一种基于参数达标率与CPK四象限的过程稳定性分析方法与流程

一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法
技术领域
1.本发明属于工业制造技术领域，具体地说涉及一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法。


背景技术：

2.在工业领域，每一个产品的生产都需要经过多道工序。在每一道工序中，伴随着设备生产，每天会产生大量的数据。这些数据不仅反映了生产时的设备运行状况，也蕴含了大量的有效信息。合理地利用、分析这些数据，找到生产过程可能存在问题的环节，对这些环节进行改进，不仅能提高产品质量、生产效率，也能提高生产过程的稳定性，带来诸多好处。在分析生产过程稳定性时，通常会将两种数据作为参考，一个是参数达标率，另一个是参数过程能力指数(cpk)。参数达标率是指在生产过程中，设备参数在工艺设定标准范围内的抽样数据占该参数所有抽样数据的比例。而过程能力指数(cpk)用来表示过程能力满足技术标准(例如规格、公差)的程度，其值越大表示生产过程保持稳定的能力越高。
3.然而，现有的过程稳定性分析方法在分析生产过程的稳定性时，仅分析参数达标率和参数过程能力指数(cpk)中的一个方面，来寻找影响生产过程稳定性的因素。若只关注参数达标率，可能参数的抽样数据符合产品设计标准，但有些数据偏向于设计上限或设计下限，参数波动较大，即参数过程能力指数(cpk)偏低，生产过程保持稳定的能力较弱，产品质量波动较大；若只关注参数过程能力指数(cpk)，可能出现参数过程能力指数(cpk)较高，看似生产过程平稳，而实际部分抽样数据不符合工艺设定标准，参数达标率较低的情况，这显然不是真正需要的稳定。所以，以上两种过程稳定性分析方法均无法得到全面的生产过程稳定性情况，也就无法找到真正影响生产过程稳定性的因素。
4.因此，现有技术还有待于进一步发展和改进。


