不少老铁在绘制工程图时，最头痛的问题就是尺寸的公差设定，看着满屏幕的尺寸，往往不知道如何下手。
尺寸设定得太精密了，生产做不了，会骂；尺寸设定得太宽松了，产品功能、质量、可靠性容易出问题，老板又会骂。
本文介绍公差设定的第一原则：尺寸公差的设定需要根据零件制造工艺的制程能力。
其中的“固定生产条件”包括设计的品质、机器设备、作业方法与作业者的训练、检验设备等因素。
“稳定管制”指以上因素加以标准化设定并彻底实施，且该制程之测定值均在稳定的管制状态之下，此时的品质能力方能算作该制程的制程能力。
1.2 衡量制程能力的指数：Cpk
Cpk | σ | 每一百万件之不良率(Dppm) | 良率% |
0.33 | 1 | 317310 | 68.26 |
0.67 | 2 | 45500 | 95.46 |
1 | 3 | 2700 | 99.73 |
1.33 | 4 | 63 | 99.9937 |
1.67 | 5 | 0.57 | 99.999943 |
2 | 6 | 0.002 | 99.9999998 |
Cpk范围 | σ水平 | 说明 | 判断 |
1.67≤Cpk | 5σ↑ | 制程能力充足，完全能满足要求 | 制程能力富余 |
1.33≤Cpk<1.67 | 4~5σ | 制程能力符合要求 | 合格 |
1 ≤Cpk<1.33 | 3~4σ | 制程能力尚可，但有不稳定的倾向 | 警告 |
Cpk<1 | 3σ↓ | 制程能力不足，必须改善 | 不合格 |
1.3 为什么公差很精密时，供应商不答应？
通过上面的公式可以看出，对于任何一种制程，无论是注塑、冲压和机加工，其制程能力都是与尺寸的公差大小直接相关。
如果公差很精密，那么Cpk就变小，零件的不良率就很高，成本也会很高。
而且，现在大多数公司对于零件的承认都一套完整的体系和文件，要求供应商生产的零件其关键尺寸的Cpk符合要求，如果不符合就需要改模。
所以，当公差很精密时，供应商当然不同意。
公差的设定必须考虑制程能力，这是公差设定的第一原则。
否则，公差设定很精密，产品的功能、质量和可靠性等从理论上可以满足，但是生产做不出来，或者做出来的零件尺寸超过当初设定的公差，那么这非常有可能对产品的功能、质量和可靠性等带来潜在问题。
或者，零件做出来了，但是制程能力达不到要求（Cpk至少1.33），那么就不得不去改模修模，实在不行，又只能把公差放宽，但是功能等有可能会出问题。
以上故事基本上在每一个产品开发中都在反反复复的重演。
为什么不一开始就把公差根据制程能力来设定呢？
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作者简介：钟元，著有书籍《面向制造和装配的产品设计指南》和《面向成本的产品设计：降本设计之道》，《研发降本实战：三维降本》预计2025年初出版。
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