当初接触六西格玛或者质量工程的人们,通常对于Cpk值都会有一些疑问。其中一个最普遍的问题就是:为什么通常要求Cpk大于1.33呢?
这个问题首先涉及到正态分布的核心,和你的统计工具看到你的过程中的变化的能力。让我们来简单描绘一下正态分布。
正态分布如果在一个方向上有三个标准偏差,在另一个方向上有三个标准偏差,如果在这两个位置是规格限制的话,代表了99.7%的数据都在规格以内,只有0.3%会超出规格值,是一个小概率事件(rare event)。
CP/CPK是什么意思?
CP/CPK也稱作制程能力指数/工序能力指数/过程能力指数,它是指工序在一定时间里,处于控制状态(稳定状态)下的实际加工能力。它是工序固有的能力,或者说它是工序保证质量的能力。
这里所指的工序,是指操作者、机器、原材料、工艺方法和生产环境等五个基本质量因素(5M)综合作用的过程,也就是产品质量的生产过程。产品质量就是工序中的各个质量因素所起作用的综合表现。对于任何生产过程,产品质量总是分散地存在着。若工序能力越高,则产品质量特性值的分散就会越小;若工序能力越低,则产品质量特性值的分散就会越大。
过程能力指数CPK的意义
从上图可看到,若过程输出的均值μ不与规范中心或目标值重合。因此,在进行过程能力分析时,应将μ的影响考虑进来。
引入过程能力指数CPK就是为了解决这个问题。由于过程中心μ通常在规范限[LSL,USL]之间,因此用过程中心μ与两个规范限最近的距离min{USL- μ,μ-LSL}与3σ之比作为过程能力指数,记为CPK。
那么,为什么通常Cpk要求是大于1.33?
我们回看一下Cp的公式:USL-LSL / 6σ。
如果USL-LSL的范围是3σ+3σ,那么Cp就刚好是1,而这是传统控制图以+/-3σ为上下控制线,用于判断过程是否处于稳态的标准方法。
然而,别忘记,如果Cp是没有考虑过程的漂移,所以如果我们把Cpk设定为1的话,我们实际上是无法保证过程的不良率是少于0.3%的。
当生产过程保持稳定时,如果公差上下限与中心值的距离是4倍的σ的话,那么这就提供了一种质量保证的宽裕度,根据Cp的计算公式:Cp = T / 6σ,其中T = 8σ,因此Cp = (8σ) / (6σ) = 4/3 = 1.33。
这就是我们使用1.33的主要原因。
这意味着,当流程能力达到1.33时,产品的合格率基本上能够满足公司和客户的要求,达到可接受的水平。
实际上,Cpk指标要求,可以根据产品的重要程度、影响以及顾客要求确定。以下是一个可供参考的Cpk评级表格。