CPK(过程能力)研究报告
Cpk_与Ppk_两种过程能力指数的对比分析研究
Cpk 与Ppk 两种过程能力指数的对比分析研究1摘 要：在进行统计质量控制的时候，工序能力指数Cpk(Index of Process Capability)与过程能力指数Ppk(Index of Process Performance)是评价过程及改进方向和目标的重要指标，但在实际操作过程中，Cpk 和Ppk 容易被混淆。
本文通过两种指标的定义及计算过程的比较，分析其差异，并利用SPC(Statistical Process Control)统计过程控制软件中这两个指标的应用范围情况进行了示例说明，更为直观地显示了它们的联系与区别。
关键词：Cpk（工序能力指数）； Ppk（过程能力指数）； SPC（统计过程控制）中图分类号：O291. 引言质量管理中数理统计的理论和方法非常重要[1]。
由于每天生产产品的质量，如工件的厚度、表面粗糙度等不断变动的缘故，为了加工出厚度均匀、粗糙度一致的工件，即使对加工环境的温度、湿度，对切削时的进刀量等操作条件做出严格的规定，实际生产出来的产品质量仍然存在波动。
而且上面所列出的加工条件固定不变也是难以办到的事，这些加工条件也存在着一定程度的波动，因此工序质量在各种影响因素制约下，呈现波动特性。
统计方法能够对这些波动的状况及其相互关系进行定量分析，是监控、改进产品质量非常有用的工具。
工序与过程能力指数在质量控制中越来越频繁地使用。
近来随着生产力的高度发展，对产品质量和服务质量的要求不断提高，不合格品率越来越低，而与其对应的过程能力指数要求越来越大。
这反映了生产能力的进步、不合格品率下降、经济效益的提高。
过程能力性能指数Ppk 是在美国克莱斯勒、福特和通用这三大汽车公司制定的QS-9000标准提出的，与过程能力指数Cpk 并列，共称为量度过程的参数[2]。
Cpk 主要用于周期性的过程评价，而Ppk 则用于实时过程性能研究和初始过程能力评估。
目前我国许多企业日常计算的是Ppk，而不少人却误认为是Cpk，于是基本概念的错误带来认识上的混淆。
过程能力CPK
CP、CPK 我的教材--过程能力研究[复制链接]虫子和猪猪113主题1好友1262积分黑带初级热心77 个6SQ币12420个UID1978•加好友•发消息电梯直达1#来自山东烟台› 修改发表于 2003-7-17 08:24 |只看该作者|倒序浏览|申请精华|挣金币|招人/找工作|常见问题第五章过程能力研究进行过程能力研究是为了判定过程是否有能力满足要求,来自外部或内部客户的技术规范通常给出了这些要求。
我们控制的SW、TB、CLIPPING 等规格范围都是顾客图纸上的要求，这些要求在我们试作过程中可以通过和顾客协商进行修改。
过程性能或产品参数是由其特征值的设计要求和实际数值之间有多大差额来决定的。
1、过程能力（工序能力）过程能力是指过程的加工质量满足技术标准的能力，它衡量加工内在一致性，是稳态下的最小波动，也就是说在过程稳定的情况下，过程符合规格范围的输出能力。
而生产能力则是指加工数量方面的能力，二者不可混淆。
过程能力取决于质量因素5M1E，而和公差无关。
PROCESS CAPABILITY图1过程能力示意图当过程稳定时，产品的质量特性值有99.73%落在μ±3σ的范围内，这几乎包括了全部的产品，其中μ为质量特性值的总体平均值，σ为质量特性值的总体标准差。
故通常用6倍的标准差（6σ）表示过程能力，它的数值越小，其质量保证能力越强，但并不是6σ越小越好，必须和质量要求相适应，过小的6σ往往是不经济的，可通过对过程能力的定量分析，合理选择经济的工艺方案。
2、过程能力指数影响过程能力的诸因素综合反映在该过程产品质量的分布状况，如果将分布曲线（或直方图）与规格范围画在一起，就可以明确地表示出质量特性值的分布与规格范围之间的关系，如图5-1所示。
图2 分布曲线与规格范围关系图图2中T为规格范围。
当规格范围为T1时，质量特性值分布在规格范围特性值大致符合设计要求；当规格范围为T3时，说明质量特性值分布超出了设计要求。
过程能力研究(process capability study)
