统计质量评价理论基础
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3.6 过程能力等级评价标准

在质量教科书或科技文献中,人们经常会见到下面的过程序能力评价等级表,见表3-6。该表是根据Cp以及Cp与合格率的关系得到的,计算过程说明如下

表3-6 原过程能力等级评价标准

(注:表中右侧两列系作者增加。为保证数据一致性,缺陷率保留小数点后面7位。)

对于等级I,当1.67≤Cp时,, T≥10σ

合格率y=2Φ(3Cp)-1≥2Φ(5)-1=99.99994%,缺陷率为p=0.00006%。

同理,对于等级II,当1.33≤Cp<1.67时,,8σT<10σ

2Φ(3×4/3)-1≤y<2Φ(3×5/3)-1,2Φ(4)-1≤y<2Φ(5)-1,

即99.99366%≤y<99.99994%,0.00006%<p≤0.00634%。

类似地,可计算出其他等级各栏数值。

以上计算表明,当过程标准差小到足以使技术公差T内容纳10个以上标准差时,即T≥10σ时,产品合格率大于99.99994%,由于缺陷率只有0.6DPMO,这意味着成本费用急剧升高,考虑到质量的经济性,质量的大幅度提升建立在牺牲质量成本基础之上,是不科学的,因而也不提倡,故称此时过程能力过剩。若8σT<10σ,则表明过程控制使技术公差T内包含8至10个标准差,此时合格率至少为99.99366%,之所以称此时过程能力充足,是因为缺陷率最多只有63.4DPMO。同理,当6σT<8σ,表明过程控制在使技术公差T内包含6至8个标准差,此时合格率至少为99.73%,称此时过程能力正常。当4σT<6σ,合格率约在95.45%~99.73%范围内,缺陷率偏高,故称过程能力不足。当T<4σ,合格率低于95.45%,存在大量的不合格,故称过程能力严重不足。

由于Cp仅适用于对称公差无偏情况,不适用于有偏和其他技术要求情况(如单侧公差和非对称公差),所以不能单纯地根据Cp大小去判定过程能力等级。例如,一个过程的Cp=1.67,当均值μ超出公差界限范围时,此时过程有不到50%的合格率,能判此时的过程能力过剩吗?因此,应对此过程能力等级表进行修正。修正方法是用过程能力指数通用变量PCI取代表3-6中的Cp,修正结果见表3-7。

表3-7 新过程能力等级评价标准

此外,该表中“过程能力”应理解成“对过程的控制能力”,否则,易与过程能力——6σ的概念相混。因此,本书中后续部分凡提到的过程能力不是过程能力——6σ的概念,读者应一律理解成对过程的控制能力。