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CPK分析

介绍

根据正态分布,使用组间/组内能力分析(CPK)评估您的过程(如批量过程)在自然产生子组间系统性变异时的能力。使用此分析,可以执行以下操作:

  • 确定过程是否能够生成满足客户要求的输出。
  • 比较过程的整体能力与其组间/组内能力,以评估改善的机会。

要执行分析,您必须指定规格下限或规格上限(或同时指定两者),以定义您的过程要求。该分析将评估过程数据的展开与规格限的关系。当过程有能力时,过程展开小于规格展开。该分析也可以指示您的过程是否居中并达到目标值。此外,它还将估计未满足规格的产品比率。

CPK分析(C) 参数设置

参数设置

  • 数据列:在数据页签上表格列名称
  • 子组大小:每次采集样本大小
  • 子组间评估标准差方法:系统提供移动极差均值,移动极差中位数和递差均方和平方根方法
  • 移动极差长度:系统计算移动极差时步进长度一般选择2
  • 使用无偏常量计算整体标准差:在计算整体标准差是否使用无偏差常量
  • 子组内估计标准差方法:系统提供RBar,SBar和合并标准差方法
  • 使用无偏常量计算子组内标准差:在计算子组内标准差是否使用无偏差常量
  • 规格上限:指定的规格上限值
  • 目标:指定的规格目标值
  • 规格下限:指定的规格下限值

CPK数据注意事项:

数据应当是连续的

连续数据是测量值,可以是连续尺度上位于某个值范围内的任何数值(包括分数值或小数值)。常见示例包括长度、重量和温度等测量值。

收集足够的数据以获取过程能力的可靠估计值。

尝试收集至少 100 个总数据点(子组大小*子组数),例如 25 个大小为 4 的子组或 35 个大小为 3 的子组。如果没有在足够长的一段时间内收集到充足的数据量,数据可能无法准确地代表不同的过程变异源,并且估计值可能无法指示过程的真实能力。

如果可能,应当采用合理子组的形式收集数据

合理子组是相似项的小样本,这些项是在一小段时间内生成的,属于过程代表。应在相同的输入和条件(如人员、环境或设备)下收集各子组的观测值。如果您没有收集合理子组,则子组中的变异可能会反映出过程的特殊原因变异,而非自然或固有变异。

如果可能,所有子组的大小都应相同

如果因缺失数据或样本数量不相等而导致并非所有子组的大小都相等,凯特勒SPC 将仅使用大小最常见的子组来估计子组间变异。

每个子组应当有两个或更多个观测值

如果在所有子组中都没有两个或更多个观测值,凯特勒SPC 将无法执行分析,因为子组间变异无法与子组内变异分开进行估计。

过程必须稳定且受控制

如果当前过程不稳定,则将无法使用能力指标来可靠地评估将来的过程持续能力。如果不确定过程是否受控制,请使用 Xbar-S 控制图 评估过程稳定性,然后再执行此分析。

数据应服从正态分布

针对此分析的过程能力估计值基于正态分布。如果数据不是正态分布的,则能力估计值将不准确。如果数据属于非正态数据,请考虑使用 非正态能力分析。

直观检查数据分布

将整体实曲线与直方图的条形进行比较,评估数据是否大致是正态的。如果条形与曲线存在很大差异,则数据可能不是正态的,并且过程的能力估计值可能不可靠。

比较组间/组内曲线和整体曲线

将整体实曲线与组间/组内虚曲线进行比较,确定它们的对齐紧密程度。如果组间/组内曲线和整体曲线之间的差异很大,则表明过程可能不稳定,或者除子组间/子组内变异以外,过程还可能存在其他变异源。在执行能力分析之前使用控制图验证过程是否稳定。

检查过程展开

直观检查直方图中的数据与规格下限和规格上限的关系。理想情况下,数据的散布窄于规格散布,并且所有数据都在规格限内。超出规格限的数据表示不合格项。

评估过程的中心

评估过程是否位于规格限的中间,或者在目标值处(如果具有目标值)。数据的中心出现在分布曲线的尖峰,并通过样本均值估计。

评估过程的能力

  • 使用主要能力指数来评估过程符合要求的程度。
  • 评估组间/组内能力
  • 使用 CPK 评估过程的组间/组内能力,同时考虑其位置和散布。通常情况下,Cpk 值越高,过程的能力越高,而较低的 Cpk 值则表明可能需要改善过程。
  • 将 Cpk 与基准值(代表过程可接受的最小值)进行比较。许多行业都使用基准值 1.33。如果 Cpk 比基准值低,则考虑如何改进您的过程,例如减少其变异或改变其位置。
  • 比较 Cp 和 Cpk。如果 Cp 和 Cpk 大致相等,则过程位于两个规格限制之间的中心位置。如果 Cp 和 Cpk 不同,则过程不位于中心位置。

评估整体能力

  • 可使用 Ppk 根据过程位置和过程散布评估过程的整体能力。整体能力指示客户在一段时间内体验的实际性能。
  • 总体上讲,Ppk 值越高,过程的能力越高。Ppk 值低表明可能需要改进过程。 
  • 将 Ppk 与基准值(代表过程可接受的最小值)进行比较。许多行业都使用基准值 1.33。如果 Ppk 比基准值低,则考虑如何改进您的过程。
  • 比较 Pp 和 Ppk。 如果 Pp 和 Ppk 大致相等,则该过程位于两个规格限制之间的中心位置。如果 Pp 和 Ppk 不同,则过程不位于中心位置。
  • 比较 Cpk 和 Ppk。如果 Cpk 比 Ppk 大得多,则除子组间和子组内变异外,过程中还可能存在其他系统性变异源。例如,工具磨损是可能导致生产过程展示的组间/组内能力 (Cpk) 比整体能力 (Ppk) 更高的系统性变异源。
CPK分析(C) 示例

例如,质量工程师希望在同时考虑子组内变异和子组间变异的情况下,评估金属制品涂层过程的能力。子组内变异是一个金属制品内的涂层厚度的变异。子组间变异是在机器重置期间可能出现的制品间变异。该工程师将执行组间/组内能力分析,用于评估涂层厚度满足 55 ± 3 微米的客户要求的能力。

结果解释

  • 标准差:包括整体标准差,组间标准差,组内,和组间/组内标准差
  • 整体能力:包括Pp,PPL,PPU,Ppk,Cpm值
  • 组间组内能力:包括Cp,CPL,CPU,Cpk值
  • 性能-观测:包括PPM<规格下限值,PPM>规格上限值,合计PPM值
  • 性能-预期整体:包括PPM<规格下限值,PPM>规格上限值,合计PPM值
  • 性能-预期组内:包括PPM<规格下限值,PPM>规格上限值,合计PPM值