DIN ISO 22514-2-2015 Statistical methods in process management - Capability and performance - Part 2 Process capability and performance of time-dependent process models (ISO 22514-.pdf

1、Juni 2015DEUTSCHE NORM DIN-Normenausschuss Qualittsmanagement, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen (NQSZ)Preisgruppe 23DIN Deutsches Institut fr Normung e. V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e. V., Berlin, gestattet.ICS 0

2、3.120.30!%BZk“2315572www.din.deDDIN ISO 22514-2Statistische Verfahren im Prozessmanagement Fhigkeit und Leistung Teil 2: Prozessleistungs- und Prozessfhigkeitskenngren vonzeitabhngigen Prozessmodellen (ISO 22514-2:2013);Text Deutsch und EnglischStatistical methods in process management Capability an

3、d performance Part 2: Process capability and performance of time-dependent process models(ISO 22514-2:2013);Text in German and EnglishMthodes statistiques dans la gestion de processus Aptitude et performance Partie 2: Aptitude de processus et performance des modles de processus dpendantsdu temps (IS

4、O 22514-2:2013);Texte en allemand et anglaisAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN ISO 21747:2007-03www.beuth.deGesamtumfang 65 SeitenDIN ISO 22514-2:2015-06 2 Inhalt Seite Nationales Vorwort .4 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise .5 Einleitung .6

5、1 Anwendungsbereich .8 2 Normative Verweisungen 8 3 Begriffe, Symbole und Abkrzungen.8 3.1 Symbole 8 3.2 Abkrzungen . 10 4 Prozessanalyse . 12 5 Zeitabhngige Verteilungsmodelle . 12 6 Prozessfhigkeits- und Prozessleistungskenngren . 48 6.1 Verfahren zur Bestimmung von Leistungs- und Fhigkeitskenngre

6、n berblick 48 6.1.1 Allgemeines . 48 6.1.2 Berechnung der Lage . 52 6.1.3 Berechnung der Streuung . 54 6.1.4 Berechnung von X0,135%und X99,865%56 6.2 Einseitige Grenzwerte 56 6.3 Verwendung von anderen Berechnungsverfahren . 60 7 Berichterstattung ber Leistungs- und Fhigkeitskenngren 62 Literaturhin

7、weise . 64 DIN ISO 22514-2:2015-06 3 Contents Page Introduction . 7 1 Scope 9 2 Normative references 9 3 Terms, definitions, symbols and abbreviated terms . 9 3.1 Symbols 9 3.2 Abbreviations . 11 4 Process analysis . 13 5 Time-dependent distribution models 13 6 Process capability and performance ind

8、ices . 49 6.1 Methods for determination of performance and capability indices Overview . 49 6.1.1 General . 49 6.1.2 Calculation of location 53 6.1.3 Calculation of dispersion 55 6.1.4 Calculation of X0,135 %and X99,865 %57 6.2 One-sided specification limits . 57 6.3 Use of different calculation met

9、hods 61 7 Reporting process performance/capability indices . 63 Bibliography 65 DIN ISO 22514-2:2015-06 4 Nationales Vorwort Dieses Dokument (ISO 22514-2:2013) wurde vom Internationalen Technischen Komitee ISO/TC 69 Application of statistical methods“, Unterkomitee SC 4 Application of statistical me

10、thods and process management“ erarbeitet, dessen Sekretariat von ANSI (Vereinigte Staaten von Amerika) gehalten wird. Fr die deutsche Mitarbeit ist der Arbeitsausschuss NA 147-00-02 AA Angewandte Statistik“ im DIN-Normenausschuss Qualittsmanagement, Statistik und Zertifizierungsgrundlagen (NQSZ) zus

11、tndig. Es wird auf die Mglichkeit hingewiesen, dass einige Elemente dieses Dokuments Patentrechte berhren knnen. ISO ist nicht dafr verantwortlich, einige oder alle diesbezglichen Patentrechte zu identifizieren. Die Internationale Norm ISO 22514, Statistical methods in process management Capability

