CPK制程能力评价方法
CPK制程能力分析
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名詞介紹
USL:產品之規格上限 LSL:產品之規格下限 u:規格中心值 N X /N 樣本算術平均(平均值): X Σ i=1 N ( X i )2 / N :母體標準差: i 1 n s:樣本標準差: ( X i )2 / n 1 i 1 T:規格公差=規格上限-規格下限(USL-LSL) 平衡公差:18.0 ±0.5 不平衡公差:18.0 +0.5/–0.2 or 18.0 +0.3/ –0.5 PPM(Parts Per Million):每百萬個單位的不合格數
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
Cpk = Min ( Cpku ,Cpkl )
= Cp ( 1 - Ca )
Cpku =
USL -X
3σ
LSL
Cpkl =
x u
USL
X - LSL
3σ
-∞ -3σ -2σ -1σ TARGET +1σ +2σ +3σ
+∞
6
Ca/Cp/Cpk等級判定
等級
A B
Ca
0 ≦ Ca < 0.0625
0.0625 < Ca ≦ 0.125
(18.4-18.1)2+(17.6-18.1)2+ (17.9-18.1)2 +….+ (18.3-18.1)2
σ=
9
=0.2981
T=18.5 -17.5=1
Ca = (18.1-18.0)/0.5=0.2……………... B級 Cp = 1/(6× 0.2981)=0.559…………….. D級 Cpk = 0.559 × (1-0.2)=0.4472…………D級 結論:此產品須大大的改善才可符合現代化的要求.
制程能力评价 CPK
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制程能力指数Ca (或ｋ)
Ca评定标准
评等参考
Ca值愈小，品质愈佳。依Ca值大小可分为四级 等级
A B C Ca值 |Ca| ≦12.5% 12.5% ≦ |Ca| ≦ 25% 25% ≦ |Ca| ≦ 50% 处理原则 作业员遵守作业标准并达到规 格的要求需继续维持. 有必要尽可能将其改进为A级. 作业员可能看错规格不按作业 标准操作或检讨规格及作业标 准.
当制程稳定时，质量特性数据为计量值且其分配呈常 态分配或近似常态分配时，Cp指标被用以说明一个制 程符合规格之能力。 精度用于衡量制程散差符合规格公差之程度。 Cp值愈高表示制程能力愈好。
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制程精密度Cp
规格中心(μ) 规格下限 (LSL)
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制程能力指数Ca (或ｋ)
Ca Process2
单边规格(设计规格)因没有规格中心值，故不计算Ca。 制造规格将单边规格公差调整为双边规格，如此方可
计算Ca。
当Ca＝0时，代表量测制程之实绩平均值与规格中心 相同；无偏移。 当Ca＝±1时，代表量测制程之实绩平均值与规格上 或下限相同；偏移100%。
新人训练及教育训练手册 制程能力评价 （CPK）
版次：A1 日期：10/15/2012
部门：品保中心 编撰：杨晶晶
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内容大网
一、制程能力指数Ca (或ｋ)
二、制程精密度Cp
三、综合制程能力指数Cpk
CPK(过程能力分析方法)
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，由于我们的度量方案还相当"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良情况。
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。
一般解决方案的原那么有两大类: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根底，推导出一套新的计算方法进行分析。
遵循这两大类原那么，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，即均无法找到适宜的转换方法时，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 简介与应用 制程能力评估
=
262.43
25
= 10.49
S=
Σ(Xi-X)2 n-1
=
0.02 24
= 0.029
公差裕度-2中心偏移量 Cpk= 6標准差 = 0.46
0.10 -2 10.49-10.50 = 6× 0.029
End Thanks!
精密度CPk
CP與CPk關係
1.Cp≧Cpk
2.Cp與Cpk差距越大,代表改善空間越大
3.當X=u,即Ca=0時,Cp=Cpk
4.當分布中心位於規格界線時,Cpk=0
5.當分布中心超出規格界線時Cpk<0
如何評價製程能力
例:一批軸承,抽樣量測尺寸如下:
10.52 10.50 10.50 10.52 10.50
CPK制程能力指數判定表:
NO.
1
Cp
Cpk≧1.67
分布與規格之關係
Sl Su
制程能力判斷
很好
處
置
s
Sl Su
制程能力太好,可 酌情縮小規格,或 考慮化管理與降 低成本. 理想狀態,繼續維 持. 使制程保持於管 制狀態,否則產品 隨時有發生不良 品的危險,需注意. 產品有不良品產 生,需作全數遷別, 制程有妥善管理 及改善之必要.
