SPCと工程能力：Cp/Cpkを議論する前に、まず安定性を判断する

管理図、規格限界、管理限界は同じものではない

規格限界USL、LSLは顧客、設計または工程の要求に由来し、製品が規格を満たすかを判定します。管理限界は工程自身のデータから計算され、特殊原因を識別するために使われます。規格限界を管理図に描いて管理限界として扱うと、工程に対する判断は統計的な意味を失います。

工程が安定していてもすべての製品が合格であるとは限らず、工程が不安定でもすべての点が規格を外れるとは限りません。安定していても中心からずれた工程は継続的に不良を生む可能性があり、当面の規格外れはなくても管理図に異常なパターンが現れる工程は、特殊原因の調査が必要であることを示しています。

Cp/CpkとPp/Ppkの式と標準偏差の口径

Cpは規格幅を群内標準偏差の6倍で割り、潜在的なばらつきだけを評価します。Cpkは平均値から上下の規格までの距離をそれぞれ計算して小さい方を取るため、中心のずれも反映します。片側規格しかない場合は、対応する片側能力の表現を用いるべきで、もう一方の規格を後からでっち上げてはなりません。

Pp＝(USL－LSL)÷(6σ全体)、Ppk＝min[(USL－μ)÷(3σ全体)、(μ－LSL)÷(3σ全体)]です。全体標準偏差は長期的なドリフトと群間の変動を含み、群内標準偏差は短期的な変動に重点を置きます。2種類の指数を数値の大きさだけで選んではならず、データの期間と推定方法を必ず明示しなければなりません。

管理図の選択はデータ型と合理的サブグループで決まる

連続測定値では、サブグループの大きさとサンプリング方法に応じてXバー-R管理図、Xバー-s管理図または単値-移動範囲管理図がよく選ばれます。合否のような計数値データと欠陥数のような計点値データには、異なる計数管理図を使います。選択の前に、1つの観測値が何を表すかを明確にし、異なる製品や設備のデータを無断で混ぜてはなりません。

合理的サブグループの目標は、群内に主として偶然原因のばらつきを含め、群間に注目すべき変化が現れるようにすることです。サンプリングが複数のキャビティ、設備またはシフトにまたがるのに層別しなければ、群内のばらつきが膨らみ、管理図はシグナルを隠したり生み出したりしかねません。

測定系とデータ品質が統計計算に先行する

測定の分解能、反復性または再現性が不十分であれば、管理図と能力指数は主として測定ノイズを反映することになりかねません。SPCの導入前に、ゲージ、校正の状態、測定方法、環境および人員差を確認し、必要に応じて適切な測定系分析を実施すべきです。

自動収集では、単位、精度、時刻印、製品の識別および異常値の処理も必要です。センサーの瞬時値と手検査の値は、検証なしに同じ特性として混ぜるべきではありません。欠損値を既定でゼロに埋めてはならず、レンジ外または通信品質の異常にもフラグを保持すべきです。

• 特性の定義：測定位置、方法、単位、規格およびデータの供給元を明確にする。
• 測定能力：分解能、反復性、再現性および必要な校正を確認する。
• 識別の関連付け：サンプルは製品、設備、キャビティ、工程バージョンおよび時刻に対応できる必要がある。
• 異常データ：真の工程異常、測定異常および通信異常を区別する。
• 改訂の監査：手動改訂は理由、元の値、責任者および承認記録を保持する。

管理図のシグナルは処置計画に接続しなければならない

管理限界を外れた1点は、よくあるシグナルの1つにすぎません。連続した偏り、トレンド、周期性など非ランダムなパターンも、適用可能な判異規則で識別できます。規則は多いほどよいわけではなく、多すぎれば誤報が増えます。工程特性と現場の対応能力に合わせて規則を選択し、版を記録すべきです。

すべてのシグナルには反応計画が必要です。誰が測定と製品の識別を確認するか、隔離するか、どの設備や工程条件を検査するか、いつ再開するか、原因をどう記録するかです。SPCソフトウェアは計算、注意喚起および記録の保持はできますが、根本原因を自ら判定したり、品質の合格出庫に取って代わったりすることはできません。

• シグナルの確認：サンプルの順序、測定系およびデータの完全性を確認する。
• 製品の保護：既存の品質プロセスに基づいて隔離、再検査または合格出庫を判断し、管理図が自動的に出庫しないようにする。
• 特殊原因の調査：人員、設備、材料、工程および環境の変化を関連付ける。
• 対策の実行：一時処置と恒久対策を記録し、異常点の削除だけにとどめない。
• 安定性の検証：連続する新しいデータで確認し、必要に応じて管理限界と能力を再評価する。

堅牢な工程能力分析の手順

能力分析では、規格が有効であること、工程の定義が明確であること、測定系が適切であること、サンプルに代表性があることを確認してから、管理図とデータ分布を検査すべきです。工程が不安定であれば、見かけ上合格な能力指数をそのまま報告するのではなく、まず特殊原因に対処します。

著しく非正規なデータ、片側規格、短期間の工程または強い自己相関のあるデータには、適合する方法を選び、品質と工程の担当者が確認する必要があります。ORPAONのSPC機能は管理図、判異、能力分析および関連する報告書を支えられますが、統計的な結論は依然としてデータの前提と専門的なレビューに依存します。

• 手順一：特性、規格、製品範囲および分析期間を確定する。
• 手順二：測定系、識別関係およびデータ品質を検証する。
• 手順三：合理的サブグループと管理図を選択し、特殊原因に対処する。
• 手順四：分布と標準偏差の推定方法を確認してから、Cp/CpkまたはPp/Ppkを計算する。
• 手順五：指数、管理図および現場の処置を共にレビューし、変化を継続的に監視する。