12、and performance, besteht aus folgenden Teilen: Part 1: General principles and concepts Part 2: Process capability and performance of time-dependent process models Part 3: Machine performance studies for measured data on discrete parts Part 4: Process capability estimates and performance measures (ve

13、rffentlicht als ISO/TR) Part 6: Process capability statistics for characteristics following a multivariate normal distribution Part 7: Capability of measurement processes Part 8: Machine performance of a multi-state production process Ein weiterer Teil 5 der Norm zu Prozessfhigkeitskennwerten fr att

14、ributive Merkmale ist in Planung. Fr die in diesem Dokument zitierten Internationalen Normen wird im Folgenden auf die entsprechenden Deutschen Normen hingewiesen: ISO 3534-1 siehe DIN ISO 3534-1 ISO 3534-2 siehe DIN ISO 3534-2 ISO 5479 siehe DIN ISO 5479 ISO 9000 siehe DIN EN ISO 9000 nderungen Geg

15、enber DIN ISO 21747:2007-03 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Begriffe wurden herausgenommen, stattdessen wurden Verweisungen auf entsprechende Normen ergnzt; b) Normative Verweisungen angepasst; c) Norm redaktionell berarbeitet. Frhere Ausgaben DIN 55319: 2002-03 DIN ISO 21747: 2007-03 DIN

16、ISO 22514-2:2015-06 5 Nationaler Anhang NA (informativ) Literaturhinweise DIN ISO 3534-1, Statistik Begriffe und Formelzeichen Teil 1: Wahrscheinlichkeit und allgemeine statistische Begriffe DIN ISO 3534-2, Statistik Begriffe und Formelzeichen Teil 2: Angewandte Statistik DIN ISO 5479, Statistische

17、Auswertung von Daten Tests auf Abweichung von der Normalverteilung DIN EN ISO 9000, Qualittsmanagementsysteme Grundlagen und Begriffe DIN ISO 22514-2:2015-06 6 Statistische Verfahren im Prozessmanagement Fhigkeit und Leistung Teil 2: Prozessleistungs- und Prozessfhigkeitskenngren Einleitung ber die

18、Qualittsfhigkeit und die Leistung von Prozessen sind von internationalen, regionalen und nationalen Normungsgremien sowie auch von der Industrie viele Normen verffentlicht worden. Alle von ihnen gehen davon aus, dass der betrachtete Prozess stabil ist, mit stationren, normalverteilten Prozessen. Ein

19、e umfassende Analyse von Herstellungsprozessen zeigt jedoch, dass, ber die Zeit gesehen, Prozesse sehr selten in solch einem Zustand verbleiben. Unter Bercksichtigung dieser Tatsache bietet dieser Teil von ISO 22514 einen Rahmen zur Schtzung der Qualittsfhigkeit und der Leistung von industriellen Pr

20、ozessen fr eine Reihe von Standardrahmen-bedingungen. Diese Rahmenbedingungen sind nach der Stabilitt von Mittelwert und Varianz gegliedert, ob diese also konstant sind, sich systematisch oder zufllig ndern. Auf diese Weise knnen die Qualittsfhigkeit und die Leistung fr sehr unterschiedlich geformte

21、 Verteilungen ber der Zeit bewertet werden. In anderen Teilen von ISO 22514 knnen ausfhrlichere Angaben zur Berechnung von Kenngren gefunden werden. Es sollte beachtet werden, dass dort, wo die in diesem Teil von ISO 22514 genannten Fhigkeitskenngren berechnet werden, diese nur Punktschtzungen ihrer

22、 wahren Werte darstellen. Es wird daher empfohlen, nach Mglichkeit die Vertrauensbereiche der Kenngren zu berechnen und zu berichten. DIN ISO 22514-2:2015-06 7 Statistical methods in process management Capability and performance Part 2: Process capability and performance of time-dependent process mo

