機(jī)器（設(shè)備）能力指數(shù)Cmk的計(jì)算和評價(jià)
*01、定義
Cmk 是指機(jī)器（設(shè)備）的能力指數(shù)（m是指機(jī)器或設(shè)備）。研究的對象是設(shè)備，表現(xiàn)為某設(shè)備加工某零件，在某公差情況下的加工一致性。
Cmk是德國汽車行業(yè)常采用的參數(shù)，也稱為臨界機(jī)器能力指數(shù)，它僅考慮設(shè)備本身的影響，同時(shí)考慮分布的平均值與規(guī)范中心值的偏移；由于僅考慮設(shè)備本身的影響，因此在采樣時(shí)對其他因素要嚴(yán)加控制，盡量避免其他因素的干擾，計(jì)算公式與Ppk 相同，只是取樣不同。
*02、設(shè)備能力指數(shù)表述無偏移的設(shè)備能力用Cm 表示，有偏移的設(shè)備能力指數(shù)用Cmk表示，這和Cp與Cpk的表達(dá)是一致的。在汽車行業(yè)，加工關(guān)鍵尺寸，要求Cm ≥2，Cmk ≥1.67。
*03、關(guān)于取樣對于Cp或Cpk過程能力指數(shù)來說，是指過程在一定時(shí)間里，處于控制狀態(tài)（穩(wěn)定狀態(tài)）下的實(shí)際加工能力。它是過程固有的能力，或者說它是過程保證質(zhì)量的能力，是指操作者、機(jī)器、原材料、工藝方法和生產(chǎn)環(huán)境等五個(gè)基本質(zhì)量因素綜合作用的過程，也就是產(chǎn)品質(zhì)量的生產(chǎn)過程。產(chǎn)品質(zhì)量就是過程中的各個(gè)質(zhì)量因素所起作用的綜合表現(xiàn)。而對Cm和Cmk而言，我們關(guān)心的是機(jī)器設(shè)備本身的能力，在取樣過程中要盡量消除其他因素的影響。因此，在盡量短的時(shí)間內(nèi)（減少環(huán)境影響），相同的操作者（減少人的因素影響），采用標(biāo)準(zhǔn)的作業(yè)方法，針對相同的加工材料（同一批原材料），只考核機(jī)器設(shè)備本身的變差。在抽樣數(shù)量上，取樣數(shù)目可以按照實(shí)際情況（客戶要求，公司規(guī)定，采樣成本等綜合考慮），但原則上應(yīng)該大于30個(gè)（通常要求是50個(gè)以上），這是因?yàn)楫?dāng)樣本數(shù)大于30時(shí)，才接近正態(tài)分布。而我們所采用的公式是以正態(tài)分布為基礎(chǔ)的。設(shè)備能力指數(shù)Cmk表示僅由設(shè)備普通原因變差決定的能力，與Cp、Cpk的不同在于取樣方法不同，是在機(jī)器穩(wěn)定工作時(shí)至少連續(xù)抽取50件的數(shù)據(jù)。測試要求：
- 抽取數(shù)據(jù)是連續(xù)性的；
- 假定操作者、量具、原料都不受影響；只考慮設(shè)備單一的因素影響；
- 操作員必須是熟練可勝任的；
- 量具必須符合要求且校正過的；
- 同一批次材料，最好同一爐號的；
- 符合要求的檢驗(yàn)人員。
*04、Cmk的應(yīng)用時(shí)機(jī)在什么情況下要對機(jī)器能力進(jìn)行測試呢？在很多情況下都可能需要進(jìn)行機(jī)器能力指數(shù)測試，但在這三種情況下是最需要測試的∶
- 新設(shè)備的驗(yàn)收過程中;
- 在生產(chǎn)過程中對過程能力進(jìn)行監(jiān)控時(shí)，出現(xiàn)"過程能力"異常情況，為查找是否為設(shè)備原因而進(jìn)行分析、采取措施時(shí);
- 用作設(shè)備維修后驗(yàn)收的依據(jù)之一，即在對設(shè)備大修的前后；及在開展對設(shè)備本身，或相關(guān)工裝、夾具（或刀具）進(jìn)行技術(shù)改造時(shí)，為了評價(jià)改造的效果。
*05、Cmk的計(jì)算和應(yīng)用
作為表示機(jī)器能力滿足產(chǎn)品質(zhì)量要求程度的指標(biāo)——機(jī)器能力指數(shù)，其計(jì)算方法和判別原則在不同國家、不同企業(yè)集團(tuán)之間是有所差異的，不像過程能力指數(shù)的評定方式那樣一致。
下面介紹的方法適用于歐洲汽車制造業(yè)，特別在德國汽車生產(chǎn)企業(yè)中有著廣泛的應(yīng)用。當(dāng)然，就通過采集樣本求得質(zhì)量特性值的實(shí)測數(shù)據(jù)的整個(gè)過程，以及期間必須滿足的一些基本要求而言， 與前面介紹的方法完全相同。但在利用計(jì)算得到的標(biāo)準(zhǔn)偏差確定Sm機(jī)器能力指數(shù)時(shí)，所用Cm的公式為：
Sm可直接由實(shí)測數(shù)據(jù)求得，
