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工具方法篇 統計過程控制SPC 第2部分

有感于很多公司對SPC應用中的一些誤解和難點，本篇文章主要以第二版《統計過程控制SPC參考手冊》第一章的内容為基礎講解SPC，力求将SPC内容簡單化和通俗化，既可以當作通俗的SPC入門讀物，也可以當作學習SPC的參考書，起到對比和參照作用。尤其是對SPC有深入研究的人員，相信這篇文章會給你驚喜和啟發。因為“五大工具”從英語翻譯為漢語，很多語言習慣可能不太适合中國人的理解，并且由于專業詞彙的翻譯難度，導緻五大工具的參考手冊學習起來不是那麼容易，尤其是有些内涵和經驗技巧沒有充分地表達清楚。

SPC參考手冊的内容中對應用技巧和實踐經驗總結非常到位，并且涉及了很多基本原理和基礎概念，隻是因為文字簡練，導緻内涵不容易被重視和理解。尤其是從應用層面和實踐層面來說，SPC參考手冊是一本非常有價值的指南或參考書，是對SPC相關理論知識的有效且有力的補充。

本篇文章不對SPC的最基礎且最容易理解的内容（比如單純的數學或統計内容，以及公式計算等）進行講解，隻對重要的，關鍵的，有内涵的内容進行說明，重點解釋SPC的應用技巧和注意事項，并對手冊的内容進行一些拓展。為了有利于對照SPC參考手冊學習和使用，本篇文章的内容的順序按照第二版SPC參考手冊的内容順序排列。藍色字體為SPC參考手冊的原文。

因為SPC有很多容易誤解的地方，甚至還有“争議”，當然這種争議一般都是“公說公有理婆說婆有理”式的各執一詞而已；所以為了增加文章的可信度，本篇文章引用了很多權威的參考資料，除了補充SPC參考手冊中的内容外，主要是為了起到論證的作用，用客觀證據或資料給出可信的“答案”，讓大家對正确的概念和知識更加堅定。本篇文章的大量資料和講解會對理論知識的提升有一定幫助，相信會提升對SPC知識正确與否的分辨力。

對于有些理論知識，隻有用長篇文章才能描述清楚。本篇文章大約27000字，耐心閱讀效果更好。這麼長的文章好像在寫書一樣，隻不過沒有在出版社出版，是在微信公衆号上“出版”了而已。歡迎關注微信公衆号“質量管理之行”。另外，微信公衆号增加了評論功能，歡迎大家閱讀文章後參加評論。

目錄

第一版和第二版前言

第一章 持續改進和統計過程控制

---介紹

---六點說明

第一章 第A節 探測和預防

第一章 第B節 過程控制系統

第一章 第C節 變差的普通原因和特殊原因

第一章 第D節 局部措施和對系統采取的措施

第一章 第E節 過程控制和過程能力

---控制與能力

---短期過程能力（指數）和長期過程能力（指數）的區别

---CPK和Ppk哪個更大？

---過程能力指數計算的取樣周期

---如何使過程得到控制？

---過程的分類

---過程指數

---過程指數的作用或應用

第一章 第F節 過程改進循環及過程控制

---分析過程

---維護（控制）過程

---改進過程

第一章 第G節 控制圖：過程控制和改進的工具

---兩類錯誤

---如何探測和識别特殊原因

---它們（控制圖）如何工作？

---建立控制圖的方法

---控制

---控制圖的控制限的修改

---第一章 第H節 控制圖的有效使用和益處

如果每個顧客都使用自己公司的習慣語言或術語對供應商進行要求和審核，那麼會給供應商造成很多的不便，也不利于顧客和供應商的溝通。為了簡化并減少對供應商質量要求的差異，美國三大汽車公司編寫了包括SPC參考手冊在内的“五大工具”。“五大工具”一個很重要的作用就是對供應商評定系統中的語言和術語進行标準化處理，便于供應商可以使用SPC等參考手冊同時滿足三大汽車公司的供應商評定系統的相關要求。