过程能力研究(process capability study)概述过程能力研究旨在分析稳定过程某一质量特性输出对其公差要求的满足程度，该研究结果以指数形式给出，这样的指数称为过程能力指数( PCI)。
过程能力指数是将过程的变异与公差相比较而得出的，虽然专家学者已经提出了为数众多的过程能力指数，但常用的仅有少数的几个。
适用场合·当过程处于统计受控时；·当过程输出服从正态分布时；·当测量过程是在多大程度上满足需求时；C p 和C pk 和P p·当较为关注极小化过程超出公差而导致的不合格情形，相对而言，并不过分强调极小化过程均值相对于目标值的偏移。
C pm 和C pmk·当较为关注极小化过程均值相对于目标值的偏移情形，相对而言，并不过分强调极小化过程超出公差而导致的不合格。
实施步骤1用控制图确定过程处于统计受控状态，如果不受控就不要再做下去。
2用正态概率图或适合的检验确定过程是否服从正态分布。
此时，若有统计软件以及统计学家的建议将会事半功倍。
如果过程不服从正态分布，不要继续往下做了，可以参考“注意事项”提及的处理办法。
3确定过程均值的估计量ˆμ，也即是控制图上的中心线：如果用X 控制图，则X ˆμ=；如果用单值控制图(X 图)，则X ˆμ=。
4确定X ˆσ，即估计过程标准差。
该标准差是有全部样本数据计算得到的总标准差。
首选方法：由方差开方计算而得：X ˆs σ==其中，m 为样本含量。
统计软件和电子计算器通常就是使用这个公式来计算X ˆσ的。
有时把它称为总体( Overall)或者长期(Long-term)标准差。
备选方法：利用控制图计算。
对于单值控制图，直接使用单值控制图计算表中的X ˆσ (图表5.27)。
对于X-R 控制图，可利用下式计算得到：X 2R d ˆσ=÷其中，d 2可以查表A.2。
此时得到的X ˆσ称为组间(Within)或者短期(Short-term)标准差。
CPK(过程能力分析报告方法)
过程能力分析过程能力也称工序能力，是指过程加工方面满足加工质量的能力，它是衡量过程加工内在一致性的，最稳态下的最小波动。
当过程处于稳态时，产品的质量特性值有99.73%散布在区间[μ-3σ，μ+3σ]，(其中μ为产品特性值的总体均值，σ为产品特性值总体标准差)也即几乎全部产品特性值都落在6σ的范围内﹔因此，通常用6σ表示过程能力，它的值越小越好。
为什么要进行过程能力分析进行过程能力分析，实质上就是通过系统地分析和研究来评定过程能力与指定需求的一致性。
之所以要进行过程能力分析，有两个主要原因。
首先，我们需要知道过程度量所能够提供的基线在数量上的受控性;其次，由于我们的度量计划还相当"不成熟"，因此需要对过程度量基线进行评估，来决定是否对其进行改动以反映过程能力的改进情况。
根据过程能力的数量指标，我们可以相应地放宽或缩小基线的控制条件。
工序过程能力分析工序过程能力指该工序过程在5M1E正常的状态下，能稳定地生产合格品的实际加工能力。
过程能力取决于机器设备、材料、工艺、工艺装备的精度、工人的工作质量以及其他技术条件。
过程能力指数用Cp 、Cpk表示。
非正态数据的过程能力分析方法当需要进行过程能力分析的计量数据呈非正态分布时，直接按普通的计数数据过程能力分析的方法处理会有很大的风险。
一般解决方案的原则有两大类:一类是设法将非正态数据转换成正态数据，然后就可按正态数据的计算方法进行分析;另一类是根据以非参数统计方法为基础，推导出一套新的计算方法进行分析。
遵循这两大类原则，在实际工作中成熟的实现方法主要有三种，现在简要介绍每种方法的操作步骤。
非正态数据的过程能力分析方法1:Box-Cox变换法非正态数据的过程能力分析方法2:Johnson变换法非正态数据的过程能力分析方法3:非参数计算法当第一种、第二种方法无法适用，即均无法找到合适的转换方法时，还有第三种方法可供尝试，即以非参数方法为基数，不需对原始数据做任何转换，直接按以下数学公式就可进行过程能力指数CP和CPK的计算和分析。
CPK过程能力分析
- 名称不同:Cpk是过程能力指数,Ppk是过程性能指数.
