CPK及6西格瑪

1、CPK培訓(xùn)教材培訓(xùn)教材龍?jiān)堅(jiān)?014/01/15一般我們講CPK時(shí)是指“制程能力指數(shù)研究”英文是：Process Capability AnalysisLSLUSL 離散型與連續(xù)型數(shù)據(jù)能力研究 短期能力研究與長(zhǎng)期能力研究制程能力研究包含以下兩方面：制程能力研究包含以下兩方面：製程能力是指製程的均一性,而製程能力分析就是逐步設(shè)法減少製程中的變異使製程能符合要求或規(guī)格.離散型數(shù)據(jù)離散型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集在在Excel 或或Minitab 中分析中分析能力表示方式能力表示方式DPU，PPM， %不良不良連續(xù)型數(shù)據(jù)連續(xù)型數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)收集數(shù)據(jù)收集在在Minitab 中中 分析分析能力表示方式能力表示方式

2、DPU，PPM，CP，CPK，PP，PPK數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)類型數(shù)據(jù)分類數(shù)據(jù)分類客戶要求客戶要求1 2 3 4 5 錯(cuò)誤個(gè)數(shù)合格（X3)客戶要求客戶要求50 60 65 80 90 裝配時(shí)間(分鐘)缺陷（X80)合格（X=80)離散型離散型連續(xù)型連續(xù)型計(jì)量值(Variables):連續(xù)性,即兩數(shù)值間有無(wú)限可能數(shù)字.計(jì)數(shù)值(Attributes):間斷性,即兩數(shù)值間只容許有限可能數(shù)字.批(Lot):在相同條件下生產(chǎn)之一群東西的集合.樣本(Sample):要研究某種特性的部分個(gè)體之集合.不良率P=d/n=不良數(shù)/檢驗(yàn)數(shù)良品率=1-不良率.影響度=(不良各數(shù)/不良總數(shù))*100%.PPM(Parts Pe

3、r Million):每百萬(wàn)個(gè)單位的不合格數(shù).SU:產(chǎn)品之規(guī)格上限.SL:產(chǎn)品之規(guī)格下限.u:規(guī)格中心值.X:平均數(shù)=X/n,所有數(shù)據(jù)集合之重心.:標(biāo)準(zhǔn)差= (X-X)/n 所有數(shù)據(jù)點(diǎn)與平均數(shù)之平均距離.1.平衡公差:18.0 +-0.5.2.不平衡公差:18.0 +0.50.2 or 18.0 +0.3 0.53.單向公差:18.0 +0.2+0.8 or 18.0 -0.3-0.94.單邊公差:30以上,15以下5.T:規(guī)格公差=規(guī)格上限-規(guī)格下限我們?cè)谥瞥讨惺占瘮?shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)，經(jīng)常會(huì)問(wèn)到 “這個(gè)制程有足夠的能力來(lái)生產(chǎn)合格品？”，“它有一個(gè)怎樣的質(zhì)量保證能力？” 過(guò)程能力指數(shù)是度量一個(gè)過(guò)程

4、加工質(zhì)量方面的能力或度量一個(gè)過(guò)程滿足客戶要求的程度。-它焦點(diǎn)在于質(zhì)量上，而不是數(shù)量上它焦點(diǎn)在于質(zhì)量上，而不是數(shù)量上-通過(guò)過(guò)程能力指數(shù)的研究來(lái)評(píng)估質(zhì)量現(xiàn)狀-從過(guò)程能力數(shù)值可反映出過(guò)程不合格PPM-通過(guò)研究過(guò)程能力來(lái)發(fā)現(xiàn)質(zhì)量的改進(jìn)途徑能力研究的作用：能力研究的作用：Cp:製程精密度:表示製程特性的一致程度,值越大越集中.Cp=規(guī)格公差/6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差 =T/6(雙邊規(guī)格)Cp=(SU-X)/3 (單邊規(guī)格)Cp=(X-SL)/3 (單邊規(guī)格)Ca:製程準(zhǔn)確度:表示製程特性中心位置的偏移程度.Ca=(平均數(shù)-規(guī)格中心值)/規(guī)格公差 的一半*100% =(X-u)/0.5T)*100%Cpk:製程能力指數(shù)

