1 · 这套标准在解决什么问题
ISO 22514-1 假设过程稳定、分布恒定。可实际中,特性值随时间的位置(均值)和离散(方差)可能:
- 恒定(理想,受控)
- 系统性变化(如刀具磨损→趋势、批次间跳变)
- 随机变化(如夹具定位每次略不同)
本册把这些情况归纳成 11 种时间依赖分布模型(2026 版在 2017 的 8 类基础上细分为 A1/A2/B1/B2/C1.1/C1.2/C2.1/C2.2/C3/C4/D),并给出"几何法"统一计算能力/绩效指数。
2 · 十一种时间依赖分布模型(2026 细分)
| 模型 | 位置 | 离散 | 瞬时分布 | 合成分布 | 典型例子 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1 | 恒定 | 恒定 | 正态 | 正态 | 受控过程的长度测量 |
| A2 | 恒定 | 恒定 | 非正态单峰 | 非正态单峰 | 有物理上限的粗糙度 |
| B1 | 恒定 | 变化 | 正态 | 非正态 | 离散随系统/随机变化·正态瞬时 |
| B2 | 恒定 | 变化 | 非正态 | 非正态 | 离散变化·非正态瞬时 |
| C1.1 | 随机(正态) | 恒定 | 正态 | 正态 | 夹具定位每次略不同·正态 |
| C1.2 | 随机(非正态) | 恒定 | 非正态 | 非正态单峰 | 位置随机偏移·非正态 |
| C2.1 | 随机(正态) | 恒定 | 正态 | 非正态单峰 | 位置随机·合成非正态 |
| C2.2 | 随机(非正态) | 恒定 | 非正态 | 非正态单峰 | 位置随机·非正态 |
| C3 | 函数型(趋势/周期) | 恒定 | 单峰 | 任意 | 磨损导致趋势 |
| C4 | 函数型 | 恒定 | 正态 | 任意(多模) | 多模(非受控) |
| D | 系统+随机 | 系统+随机 | 任意 | 任意 | 多流(multi-stream)过程 |
3 · 模型分类互动器
八模型判定
例如:位置"随机变化"+离散"恒定"+形态"正态" → C1.1;位置"恒定"+离散"变化"+形态"正态" → B1;位置"函数型"+离散"恒定"+形态"任意" → C4。
4 · 位置与离散的多种估计法(Ml,d 组合)
位置法(4 种,表3):方法1 中位数 X50%;方法2 均值 X̄(奇/偶样本不同公式);方法3 子组均值的平均;方法4 子组中位数的平均。
离散法(5 种,表4):方法1 用参考限差 Δ = X99.865% − X0.135%;方法2 用 6σ(σ 来自合并标准差);方法3 用 3σ上/3σ下;方法4 用极差 R̄/d₂;方法5 用子组方差合并。
5 · 几何法算指数(核心公式)
ΔL = Xmid − X0.135%(位置到下参考限)
ΔU = X99.865% − Xmid(位置上参考限)
Cp = (U − L) / Δ CpkL = (Xmid − L) / ΔL CpkU = (U − Xmid) / ΔU Cpk = min(CpkL, CpkU)
绩效指数 Pp / PpkL / PpkU / Ppk 用完全相同的公式(区别仅在于过程是否受控:受控用 C,非受控用 P)。
6 · 能力/绩效指数计算器(几何法)
几何法指数计算器
7 · 单侧规格限
例:仅上规格限时,只算上绩效/能力指数 PpkU = (U − Xmid)/ΔU(受控则可称 CpkU);仅下规格限则只算 PpkL = (Xmid − L)/ΔL。处理方式和双侧完全一样。
8 · 重要提醒:不同方法算出的指数不可比
同时,哪些 Ml,d 能用于哪个模型,标准用表5规定了(例如模型 A1 可用多种方法,而 C3/C4/D 仅限特定方法)。下表给出适用范围概览:
| 模型\离散法 | d=1 | d=2 | d=3 | d=4 | d=5 |
|---|---|---|---|---|---|
| A1/A2 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| B | ✓ | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
| C1/C2 | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ | ✓ |
| C3/C4 | ✓ | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
| D | ✓ | ✓ | ✓ | ✗ | ✗ |
(✓ = 标准表5中允许;✗ = 不允许。位置法 l 各模型均可用,故此处仅列离散法维度。2026 表5 特别注明:离散法 d=2,3,4,5 假定数据正态,否则估计有偏——非正态时优先用 d=1 参考限差法。)
9 · 报告示例(标准表6)
| 项目 | 值 |
|---|---|
| 过程能力指数 Cp | 1.68 |
| 最小过程能力指数 Cpk | 1.47 |
| 计算方法 | M2,1 |
| 计算用数值个数 | 2000 |
| 测量不确定度 | 0.002 mm |
| 时间分布模型 | A1 |
10 · 所以呢?
- 先判模型,再算指数:画出 run chart(特性值-时间),看位置/离散是否随时间变,先归到 A1~D 八模型之一;非受控模型(B/C3/C4/D)只报 Pp/Ppk。
- 报告里固定 Ml,d 并写明:不同算法指数不可比,跨车间/跨供应商对比前先对齐"位置法+离散法"。
- 把参考限讲清楚:用 X0.135%/X99.865% 这套几何法,对非正态也能算;但务必说明参考限怎么估的(拟合/经验分位/概率图),否则别人无法复核。