Cpk与Ppk这两个参数的区别,以及如何从正确使用这两个参数来进行过程管控,可能是困扰很多SPC学习者和使用者的一个问题。
两者的区别:
Cpk表征的是过程的能力高低,Ppk体现的是过程实际表现的好坏。一个能力达到1.67的过程,并不一定真的能够拿出1.67的表现,就像一个有能力考得全班 的学生,因为不认真学习,并不一定能真的考到全班 ,即他的表现并不一定反映他的能力。
其次,我们再来看一下两者之间为什么前者表征的是过程能力的高低,而后者体现的是过程表现的好坏。
为了解释这个问题,我们必须记住用SPC进行过程控制要完成的 步工作:将过程调整到稳定受控的状态。同时,为了方便说明,这里我们选择一个比较特殊的情况:过程的中心线Xbar与过程的目标值重合。在这种情况下,Cpk的计算公式如下:
在上述的公式I中,σc表征的是过程变化的大小,而USL-LSL是允许的变化。这两个值的比例越高,即Cpk的值越高,这个过程产生不合格产品的几率就越低。对于一个处于正态分布、过程中心线和目标值重合的稳定过程来说,Cpk值和不合格率的对应如下(Cpk值和不合格率的对应可根据正态分布的原理进行计算,此处不做说明):
所以,Cpk越大,产生不合格的几率越低,代表这个过程的能力越强。
公式I中的σc的计算公式如下:
这其中,Rbar是各个子组极差的平均值。所以过程变化的大小σc,以及一个制造过程的能力Cpk,是由每一个子组内部变化的大小决定的。
为何在计算Cpk的时候,只需要考虑子组内的变化,而不需要考虑子组间的变化?根据AIAG的SPC手册第二版第页的说明,对于一个稳定的、受控的过程来说,子组间的变化应该是0!所以整个过程的变化只由子组内部变化的大小决定。
但在实际的生产过程中,任何一个过程都可以脱离稳定受控的状态,这好比一个有能力考全班 的学生,他不一定会好好学习。在这种情况下,过程表现出来的不是这个过程最强的能力(即过程的表现达不到Cpk所体现的能力)。在这种情况下,整个过程的变化,不但包括子组内部的变化,还包括子组间的变化,所以过程实际表现出来的状态Ppk,其计算方式如下:
这个公式中,σp包括了子组内和子组间的变化,它等于所有采样的数据的标准偏差(如果有20个子组,每个子组5个数据,则σp就是这个个数据的标准偏差),用以下公式计算
这其中xi代表一个采集的数据,n是采集的数据的总数。
综上所述,Cpk的计算是基于一个过程是处于稳定受控的状态,其子组间的变化是0的,子组内部的变化代表了整个过程的变化。此时的过程是过程所能达到的 状态,所以Cpk值代表的是过程的能力。而Ppk的计算是考虑到事实上的过程不一定处于稳定受控的状态,过程的变化不但由子组内的变化,还包括子组间的变化。所以,Ppk反映的是过程的真实表现。Ppk永远都不会超过Cpk。
在了解了Cpk和Ppk的区别后,需要说明一下,在用SPC进行过程控制和改善时,应同时监控Cpk和Ppk的值,并监控两者之间的差距。如果两者的差距较大,代表这个过程的表现没有达到过程的实际能力,过程可能存在特殊原因引起的变化,所以需要采取措施消除特殊原因。
培训精彩回顾:
在我们上一期培训的过程中,有一位学员将其供应商的CPK报告来给老师审查,老师一眼就识破了供应商的报告作假,因为供应商在使用Minitab进行CPK计算的时候,发现PPK是不达标的,所以在截图的时候讲PPK的结果故意遮盖,但是他不知道如何设置Minitab不显示PPK的曲线,结果被我们讲师识破。
End
线下培训:课程大纲可直接点击课程参考7月份招生信息
《SPC统计过程控制及Minitab使用》
《MSA测量系统分析及Minitab使用》
培训地点:苏州工业园区
培训时间:年9月日(每月都开课)
培训费用:元每门课
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