6σ 6σ83
0.83≦Cp<1.0 1.00≦Cp<1.33
1.33≦Cp
6σ
SL U SU 規格下限 規格中心 規格上限
等級評定後之處置原則: A級﹕此一製程甚為穩定﹐可以將規格縮小或勝任更精密之工作 B級﹕有發生不良品之危險﹐必須加以注意﹐并設法維持不要使其變 壞及迅速追查 C級﹕檢討規格及作業標準﹐可能本製程不能勝任如此精密之工作 D級﹕應采取緊急措施﹐全面檢討所有可能影響之因素﹐必要時應停 止生產
CPK(过程能力分析方法)
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——过程能力指数
Cpk——过程能力指数CPK= Min[ (USL- Mu)/3s, (Mu - LSL)/3s]Cpk应用讲议1. Cpk的中文定义为：制程能力指数，是某个工程或制程水准的量化反应，也是工程评估的一类指标。
2. 同Cpk息息相关的两个参数：Ca , Cp.Ca: 制程准确度。
Cp: 制程精密度。
3. Cpk, Ca, Cp三者的关系：Cpk = Cp * ( 1 - ｜Ca｜)，Cpk是Ca及Cp两者的中和反应，Ca反应的是位置关系(集中趋势)，Cp反应的是散布关系(离散趋势)4. 当选择制程站别用Cpk来作管控时，应以成本做考量的首要因素，还有是其品质特性对后制程的影响度。
5. 计算取样数据至少应有20~25组数据，方具有一定代表性。
6. 计算Cpk除收集取样数据外，还应知晓该品质特性的规格上下限(USL，LSL)，才可顺利计算其值。
7. 首先可用Excel的“STDEV”函数自动计算所取样数据的标准差(σ)，再计算出规格公差(T)，及规格中心值(u). 规格公差＝规格上限－规格下限；规格中心值＝（规格上限+规格下限）/2；8. 依据公式：，计算出制程准确度：Ca值9. 依据公式：Cp = ，计算出制程精密度：Cp值10. 依据公式：Cpk=Cp ，计算出制程能力指数：Cpk值11. Cpk的评级标准：（可据此标准对计算出之制程能力指数做相应对策）A++级 Cpk≥2.0 特优可考虑成本的降低A+ 级 2.0 ＞ Cpk ≥ 1.67 优应当保持之A 级 1.67 ＞ Cpk ≥ 1.33 良能力良好，状态稳定，但应尽力提升为A＋级B 级 1.33 ＞ Cpk ≥ 1.0 一般状态一般，制程因素稍有变异即有产生不良的危险，应利用各种资源及方法将其提升为A级C 级 1.0 ＞ Cpk ≥ 0.67 差制程不良较多，必须提升其能力D 级 0.67 ＞ Cpk 不可接受其能力太差，应考虑重新整改设计制程。
制程能力分析(CPK定义)
加强质量检测与控制
总结词
质量检测与控制是保障CPK值的重要环节， 通过加强检测和控制，可以及时发现和解决 制程中的问题，避免不良品的产生。
详细描述
加强质量检测与控制包括制定严格的质量检 测计划、采用高效的检测设备和工具、建立 完善的质量信息管理系统等措施。同时，推 行全员质量管理，强化员工的质量意识和技 能培训也是必不可少的。通过持续改进和优 化质量检测与控制体系，可以不断提升CPK 值，提高制程能力和产品质量。
生产过程改进
01
02
03
优化制程参数
通过CPK分析，可以发现 制程参数的不合理之处， 进而优化参数设置，提高 制程效率和产品质量。
改进设备配置
根据CPK分析结果，可以 针对性地改进设备配置， 提高设备利用率和生产效 率。
提升员工技能
通过CPK分析，可以评估 员工的技能水平，进而开 展针对性的培训和技能提 升计划。
详细描述
CPK是制程能力的一种度量，它反映 了制程在满足产品质量要求方面的能 力。CPK值越大，表示制程能力越强， 越能满足产品质量要求。
CPK计算方法
总结词
CPK计算方法包括计算制程的规格界限、计算制程的平均值和标准差、计算制程能力指数等步骤。
详细描述
首先，需要确定产品的规格界限，即产品合格的最大和最小范围。然后，通过收集制程数据，计算制 程的平均值和标准差。最后，利用这些数据计算CPK值，评估制程能力是否满足规格界限的要求。
CPK值的意义
总结词
CPK值的意义在于评估制程能力是否满足产品质量要求，以及发现制程中存在的问题和 改进方向。
详细描述
通过CPK值的大小，可以判断制程能力是否足够满足产品质量要求。如果CPK值较低， 说明制程能力不足，需要采取措施改进制程；如果CPK值较高，说明制程能力较好，但 仍需持续监控和优化制程。同时，CPK值的分析还能帮助发现制程中的瓶颈和问题，为
