1、質量管理與可靠性課程設計報告課程名稱：質量管理與可靠性專 業： 工業工程 班級學號：姓 名：2012.11軸承鍛造中Minitab應用生產制造過程是產品質量形成的關鍵環節，產品的質量在很大程度上依賴于生產過程的質量。過程質量的好壞可以從兩個方面來衡量：一是過程質量是否穩定；二是過程能力是否滿足技術要求。其中，過程質量的穩定性可以通過控制圖進行測定和監控，而過程能力是否滿足技術要求可以通過工序能力指數來實現。1 過程質量的評定11 過程質量的穩定性如果過程不包含任何特殊原因變異只存在常規原因變異，則過程是穩定的。控制圖和運行圖為過程穩定性或不穩定性提供了很好的說明。常見原因指導致任何過程產生合乎

2、規律的變異原因。特殊原因指通常不是過程的一部分且會打亂其穩定性的異常事件。1 2 過程能力過程能力指生產或提供滿足根據客戶需要定義規格的產品或服務的能力。能力分析揭示了制造過程滿足這些規格的程度，并提供有關如何改進該過程和維持改進的方法。在評估過程能力之前必須確保過程是穩定的。不穩定的過程是無法預測的。如果過程穩定，則可以預測將來的性能并改進其能力。可使用過程指標(如Cp，Pp ，Cpk和Ppk ) 來分析過程能力。2 Minitab在軸承鍛造中的應用21 測取數據 以 H7009 系列軸承套圈輾擴過程中產生的錐度為研究對象選取件產品進行測量并分成10組，每組包含5個數據。測得的數據見表1。表

3、1 錐度測量結果2 2 正態性檢驗許多統計過程均依賴于總體正態性，使用正態性檢驗確定或否定此假 設 是 分析 中 的重要步驟。可以使用正態概率圖來評估總體正態性，如果總體呈正態分布繪制的點將大致形成一條直線。如果檢驗的p值低于選擇的水平 (一般取0.05)，就否定原假設并斷定總體呈非正態分布。利用Minitab繪制的概率圖如圖 1所示。從中可以看到大部分點成一條直線且p值0 .05，因此，可以認為數據近似服從正態分布。圖1 數據的正態性檢驗概率圖 2 3 過程穩定性判斷控制圖是判斷生產過程是否處于統計控制狀 態 的一種手段，作用有： ( 1) 及時發現生產過程中的異常現象和緩慢變異，預防不合格

4、 品的產生；( 2) 有效地分析判斷生產過程質量 的穩定性;( 3) 可查明設備和工藝手段 的實際精度做出正確的技術決定；( 4) 使生產成本和質量成為可預測的參數，并能以較快的速度準確地測量出系統誤差的影響程度，從而使同一生產批次間的質量差減至最小。控制圖的穩定或是異常需要使用相應 的判斷準則進行判斷。控制圖判斷穩定的準則：檢驗1，連續25點沒有一點在控制界限外；檢驗2，連續35點中最多只有一點在控制界限外；檢驗3，連續100點中最多只有兩點在控制界限外。控制圖判斷異常的準則：檢驗1，1個點距離中心線超過3個標準差；檢驗2，連續9個點落在中心線同一側；檢驗3，連續14個點中相鄰點上下交替；檢

5、驗4，連續6點遞增或遞減；檢驗5，3點中有2點距離中心線超過兩個標準差（在中心線的同一側）；檢驗6，5點中有4點距離中心線超過1個標準差（在中心線的同一側）；檢驗7，連續15點在距中心線1個標準差范圍內；檢驗8，連續8點在中心線兩側，且無一在距中心線1個標準差范圍內。使用 Minitab 繪制 的 Xbar S 控制圖如圖 2 所示，從中可以看出套圈錐度的樣本均值及樣本標準差數據點都落在控制界限的范圍之內并且沒有顯示任何的非隨機模式。因此可以說過程平均值和過程標準差處于穩定狀態 。圖2 套圈錐度C2的Xbar-S控制圖圖中數據顯示均值Xbar為0.3002，標準差 ( S) 為0.1523。2

