CPK与PPK两者在SPC品质分析中的作用

-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201CPK与PPK两者在SPC品质分析中的应用-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201摘要：在进行过程质量统计分析的时候，工序能力指数Cpk(IndexofProcessCapability)与过程能力指数Ppk(IndexofProcessPerformance)是评价过程及改进方向和目标的两个重要指标。质量管理中数理统计的理论和方法非常重要。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。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。Cpk反映的是在稳定状态下的实际加工能力，有助于过程管理水平的提高。Ppk因其具有不同于Cpk的特点，反映了实时过程的性能，可对当前的过程性能有更多的了解。总而言之，将过程能力指数和过程性能指数联合起来进行研究，有助于为企业提供一套准确的过程管理与过程控制方法。CPK与PPK的区别1)cpk主要是子组间的变差产生，所以数据要分组，也就是说，采值是进行分组，涉及到子组，子组容量，采值频次等。它针对的是一个长期的过程。做cpk时，过程要求受控。2)Ppk是整体变差的影响，它不考虑采值的过程，可以连续采值也可以间断采值。3)PK的评价过程是稳定过程，PPK可以不是稳定的过程；CPK的样本容量是30~50，PPK的样本容量是大于或等于100；CPK评价的是单批（几小时或几天），PPK评价的是多批（几周或几个月）。CPK=1.33（1.5的偏离）是4σ-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201的水平，合格率达到99.379%。根据PPAP手册在汽车行业量产阶段CPK的接受准则是≥1.67。但≥1.33表示目前尚可接受，需要改进。4)CPK---过程能力指数（短期的）5)PPK---过程性能指数（长期的6)“PPK，是进入大批量生产前，对小批生产的能力评价，一般要求≥1.67；而CPK，是进入大批量生产后，为保证批量生产下的产品的品质状况不至于下降，且为保证与小批生产具有同样的控制能力，所进行的生产能力的评价，一般要求≥1.33；一般来说，CPK需要借助PPK的控制界限来作控制。Cpk与Ppk在SPC软件中的应用传统的SPC系统中，原始数据是手工抄录，然后人工计算、打点描图，或者采用人工输入计算机，然后再利用计算机进行统计分析。随着生产率的提高，在高速度、大规模、重复性生产的制造型企业里，海量数据的处理已远远不是人力能及的了，而且如未能及时计算出来结果，作相应的统计图，就会错过最佳改进时机，及时对问题进行处理会为企业赢得更多的时间，节省更大的开支。在实施过程中，如果能借助专业的SPC软件，这些问题就迎刃而解了，通过计算机，实时性与海量数据处理得到了保障。针对这一现象，QSmartSPC软件不仅支持手工录入方式，还支持自动数据采集、数据文件导入等多种方式，满足不同客户的需求。QSmartSPC软件数据采集功能可以从设备PLC或是仪器的RS232或RS485等串口中直接读取数据，完全实现数据的自动采集，通过QSmartSPC系统的接口设置功能，用户设置通讯参数后，即可将数据直接送入SPC数据中。1、利用控制图的判断进行Cpk计算控制图较直方图最大的特点是引入了时间序列和样本序列，通过观察样本点相关统计值是否在控制限内以判断过程是否受控，通过观察样本点排列是否随机从而及时发现异常。当确定了加工过程属于受控状态后进行Cpk计算。控制图如图1所示：-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201图1控制图运行示例从图1可以看出在第12组数据中处于超控制限数据，此计算点为非受控状态，需要经过调整后才能计算Cpk。在进行Cpk的计算时，可以看到，将录入的数据依照时间顺序依次排列，每产生一个新的测量值则其它所有的历史数据以组数为单位均向前移组数位，保证了数据的不断更新及考察期内小组数据的相对固定，使得提取的数据是样本范围内的最新值，体现了实时控制；将五个连续的数据分为一组，进行R的计算，最终得到Cpk。