Cpk=1.33代表的是什么意思?为什么Cpk>1.33才可以进行批量生产?如果满足这个要求,那么生产出来的产品有多少是良品,又有多少是不良品?
Cpk>1.33从字面上,确实是看不出是啥意思,如果换一种说法,一百万个零件里面有63个不良品,即PPM=63,就很直观了,这样也更容易理解。但是一百万个零件里面的63个是不良品,这个数据是怎么来的?难道是一个一个检测出来的吗?如果不是,那要怎么得出呢?一个零件,生产出来后,就只有两种情况:合格品、不合格品。如果检测的零件满足检验标准的要求,就表示零件是合格的,反之就不合格。但是全检的检验效果与测量工具、批量大小、不合格率高低、检验员水平、责任心强弱等因素有关,因此,全检也会存在错检、漏检的可能。一般来说,在一次全检中,只能检出70%的不合格品,如果要做到100%合格品,则需要多次全检。全检这种方法虽然简单粗暴有效,但是也耗时,成本高,一般只适合批量小、生产质量不稳定、要求高的情况。
在一批零件中抽取一定数量的零件(样本) 进行检验,根据样本中零件的检验结果来推断整批零件的质量,抽检相对于全检,其优点是节省时间,人工,成本低,适合生产批量大、生产质量稳定、要求不高的情况。但是,抽检会有一定比例的不合格品掺在该批次零件中,只要抽检的零件数量小于待发货的数量,那么没有被检验的产品就有不合格的可能性,可能性的大小(即不良率),就需要用数学工具对其进行量化评估,然后将不良率控制在一个可接收的范围内。假设,有一零件的某个尺寸,其呈正态分布,计算不良率。由上图,我们可知不良率为超过上规格线USL部分的面积,以及超过下规格线LSL部分的面积的总和。这里,我们引入正态分布的面积函数,标准正态分布函数F(x)。该函数通过输入值x,可以得到相应的(-∞,x)的面积,即概率面积。计算过后,我们得到了Cpk和不良率(PPM)的关系:PPM=1000000*[2-2F(3Cpk)]
良品率=1-P = 2F(3Cpk)-1需要注意的是,当过程输出的均值漂移时,Cpk≠Cp,建议用积分函数进行计算。计算时,标准正态分布函数F(x)需要查阅相关的附表,当μ=0,σ=1时的正态分布是标准正态分布。例如,当x=3,即Cpk=1时,通过计算器(如下图),得出F(x)=0.998650,PPM=1000000*[2-2F(3Cpk)]=2700,良品率=1-P = 2F(3Cpk)-1=0.9973当Cpk取不同得值时,对于得不良率PPM和良品率如下表所示:通过全检,人工挑出不良品,很容易算出不良率,但是当遇到大批量的生产时,综合成本会很高。如果我们采用抽检的方式,就可以计算出批次的不良率,但是计算过程又会比较繁琐。通常,我们会采用Cpk去表征,Cpk是反映持续生产良品的过程制造能力。- 当过程能力低时,相对应的会产生较多不良品,不良率就会高;
不同的Cpk值,对应的制程能力如下图所示,一般情况下Cpk达到1.33以上才可以进行批量生产。注:做CPK分析时必须要有前提条件:连续性、单件产品的生产,且过程比较稳定(包括设备、工装、量具、人员技能符合要求)的情况下进行统计分析才有实际意义。那为什么Cpk达到1.33以上才可以进行批量生产?上面已经推导出PPM的公式,即PPM=1000000*[2-2F(3Cpk)],注意这里F(3Cpk),实际上西格玛水平=3Cpk(σ),(无偏移情况下),推导过程如下图。即当Cpk=1.33时,西格玛水平=3*1.33(σ)=3.99(σ)≈4(σ),也就是说当Cpk=1.33时,即表示品质已经达到了4σ的能力,如下图。
西格玛:也即标准偏差,用来衡量一组数据偏离均值程度的统计量,用希腊字符σ来表示。西格玛水平:是将过程输出的平均值、标准差与质量要求的目标值、规格限联系起来进行比较,是对过程满足质量要求能力的一种度量。西格玛水平越高,过程满足质量要求的能力越高,质量水平也就越高;反之,西格玛水平越低,过程满足质量要求的能力越低,质量水平也就越低。解释完这些概念后,回答我们最开始的问题:为什么Cpk>1.33才可以进行批量生产?当企业生产达到4个西格玛水平左右时,可以不用投入过高的成本进行全检,其生产的不良品也能被接受,于是结合质量和成本考虑,定下了4个西格玛水平这个的标准,也就是Cpk=1.33,所以在行业内一般建议Cpk达到1.33以上再进行批量生产,这样就会比较划算。接下来,分享完整版《过程能力分析》培训教材,欢迎收藏学习!![]()
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