操作工用預(yù)控制圖Pre-Control,工程師用控制圖原來如此!

統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)已經(jīng)成為了質(zhì)量專業(yè)人員的討論和文章最喜歡的主題之一。已經(jīng)有大量相關(guān)SPC 的文章和書籍被出版。(其中)有一門技術(shù)只能找到很少或者說沒有相關(guān)文章。這就是預(yù)控制(Pre-Control)。也許這是因?yàn)樗菀桌斫舛荒軕?yīng)用。
預(yù)控制是一門幫助操作工去控制生產(chǎn)過程,防止生產(chǎn)瑕疵零件的技術(shù)。雖然甚至連操作工都很容易去理解,但是從統(tǒng)計(jì)學(xué)的角度,預(yù)控制需要體力和耐力。預(yù)控制不像SPC 那樣在我們能畫控制界線和結(jié)論之前需要25 個(gè)子組。它從最開始就給予和生產(chǎn)過程相關(guān)的反饋,使之無須制圖就能對(duì)生產(chǎn)過程信號(hào)做出高度響應(yīng)。
在預(yù)控制中,圖紙的公差如圖所示被分成3個(gè)區(qū)域,分別為綠色,黃色和紅色。中間的一半公差是綠色PC 區(qū)域。LTL 是公差下限,UTL 是公差上限。UPCL 是PRE 控制上限,LPCL 是PRE 控制下限。

預(yù)控制區(qū)域
PRE 控制準(zhǔn)則:
判定設(shè)置合格:

? 如果5 個(gè)連續(xù)的部件(讀數(shù))在綠色區(qū)域中,則設(shè)置合格可以運(yùn)行
? 如果一個(gè)(讀數(shù))在黃色區(qū)域,則重新計(jì)數(shù)
? 如果連續(xù)兩個(gè)(讀數(shù))在黃色區(qū)域,則需調(diào)整生產(chǎn)過程
? 如果一個(gè)讀數(shù)在紅色區(qū)域,則需調(diào)整生產(chǎn)過程
除非1 排5 件都在綠色區(qū)域,否則設(shè)置不能被判定合格。如果我們不能使設(shè)置合格,那么有一個(gè)清晰的信號(hào),即這個(gè)過程沒有能力去規(guī)范地生產(chǎn)產(chǎn)品。
在這種情況下,我們必須努力減少過程的變化以提高能力系數(shù)。這就是PRE 控制的力量。它只是不允許沒有能力的過程執(zhí)行。當(dāng)設(shè)置沒有通過,如果操作者嘗試?yán)^續(xù)執(zhí)行,他/她不得不全數(shù)測(cè)量所有的部件。
如果生產(chǎn)過程的Cpk 值等于1.0,它的意思是公差等于6 倍西格瑪,過程平均數(shù)和公差平均數(shù)一致。
西格瑪是標(biāo)準(zhǔn)偏差。在這種情況下,假設(shè)正態(tài)分布例子中,我們期望86%的讀數(shù)在綠色(PC)區(qū)域,而在黃色區(qū)域各占7%。這樣我們能夠期望7 個(gè)讀數(shù)中的一個(gè)在黃色區(qū)域。
得到連續(xù)2 個(gè)讀數(shù)在黃色區(qū)域的概率為(1/7)*(1/7)或者說是1/49。這就是PRE 控制的理論基礎(chǔ)。
考慮到連續(xù)2 件的所有4 種可能排列,它的概率是1/49 或者說是接近2%。換句話說,只有2%的時(shí)間,當(dāng)生產(chǎn)過程不要調(diào)整時(shí),操作者得到一個(gè)調(diào)整過程的信號(hào)。
連續(xù)兩件A 和B 的采樣·如果兩件都在綠色區(qū)域,或者一個(gè)在黃色區(qū)域一個(gè)在綠色區(qū)域,那么繼續(xù)。
? 如果A和B都在黃色區(qū)域的同側(cè),那么進(jìn)行調(diào)整。如果在黃色區(qū)域兩側(cè),那么要尋求幫助,因?yàn)橛锌赡苄枰獙?duì)此過程重新評(píng)價(jià)。
? 如果任何一件在紅色區(qū)域,那么進(jìn)行調(diào)整。在這種情況下,從最后一個(gè)抽樣的工件開始必須進(jìn)行檢測(cè)。
運(yùn)行

抽樣時(shí)間間隔:
推薦在連續(xù)調(diào)整中間,平均抽取6對(duì)樣品。見下表:

Cpk的影響:

上面的圖表表明,假設(shè)正態(tài)分布和過程平均數(shù)等于公差平均數(shù)時(shí),5件都在綠色區(qū)域的各種Cpk值的概率。
在Cpk低于1.5后,5件都在綠色區(qū)域的概率急劇下降。如果Cpk等于1.5,落在綠色區(qū)域的概率是0.88。當(dāng)Cpk等于1.0時(shí),概率下降到0.48。因而過程能力越低,使過程符合1排5件在綠色區(qū)域的規(guī)定就越來越難,從而需要借助糾正減少過程的變化。用部件數(shù)量評(píng)估工藝是一種用能力指數(shù)來評(píng)價(jià)生產(chǎn)過程的方法。
一些小規(guī)模的生產(chǎn)商對(duì)鉆床的部件進(jìn)行100%的監(jiān)測(cè),甚至它的過程能力指數(shù)是1.96。這是因?yàn)椴僮髡咭揽克麄兊呐袛嗳フ{(diào)整工序。部件的公差是25微米。切換成PRE控制后,工序調(diào)整會(huì)更加好并更接近于公差中心。
當(dāng)生產(chǎn)無瑕疵部件的時(shí)候,他能夠在那時(shí)變換取樣。
PRE控制的測(cè)量

單邊公差的PRE控制:
下圖舉例說明怎么劃分單邊公差
例子1:0是最佳尺寸
比如說,平面度,同心度

例子2:最大或最小
比如說產(chǎn)量

PRE控制的結(jié)論:
雖然預(yù)控制使用起來非常簡單,但是它并不是控制圖的替代品??刂茍D的作用是用來監(jiān)視生產(chǎn)過程以偵測(cè)可能存在的非機(jī)遇原因。生產(chǎn)過程記錄與控制圖相互支持,使預(yù)控制成為一種理解時(shí)間變化和把它和各種事件聯(lián)系起來的有用工具。另一方面,預(yù)控制是幫助防止生產(chǎn)瑕疵部件的簡單工具。它無須工人繪制圖表。
強(qiáng)烈建議生產(chǎn)工人應(yīng)該使用預(yù)控制,而專業(yè)檢測(cè)員則不應(yīng)用預(yù)控制進(jìn)行樣本測(cè)量。他們也不鼓勵(lì)工人繪制圖表或填寫計(jì)數(shù)單,因?yàn)檐囬g的目的是為了生產(chǎn)好的產(chǎn)品而不是制作好的圖表或記錄,最好的方式是用系統(tǒng)軟件代替人工繪制圖表或填寫檢驗(yàn)記錄表。


有時(shí)候,在測(cè)量基礎(chǔ)上的作顏色標(biāo)記能使PRE 更便于操作者使用。
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