5、:即同時(shí)考慮偏移及一致程度.Cpk=製程精密度 (1-/製程準(zhǔn)確度/) =Cp(1-/Ca/)等級(jí)ABCD Ca值|Ca|12.5%12.5%|Ca|25%25%|Ca|50%處理原則作業(yè)員遵守作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作並達(dá)到規(guī)格之要求,需繼續(xù)保持.有必要盡可能將其改進(jìn)為A級(jí)作業(yè)員可能看錯(cuò)規(guī)格不按作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)操作或檢討規(guī)格及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn).應(yīng)采取緊急措施,全面檢討所有可能影響之因素,必要時(shí)得停止生產(chǎn).50%0%實(shí)績(jī)中心與規(guī)格中心不合需調(diào)整刀具或模具.Cpk 2.0製程能力太高,可縮小規(guī)格或?qū)で蠼档统杀?1.67=Cpk=2.0理想狀況保持.1.33=Cpk1.67進(jìn)行工作及品質(zhì)改善.1=Cpk1.33確實(shí)進(jìn)行工作及品

6、質(zhì)改善.Cpk1積極採(cǎi)取措施,全檢分析原因.1.平均數(shù)X:看數(shù)據(jù)的中心, 即集中趨勢(shì).2.標(biāo)準(zhǔn)差:看數(shù)據(jù)的分佈, 即離散趨勢(shì).製程能力分析是一種有效的品管方法之一,可透過(guò)電腦的計(jì)算,繪圖,使人明白品質(zhì)水準(zhǔn)為何,而重要的是“人“,需依據(jù)結(jié)果擬定對(duì)策,採(cǎi)取措施,付諸實(shí)行,驗(yàn)證結(jié)果,持續(xù)有效改善,才能提升品質(zhì). UCL-LSL6 Cp=T6 CPL=-LSL3 為單側(cè)下限過(guò)程能力指數(shù)CPU=3 為單側(cè)上限過(guò)程能力指數(shù)USL- CPK=Min CPL，CPU UCL-表示規(guī)范限的上限值(上公差) LCL-表示規(guī)范限的下限值(下公差) T -表示規(guī)范限的寬度,通常指公差 -表示樣本的平均值 -標(biāo)準(zhǔn)差,反

7、映數(shù)據(jù)的離散程度Cpk等于對(duì)上公差的Cp和對(duì)下公差的Cp中二者較小的 樣本的標(biāo)準(zhǔn)差按下面的公式計(jì)算而得：=121=nxxnii計(jì)算CPK時(shí)，我們一般選用30-50的樣本數(shù)。此時(shí)稱為短期制程能力指數(shù)。樣本的平均值 的計(jì)算方法如下： = (X1 + + Xn) / n以上計(jì)算 方法是較常用的，也是比較簡(jiǎn)單的，適用于我們手算。也可以用Excel和Minitab計(jì)算， Excel一般引用函數(shù)STDEV999081726354LSLUSLLSL50Target*USL100Sample Mean74.3656Sample N30StDev(Within)4.54437StDev(Overall)6.23

8、829Process DataCp1.83CPL1.79CPU1.88Cpk1.79Pp1.34PPL1.30PPU1.37Ppk1.30Cpm*Overall CapabilityPotential (Within) CapabilityPPM USL0.00PPM Total0.00Observed PerformancePPM USL0.01PPM Total0.05Exp. Within PerformancePPM USL19.85PPM Total66.81Exp. Overall PerformanceWithinOverallP Pr ro oc ce es ss s C Ca

