SPC工程绪论Word文件下载.doc
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一批来料,某段时间内生产的同类产品,全部都可称为总体。
质量检验常用抽样方法进行,即从总体中抽出一部分个体,对这些个体进行测试,并进行统计分析后,对总体作出估计和判断。
总体可以是有限的、无限的。
如一台机床连续地不断工作,那么加工零件数量是无限的。
样本:
是从总体中随机抽出来一部分个体的集合。
样品—样本中每一个个体叫样品;
样本大小(样本量)—样本中的包含样品数目。
当样本个数越多时,分析结果越接近总体的值,样本对总体的代表性就越好。
3.抽样方法
如何又经济又有代表性,则要对抽样方法进行选择。
常用的方法有:
随机抽样—总体中每一个个体都有同等可能的机会抽到;
分层抽样—先将总体分类或分层,然后在各层随机抽样,
减少层内差异,增加样本的代表性;
系统抽样—机械随机抽样,按一定的时间间隔抽取样本
的一种方法。
4.数据整理和统计
抽样的目的是通过样本来反映总体,常常将样本测试数据,通过整理加工,找出它们的特性,从而判断总体的变化规律性、趋势和性质。
数据的分布:
两个参数就可描述:
S2,X
S2→样本方差→表示数据的分散程度S2≈σ2
X→平均值→表示数据的中心倾向X≈μ
举例:
样本参数
假设测得样本数据为:
X1X2X3…Xn
样本平均值:
X=(X1+X2+…+Xn)/n
X=ΣXi/n
样本中位值:
X:
按数据大小顺序排列位于中间的数值。
X,若n为偶
数,则取位于中间两个数值的平均值。
样本方差R:
Xmax-Xmin
样本方差和样本标准偏差:
—度量数据波动幅度大小的特性值。
样本方差:
一组数据中每一个数值与平均值之差的平方和的平均值。
用S2表示反映数据的离散程度
S→样本标准偏差
S2=[(X1-X)2+(X2-X)2+¼
+(Xn-X)2]*1/(n-1)=1/(n-1)*Σ(Xn-X)2
S=1/(n-1)*Σ(Xi–X)2
三.直方图与正态分布
①直方图:
为分析观察值分布状态,以便对总体的分布特性进行推断,由直角坐标系中若干顺序排列的长方形图系。
俗称:
柱状图。
②应用程序:
参照标准:
JB/T3736.5-94
a)确定特性值(什么特性值)
b)确定、收集统计量(n个观察值),n≥50,一般取n=100
c)找出观察值中最大值(Xmax)(Xmin)计算极差R=Xmax-Xmin
d)确定组数k和组距h:
n
k
一般使用k
组距
<
50
50-100
100-250
>
250
5-7
6-10
7-12
10-20
10
或用经验公式估计
k=√n
h=R/k
1.结果园整为一位有效数字
2.h要取奇数
e)确定各组界限并填入频数分布表
第一组下界限XIL=Xmin-1/2*最小测量单位
第一组上界限XIU=XIL+h
第二组上界限X2U=XIU+h(第二组下界限为第一组上界限)
f)将观察值一一填入频数分布表,统计频数f,确定组次v,计算
fivi,fivi2,Σfivi,Σfivi2
g)计算平均值X,标准差S:
X=X。
+h*1/nΣfivi
S=h.*1/nΣfivi2–(1/nΣfivi)2
式中:
X。
为频数最大一组的中心值。
h)画图:
③例举:
某物重量规格3108g,现测量50件,其重量如下表示:
308317
305310
309312
313307
304311
306314
309305
307305
310315
312312
308315
304310
315312
320311
309316
306302
316307
315305
308310
311307
303318
316309
311314
310318
(例举练习)
频数分布表
组别
组界
中心值
频数统计
f
v
fv
fv2
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Xmax
Xmin
R
h
X0
X
S
Σf
Σfv
Σfv2
某物重量直方图
频数TLTTU
25n=50
20X=
15S=
10310+8g
0质量特性值(g)
300305310315320
302318
④直方图分析
A.直方图形是正态分布图形:
分析直方图形状可以判断总体正常或异常,进而寻找异常原因。
案例:
常见的图例如下:
a对称型:
精度、重量等特性值多数是对称型分布。
符合正态分布
b偏向型:
一些有形位公差等要求的特性值是偏向型分布
因加工习惯也可造成偏向型分布,如孔加工偏
小,轴加工偏大,此情况不正常,应改进。
c锯齿型:
直方图分组不当,观察数据不准确等原因都会
造成锯齿型分布,应查明原因,采取措施,
重新作图分析
d双峰型:
观察值来自两个不同的总体会造成双峰型,如
设备、操作者不同等,应把数据分层后重新作
图分析
e平顶型:
生产中有缓慢变化的因素在起作用,会造成平
顶型分布,如刀具磨损等,应采取措施,应控
制该因素稳定在良好水制平上
f孤岛型:
有测量误差或生产过程中出现异常因素会
造成孤岛型分布,应查明原因,采取措施
B.直方图与规范界限比较:
a.分布满足规范要求图例:
正常型T分布的均值处于规范界限中间,且呈对称分
B布
T
能力富余型B散差很小,能力有富余,可加工更高要
求工件
T
TB
无富余型B
极易产生不合格品,应改进尚能满足规范要求,应调整过程
均值与规范中心重合,就变成正常型
b.分布不满足规范要求
BT
TB
均值中心与规范基本重合,但散均值偏移,需进行调整,使均值