本手冊是對統計過程控制的一種介紹，但是因為各公司的過程和産品的不同，本手冊不能涵蓋和指導所有的情況，也不詣在綜合所有的SPC技術，所以本手冊不限制适用某特定過程或商品的SPC方法，或者說公司/組織可以根據自己的實際情況去應用本手冊内容之外的适用的統計方法。

既然是美國三大汽車公司開發的SPC參考手冊，以便用來管理其供應商，所以這本SPC手冊主要是根據汽車行業的特點和需求進行編制的。

第一章 持續改進和統計過程控制

要想達到顧客滿意的目标，就需要對産品和服務的價值進行持續改進。達到目标和有效的改進就需要有合适的方法，而本手冊描述了幾種基本統計方法，可以使改進更有效。

本手冊适用于剛開始從事統計技術的員工和管理者，屬于SPC的入門級教材，并沒有包括所有的基本方法和高級方法。

這本手冊的編寫者沒有把這本手冊擡得很高，而且作了很多說明，生怕誤導這本手冊的使用者。編寫者們好像也很謙虛，畢竟和專門搞研究統計學的專家教授們比起來，在理論層面不一定能比得過專家教授。但是在理論的具體應用上，可能還是實踐者們更有經驗。雖然這本手冊的編寫者們總結了很實用也很有價值的經驗和技巧，但還是非常謙虛地說是在和大家“讨論”。

在開始讨論之前，有以下六點需要說明：

1）收集數據和使用統計技術并不是最終目标，真正的目标是通過統計技術實現改進效果。應該将增長知識作為行動的基礎，要把理論用于實踐，知行合一。

2）數據分析的前提是數據準确，所以在收集數據之前要确保測量系統的适宜性，如果測量的變差在過程的總變差中占很大比例，數據就可能不準确，而數據不準确就有可能作出不恰當的或錯誤的決定。因此在本手冊中，假設了測量系統分析已經處于受控狀态，并且對過程總變差沒有很大的影響。也就是說應用SPC的前提是先做測量系統分析MSA。

3）研究變差和應用統計技術可以适用于任何領域的改進，比如車間、辦公室、行政服務等。比如産品的特性，記賬的差錯率，銷售額等。本手冊重點放在車間應用中，對希望在行政管理及服務中應用的讀者，建議參考附錄H中的參考文獻。

4）SPC代表統計過程控制（是“統計過程控制”的簡寫），但以前的統計方法常用于産品而不是（用于）過程。應用統計技術來控制輸出（例如産品或零件）應僅僅是第一步，隻有當産生輸出的過程成為我們努力的重點，這些方法才能在改進質量、提高生産率、降低成本上充分發揮作用。統計過程控制，顧名思義是用來控制過程。控制過程才有利于得到預期的過程輸出。

5）雖然手冊中的每一點都通是由經過實踐的案例來說明的，但是要真正理解這些知識，讀者還需要進一步聯系實際工作，因為實際工作經驗是無法取代的。

6）本手冊可看成應用統計技術的第一步，它提供了被普遍接受的方法，并在許多場合得以應用。然而，還是存在一些例外的情況，在這些情況中，盲目地使用這些方法是不恰當的。本手冊不能代替從業者對提高統計方法的知識和理論的需要，我們建議讀者尋求正規的統計學教育。當讀者的過程和統計方法的應用已經比本手冊所述的内容更先進時，我們建議讀者向具有一定的統計理論知識與實踐經驗的人員請教關于其他統計技術的适用性。任何一種情況下，所有的程序都必須滿足顧客的要求。

SPC參考手冊中的内容如果不适合于公司的實際情況，那就不要随便地盲目地應用這些内容，不要生搬硬套地使用工具方法。如果你自認為你現在使用的統計方法比這本SPC參考手冊的内容更先進時，你就先找更有水平的人請教一下，請教的人不但要具備理論知識，還要有實踐經驗。光懂理論是不行的，隻有知行合一才能理論指導實踐。要想提高統計技術的理論知識，就去學習正規的統計學。