事實(shí)上，制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的德國汽車工業(yè)的專業(yè)人士，并不刻意地對過程能力標(biāo)準(zhǔn)偏差Sp，和機(jī)器能力標(biāo)準(zhǔn)偏差Sm兩者加以區(qū)分，兩類能力指數(shù)也都釆用Cp統(tǒng)一Cm的計(jì)算公式：T/6S。只是強(qiáng)調(diào)在求取時(shí)所利用Cm的工件必須按照規(guī)定的方式生產(chǎn)和收集。
而當(dāng)被測質(zhì)量特性為單邊公差時(shí)，公式就成為：
在質(zhì)量特性值的數(shù)據(jù)分布中心與“規(guī)格中心”不重合時(shí)，為了更確切地反映此時(shí)的機(jī)器能力，此時(shí)應(yīng)計(jì)算指數(shù)Cmk（反映了分布中心的偏移），其計(jì)算公式為：
當(dāng)測算出Cmk后，關(guān)鍵還是如何根據(jù)測算出來的值對設(shè)備進(jìn)行能力指數(shù)的評定，德國汽車工業(yè)為此擬定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，其主要內(nèi)容歸納成下表。
表1-42專用機(jī)器（設(shè)備）驗(yàn)收時(shí)對能力指數(shù)的評定
上表既規(guī)定了不同情況下機(jī)器能力指數(shù)的控制要求，又明確指出了對應(yīng)的過程能力指數(shù)應(yīng)該達(dá)到的數(shù)值。
某設(shè)備能力指數(shù)測試報(bào)告的例子
在本例中由于取樣比較經(jīng)濟(jì)和方便，故取了125個(gè)連續(xù)生產(chǎn)的零件，并分成25組，每組5個(gè)， 然后建立了均值和極差控制圖，控制圖顯示過程是受控的，計(jì)算結(jié)果表明設(shè)備的能力很強(qiáng)，完全能滿足要求（見下頁圖表）。Cmk的計(jì)算是用公式：
注：在條件允許的情況下，取樣越大計(jì)算得到的結(jié)果越可靠，一般為50?125個(gè)值。
*06、機(jī)器（設(shè)備）能力測試時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)對于機(jī)器設(shè)備包括模具，在新購進(jìn)使用以前應(yīng)由機(jī)器和模具制造商或驗(yàn)收方驗(yàn)證其能力。在特定情況下，必須與顧客商定，重復(fù)能力調(diào)查，例如：
- 新零件的訂單
- 新的模具設(shè)備
- 公差減小
- 加工流程/輸入狀態(tài)的更改
- 維修后（對產(chǎn)品有影響）
- 機(jī)器搬遷后
- 長期停產(chǎn)以后機(jī)器能力的證明應(yīng)能提供給過程能力作評價(jià)
注意事項(xiàng)：
1）在能力調(diào)査時(shí)，機(jī)器應(yīng)該同模具，必要時(shí)同一體化的檢具和調(diào)整裝置一起被視為一個(gè)實(shí)體。2）在機(jī)器能力測試中使用的零件毛坯應(yīng)從同一供貨廠商處購買，并要求其材料相同，由同一澆鑄模鑄成或由同一套模具配套件制成。
3）前一道工序（前一臺設(shè)備）所加工出的零件應(yīng)符合設(shè)計(jì)和加工要求，其尺寸須符合公差要求。
4）對于所選取的零件數(shù)目有如下規(guī)定：連續(xù)地測量每個(gè)產(chǎn)品規(guī)格中的50個(gè)以上零件以連續(xù)的序數(shù)的方式記錄下來。
5）如果一臺設(shè)備可以加工兩種以上的零件，或者是零件編號不同的同種零件，則對其加工的每一種規(guī)格的零件（或者選擇其中兩種）做機(jī)器能力的測試。
6）在機(jī)器能力測試前，如果刀具是未曾使用過的刀具，則要求先用去刀具總壽命的5%?10% （因?yàn)樾碌牡毒吣p劇烈，故而加工出的產(chǎn)品尺寸極不穩(wěn)定，當(dāng)用去刀具總壽命的5%?10%以后刀具磨損程度平緩，零件的加工尺寸穩(wěn)定）。
7）在機(jī)器能力測試中所使用的刀具必須是按照公司或客戶規(guī)定的刀具。
8） 在機(jī)器能力測試開始之前，必須把可調(diào)整的刀具調(diào)整到公差中值。
9） 在機(jī)器能力測試中不允許調(diào)整或更換刀具。
10）在機(jī)器能力測試中如果出現(xiàn)機(jī)械故障，如測試中刀具損壞。停電、則必須重新開始測試。
11）機(jī)器能力測試一般在已經(jīng)預(yù)熱或加工0.5?1小時(shí)的機(jī)器上進(jìn)行，對不同的機(jī)器來說預(yù)熱的情況是不同的。
12）在機(jī)器能力測試中，對零件的測量必須按照某個(gè)規(guī)定的位置上測量。
13）在統(tǒng)計(jì)卡（表）上用連續(xù)的對應(yīng)于加工順序的數(shù)字把測量值記錄下來。