- 实施时机不同:Cpk一般是量产时实施,Ppk一般试生产时实施. 我们默认为稳定状态下连续抽样表征了量产的状况，所以新飞通目前 采取了在试产阶段控制Cpk的方式
12
600.4 599.6 600.0 600.8 600.4
13
599.4 599.0 598.4 599.0 599.6
14
598.8 599.2 599.6 598.6 599.8
5
6
598.8 598.8 599.8 599.2 599.4
600.0 600.2 600.2 599.6 599.0
案例-步骤4
用 ppm表示实际DATA脱离规格的程度。
案例-步骤4
只考虑工程的群内变动显示正态分布时，数据表现为 脱离规格的预想 ppm
案例-步骤4
对所有DATA的变动值来显示正态分布时， DATA表现脱离规格的预测 ppm
提高过程能力的思路
常犯的错误或常见问题
✓ 工艺过程不处于稳定状态，有异常发生时进行过程 性能分析
✓ 样本数量太少 ，不具备代表意义
✓ 有明显因为各种特殊原因导致的明显有问题的数 据，没做剔除而保留下来，影响了整体分析的结果
✓ 对计算结果的意义不了解，没有制定很好的改善 措施
回顾与讨论
过程能力分析的前提条件是什么？ CP与CPK，PP与PPK之间的区别是什么？ CPK与PPK之间的区别是什么？ CP>1.67而 CPK<1.0的时候，应该如何处理？ CP<1.0的时候，又该如何处理
过程能力指数(Cpk)在质量管理中的应用与评估
过程能力指数（Cpk）在质量管理中的应用与评估过程能力指数（Cpk）在质量管理中的应用与评估质量管理是一个企业始终追求的目标，而过程能力指数（Cpk）是一种常用于评估过程稳定性和性能的指标。
在质量管理中，Cpk可以用于检测和控制产品或服务的质量，帮助企业实现高品质的生产和服务目标。
本文将介绍Cpk的概念、计算方法以及其在质量管理中的应用和评估。
首先，让我们了解一下Cpk的概念。
Cpk是一种统计指标，用于评估过程的能力和稳定性。
它基于过程的数据，反映了过程中产品或服务产生的偏差程度。
Cpk的计算基于过程的平均值、标准差和规范上下限。
在质量管理中，Cpk用于衡量过程的能力，即过程是否能够满足规定的质量要求。
Cpk的计算方法如下：Cpk = min[(USL –μ) / 3σ, (μ –LSL) / 3σ]其中，USL表示规范的上限，LSL表示规范的下限，μ表示过程的平均值，σ表示过程的标准差。
Cpk值越大，表示过程的能力越高；Cpk值越小，表示过程的能力越低。
Cpk在质量管理中的应用主要包括以下几个方面：1. 过程能力评估：Cpk可以用于评估过程的能力和稳定性。
通过计算Cpk值，企业可以了解到过程是否能够满足规定的质量要求。
如果Cpk值较低，说明过程存在偏差较大的情况，需要进行改进和控制；如果Cpk值较高，说明过程的能力较强，可以继续保持稳定状态。
2. 品质控制：Cpk可以用于控制产品或服务的质量。
通过设定Cpk值的目标或下限，企业可以监测产品或服务的质量水平。
当Cpk值低于目标或下限时，说明产品或服务存在质量问题，需要及时采取措施进行改进和控制。
3. 过程改进：Cpk可以用于指导过程改进。
通过持续监测和分析Cpk值，企业可以找出过程中存在的问题，并采取相应的改进措施。
比如，当Cpk值较低时，可能是因为过程中存在一些不稳定的因素，需要进行变量的控制和调整；或者是因为过程中存在一些特殊因素，需要进行剔除或调整。
PCA-过程能力(CPK)分析
过程能力的应用
▪ 过程能力指数代表了过程能力的高低，过程能力指数越大表明 对应的过程能力越高。一般说来对过程能力的评价标准为：
Cpk的取值范围
级别
过程能力的评价
Cpk≥1.67 1.67＞ Cpk≥1.33 1.33＞ Cpk≥1.0 1.0＞Cpk≥0.67 0.67＞Cpk
Ⅰ
过程能力较高
Ⅱ
过程能力充分
•影响过程质量的6个因素（6M）
—人员 —设备 —材料 —方法 —测量 —环境
• 6M导致的变异有两种
—随机性变异 —系统性变异
• 如果过程仅受随机性因素的影响，那么一般情况 下,过程质量特征值服从正态分布
PCA-过程能力(CPK)分析
过程能力分析的基本概念
99.73%
±3 过程能力=B= ±3= ±3S
PCA-过程能力(CPK)分析
过程能力分析的基本概念
▪ 过程能力是指过程的一致性，显然，过程的变 异是衡量过程质量特征值的一致性的指标
▪ 过程能力指数（CPK）：指过程的加工质量满 足技术标准的程度。
▪ 两种变异: • 特定时点的本质或内在变异 • 一段时间内的变异
PCA-过程能力(CPK)分析
过程能力分析的基本概念
PCA-过程能力(CPK)分析
目录
▪ 过程能力分析的目的和步骤 ▪ 如何进行合理抽样 ▪ 过程稳定性分析 ▪ 过程数据正态性分析 ▪ CP/CPK的计算方法和应用方法 ▪ 属性型数据质量统计指标