23、dels Introduction Many standards have been created concerning the quality capability/performance of processes by international, regional and national standardization bodies and also by industry. All of them assume that the process is in a state of statistical control, with stationary, normally distr

24、ibuted processes. However, a comprehensive analysis of production processes shows that, over time, it is very rare for processes to remain in such a state. In recognition of this fact, this part of ISO 22514 provides a framework for estimating the quality capability/performance of industrial process

25、es for an array of standard circumstances. These circumstances are categorized based on the stability of the mean and variance, as to whether they are constant, changing systematically, or changing randomly. As such, the quality capability/performance can be assessed for very differently shaped dist

26、ributions with respect to time. In other parts of ISO 22514 more detailed information about calculations of indices can be found. It should be noted that where the capability indices given in this part of ISO 22514 are computed they only form point estimates of their true values. It is therefore rec

27、ommended that wherever possible the indices confidence intervals are computed and reported. DIN ISO 22514-2:2015-06 8 1 Anwendungsbereich Dieser Teil von ISO 22514 beschreibt ein Verfahren zur Bestimmung von Kenngren zur Schtzung der Qualittsfhigkeit und der Leistung von Produkt- und Prozessmerkmale

28、n. Die Prozessergebnisse dieser Qualittsmerkmale sind nach acht mglichen Verteilungstypen gegliedert. Fr jede dieser Verteilungen werden Berechnungsgleichungen fr die statistischen Mazahlen angegeben. Die in diesem Teil von ISO 22514 beschriebenen statistischen Verfahren beziehen sich nur auf kontin

29、uierliche Qualittsmerkmale. Sie sind auf Prozesse in allen industriellen und wirtschaftlichen Sektoren anwendbar. ANMERKUNG Dieses Verfahren wird in der Regel bei Vorliegen einer groen Anzahl aufeinander folgender Prozess-ergebnisse verwendet, aber es kann auch fr kleine Serien (eine kleine Anzahl v

30、on Prozessergebnissen) verwendet werden. 2 Normative Verweisungen Die folgenden Dokumente, die in diesem Dokument teilweise oder als Ganzes zitiert werden, sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweis

31、ungen gilt die letzte Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). ISO 3534-2, Statistics Vocabulary and symbols Part 2: Applied statistics ISO 5479, Statistical interpretation of data Tests for departure from the normal distribution ISO 22514-1, Statistical methods in

32、process management Capability and performance Part 1: General principles and concepts 3 Begriffe, Symbole und Abkrzungen Fr die Anwendung dieses Dokuments gelten die Begriffe nach ISO 3534-2 und ISO 22514-1 sowie die folgenden Symbole und Abkrzungen. 3.1 Symbole CpProzessfhigkeitsindex Cpk kleinster

33、 ProzessfhigkeitsindexCpkL unterer ProzessfhigkeitsindexCpkU oberer Prozessfhigkeitsindex c4 Konstante, die auf dem Untergruppenumfang n beruht Streuung des Prozesses L Differenz zwischen Xmidund X0,135% von der Verteilung der Produktmerkmale U Differenz zwischen X99,865%und Xmidvon der Verteilung d

34、er Produktmerkmale d2 Konstante, die auf dem Untergruppenumfang n beruht k Anzahl von Untergruppen des gleichen Umfangs n DIN ISO 22514-2:2015-06 9 1 Scope This part of ISO 22514 describes a procedure for the determination of statistics for estimating the quality capability or performance of product

35、 and process characteristics. The process results of these quality characteristics are categorized into eight possible distribution types. Calculation formulae for the statistical measures are placed with every distribution. The statistical methods described in this part of ISO 22514 only relate to

36、continuous quality characteristics. They are applicable to processes in any industrial or economical sector. NOTE This method is usually applied in case of a great number of serial process results, but it can also be used for small series (a small number of process results). 2 Normative references T

