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CPk, 制程能力的那点痛

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    CPK技术大全,很值得研究的

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    Cpk和Ppk的正能量                   上海思科统计质量咨询服务有限公司  俞钟行 杨学勇等的文章[1],对SPC(第二版)[2]中Cpk和Ppk的论述,作了清晰全面的介绍。但是考过中级质量工程师的人,会对文中断然否定Cpk和Ppk分别是短期和长期能力的评价感到诧异。因为正是考试教材[3]中作了这样的定义,并作了严密细緻的分析。好在SPC(第 二版)有下面这样一段话:“本手册充分意识到围绕过程‘控制’、‘能力’和‘性能’的基本概念和定义所存在的误解和争议。这里应指出的是彻底解决这些问题 不是本手册的目的。而只是在一定的程度上提出和讨论它们,使每个读者有机会对它们做出更好的解释,以便为持续过程改进提供价值和知识。”笔者认为:考试教 材的有关叙述是明智、科学和务实的。 1、  言之有理的长短期过程能力 首先,企业在运用SPC时的一个乱像是:明明过程不受控,却仍然计算出Cpk,这种情况相当普遍。若要他把过程调整到稳态呢,可能一时难以办到,但Cpk是必须交出来的。正是Ppk的出现,至少在理论上将实际应用者从左右为难的境地解救出来,因计算Ppk不要求过程受控。笔者在解释为何将Cpk称为短期、Ppk称为长期时,向学员举例:如给您们连续授课1-2个小时(短期),您们都认真听讲,处于“统计控制状态”;但如果连续授课4-5个 小时(长期),您们还能处于“统计控制状态”吗?又举例:我在某外企工作时,生产现场是恒温的;但我夏天进去穿衬衣,冬天进去穿两件毛衣。所以这恒温(温 度处于统计控制状态)也是短期(如两三天)可以说说,长期(如一年四季)则谈不上的。故绝对长期的统计控制状态是不存在的,相对短期的统计控制状态往往总 能找到的。让相对短期的统计控制状态向着相对长期的统计控制状态发展,正是过程持续改进的重要目标之一。考试教材为此还给出了过程稳定系数、过程相对稳定 系数及评价参考,为实际改进提供支持。本文所述的Cpk和Ppk,泛指Cp、Cpk和Pp、Ppk两个系列。 2、        出发点和角度不同造成的差异 SPC(第二版)为ISO/TS16949:2002用书,考试教材以QS-9000为标准论述Pp、Ppk新概念。SPC(第二版)与考试教材在我国都 为权威性高、影响力大的文献。由于它们在阐述Cpk和Ppk时的出发点和角度有所不同,故导致具体内容差异也很大。这有利于我们更全面深刻地理解和把握 Cpk和Ppk。 SPC(第二版)的出发点比较侧重“质量保证”,像严格的裁判官,这从以下摘自文献[1]的话中可看出。“控制图至少需要连续25个点(子组),通常每组 4-5个数据”;“这样计算出的控制限最窄,因此最灵敏,一旦出现特殊原因就会有点子出限”;Cpk和Ppk “这两个指数必须同时计算,如果两者一致,说明过程稳定,否则差别越大说明越不稳定”;“由于新产品或更改的产品在试生产时,产量都很低,无法计算合格品 率,只能计算过程能力和性能指数来验证制造过程能力,以确保量产时具有足够的能力,也就是确保产品质量”。考试教材则比较侧重“持续改进”,似教练员,尤 其是训练新手的教练员。必须要计算Cpk加上必须在“统计控制状态”下计算Cpk,已使实际应用者处境尴尬,往往这就逼出了造假。Ppk的出现既是理论创 新,也是实际应用的改进。指出Cpk是短期能力而Ppk是长期能力,更以辩证法指明持续改进的途径和方向:在不稳定的长期过程中挑出稳定的短期过程,以此 为内核,把稳定过程逐步扩展开来。这是很好的策略! 另,SPC(第二版)分析的角度是侧重微观的:只有子组内变差,就是统计控制过程;如果还有子组间变差,就不是统计控制过程。配以若干图表,清晰明了地刻 画了子组内变差与子组间变差的微观图像。考试教材则侧重从宏观角度加以分析。