PCA-过程能力(CPK)分析
过程稳定性分析
过程稳定的意义
一个稳定的过程仅存在随机性变异 通过稳定性可以检验是否存在系统性变异,如果存在 系统性变异,在进行PCA之前应剔除
Cpk_与Ppk_两种过程能力指数的对比分析研究[1]
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Cpk 与Ppk 两种过程能力指数的对比分析研究1摘要：在进行统计质量控制的时候，工序能力指数Cpk(Index of Process Capability)与过程能力指数Ppk(Index of Process Performance)是评价过程及改进方向和目标的重要指标，但在实际操作过程中，Cpk 和Ppk 容易被混淆。
本文通过两种指标的定义及计算过程的比较，分析其差异，并利用SPC(Statistical Process Control)统计过程控制软件中这两个指标的应用范围情况进行了示例说明，更为直观地显示了它们的联系与区别。
关键词：Cpk（工序能力指数）；Ppk（过程能力指数）；SPC（统计过程控制）中图分类号：O291. 引言质量管理中数理统计的理论和方法非常重要[1]。
由于每天生产产品的质量，如工件的厚度、表面粗糙度等不断变动的缘故，为了加工出厚度均匀、粗糙度一致的工件，即使对加工环境的温度、湿度，对切削时的进刀量等操作条件做出严格的规定，实际生产出来的产品质量仍然存在波动。
而且上面所列出的加工条件固定不变也是难以办到的事，这些加工条件也存在着一定程度的波动，因此工序质量在各种影响因素制约下，呈现波动特性。
统计方法能够对这些波动的状况及其相互关系进行定量分析，是监控、改进产品质量非常有用的工具。
工序与过程能力指数在质量控制中越来越频繁地使用。
近来随着生产力的高度发展，对产品质量和服务质量的要求不断提高，不合格品率越来越低，而与其对应的过程能力指数要求越来越大。
这反映了生产能力的进步、不合格品率下降、经济效益的提高。
过程能力性能指数Ppk 是在美国克莱斯勒、福特和通用这三大汽车公司制定的QS-9000标准提出的，与过程能力指数Cpk 并列，共称为量度过程的参数[2]。
Cpk 主要用于周期性的过程评价，而Ppk 则用于实时过程性能研究和初始过程能力评估。
目前我国许多企业日常计算的是Ppk，而不少人却误认为是Cpk，于是基本概念的错误带来认识上的混淆。
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CPK （过程能力）研究报告
QR
过程能力不足,详见备注(see notes)
'01 PSW'!A21'07 CAV'!A6'01 PSW'!H6'01 PSW'!A6'01 PSW'!A14'01 PSW'!D10'01 PSW'!A8
编制日期
地点LOCAT ION 工厂
部门：
过 程 信 息 PROCESS INFORMATION 统 计描 述DESCRI PTIVE STATIS TICS 值/数目 VALUES
零件零件图号零件名称数据点重要趋势X 图Chart R 图Chart 读数数目100产品型号趋势长度
RUN 33规格下限 4.8000设备量具编号项目
次数HOW MANY 21规格值 5.0000尺寸
量具名称单位趋势长度RUN 43规格上限 5.2000规范值正公差负公差次数HOW
MANY 12总和Total 499.6800规格下限
规格值
规格上限
超出控制限Out of
01
平均值 4.9968
最大值Maximu m
5.2000
最小值Minimum 4.8800
低于规格下限的读数
Reading s below LSL
高于规格上限的读数
Reading s above USL
极差均值
Average Range (R)0.1000
D 2 值Value N=4
2.0590
上限能力指数Upper capability index (CPU) 1.3946
下限能力指数Lower capability index (CPL) 1.3507能力指数 1.3727过程能力 1.3507能力比值 3.0885样本标准0.0439标准差0.0437样本方差0.0019方差
0.0019性能指数 1.5179性能比值0.6588性能指数
1.4936
n 123456789101112131415161718192021222324251 5.20 4.96 4.94 5.02 5.02 5.08 5.06 5.00 5.00 5.06 5.02 4.98 5.00 5.00 5.00 4.98 4.98 4.98 5.00 5.02 4.96 5.02 4.92 5.00 4.982 4.94 4.98 5.04 4.98 5.06 4.98 5.04 4.92 5.06 4.98 4.94 4.94 5.02 5.00 4.94 5.00 4.94 5.02 4.96 4.98 4.98 4.98 5.06 5.02 5.063