CPK制程能力分析讲解
CPK为什么要定1 , 1.33 , 1.67，这几个值?CPK : Complex Process Capability index 的缩写，是现代企业用于表示制程能力的指标。
现今下产品的质量要求越来越高，产品的质量也不是仅仅能保证在公差范围内就能满足要求，因此对产品的质量关注从原来的被动检查产品尺寸转换到对产品加工过程的控制，那么如何来评价某个过程对产品加工质量的控制能力，利用统计学的原理按照一定的时间规律、抽样方案对加工生产出的产品进行数据统计，通过计算其产品数据的离散度、标准差等数据来表达这个过程中产品的质量波动情况，CPK就在这种情况应运而生。
CPK用数值来表示，该值反映的是制造加工过程控制能力的大小，数值越大表示该过程的控制能力越好，产品的一致性越好，产品的尺寸变化波动越小越靠近中间值；而数值越大表示该过程的控制能力越差，产品的一致性越差，产品的尺寸变化波动越大离散度越大，甚至容易超出两边极限公差。
CPK的计算数据由至少125组数据组成，抽取的数据也有一定的要求（每5件为一组连续数据，每组之间按一定的时间间隔进行），抽取数据时制程必须是无任何异常状态下进行，所以CPK值反应的是某个制程在正常下面分别用4张正态图、柱状图辅助理解这样更直观一些（两侧的竖直线表示产品的尺寸极限，中间的竖直线表示产品的中间值）：中回LSL["R S n234 5 679孔Q133030 010 01虧 1.331 er 2 062J3 2 5321 2 a£ 2 31性能性能CP CPU CPL CPK⑥过程能力扌㈱（CP3O打O爲程性魁埶（PPK）Q71300.770能力不足上图的CPK值为0.656 ，接近0.67，从柱状表示可以看出，虽然产品的尺寸都在极限范围以内，但大部分的产品数据分列在靠近极限值的两端，产品的离散度大；如果某过程的CPK计算数值在0.67左右，意味作该过0.67，加工过程中可能已经有超差极限值得程的控制能力并不稳定，具有超出产品极限的风险，如果数值小于 产品存在。
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%=
(X-u)
T/2 %
T=SU-SL=规格上限-规格下限
当 X 与 μ 之差愈小时,Ca 值也愈小,也就是质量 愈接近规格要求之水平 , Ca 值是负时表示实测 值偏低 , Ca 值是正时是篇高
制程能力评价方法(Ca)
Ca 等级评定
等级
佳
A
可
B
不良
C
劣
D
Ca 值 Ca ≦ 12.5% 保持
12.5%＜ Ca ≦ 25% 25% ＜ Ca ≦ 50% 50% ＜ Ca
往上加油
检讨规格 作业标准
全面检讨 停止生产
制程能力评价方法(Ca)
计算举例:
V/C : 产品标准规格为 0.18 _+ 0.08 经一个月后量测平均为 0.16 Ca = 0.16-0.18 = 25% 往上加油
0.08
制程能力评价方法(Cp)
Cp 制程精密度(Capability of precision)
Xi=实测值 X=实测平均值 n=测试台数
制程能力评价方法(Cp)
计算举例:
群体估计标准偏差 =
n
i=1 (Xi-X)2
n-1
规格标准偏差
Cp = 0.08 x 2 0.07 x 2
= 1.14
群体估计标准偏差
制程能力评价方法(Cpk)
Cpk制程能力指数
Cpk 是总合Ca 和Cp二值之指数
计算举例: Cpk= (1- Ca ) x Cp = (1- 0.25)x1.14 = 0.75 x 1.14 = 0.855 属 C 级(制程能力需加强)
规格公差
Cp = 6σ
标准偏差
Cp 等级评定
等级 A B C D
Cp 值(1.67最佳)
1.33 ≦ Cp
+4 σ
1.00 ≦ Cp
1.33 +3σ
0.67 ≦ Cp
1.00 +2σ
Cp
0.67 +2σ
制程能力评价方法(Cp)
计算举例:
V/C : 产品标准规格为 0.18 _+ 0.08 求Cp值需统计50台以上量测实值 公式内容如下 :
制程能力评价方法
欲判定一个工序质量好坏有三个主要数据 : 1. 平均数代表其集中趋势 2. 标准偏差代表其离中趋势 3. 超出规格之不良率
制程能力评价也就是从这三方面来评价
制程能力评价方法(Ca)
Ca 制程准确度(Capability of accuracy)
实测平均值 – 规格中心值
Ca =
规格容许差
Cpk 等级评定如Cp等级