9、 ap pa ab bi il li it ty y o of f O Ou ut tp pu ut tCP與CPK都是反映了制程能力的大小，兩者又存在怎樣的區(qū)別呢？Cp=T6 CPK=Min CPL，CPU -CP反映了過(guò)程所能達(dá)到最佳的（理論上）狀態(tài)時(shí)的情況，它與公差幅度相關(guān)，而不考慮測(cè)量值與中心值的偏差。-CPK反映的是過(guò)程實(shí)際所處的能力狀態(tài)，它考慮了測(cè)量值與期望值之間所產(chǎn)生的偏差。-當(dāng)測(cè)量值與期望值相等時(shí)，CPK=CP，所以CP總是大于或等于CPK。-因?yàn)樵谧匀唤绠?dāng)中，測(cè)量值是與期望值相偏離是常見(jiàn)的，相等是少見(jiàn)的。CP-反映理想狀態(tài) ，CPK-反映實(shí)際狀態(tài)。所以研究CPK才是真正意義的

10、所在。但研究但研究CP又有怎樣的意義所在呢？又有怎樣的意義所在呢？我們通過(guò)三個(gè)正態(tài)分布圖形來(lái)理解我們通過(guò)三個(gè)正態(tài)分布圖形來(lái)理解CPK的涵義的涵義M= +3 - 3LSLM= USL當(dāng)M = ，即測(cè)量中心值與規(guī)范中心值相等，正態(tài)分布曲線兩邊至LSL與USL的距離是相等，超出上下規(guī)格線的概率是相等的，即CPL(下限CPK)=CPU(上限CPK)圖一當(dāng)M 時(shí), +3 - 3LSL USL當(dāng)M ，即測(cè)量中心值與規(guī)范中心值不相等時(shí)，如上圖所示,分布右端超出上規(guī)格線的概率是大于左端超出下規(guī)格線的概率，即我們通常所說(shuō)的過(guò)程偏上限,即CPL(下限CPK)CPU(上限CPK)。換句話說(shuō)，即使過(guò)程超過(guò)下規(guī)格限的P

11、PM很低，但超過(guò)上規(guī)格限的PPM仍很高。圖二MM當(dāng)M時(shí), +3 - 3LSL當(dāng)M ，即測(cè)量中心值與規(guī)范中心值不相等時(shí)，如上圖所示,分布左端超出下規(guī)格線的概率是大于右端超出上規(guī)格線的概率，即我們通常所說(shuō)的過(guò)程偏下限,即CPL(下限CPK)CPU(上限CPK)。換句話說(shuō)，即使過(guò)程超過(guò)上規(guī)格限的PPM很低，但超過(guò)下規(guī)格限的PPM仍很高。圖三MMCPK與與DPPM的聯(lián)系的聯(lián)系大家可能會(huì)問(wèn):如果知道了CPK和CP, 我們是否能知道發(fā)生不良的概率有多大? 答案是肯定的，讓我們看看它們的對(duì)應(yīng)關(guān)系是什么？ CPK DPPM 0.50 66807133614 1.00 135027001.33 32641.67

12、 36 2.00 0應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例下面的實(shí)例將加深大家對(duì)CPK的理解與使用。例：一車間某產(chǎn)品的剝皮長(zhǎng)度要求為3.0+/-0.5mm, 檢驗(yàn)員從中隨機(jī)抽取了10PCS, 測(cè)得剝皮長(zhǎng)度數(shù)值為: 3.2 3.3 2.8 2.7 3.0 3.1 3.2 2.9 3.0 3.0, 請(qǐng)問(wèn)此工序的CPK與CP各為多少。解：先得出和, 通過(guò)Excel表格中的STDEV和AVERAGE功能涵數(shù)得出CP=(USL-LSL)/6=(3.5-2.5)/6*0.192=0.868CPU=(3.5-3.02)/3*0.192=0.833s=0.187, =s/0.973=0.192 =3.02,CPL=(3.02-2.