另外，SPC參考手冊因為篇幅所限，更偏重于基礎原理和基本概念的介紹，以及對實踐經驗和技巧的總結，但是解釋和案例說明都不算太詳細。要想深入學習SPC，建議閱讀高等教育出版的第二版《新編質量管理學》。這本書是當時我們學校的教材，本書的主編張公緒教授和孫靜教授應該是中國質量管理專業研究的領軍人物，編寫的著作非常認真和嚴謹。正是這本書讓我在SPC學習方面打下了非常堅實的基礎。

探測是容忍浪費，預防是避免浪費。從事後發現不合格到事前預防不合格，這需要理念的改變，更需要方法的改變。

檢驗或檢查是用來識别和判斷産品是否符合産品規格/規範，是屬于對産品合格與否的探測。當檢驗發現不合格品時，不合格已經發生了，相當于浪費已經發生了，所以僅僅靠檢驗和檢查的質量控制是不能避免和預防已經發生的不合格的浪費。要想避免不合格的浪費就需要提前預防不合格的發生，而産品是過程的輸出，隻有控制過程才能預防不合格的發生。如何控制過程？這就統計過程控制所研究的範疇，也是統計過程控制SPC的作用和價值。

下面圖片是第二版《新編質量管理學》的内容：

過程控制系統可以稱為一個反饋系統。因為SPC能利用統計分析來反映過程運行的情況，能提示和預警過程的正常和異常，相當于為過程的調整和采取措施提供了信息反饋，所以SPC也一類反饋系統。

從控制的角度來說，控制需要根據輸出（響應）結果的反饋信息來調整輸入（激勵）和過程，輸入和輸出之間形成閉環。同理，PDCA也是循環的閉環，也要将檢查C的信息反饋給策劃D，做出決策後進行A。

下面讨論這個系統重要的四個基本要素：

1.過程---所謂過程是指供應商、生産者、人、設備、輸入材料、方法和環境，以及使用輸出的顧客等要素的共同作用。過程的性能或績效取決于供應商和顧客之間的溝通（反饋和閉環）、過程的策劃或設計，實施的方式，以及運作和管理的方式等。過程的單個或部分要素隻有在整個過程中才能發揮作用，或者說過程是各個要素相互作用的結果，要想讓過程維持良好的水準，需要各個要素的共同作用，僅僅靠一個要素或部分要素無法達成整體的過程績效。

2.關于過程性能的信息---過程本身以及其内在的變化會影響過程的輸出（或過程的性能），簡單地說就是過程影響結果。過程輸出的結果的情況就是過程的績效（性能）。反過來說，要想提前知道過程績效（或性能）表現的怎麼樣？那就需要研究和了解過程的輸出結果。既然過程影響結果，那麼要想得到好的結果就需要關注過程本身及其變化。過程本身及其變化可以稱為過程特性，比如溫度、循環時間、産量、延遲和中斷的次數等。注意，這裡的過程特性需要廣義理解，不要局限于工藝參數等過程特性，因為從不同的層次理解，上遊層次的過程結果會是下遊層次的過程特性。照此理解，過程的輸入和輸出都是過程的一部分，就像“烏龜圖”中的頭和尾都屬于烏龜。

收集和監測過程特性與目标值的差距的信息，并且對這些信息做出正确地解釋，就可以判斷過程運行得是否正常。比如過程的産量不高，生産一個産品的标準工時較高，時常停機或延誤，這樣的過程績效肯定不算太理想。如有需要，就可采取适當的措施來糾正過程或過程輸出。收集關于過程性能的信息就是為了給采取措施和改進提供輸入。

舉一個例子以便更簡單點說，比如一個制造過程總是停機或總是發生延誤，這樣的過程應該在不正常地運行，這樣的過程績效或過程性能估計也不會太好。像停機次數或延誤時間這樣的信息就能反映過程是否在運行正常，研究和分析這樣的信息并采取糾正措施就能提高的過程的性能。