4.94
5.04
5.02
5.00
4.94
5.00
4.92
4.96
5.00
5.00
4.98
5.02
4.98
5.06
4.98
5.00
5.02
5.06
5.00
5.00
4.98
4.98
5.00
5.00
5.00
4 4.98 5.00 5.00 4.88 5.00 4.94 5.04 5.04 4.94 4.94 5.00 4.96 5.06 4.96 5.02 4.96 5.04 4.96 5.06 4.98 5.02 5.02 5.00 4.98 5.02
5
Average 5.015 4.995 5.0 4.97 5.005 5.0 5.015 4.98 5.0 4.995 4.985 4.975 5.015 5.005 4.985 4.985 4.995 5.005 5.005 4.995 4.985 5.0 4.995 5.0 5.015
Range 0.260.080.10.140.120.140.140.120.120.120.080.080.080.10.080.040.10.10.10.040.060.040.140.040.08
N O T E S (备 注)：
123
编制：邹云 校对：
8 点连续在极差中心线之上consecutive data points above average R
5.0
5.2
4.8极差超出控制限Out of control limits (R) -
设备编号
上升
Increasing
下降
Decreasing 0.21700862内径千分表200/0.001
0.21AE6-3701010LJ465Q
5.0
2005年6月6日
交流发电机总成交流发电机分厂
前端盖机加C015
XX公司
mm
1
3
19
44
21
11
00
1
5
1015
2025
3035
4045
50 4.80 4.84 4.88 4.92 4.96 5.00 5.04 5.08 5.12 5.16 5.20
频数
F r e q u e n c y
子组Subgroups
直方图H I S T O G R A M
数据点Data Points
分布曲线Distribution Shape
5.0548
2.0000
3.0000
4.0000
5.0000
6.0000
7.0000
8.0000
9.0000
10.0000
11.0000
12.0000
13.0000
14.0000
15.0000
16.0000
17.0000
18.0000
19.0000
20.0000
21.0000
22.0000
23.0000
24.0000
25.0000
4.9968
234567891011121314151617181920212223
24254.9388
2.0000
3.0000
4.0000
5.0000
6.0000
7.0000
8.0000
9.0000
10.0000
11.0000
12.0000
13.0000
14.0000
15.0000
16.0000
17.0000
18.0000
19.0000
20.0000
21.0000
22.0000
23.0000
24.0000
25.0000
4.88
4.90
4.92
4.94
4.96
4.98
5.00
5.02
5.04
5.06
5.08
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
均值A v e r a g e
Data Points
均值图Average (X chart)
Data Values
UCLx
AveX
LCLx
0.2110
2.0000
3.0000
4.0000
5.0000
6.0000
7.0000
8.0000
9.000010.000011.000012.000013.000014.000015.000016.000017.000018.000019.000020.000021.000022.000023.000024.000025.0000
0.1000
2345678910111213141516171819202122232425
0.0
0.05
0.10.15
0.20.25
0.3
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
极差R a n g e
Data Points
极差图Range (R chart)
Data Values
UCLr
AveR
LCLr
双边公差Two sided spec (bilateral)下公差One sided (MIN)
上公差One sided (MAX)。