6、 4 過程能力判斷確定過程統計學上是穩定受控的之后，要了解過程是否有能力，即是否滿足規格生產的部件或結果。可以通過將過程變異的范圍與規格限制的寬度相比較來確定能力。過程能力指數表示過程能力滿足產品技術標準的程度，其定義為容差與過程范圍之比。式中：USL 為質量特性的上規格限；LSL 為質量特性的下規格限；T為容差，反映了對過程的要求，T = USL LSL；為正態分布的標準差。Cp 的計算和過程輸出的均值無關，其是假定過程輸出的均值與規格中心重合時的過程能力之比，因此只是反映了過程的潛在能力。若過程輸出的均值與規格中心不相重合，會造成盡管Cp 很大但不合格品率仍很高的情況，此時要引入另一過程能

7、力指數Cpk，其是過程中心與2 個規格限最近的距離與3之比。 式中:（USL）3=Cpu，為單側上限過程能力指數，僅有上規格限場合可以使用; （ LSL）3 = Cpl，為單側下限過程能力指數，僅有下規格限場合可以使用; 為規格中心。過程績效指數從過程總波動的角度考察過程輸出滿足顧客要求的能力，也稱為長期過程能力指數。計算過程績效指數Pp 和Ppk的方法與計算Cp 和Cpk的方法類似，所不同的是，它們是規格限與過程總波動的比值，這里的過程總波動通常由標準差S 來估計。作為技術要求滿足程度的指標，過程能力指數越大，表明過程能力越能滿足技術要求。其評價標準見表2。表2 過程能力指數Cp 的評價標準

8、研究過程能力指數的前提是過程要處于受控狀態，從過程中采集的數據分布不應該是隨意變化的，應該服從某單一分布( 通常為正態分布，或至少接近正態分布) ，且檢測變量的觀察值是相互獨立的。從實用的角度出發，通常情況下要求檢測變量服從正態分布。因為過程是受控的，故可以進行能力分析，以確定錐度是否在規格限制之內，即是否可以接受。錐度的規格上限( USL) 為0.8，沒有規定規格下限 ( LSL) 。其分布近于正態分布，因此使用正態能力分析。使用Minitab 軟件對套圈的加工工序能力進行分析，結果如圖3 所示。從圖中可以看出，所有的潛在和整體能力統計量都小于133，表明過程能力不足，需要改進。圖3 套圈錐

9、度C2 的過程能力2 5 原因分析及改進措施影響產品質量的因素通常可以歸結為人、機、料、法、環幾個方面。根據經驗，在人員、環境穩定的情況下，影響套圈錐度的因素主要取決于設備及其調整，表3 列出了這些因素和大致頻數。表3 影響套圈錐度的因素和頻數利用上面的數據使用Minitab 軟件做出排列圖如圖4 所示。從圖中可知，影響錐度的關鍵因素為原因1 和原因2，占到了50%，因此應設法從這兩方面進行改進。圖4 影響錐度的因素排列圖改進措施主要是提高操作人員的水平，檢查員要經常對零件進行抽檢，以避免零件已經不合格但仍在生產的情況出現。調整機床時要使用專業的儀器進行檢查，機床經調整后須再次進行檢測，若其錐度值在02 03 mm，表明過程能力已滿足要求。3 課程設計感想本次課程設計對于我們掌握、鞏固、應用專業知識，加強我們的實踐能力、提高我們的綜合素質具有十分重要的作用。本次課程設計對加深我們理解質量管理與可靠性方面的基本理論知識、基本方法很有幫助，有助于我們理論聯系，學以致用。在此次課程設計過程中，我們也遇到了一些困難，但在指導老師的幫助下，在我們小組成員的團結協作下，問題都得到了有效解決。此次課設很好地鍛煉了我們小組的團結協作能