3.對過程采取措施---為避免一些重要的特性（過程或輸出）偏離目标值太遠，對過程采取措施往往是比較經濟的。這樣能确保過程輸出的穩定性和變差保持在可接受的範圍之内。

過程的輸出是産品，産品的特性稱為産品特性；産品是輸出，也可以說成是輸出特性。産品有特性，過程也有特性，所以一般分為産品特性和過程特性。學習和使用過控制計劃的應該知道，産品特性和過程特性都需要在控制計劃中控制。控制過程才能更好地控制結果，尤其是在産生不合格産品之前就進行預防是更經濟的方法。

過程的要素一般包括“人機料法環測”。車間溫度、濕度等都屬于環境要素。所謂對過程采取措施無非就是改變過程的要素及其相互作用。

4.對輸出采取措施---對輸出采取措施往往是最不經濟的，它僅限于對輸出進行探測并糾正不符合規範的産品，而沒有處理過程中的根本問題。如果不分析和解決發生不合格的原因，那麼就隻能被動地挑選産品，并報廢和返工不合格的産品。對有不合格風險的産品進行檢驗或挑選應僅僅是過程不穩定情況下的臨時措施，隻有分析不合格的原因并采取措施，才能提高效率和降低成本。因此，下面的讨論重點将放在過程信息的收集和分析上，以便對過程本身采取糾正措施。請記住，重點應該是預防而不是探測。在此也可以看出，SPC主要是收集和分析信息，為采取糾正措施或作出決策提供信息輸入。

沒有兩件産品或特性是完全相同的，因為任何過程都包含很多引起變差的原因。也就是說任何産品之間都有差異，産品之間的差異有多大？如何衡量産品之間差異的大小？産品之間的差異如果用統計學的術語來說就是産品的變差。

過程及其要素是變化的，所以會導緻産品的變化。例如機器和其固定裝置間的遊隙或間隙，會引起零件間的差異的短期的（變化）、。另外一些變差原因，隻有經過較長一段時間後才對輸出造成變化，這些變化可能在工具或機器的磨損下逐漸地發生（逐漸的變化）。工藝調整，原材料批次的變化等可能會導緻階段性變化，也就是不同的産品批次之間會發生明顯的變化。設備不穩定或動力不穩定可能會造成産品之間不規則的變化。由于變化點的影響，不同的時間下過程的條件可能也是不同的，而不同的過程條件可能會導緻産品間明顯的差異，所以在不同的時機測量産品時，測量結果會受過程條件的影響而有差異。另外，即便是同樣的影響因素，在不同的時間測量或者是測量的周期不同，也會導緻明顯産品的明顯差異。比如易損的工裝會影響産品特性，如果在短時間内抽取産品進行測量，工裝磨損不會對産品産生明顯的影響，産品之間不會有明顯的差異，但是抽樣的間隔時間比較長，因為工裝的磨損程度發生了較明顯的變化，所以間隔較長的産品抽樣測量結果也會有明顯的差異，所以測量的周期也會影響到産品變差的數值。總結地說就是，不同的測量周期和不同過程條件下的産品測量，都可能會對産品變差有明顯的影響。

造成變差的來源也可以說成是導緻變差的原因，導緻産品變差的原因可區分為普通原因和特殊原因。

普通原因---指的是那些始終作用于過程的多種的變差來源。随着時間的推移，一個過程中的普通原因會産生一個穩定的且可重複的分布，我們稱之為“處于統計上受控制的狀态”、“統計受控”、或有時簡稱為“受控”。普通原因産生的是一個處于偶然原因下的穩定系統，如果一個過程隻存在變差的普通原因且不改變時，該過程的輸出是可以預測的。

普通原因的兩個主要特征：一是始終作用于過程；二是多種普通原因綜合作用在一起隻會對産品産生随機的效果。同時滿足這兩個主要特征才屬于普通原因。如果是間歇發生的原因，那就屬于特殊原因了。假設一下，如果幾個普通原因同時停止作用了，這時的輸出就可能在統計上發生明顯的變化。