这样可以明显地观察到它是一个组内数据的计算，只要样本容量达到设置要求，便与总体样本数无关了。数据排列计算方式截选部分如图2所示。2、直方图与Ppk的计算直方图用来观察与判断产品质量特性分布状况[3]。通过直方图形状，判断生产过程是否正常，判断工序是否稳定，并找出产生异常的原因；计算工序能力，估算生产过程不合格品率。在生产过程是否正常的判断上，通过直方图的典型形-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201状就可判断，通过已总结出的不同形状产生的常见质量原因，这为迅速发现和解决质量问题提供了重要途径。对正常型直方图再进一步与公差限的结合，可直观快速的判断工序能力和质量状况，直观发现工序异常。它是对长时间测量收集到的所有数据进行的，这些数据应能包括所有能预计到的变差的原因，其中一些变差原因可能是在短期研究时还没有观察到的，通过图形判断工序能力和质量状况，直观发现工序异常。Ppk则仅仅是选择一定时间段的历史数据进行整体数据上的计算，不需要进行分组，体现的是一个整体的过程能力情况。3、Cpk与Ppk在过程能力分析中的应用从上面的分析可以看出，Cpk可以看出短期的工序能力情况，而Ppk则是反应的长期水平；通过控制图可以判断当前的加工过程是否受控，直方图则用来判断整体工序是否稳定，排除异常。这四种统计方式是贯穿SPC统计控制始末的工具，对制造全过程进行了控制。传统的SPC软件显示的是控制图和直方图，以及Cpk与Ppk的当前计算值这四部分孤立的信息。通过控制图的在线检测功能控制当前生产过程处于受控状态，如果受控则计算Cpk的值，通过表3所列的内容判断当前的生产情况。在管理部门，则通过历史数据绘制直方图找出生产异常，然反馈到生产线调整整体的生产状态，Ppk则反应了整体的生产情况。上面的过程需要生产部门与质量管理部门工作衔接，进行数据的传送与报告的反馈，这个过程在共享数据资源的SPC系统中是能够快速反应的，但往往因为图形过多，数据量过大，而不足以明显看出当前的生产状态。因此在本系统中引用过程能力分析模块将这一过程得以简化。在工人加工过程中直接通过控制图来不断调整自身的生产，使得过程处于受控状态，那么管理层在进行能力分析的-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201时候就已经是稳定状态的数据了。直接通过过程能力分析模块，进行Cpk与Ppk的计算，进行直方图的绘制，并通过Cpk与Ppk的正态拟合曲线，直观反应了当前直方图所处状态与正态分布状态下过程能力的区别。如图3所示。过程能力分析图中包含了三条拟合曲线，即性能曲线、过程能力曲线及理想拟合曲线。对于制造企业，正常的加工过程数据应该满足正态分布，因此在曲线的描绘过程中均以正态布分为标准。其中性能曲线（长期能力）是利用Ppk得到的，它反应了一个整体过程的性能状态；过程能力曲线（短期能力）是利用Cpk拟合，它反应了当前生产过程的一个实时状态；理想拟合曲线则是企业生产所努力达到的目标，它是根据企业的生产计划制定的。从图3中可以看到，当前过程Ppk＜Cpk，说明制造过程能力整体水平比当前工序能力差，即组内变异很小，当前的工序能力较强。3、SPC中应用小结若过程能力分析图中显示为性能曲线高于过程能力曲线时，说明当前过程能力低于过程固有的能力，Ppk＞Cpk，过程中存在异常因素，应该马上寻找原因，加以消除，把过程性能指数提高到过程能力指数的水平。若过程能力分析图中显示为性能曲线低于过程能力曲线时，说明当前过程能力高于过程固有的能力，Ppk＜Cpk，此时同样需要寻找原因，努力保持当前的过程性能，如果持续一段时间的过程性能指数都得以保持，始终都处于稳定的水平，高于过程的固有能力，并-专业提供SPC软件解决方案咨询热线：020-85530201且经过判稳准则判定过程处于稳态，则说明过程的稳态水平已经得以提高，可以对过程能力指数进行调整，使其反映当前过程的稳态水平。Cpk与Ppk在SPC软件中的作用得到了充分的应用，通过过程能力分析模块，使得管理层更直观地了解当前生产能力所处的状况，提供了决策支持。另：CPK免费计算工具为方便大家计算CPK值，推荐款免费CPK计算工具给大家（CPK工具免费下载），无需安装，成功解压后即可使用，功能强大，以后大家就不再需要把数据录入excel表格进行繁琐的计算了。工具界面图：