差较大,能力不足,应进行改进与规范中心重合
四.制程能力分析
1.制程能力:
即指生产制程能够稳定生产合格品的能力。
一般用工序能力系数(工序能力指数,工程能力指数)Cp表示。
它与人、机、料、法、环及工作质量都有关系。
2.工序能力指数:
Cp
T
σ
ε
TLMμ(x)TU
注:
μ=x工序(总体)均值;
σ(s)工序(总体)的标准差;
TL标准下限值;
TU
标准上限值;
M=T/2标准范围中心值;
ε中心偏移量ε=|μ-M|
l当分布中心与标准中心重合时,工序能力系数记为Cp:
ε=|μ-M|=0CP=T/6σ=T/6S
正常型T分布的均值处于规范界限中间,且呈对称分布
B
l当分布中心与标准中心不重合时,工序能力指数记为Cpk:
Cpk=(T-2ε)/6σ=(1-k)/Cp
B
分布中心与标准中心不重合,应调整过程使
均值与规范中心重合,就变成正常型
l当标准要求单侧的情况时,工序能力系数记为CPS:
CPS=(TU-μ)/3σ标准要求上限。
CPS=(μ-TL)/3σ标准要求下限。
3.制程能力分析及调整
l当CP=1.33时,理想状态;
l当CP>
1.33时,加工精度过高,能力过盈,注意降低成本;
l当1<
CP<
1.33时,较经济状态,但注意废品产生;
l当0.67<
1时,工序能力不能满足要求,一定会出废品,已加工的零件应全检。
同时应采取措施提高工序能力。
五.波动图与预防管制:
1.波动图:
用于质量控制中观察与分析质量特性值达标和波动状况,以便控制和改进质量的在直角坐标系一条波动曲线图。
T正常时:
统计分布值B处于规范界限中间,且呈对称分布
B过程不正常时:
统计分布很容易出界。
2。
管制原理:
参照标准JB/T3736.3-94
a)确定分析和控制的质量特性值:
—观察、分析质量波动情况:
在图中设规范上限和规范下限。
—预防控制质量特性超差:
在图中设控制上限和控制下限。
b)收集观察值,并形成统计表:
c)计算质量特性值控制偏差Bk:
Bk=EI+CT┉
(1)
式中EI——图样给定的下偏差
C——控制偏差系数C上=0.8C下=0.2
T——图样给定的尺寸公差
\Bk上=EI+0.8T
Bk下=EI+0.2T
d)计算偏差相对值Bn:
Bn=(B-EI)/T┉
(2)
式中B——实际偏差n——加工序号
e)绘制曲线:
按偏差相对值,逐一在图中相应部位打点,连成曲线。
f)观察分析改进:
①图形构成:
观察用规范上限
波动图公差(T)中心值
规范下限
序号
质量特性规范上限
控制上限
加工尺寸控制偏差(Bk)中心值
预控用控制下限
波动图规范下限
序号
*图中序号为抽取的观察值顺序号或时间
②波动图使用要点:
a)在批量生产的机械加工工序应用时,应是同一批加工件使用一张波动图。
其质量特性值可取图样给定的该批加工件尺寸的上偏差和下偏差。
b)用于单件生产的机械加工工序时,其条件必须满足“三同”,即:
同一加工机床,同一生产工人(或技术等级相同的工人)加工相同材质但尺寸及公差要求不一的零部件。
其质量特性为实际偏差相对值。
3.案例:
某加工车间F260mm镗床加工相同材质不同尺寸零件,其加工者在每一加工时得如下质量统计表:
序号
图件尺寸
公差T
控制偏差BK
实际偏差B
偏差相对值Bn
图样号
250+0.09
0.09
+0.072
+0.018
+0.10
1.11
7401.1.04
310+0.12
0.12
+0.096
+0.024
0.83
380+0.12
+0.02
0.166
Y913-1500
306+0.34
0.34
+0.272
+0.068
+0.19
0.558
1600+0.20
0.40
+0.16
0.50
1400+0.20
-0.05
0.375
其中间公差相对值波动图:
Bn
1.0-------------------------------------------上偏差
0.8-------------------------------------------控制上限
0.6
中心值
0.4
0.2-------------------------------------------控制下限
下偏差
0序号
12345678910
观察分析:
①序号1在公差范围外,属不合格项。
②序号2、3尺寸尺寸偏差在控制界限外,说明工序曾存在
不良因素,经查找原因进行改进,从序号3、4、5可知
工序已趋于正常。
4.图形分析:
1)观察值在控制范围内,质量优良,工序稳定。
------------------------------
2)超出控制值,质量虽合格,波动偏大,工序稳定性稍差。
3)多数超出规范界限,质量不合格,波动很大,工序能力差。
-----------------------------
4)大多数都在规范界限内,但偏向一侧,其均值离中心值偏大,应调整。
----------------------------
5)大都在规范界限内,但虽逐渐下降(或上升)趋势,工序不稳定应调整。
六、控制图与过程控制:
ISO8258:
1991(E)/GB4091。
1.控制图:
判别生产工序过程是否处于控制状态的一种的手法。
a)作用:
使生产过程达到统计控制状态,判断生产过程是否异常。
前者为分析用控制图,后者为控制用控制图。
*统计控制状态:
只存在偶然误差,不存在系统误差;
只存在正常波动,不存在异常波动。
b)图形:
控制对象
欲控对象:
指想要控制的质量特--------
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