正是因為隻處于普通原因作用下的過程輸出是随機的，且是穩定的，所以才可以對過程進行預測。反過來說，如果一個過程的輸出是不穩定的，是沒有規律的，那麼就無法對過程輸出進行預測。

特殊原因（通常也稱可查明的原因）--指的是這樣的因素，他們引起的變差僅影響某些過程輸出。這些原因通常是間歇發生的，不可預測的。特殊原因的信号是：一個或多個點超出控制限，或在控制限内的點出現非随機的模式。除了特殊原因的文字描述，另外就是在控制圖上區分特殊原因。所以從“統計”上講，隻有産品或過程的輸出發生明顯的變化才能識别出特殊原因。如果有特殊原因，但是識别不出，那就是“漏發警報”。所謂明顯變化用統計的語言就是一個點或多個點超出控制限，或在控制限内的點出現非随機的模式。對于直接超出控制界限的情況，除了“虛發警報”外，一般就是特殊原因。但是有時特殊原因也不一定能直接讓控制圖的點出界，這時就有可能導緻了所謂的“漏發警報”。比如，某些特殊原因，雖然是特殊原因，但是對産品的影響可能有時大，有時小，因為其影響程度變化不定所以不容易在控制圖上識别出來；還可能是因為特殊原因的間歇發生，所以其對産品造成的影響無法或不容易在控制圖上顯示出非随機變化。當然，如果特殊原因具備上述兩種情況，可能就更不容易識别了。

特殊原因的三個主要特點：一是通常為間歇發生，但也可能是持續發生；二是通常為不可預測，但也不一定不能預測，有時也可以預測；三是通常會對産品變差造成非随機的影響效果。滿足其中一個條件就屬于特殊原因。隻要是間歇發生的或不可預測的，都屬于特殊原因，但是特殊原因不一定是間歇發生或不可預測，可預測的也可以是特殊原因，因為特殊原因有時也可以預測，所以在第一章第E節中說：“特殊原因已被識别，其記錄表明具有一緻性和可預見性”。因為特殊原因的影響程度或影響能力，有的特殊原因在相對的短時間内可能無法産生明顯的非随機影響。特殊原因除了文字上的定義和描述外，主要還是從“統計”上去區分。所以學習SPC一定要理論聯系實踐，有豐富的實際工作經驗才能更好地理解理論。

特殊原因通常也稱為“可查明”的原因的意思是：如果過程有特殊原因的影響，一般情況下能通過控制圖體現出來，或者說通過控制圖一般就能知道過程是否有特殊原因的影響。這就是說，過程的輸出顯示為不受控時就是有特殊原因影響，至于是哪種或哪個特殊原因的影響，不一定能識别和區分出來。“可查明”并不能準确知道具體是什麼特殊原因，舉個不恰當的例子，一個物品規定了擺放位置，且擺放位置很清晰可視，一般能輕易區分物品是否被挪動。如果物品被明顯挪動了或超出了規定的位置，那就很肯定物品被挪動了，這就相當于特殊原因，但是物品是誰挪動的？還是因為環境變化自己滑動的，那就不清楚了。隻是知道物品被挪動了，屬于異常，但是不一定知道是什麼具體原因導緻了物品挪動。比如物品在某一段時間内被挪動了，又被恢複了，或者是如此重複進行幾次，但是在某一時刻觀察其位置變化并不明顯，這樣的異常或特殊原因就可能無法或不容易被發現。

除非變差的所有特殊原因都被識别出來并且采取了措施，否則它們将會繼續以不可預測的方式來影響過程的輸出。如果存在變差的特殊原因，随着時間的推移，過程的輸出将不穩定。特殊原因通常是間歇發生的，不是持續發生，尤其是發生頻次很低的特殊原因，更是很難被識别和具體區分出來。

