质量行业流传最多的是“CPK是短期过程能力指数,而PPK是长期过程能力指数”。
那么,有好事者就问了:多短算是短期?多长算是长期?
有专家说:通常3个月算短期,半年算是长期。
好事者马上追问,那么29天算不算短期?28天、27天呢?3个月少一天算不算长期?疯掉了,到底哪个对,短期长期是什么意思?
其实熟悉我的朋友都知道,我们之前就强调过:CPK适用于稳定的过程(可预测未来),PPK适用于所有过程(只能描述当前)。关键在于数据是否“稳定”且“符合正态分布”,而不是单纯按照时间长短或数据点数目来决定。
我们来看看 AIAG-VDA SPC 黄皮书里提到的一个Cpk.G。它到底是个什么鬼?为什么在它的体系里 Cpk.G=Ppk.G?算它需要多少数据量?这篇文章一次性给你讲清楚。
在ISO22514和3534系列标准中,引入了带.G后缀的指数。指数的这种命名方式,是用来表明记录数据时的边界条件以及当前的控制状态。
为了让你好理解,黄皮书里列举了两个典型场景:
简单来说,传统的CPK我们有时候稀里糊涂抓一把数据就算了,但Cpk.G要求你必须拍着胸脯保证:人机料法环我都考虑进去了,并且我的控制图显示现在过程稳得很!
以前我们算传统的CPK,大家都在纠结组内标准差的到底怎么算。为了算一个σ,我们要算各种平方和,还要除以复杂的常量C4(d+1)甚至是Gamma函数。但ISO体系和AIAG-VDA的黄皮书给了另一种更贴近数据本质的解法——百分位数法。
根据ISO的计算方法,能力和性能指数使用的是下面这套基于过程实际散布的公式:

对于单侧能力指数(比如上限),公式是这样的:

看出区别了吗?
它的分母不再是你硬套公式算出来的6σ,而是直接看数据实际分布的99.73%散布范围(即用99.865%的分位数减去0.135%的分位数)。它的均值位置也不是简单的算术平均,而是采用了中位数X50%。
这种算法的最大好处就是“不装”。它直接看你真实数据的分布边缘在哪里,特别是在应对非完美正态分布的现实工况时,百分位数法能够给出更真实的能力评估。
这可能是很多质量人第一次听到这个结论,但从数学逻辑上讲,在百分位数法的框架下:

为什么?
因为不管是算Cpk.G还是Ppk.G,我们使用的都是同一组经验数据的实际百分位数(即所有数据混在一起排序后找位置)。
既然数值一样,那还分这两个名字干嘛?
区别完全在于你对这批数据的“控制状态”的断定:
其实,以前的Pmk和Cpk也是一样的公式,用哪个名称要看数据的前提。
知道了公式,那么问题来了:用百分位数法算Cpk.G,我的数据量要多少?25个够不够?
答案是:绝对不够!
我们来看看公式分母需要什么:0.135%的分位数和99.865%的分位数。
这意味着什么?如果你只有30个数据,你的第1个数据已经是3.3%的分位数了,你根本找不到0.135%在哪里,强行用软件去插值计算出来的数据也是极度失真的。
为了让极端百分位数的估计具有统计学意义,AIAG-VDA和ISO标准通常要求样本量大于等于125个。
很多时候我们纠结指标,其实是陷入了“为了做报表而做数据”的怪圈。
不管是常规的CPK,还是今天讲的Cpk.G,它们都只是我们了解过程健康状况的体检表。有人觉得这些指标没用,认为它们只是“数字游戏”。
但真相是:指数本身没有错,错的是在数据性质不满足前提条件时,强行套用公式并盲目相信结果。
最后总结一下核心心法:
如果你觉得每次算这些都很头疼,或者团队还在用落后的手工Excel记录,其实现在有很多专业的WEB端SPC软件可以自动判异、自动计算。工欲善其事,必先利其器,把算数的时间省下来,去现场解决真正的质量问题吧!
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