以时间长河为尺度,长期的过程总是不稳的,足够短期的过程总是稳定的,从短期 的稳定到长期的稳定总是可能的 3、        台湾林秀雄的Cpk和Ppk 多年前笔者从文献[4]查到一种Cpk和Ppk,虽然后来知道这是不同于AIAG的另类或“同形异义词”吧,但觉得这也是一种思路,介绍如下。林秀雄把 Cpk称为“制程能力”,英语为Process capability。所谓“制程能力”是“对该产品得以大量复制,完全一样且无浪费,且制成之产品能够满足所有客户对‘物理’与‘功能’上的要求,同时 也满足企业目标的能力。”笔者评论道:这个Cpk可视作为长期的、受控的过程能力指数的。如果台湾制造业容易实现这样的Cpk,当然是幸事。林秀雄又把 Ppk称为“初期制程能力”,英语为Preliminary process capability。“这为一项类似于Cpk之指数,但本项指数之计算,系以新制程之初期短程性研究所得之数据为基础。取得之制程数据,至少应包括该制 程初期评估时之二十组数据。但计算时,应于取得之数据足以显示该制程已臻于稳定状态时实施。” 笔者评论:这个Ppk倒是短期过程能力指数了,而且具体为“初期”的短期。不明白的是,AIAG里讨论的过程不受控的麻烦,台湾制造业就很容易解决吗? 另,文献[1]中提到“台湾将普通原因称作‘共同原因’,笔者认为不妥”。但文献[4]158页的一则“注”指出:W.E.Deming(即美国的戴明博士)称非机遇原因为特殊或局部的原因,机遇原因则称为共同或一般的原因 4、        并非总要过程能力指数 质量界存在一股“回到原点”的思潮。SPC搞了这么多年,内容越来越丰富,工具越来越复杂,效果是否也越来越理想呢?恐怕不是。SPC最重要工具是控制 图,控制图最为基本的功能是区分正常波动与异常波动两类不同性质的波动。如果我们回到这个原点,立足这个原点,或许会给SPC的应用带来一股清新的风。考 试教材里SPC这一章对介绍的两个计量型控制图,X-Rs图和Me-R图,都没有再计算过程能力指数。前者只有10个点(10个数),后者只有15个点。 这两例其实也是等同采用国际标准的GB/T4091-2001《常规控制图》里的例。笔者从2000年1月起跟踪美国《质量》杂志SPC专栏,共30个制 造业SPC案例。均无过程能力指数出现,甚至连控制用控制图也未出现。就是最原始地将所收集数据用分析用控制图画出来,然后应用正常、异常波动的概念分析 问题。但这些案例个个都有价值,如笔者翻译的“SPC在测试设备校正中应用实例”,刊《现场管理》2001年第5期。笔者曾亲自完成的SPC案例(详见 “多台机器生产相同产品时应用控制图的问题”,《统计学教学案例》.中国统计出版社,2004),效果很好,但也根本不提过程能力指数。 为使画出的控制图处于统计控制状态,往往是相当不容易的。有个工学博士、咨询公司老总曾要我挑战A2这个系数,即Xbar-R图中计算控制限的一个系数。 原因是A2太小,使Xbar图的点子太容易出界,使过程不受控,使下面的事情(如计算Cpk)不好办了。我刚参加过的中国质协与苏州精益六西格玛俱乐部主 办的研讨会上,又听到某南开博士、正高工、黑带大师报怨员工“过程不稳定就算Cpk”。我回忆起去年我也参加这个研讨会时,他就已在强烈地抱怨此事了。可 见Cpk虽好,但没有给他们带来正能量。何不暂先不用呢? 笔者体会:控制图是个好工具,用它把看不见、摸不着的实际过程画出来,往往由于可视性的帮助,会捕捉到异常波动的信号。这时控制图就提供了一个持续改进的 机会,值得花费时间、精力去寻找这个异常波动的原因。这里虽未用过程能力指数,但已能给作图者带来价值。我看到美国专家常常这样用控制图,笔者也屡试成 功。 参考文献: [1]杨学勇、高晓红.论Cpk和Ppk的关系[J].质量春秋,2013(5) [2] AIAG.统计过程控制(第二版)[M].北京:北京品士质量管理顾问有限公司.2005 [3]全国质量专业技术人员职业资格考试办公室.质量专业理论与实务:中级[M].北京:中国人事出版社.2012 [4]林秀雄.品质管理[M].台北:新知企业管理顾问有限公司.1995

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