特殊原因雖然通常是間歇發生，但不一定都是間歇發生，有的特殊原因也可能會持續發生或持續影響過程，比如刀具磨損、刀具重磨等（請參見第一章第E節）。但是，要注意的是，持續發生的特殊原因也不意味着就一定容易識别。就像在實際工作中，有時就算持續發生不合格，也不一定就能輕易找到原因。

特殊原因雖然通常是不可預測的，但不一定都是不可預測，比如有的特殊原因隻對産品造成固定程度的影響，雖然在統計分析上屬于特殊原因，但它是可以預測的。比如工裝定位有一定的偏差，可能對産品的尺寸是固定的影響。就像随機誤差服從正态分布，是有規律的可預測，但是其他某些系統誤差可能是線性變化，也是有規律的可以預測，所以特殊原因也又可能可預測。比如模具的冷卻水沒有打開，溫度會慢慢升高，這樣的異常或特殊原因就有可能是有規律的，也可能是可以預測的。

特殊原因對産品的影響有的有利，有的有害。有害的特殊原因要識别出來并消除掉，有利的特殊原因也要識别出來使其成為過程中恒定的一部分，也就是對有利的特殊原因進行标準化，使其持續發揮有利作用。

對于一些成熟的過程，顧客可能會給予特許，讓存在一個穩定發生的特殊原因的過程進行下去。這樣的特許通常要求：過程的控制計劃能夠确保符合顧客的要求，并且保證過程不受别的特殊原因的影響（見第一章，第E節）。這就相當于某些特殊原因雖然在統計上可能不可預測，也可能會對産品造成統計上的明顯影響，但是屬于已知的和可控的。比如過程性能指數很高，雖然在統計上不可控，但是距離産品規格限的距離是“可控”（這裡的“可控”不是指統計上“可控”，是廣義的可控，在這裡是指可以管控在規格範圍内）且可預測的，或者是很少有機會超出産品規格，像這樣的特殊原因就可能會被顧客特許接受。在第四版《生産件批準程序PPAP參考手冊》之“2.2.11.2質量指數”中這樣說到：“對于帶有已知的和可預測的特殊原因且輸出滿足規範的過程，應使用Ppk”。

局部措施---通常用來消除變差的特殊原因，通常由與過程直接相關的人員來實施，通常可糾正大約15%的過程問題。

對系統采取措施---通常用來消除變差的普通原因，幾乎都需要采取管理上的糾正措施，通常可糾正大約85%的過程問題。

下面圖片是《質量工程師手冊》的内容：

在實際工作中，如果生産制造出現了特殊原因或異常導緻了産品不合格，隻需解決這些特殊原因即可解決問題，不需要進行全部的調整。如果是由于整個過程的随機綜合作用導緻，那就隻能針對整個過程進行調整。比如為了生産一個新産品而設計了制造過程，調試完成前的過程可能受很多特殊原因影響，需要技術人員進行調試，經過技術人員調試後，該解決的問題也都解決了，過程也處于統計上的穩定狀态了，但是在穩定情況下，過程能力CPK隻有1.2，要想再提高過程能力，隻能從整個制造過程的設計上着手解決，就需要管理者進行決策，是對該過程進行整體升級呢，還是再買個設備呢。解決局部的和技術上或操作上的問題，是由現場相關人員負責，而重新再設計個制造過程，或者是需要重新買個設備，或者是更換更好的原材料供應商，那就屬于管理者決策的職責範圍。比如在實際工作中，有時相關人員會說，受限于工藝能力或技術條件，或受限于設備的類型和精度等，過程能力隻能是這個水平了，要想再提升，隻能更新工藝或技術方案或設備等。

如果是受限于過程整體的工藝或技術水平，而不是工藝技術人員的調試能力導緻的過程能力低，那麼即便給工藝技術人員再大的壓力，工藝技術人員也無法解決，需要工藝技術人員彙報給管理者，說明是由于普通原因導緻的問題，這樣的情況隻能是管理者去解決和決策，這就是所謂的系統的措施。如果是因為工藝調試能力不足，或者是工藝設計不合理導緻的問題，或者是工裝的問題，這就是需要工藝技術人員解決的，而不是管理者的責任，這就是所謂的局部措施。如果不能正确區分是誰的責任，或者是不能準确區分該采取哪種措施，就會影響問題的解決。

