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过程能力分析作为统计过程控制（Statistical Process Control,SPC）的核心内容,是保证产品质量的重要工具和手段,正日益受到人们的关注和重视,尤其在六西格玛质量管理方法蔚然成风,“大质量”概念普遍兴起韵大环境下,如何对产品生产流程的能力进行分析,特别是针对生产环境中的不同情况和特征,如非正态过程、小样本条件、多工序及多特性等,提出相应的过程能力分析方法,对于有效地指导企业及其质量工作者进行质量改善,明确造成质量缺陷的原因、工序、特性等方面均具有重要的理论意义和实际价值。传统上进行过程能力分析要基于三个基本假设:过程处于统计控制状态;特性数据服从正态分布;观测数据样本充足且相互独立。然而,在现实中,这三个条件并不都能得到满足,如数据服从非正态分布、小批量生产条件或采样样本量较小、乃至于多工序、多特性情况的出现,均会给企业和生产者进行过程能力分析造成不便,甚至出现误解、错用的情况。为了解决这一问题,本文总结与分析了统计过程控制及其过程能力分析研究近年来的发展现状,结合企业的生产实际情况,在对山西某机械制造有限公司及浙江某电子有限公司的实地调研与案例实施的基础上,开展了过程能力分析及其指数计算的若干热点问题的研究和应用工作。该研究是985工程流程工业综合自动化科技创新平台研究项目、辽宁省科技厅计划项目和国家杰出青年科学基金项目的重要组成部分,同时也是企业技术攻关项目“冷轧辊过程数据管理系统”、“冷轧辊质量评价与改善系统”和企业管理咨询项目“达峰电子质量管理与改善顾问服务项目”中的核心内容。本文首先概述了统计过程控制的基础理论,包括统计过程控制的概念、控制图的分类介绍、过程能力分析的意义及其指数计算的概念与研究综述;然后,进一步分别考虑生产中会出现的实际情况,包括传统情况、非正态数据、小样本条件、多工序及多特性情况提出相应的过程能力分析与指数计算方法,结合企业实际案例应用,提供相应的解决方法和合理建议;最后另辟蹊径,指出传统的单纯依靠过程能力指数值（ProcessCapability Index,PCI）进行过程能力分析及决策的不足之处,结合实际应用,建立了基于过程能力图进行过程能力分析的改善流程图。本文的研究工作主要围绕以下五个关键问题展开。第三章作为关键问题1,是基于DMAIC（Define-Measure-Analysis-Improve-Control）质量改善模型的过程能力分析的相关研究和应用,也是传统的过程能力分析的流程展示。本章以某电子产品的实际生产为例,按照DMAIC流程,在综合分析和定位质量缺陷原因的基础上,对其测量系统进行评价,并在其稳定可靠的情况下,通过试验设计选择、确定、优化关键因子及其水平设置,运用SPC技术对波峰焊工序进行控制图监控,待其稳定后进行过程能力分析及其指数计算。此后的章节均是针对过程能力分析的特殊情况展开的相关研究和应用。第四章作为关键问题2,旨在进行非正态数据情况下过程能力分析的研究和应用。针对实际生产中数据不服从正态分布的情况,分析了造成数据非正态的原因及数据的非正态性对过程能力分析的影响,并对过程能力分析中多种处理非正态数据的方法进行了相关的劣势分析和简单比较,首次采用Root Transformation法将非正态的数据转换为正态数据,并将之运用于某电子产品的实际生产中,在实例中通过与Box-Cox转换法的比较,验证了该方法的合理性和有效性。第五章作为关键问题3,旨在进行小样本条件下过程能力分析的研究和应用。在分析样本量对指数Cp、Cpk点估计值及其置信区间的影响后,随机模拟产生了不同小样本容量的正态分布、t分布、卡方分布、对数正态分布数据,分别利用标准Bootstrap法、百分位数Bootstrap法、修正偏差后的百分位数Bootstrap法、t分位数Bootstrap法仿真产生这几种不同分布的四种置信区间,并通过双因子方差分析法比较了样本容量及不同方法对Cp、Cpk点估计值及其置信区间的影响,得到了一些有价值的结论。同时结合某电子产品的实际生产流程,以其点红胶工序中破坏性采样的红胶推力特性为研究对象,采用Bootstrap法中的PTB法进行过程能力分析,分析结果为企业提供合理的建议。第六章作为关键问题4,主要围绕多工序及多特性的多元过程能力分析展开。结合企业的生产实际,在考虑工序和特性的多元性的基础上,建立了多元质量控制与改进模型;针对工序的多元性,以某钢铁公司某种轧辊产品为例,利用改进的田口质量损失函来确定关键工序并进行多工序过程能力分析及其指数计算,通过案例验证了此方法的合理性和有效性;针对特性的多元性,建立了基于Luce（?）o指数进行多元特性过程能力分析的流程图,结合某电子产品的生产实际,用于计算波峰焊工序中5个过程特性的多元过程能力指数,基于计算结果为企业提供了合理的建议。第七章作为关键问题5,是基于过程能力图的过程能力分析的研究和应用。在明确单纯依靠指数的计算与估计进行过程能力分析的缺陷后,基于过程能力指数的临界值,使用假设检验方法来进行过程能力的分析和判断;分析了样本规格对于指数的临界值的影响,为企业进行合理采样提供依据;并对基于PCI假设检验的过程能力图的图形形式进行了推导证明,建立了基于过程能力图进行过程能力分析的改善流程图。结合某电子产品的实际生产,开展了基于多特性过程能力分析-MCPCA图的过程能力分析,通过实例验证了过程能力图像的优势。