37、he following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies. ISO 3534

38、-2, Statistics Vocabulary and symbols Part 2: Applied statistics ISO 5479, Statistical interpretation of data Tests for departure from the normal distribution ISO 22514-1, Statistical methods in process management Capability and performance Part 1: General principles and concepts 3 Terms, definition

39、s, symbols and abbreviated terms For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 3534-2 and ISO 22514-1, and the following symbols and abbreviated terms, apply. 3.1 Symbols Cpprocess capability index Cpk minimum process capability index CpkL lower process capability index C

40、pkU upper process capability index c4 constant based on subgroup size n dispersion of the process L difference between Xmidand X0,135 %of the distribution of the product characteristic U difference between X99,865 %and Xmidof the distribution of the product characteristic d2 constant based on subgro

41、up size n k number of subgroups of the same size n DIN ISO 22514-2:2015-06 10 Mittelwertlage des Prozesses L Mindestwert Ml,dBerechnungsverfahren, Typ l zur Lagebestimmung und Typ d zur Streuungsbestimmung N Stichprobenumfang pL unterer Anteil nichtkonformer Einheiten pt Gesamtanteil nichtkonformer

42、Einheiten pU oberer Anteil nichtkonformer Einheiten Pp potenzieller Prozessleistungsindex Ppk kleinster potenzieller Prozessleistungsindex PpkL unterer potenzieller ProzessleistungsindexPpkU oberer potenzieller Prozessleistungsindex Ri Spannweite der i-ten Untergruppe s beobachteter Wert der Standar

43、dabweichung Standardabweichung der Grundgesamtheit S Standardabweichung, Probenkenngre Si beobachtete Stichprobenstandardabweichung der i-ten Untergruppe St gesamte Standardabweichung, gekennzeichnet durch den Index t“ U Hchstwert X0,135% 0,135-%-Verteilungsquantil X99,865% 99,865-%-Verteilungsquant

44、il X50% 50-%-Verteilungsquantil Xmid Mittelpunkt der Verteilung 3.2 Abkrzungen ANOVA Varianzanalyse (en: anlysis of variance) SPC statistische Prozesslenkung (en: statistical process control) DIN ISO 22514-2:2015-06 11 average location of the process L lower specification limit Ml,dCalculation metho

45、ds with location method label l and dispersion method label d N sample size pL lower fraction nonconforming pt total fraction nonconforming pU upper fraction nonconforming Pp process performance index Ppk minimum process performance index PpkL lower process performance index PpkU upper process perfo

46、rmance index Ri range of the ith subgroup s standard deviation, realized value standard deviation, population S standard deviation, sample statistic Si observed sample standard deviation of the ith subgroup St standard deviation, with the subscript “t” indicating total standard deviation U upper spe

47、cification limit X0,135% 0,135 % distribution quantile X99,865% 99,865 % distribution quantile X50% 50 % distribution quantile Xmid distribution midpoint 3.2 Abbreviations ANOVA analysis of variance SPC statistical process control DIN ISO 22514-2:2015-06 12 4 Prozessanalyse Zielsetzung der Prozessan

48、alyse ist, Kenntnis ber einen Prozess zu erhalten. Diese Kenntnis ist notwendig, um den Prozess wirksam und wirtschaftlich beherrschen zu knnen, damit die durch den Prozess realisierten Produkte die Qualittsanforderung erfllen. Dieser Teil von ISO 22514 geht davon aus, dass eine Prozess-analyse durc

49、hgefhrt wurde und anschlieend Prozessverbesserungen eingefhrt worden sind. Das Verhalten eines betrachteten Merkmals kann durch die Verteilung beschrieben werden, deren Lage-, Streuungs- und Formparameter im Allgemeinen zeitabhngige Funktionen sind. Verschiedenartige Modelle solcher Ergebnisverteilungen, deren Parameter zeitabhngige Funktionen sind, werden in den Abschnitten 6 und 7 behande