過程控制系統的目的就是對過程當前和将來的狀态作出預測，以便對影響過程的措施作出經濟合理的決定。這些決定需要平衡不需控制時卻采取了措施（過度控制或幹預）和需要控制時未采取措施（控制不足）的風險。就是說該采取措施就采取措施，不該采取措施就不采取措施。如果不該采取措施時采取了措施就是過度控制或幹預，好像沒事找事和多此一舉；如果該采取措施時卻沒采取措施就是控制不足，好像該管不管和坐以待斃。“有所為和有所不為”，需要經濟合理的決定。為什麼可能會導緻決定的錯誤？因為使用控制圖有“虛發警報”和“漏發警報”，也就是兩類錯誤。

過程控制系統的目的就是對過程當前和将來的狀态作出預測。這句話有什麼涵義？如何才能作出預測？為什麼能作出預測？既然是“過程控制系統”，那麼控制的涵義裡當然應該包括能對過程進行預測，如果不可控或者不穩定，怎麼能預測呢？！能預測就表示有規律可循，如果沒有規律怎麼能進行預測呢？有規律的前提是什麼呢？那就是過程僅僅受普通原因的影響，過程的輸出符合随機模式，所謂的正态分布。正态分布就是規律，既然有了規律就能對過程的未來狀态進行預測。首先應通過探測并消除變差的特殊原因，使過程處于統計受控狀态，這樣其性能就可預測了，并可評定其滿足顧客期望的能力。一般來說，由于統計受控的過程服從可預測的分布，從該分布便可以估計出符合規範産品的比例。隻要過程保持統計受控狀态并且其分布的位置、分布寬度及形狀不變化，就可以繼續生産相同分布的符合規範的産品。

下面圖片是中國質量協會組織編寫的第三版《六西格瑪管理》中的内容，也是說通過過程輸出結果的規律性，（就）可以探測過程是否處于控制狀态。

下面圖片是《質量工程師手冊》的内容：

過程在統計控制下運行指的是僅存在造成變差的普通原因。這樣，過程控制系統的一個作用是：當出現變差的特殊原因時提供統計信号（該作為時就有所作為），和當不存在特殊原因時避免提供錯誤信息（不該作為時就不作為）。

結合上圖再接着對“過程控制系統”進行解釋。過程控制系統顧名思義是用來控制過程或者是過程得到控制。過程得到控制就是過程處于統計上的“受控”狀态。什麼是統計受控狀态？就是消除了過程的特殊原因，僅僅受普通原因的影響。也就是說，過程處于受控狀态了（結合上圖，過程得到控制，簡稱過程控制），也就有規律可循了，能對未來進行預測了，這樣，過程控制系統的一個作用是：當出現變差的特殊原因時提供統計信号，能識别和區分過程的異常，就能及時采取措施，這就是所謂的“過程控制”。結合上圖以及文章的解釋，是不是更容易理解“過程控制”這個“生硬”的概念了呢。

注意：藍色字體為參考手冊的原文，用手冊的原文是為了增加文章的可信度。

過程如果僅僅受普通原因的影響，在統計受控或穩定狀态下運行，就有規律可循或是可以預測未來狀态；既然有規律可循就能區分過程運行得是否正常。“過程控制系統”這個詞可能會被感覺很“高大上”，但在提供“統計信号”的事情上，其實就是控制圖的任務。

有時SPC或CPK隻是被用來評估過程的能力是否滿足要求，評估完後就不再繼續使用，相當于隻是一個一次性的評估工具。SPC的真正好處在于把它作為一個持續學習的工具，而不是僅僅當作符合性判定的工具。比如經過初始過程研究的分析和調整後，過程已經穩定運行，過程能力指數CPK也符合要求，如果不繼續對過程進行監控，但是當因為變化點導緻的特殊原因發生時，過程能力還是會受到影響。所以SPC的真正好處應是用于過程的監控，收集和分析過程信息，判定和預測過程當前和未來的狀态，以便及時采取措施。

