 主要是子组间的变差产生,所以数据要分组,也就是说,采值是进行分组,涉及到子组,子组容量,采值频次等。

它针对的是一个长期的过程。

做cpk时,过程要求受控。

2Ppk是整体变差的影响,它不考虑采值的过程,可以连续采值也可以间断采值。

3PK的评价过程是稳定过程,PPK可以不是稳定的过程;CPK的样本容量是30~50,PPK的样本容量是大于或等于100;CPK评价的是单批(几小时或几天,PPK评价的是多批(几周或几个月。

SPC的介绍及好处企业为什么要实行 SPC :SPC是全球范围内制造业所信赖和采用的质量控制技术。

半个多世纪以来，SPC的广泛应用推动了制造业的发展与繁荣。

新世纪是质量的世纪，质量塑造未来，质量也是竞争的关键。

在一些行业，应用SPC已经成为企业生存的基本需求。

传统观念把检验作为质量保证的手段，只能事后判断，而应用SPC，能够把握先机，预防不合格品的出现，降低成本，提高企业运行效率。

SPC 强调全过程监控、全系统参与，并且强调用科学方法（主要是统计技术）来保证全过程的预防。

SPC 不仅适用于质量控制，更可应用于一切管理过程（如产品设计、市场分析等）。

正是它的这种全员参与管理质量的思想，实施SPC可以帮助企业在质量控制上真正作到“事前”预防和控制SPC可以帮助企业：·对过程作出可靠的评估；·确定过程的统计控制界限，判断过程是否失控和过程是否有能力；·为过程提供一个早期报警系统，及时监控过程的情况以防止废品的发生；·减少对常规检验的依赖性，定时的观察以及系统的测量方法替代了大量的检测和验证工作；有了以上的预防和控制，我们的企业当然是可以：·降低成本；·降低不良率，减少返工和浪费；·提高劳动生产率；·更好地理解和实施质量体系。

建立SPC 的步骤：1、确定制造流程：绘制制造流程图- 确定工序；制定品质工程表- 每道工序的质量指标是多少；2、决定管制项目：哪些是可控制的项目，或者说哪些要素需要被监控；（比如说加工的长度，压铸后的重量等）3、实施标准化：建立标准，确定管制项目的标准值，上、下限。

4、绘制管制图：根据收集的数据，结和实际，绘制不同的管制图。

5、分析制程能力：根据收集的数据，计算工序的制程能力指标是否符合要求。

6、分析问题：根据管制图的异常，分析产生异常的原因，这些异常是否在正常的波动范围之内，如果不是，要找出原因。

7、解决问题8、继续管制SPC 应用的几个误区目前有很多企业都在学SPC，用SPC，但也存在一些认识上的误区。

什么是SPC、SPD与SPA？一、概述近年来，由于科学技术的迅猛发展，产品的不合格品率迅速降低，如电子产品的不合格率由过去的百分之一、千分之一降低到百万分之一(ppm，10–6)，乃至十亿分之一(ppb，10–9)。

质量控制方式也由过去的3s控制方式演进为6s控制方式。

3s控制方式下的稳定状态不合格品率为2.7×10–3(0.27%)，6s控制方式下的稳定状态不合格品率仅为2.0×10–9(10亿分之二)，参见图1。

(略) 这就是21世纪的超严格质量要求，各种产品都有其相应的超严格质量要求。

因此，著名的美国质量管理专家朱兰早在1994年就在美国质量管理学会年会上指出：“21世纪是质量的世纪”。

大家知道，贯彻预防原则是现代质量管理的核心与精髓。

对如此严格的质量要求，采取什么样的科学措施和科学方法来贯彻预防原则并保证质量方针和目标的实现呢？这就要提到“SPC”、“SPD”与“SPA”。

二、什么是SPC、SPD与SPA？1． SPCSPC(Statistical Process Control)即统计过程控制，是20世纪20年代由美国休哈特首创的。

SPC就是利用统计技术对过程中的各个阶段进行监控，发现过程异常，及时告警，从而达到保证产品质量的目的。

这里的统计技术泛指任何可以应用的数理统计方法，而以控制图理论为主。

但SPC有其历史局限性，它不能告知此异常是什么因素引起的，发生于何处，即不能进行诊断，而在现场迫切需要解决诊断问题，否则即使要想纠正异常，也无从下手。

2． SPDSPD(Statistical Process Diagnosis)即统计过程诊断，是20世纪80年代由我国质量管理专家张公绪首次提出的。

1980年，张公绪提出选控控制图系列。

选控图是统计诊断理论的重要工具，奠定了统计诊断理论的基础。

1982年，张公绪又提出了“两种质量诊断理论”，突破了传统的休哈特质量控制理论，开辟了质量诊断的新航向。

SPC即统计过程控制。

是利用统计方法对过程中的各个阶段进行控制，从而达到改进与保证质量的目的。

SPC强调以全过程的预防为主。

也是中国人民武装警察部队特种警察学院的简称,该学院又叫做武装特警学院.它是训练特种兵的学院,同时还是执行任务的机构.目录利用统计的方法来监控制程的状态，确定生产过程在管制的状态下，以降低产品品质的变异编辑本段SPC(2)soy protein concentrate，大豆浓缩蛋白。

在大豆压榨过程中的产品，比豆粕蛋白含量高，且更易吸收。

常用于乳猪、水产、幼禽、犊牛、宠物等饲料制作。

是理想的饲料原料。

SPC(3) 增量脉冲编码器，编辑本段SPC(3)中国人民武装警察部队特种警察学院的简称,同时又叫做武装特警学院.它是训练特种兵的学院,同时还是执行任务的机构.编辑本段SPC(质量管理与控制)统计工序控制即SPC（Statistical Process Control）。

它是利用统计方法对过程中的各个阶段进行控制，从而达到改进与保证质量的目的。

SPC强调以全过程的预防为主。

编辑本段SPC能解决之问题1.经济性：有效的抽样管制，不用全数检验，不良率，得以控制成本。

使制程稳定，能掌握品质、成本与交期。

2.预警性：制程的异常趋势可即时对策，预防整批不良，以减少浪费。

3.分辨特殊原因：作为局部问题对策或管理阶层系统改进之参考。

4.善用机器设备：估计机器能力，可妥善安排适当机器生产适当零件。

5.改善的评估：制程能力可作为改善前後比较之指标。

利用管制图管制制程之程序1.绘制「制造流程图」，并用特性要因图找出每一工作道次的制造因素（条件）及品质特性质。

2.制订操作标准。

3.实施标准的教育与训练。

4.进行制程能力解析，确定管制界限。

5.制订「品质管制方案」，包括抽样间隔、样本大小及管制界限。

6.制订管制图的研判、界限的确定与修订等程序。

7.绘制制程管制用管制图。

8.判定制程是否在管制状态（正常）。