工程能力指数の計算と評価の仕方

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製品の品質が求められる規格に対して満足な状態なのか、製品を生み出す工程の実態を把握するための指標として、工程能力指数(Process Capability Index)があります。 工程能力指数とは、規定された規格の幅に対して、実際の工程のデータがどの程度ばらついているかを見る指標です。規定された規格の幅を実際の工程ばらつきで割ることで計算できます。

工程能力指数は、記号でCpと表します。

工程能力指数の計算式

製品の規格幅と実際の製品の標準偏差を用いて計算します。

製品の規格幅とは、基準の幅ということです。ここを越えたらNG品という上限の基準と、ここを下回ったらNG品という下限の基準があります。

中心から両側 に許容限界がある場合

工程能力指数

= 規格幅 / (6×σ)

= (規格上限値-規格下限値) / (6×σ)

片側に許容限界がある場合

工程能力指数

= (規格上限値-平均値) / (3×σ)

or (平均値-規格下限値) / (3×σ)

工程能力の評価

工程能力指数によって、下記のように工程能力を評価することができます。

Cp > 1.33
・・・工程能力は充分にある。

1.33 > Cp > 1.00
・・・工程能力はあるが十分ではない。品質のばらつきが大きくなると、不良品が発生しやすい。

Cp < 1.00
・・・工程能力が不足している。

工程能力指数が1.00を下回る場合は、規格値からはみ出す製品があり、不良品が多く、工程能力は不十分です。常に不良が発生する状態になってしまっています。ばらつきを小さくするための改善を行う必要があります。

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逆に、工程能力指数が極端に大きいと、規格の範囲が広く、ばらつきも小さく、余裕がありすぎることを意味します。 過剰品質になり、工程の管理コストがかかりすぎているかもしれないので、もう少しばらつきがでてもいいので、コスト低減ができないか検討するといいです。

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工程能力指数も大事だが、規格値の中心とデータの平均値を合わせることも大事です。工程能力指数が1.00より大きく規格の幅よりもばらつきが小さいときは、規格の中心とデータ平均値が同じあるいは近ければ、不良は見られません。

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しかし、データ平均値が規格の中心からずれてしまうと、工程能力指数が1.00を上回っていても不良が発生します。データの平均値が規格の中心からずれた場合でも工程能力指数の数値は変わりません。

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工程能力指数の評価が1.00あっても十分でなく、1.33以上あると十分というのは、多少の偏りが出てしまっても不良品が発生しにくいからです。

規格値の中心と、実際のデータの平均値を合わせることが大事です。ズレている場合は、作業方法の変更や製造機械の調整などで、分布の中心と規格幅の中心を合わせる必要があります。