13、5)/3*0.192=0.903CPK=Min CPL，CPU =0.833所以此工序CPK=0.833,CP=0.868，從中可以看出CPK1, 工序能力不足,需停止生產(chǎn)進(jìn)行改善。經(jīng)技術(shù)員調(diào)整剝皮機(jī)后，檢驗(yàn)員再次抽樣10 PCS進(jìn)行驗(yàn)證，測(cè)得剝皮長(zhǎng)度數(shù)值為：3.1 3.0 2.9 3.0 3.0 3.1 3.2 3.1 2.9 2.8 ,計(jì)算調(diào)整后的CPK和CP。計(jì)算得： s=0.120, =s/0.973=0.123 =3.01CPU=(3.5-3.01)/3*0.123=1.33CPL=(3.01-2.5)/3*0.120=1.38CPK=Min CPL，CPU =1.33CP=(USL

14、-LSL)/6=(3.5-2.5)/6*0.123=1.36可以看出經(jīng)調(diào)整之后, CPK=1.33, 滿足要求,工序能力得到提升。你是否已理解并掌握你是否已理解并掌握CP和和CPK的涵義和實(shí)的涵義和實(shí)際運(yùn)用際運(yùn)用。應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例下面的一個(gè)案例是考考大家的，請(qǐng)大家?guī)兔λ阋凰?。案例點(diǎn)：二車間某產(chǎn)品的裁線長(zhǎng)度要求為2.00+/-0.06m,從中抽樣10PCS測(cè)得長(zhǎng)度數(shù)據(jù)為：2.01 2.00 2.02 1.98 2.04 2.03 1.99 2.00 2.02 2.01, 假如已算出為0.02,請(qǐng)問(wèn)此工序的CP和CPK是多少? 是否需進(jìn)行制程干預(yù)？應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例提升制程能力的途徑提升制程能力的途

15、徑如何理解制程能力：以一輛汽車行駛在高速公路上為例，我們常常會(huì)考慮到汽車行駛時(shí)的安全能力系數(shù)有多大？如何提高安全系數(shù)？這時(shí)，我們就會(huì)想到擴(kuò)寬道路；盡量讓汽車行駛在中線上，不要左右搖擺；提高汽車的本身性能。同樣，我們也可以以這種方式來(lái)理解過(guò)程能力指數(shù)。 T=UCL-LCL 可以理解為高速公路的路度。 可以理解為汽車在公路行駛時(shí)所產(chǎn)生的左右搖擺。 要求值或期望值可理解為高速公路上的中界線。 CP可理解為汽車在高速公路上行駛時(shí)的最佳安全系數(shù)同樣我們可以理解過(guò)程能力指數(shù)是產(chǎn)品質(zhì)量保證的安全線。同樣我們可以理解過(guò)程能力指數(shù)是產(chǎn)品質(zhì)量保證的安全線。提升制程能力的途徑提升制程能力的途徑當(dāng)CPK1.0或小于我們所期望的數(shù)值時(shí)，一個(gè)改善措施的進(jìn)行是非常重要的，否則將會(huì)有大量不良品的出現(xiàn)，那我們又如何去提高這個(gè)制程能力去保證我們的產(chǎn)品質(zhì)量呢？從CPK的計(jì)算公式來(lái)看，可得出三種方式將使CPK上升1-減少標(biāo)準(zhǔn)差 ，即降低數(shù)據(jù)的上下波動(dòng)。2-減少與M的偏差，即測(cè)量中心值與規(guī)范中心值的偏差。3-與顧客商議，能否擴(kuò)大規(guī)范限通過(guò)這三個(gè)途徑的持續(xù)改善，我們通過(guò)這三個(gè)途徑的持續(xù)改善，我們的產(chǎn)品質(zhì)量又上了一個(gè)新的臺(tái)階！的產(chǎn)品質(zhì)量又上了一個(gè)