技术实现要素：

5.针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法。本发明提供如下技术方案：
6.一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法，包括：
7.计算某工序各类参数的参数达标率和参数过程能力指数cpk，以参数达标率为x轴，参数过程能力指数cpk为y轴，构建四象限分布；
8.基于数据在四象限分布中的落点情况分析生产过程稳定性。
9.进一步的，基于抽样数据中各参数的数值在工艺设定标准范围内的比例，求解各参数的参数达标率：
[0010][0011]
进一步的，基于客户满意的上限偏差值tu、下限偏差值tl和平均值μ，计算参数过
程能力指数cpk：其中，σ为质量特性值分布的总体标准差。
[0012]
进一步的，采用样本标准差s代替总体标准差σ。
[0013]
进一步的，当数据落在第一象限时，表明参数达标率高且参数过程能力指数cpk高，此区间参数反映过程能力稳定性高且符合工艺设计标准，对产品质量波动影响小。
[0014]
进一步的，当数据落在第二象限时，表明参数达标率低但参数过程能力指数cpk高，此区间参数反映过程能力稳定性较高，但是工艺设计标准符合性较差，需要综合考虑改进产品设计或工艺规范，以降低对产品质量波动的影响。
[0015]
进一步的，当数据落在第三象限时，表明参数达标率和参数过程能力指数cpk都较低，需要从操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境多方面寻找影响因素，以提高产品质量稳定性。
[0016]
进一步的，当数据落在第四象限时，表明参数达标率高但参数过程能力指数cpk低，此区间参数比较符合产品设计规范，但受限于生产制造环境，其稳定性不高，需要考虑改进设计制程，以提高产品质量稳定性。
[0017]
进一步的，用于管控灌注机设备的灌注工序。
[0018]
有益效果：
[0019]
1、通过构建由参数工艺达标率和参数过程能力指数cpk组成的四象限，解决了只关注参数达标率而造成的忽视参数波动，生产过程保持稳定能力较弱的问题；
[0020]
2、通过构建由参数工艺达标率和参数过程能力指数cpk组成的四象限，解决了只关注参数过程能力指数cpk忽视参数达标率而造成的生产过程在不符合产品设计标准的区间平稳的问题；
[0021]
3、本技术充分地考虑了参数工艺达标率和参数过程能力指数cpk对生产过程稳定性的体现，全面地对生产过程稳定性进行分析，并提出改进方法；
[0022]
4、本技术充分利用生产过程中产生的数据，对其进行合理的分析，并结合生产过程实际情况，发现生产过程中存在问题的影响因素，对其进行改进，从而提高生产过程稳定性，不断减小产品质量波动，保证产品品质，实现一种高质量的稳定生产；
[0023]
5、将本技术应用于生产流程的部分设备参数管控中，能够辅助生产人员根据四象限分布，针对性的调整对应的设备参数，提高参数的调整效率，进而提升高质量产品的生产效率。
附图说明
[0024]
图1是本发明具体实施例中一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法流程示意图；
[0025]
图2是本发明具体实施例中用于管控灌注机设备的灌注工序的四象限分布图。
具体实施方式
[0026]
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员
在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0027]
在本技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本技术实施例中所使用的单数形式的“一种”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
[0028]
应当理解，本文中使用的术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
[0029]
取决于语境，如在此所使用的词语“如果”、“若”可以被解释成为“在
……
时”或“当
……
时”或“响应于确定”或“响应于检测”。类似地，取决于语境，短语“如果确定”或“如果检测(陈述的条件或事件)”可以被解释成为“当确定时”或“响应于确定”或“当检测(陈述的条件或事件)时”或“响应于检测(陈述的条件或事件)”。
[0030]
还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者系统不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者系统所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个
……”
限定的要素，并不排除在包括要素的商品或者系统中还存在另外的相同要素。
[0031]
本技术通过构建由参数达标率和参数过程能力指数cpk组成的四象限，充分考虑参数达标率和参数过程能力指数cpk对生产过程稳定性的体现，其所探讨的稳定是一种高质量的稳定，解决了只分析二者中的一个方面所导致的无法得到全面的生产过程稳定性情况的问题，可以快速地分析出影响生产过程稳定性的因素，方便之后对其进行调整。
[0032]
如图1所示，一种基于参数达标率与cpk四象限的过程稳定性分析方法，首先计算出某个工序各类参数的参数达标率和参数过程能力指数cpk，然后由得到的数据构建四象限，最后依据各参数在四象限内的分布分析该工序中存在的问题。
[0033]
步骤一：参数达标率的计算
[0034]
在生产制造过程中，设备的每个参数都有相应的工艺设定标准，规定了参数可以浮动的上限、下限，抽样数据即为某工序中部分设备在运转时各参数的实际值。
[0035]
通过确定抽样数据中各参数的数值在工艺设定标准范围内的比例，来得出各参数的参数达标率，具体计算公式如下。
[0036][0037]
步骤二：参数过程能力指数cpk的计算
[0038]
参数过程能力指数cpk的值越大，表明产品的离散程度相对于技术标准的公差范围越小，因而过程能力就越高；参数过程能力指数cpk的值越小，表明产品的离散程度相对公差范围越大，因而过程能力就越低。因此，可以从参数过程能力指数cpk的数值大小来判断能力的高低。
[0039]
参数过程能力指数cpk常用客户满意的上限偏差值减去平均值的结果和平均值减去下限偏差值的结果中数值小的一个，再除以三倍的西格玛的结果来表示，具体计算公式如下：
[0040][0041]
其中，tu为客户满意的上限偏差值，tl为客户满意的下限偏差值，μ为客户满意的平均值，σ为质量特性值分布的总体标准差。
[0042]
通常状况下，质量特性值分布的总体标准差σ是未知的，所以采用样本标准差s来代替。
[0043]
步骤三：四象限过程稳定性分析方法的形成
[0044]
以参数达标率为x轴，参数过程能力指数cpk为y轴，构建四象限。
[0045]
第一象限分布：参数达标率高且参数过程能力指数cpk高的参数。此区间参数反映过程能力稳定性高且符合工艺设计标准，对产品质量波动影响小。
[0046]
第二象限分布：参数达标率低但参数过程能力指数cpk高的参数。此区间参数反映过程能力稳定性较高，但是工艺设计标准符合性较差，需要综合考虑改进产品设计或工艺规范，以降低对产品质量波动的影响。
[0047]
第三象限分布：参数达标率和参数过程能力指数cpk都较低的参数。需要从操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等多方面寻找影响因素，以提高产品质量稳定性。
[0048]
第四象限分布：参数达标率高但参数过程能力指数cpk低的参数。此区间参数比较符合产品设计规范，但受限于生产制造环境，其稳定性不高，需要考虑改进设计制程，以提高产品质量稳定性。
[0049]
本技术充分地考虑了参数工艺达标率和参数过程能力指数cpk对生产过程稳定性的体现，全面地对生产过程稳定性进行分析。可以清晰地看到设备的不同参数在四象限中的分布情况，对处于不同象限的参数进行对比分析。对处于第二象限的参数反映的问题，考虑改进产品设计或工艺规范；对处于第四象限的参数反映的问题，考虑改进设计制程；并聚焦于处于第三象限的参数反映的问题，考虑对其涉及的生产过程进行全面改进。
[0050]
本技术充分利用生产过程中产生的数据，对其进行合理的分析，并结合生产过程实际情况，发现生产过程中存在问题的影响因素，对其进行改进，从而提高生产过程稳定性，不断减小产品质量波动，保证产品品质，实现一种高质量的稳定生产。
[0051]
在实际应用方面，总的生产流程涉及预混、发泡、吸附、钣金、抽空、灌注、安检等多个工序环节的多种设备，如图2及下表所示，示例为当前管控的灌注工序灌注机设备的所有重点管控参数。
[0052]
序号设备参数参数达标率参数过程能力指数1二线灌注01制冷剂温度5.19％-0.672二线灌注01真空检测压力100％1.363二线灌注01灌注压力96.30％1.134二线灌注01灌注量偏差96.30％-0.125二线灌注02制冷剂温度92.29％1.456二线灌注02真空检测压力98.72％1.117二线灌注02灌注压力1.65％-0.578二线灌注02灌注量偏差92.29％-0.44
[0053]
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在
不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。
[0054]
以上已将本发明做一详细说明，以上所述，仅为本发明之较佳实施例而已，当不能限定本发明实施范围，即凡依本技术范围所作均等变化与修饰，皆应仍属本发明涵盖范围内。