下面這些内容是2009年的總結：

上周二去一家公司面試，被問到過程控制（SPC）中控制圖和Cpk的區别，被面試的人“教育”了一番，聽着面試主考官的解釋，真是不敢恭維，又不好意思反駁，畢竟人家是占據有利的時局。郁悶之餘，隻好自己在博客中抒發一下感慨，也是把自己的所學做一下總結和提升。

任何工具和手法都是為了目的而應用，不能脫離目的為了用而用。控制圖中最常用的應該就是平均值和極差圖了，那就以此為例與Cpk做比較。控制圖的目的是起到預警作用，在制程有特殊原因的時候發出預警，以便及時采取措施，防止不良産品的産生。控制圖分兩種，一種是分析用控制圖，一種是控制用控制圖。分析用控制圖是在制程運行的初期階段分析制程的特殊原因，找出特殊原因并采取措施，使制程變成穩定狀态，當制程處于穩定狀态時，計算出控制圖的上下限，此時的控制圖為日常用，即所謂的控制用控制圖。Cpk是表示短期的過程能力指數，也代表着一定的良率，是短期現狀能力的一種表現，是制程能力的評估。計算Cpk的數據要取自正态分布的樣本，因為過程能力的計算的理論基礎就是正态分布。Cpk的計算也可應用控制圖的數據（在沒有異常值的情況下）。2009年7月12日

讨論過程能力時，需考慮兩個在一定程度上相對的概念：即過程能力（Process Capability）和過程性能（Process Performance）。

過程能力由造成變差的普通原因來确定，通常代表過程本身的最佳性能，當過程似乎在統計受控狀态下運行時，過程能力可以得到證實，它與規範無關。

然而，内外部的顧客更關心過程性能，也就是過程總的輸出以及與他們要求（定義為規範）的關系，而不管過程的變差。這句話有問題，請仔細認真理解和分析。因為是基礎知識，涉及概念理解的準确性，所以下面要非常詳細地進行“論證”，搞清楚這句話的真實意圖。

為什麼過程能力與規範無關？那就需要先了解一下什麼是“規範”，再了解過程能力的數學或公式定義。按照ISO9000:2015中3.8.7對規範的定義，規範屬于文件。雖然規範是闡明要求的文件，其實規範的本質就是“要求”，因為規範或文件就是闡明要求或承載要求。ISO9000中的術語隻是通用的，涵義的範圍還是比較廣泛，所以還需要結合在标準或參考手冊中的具體應用情況或語境，進行更加精準的理解。如果不對ISO9000術語或者是體系标準框架下的術語，亦或是ISO通用的術語很熟悉，那麼學習和理解标準條款就可能會遇到困難，也可能産生偏差和誤解。既然是ISO的術語，也意味着術語的涵義或意思在一定程度上是符合很多公司的習慣（比如作為最佳實踐參考的公司）。

接下來再看看第二版《統計過程控制SPC參考手冊》的附錄G對“規範”的解釋。請參見下圖。

從第二版《統計過程控制SPC參考手冊》的附錄G對“規範”的解釋可以知道：在SPC參考手冊中的“規範”是一個工程要求，用來判定特定的特性是否可以接受，說白了就是産品規格或産品規範。比如對一個産品的特性進行CPK計算時，可能會有雙邊公差或單邊公差，也可以說是雙邊規範或單邊規範。ISO9000術語3.8.7規範的示例中以及注解1中說，規範可以是技術圖紙、産品規範、性能規範等。了解了SPC參考手冊中“規範”的意思，還需要再了解“過程能力”的定義或解釋。

第二版《統計過程控制SPC參考手冊》的附錄G對過程能力的解釋如下。

在這裡要特别注意一下，對于計數型數據，過程能力通常被定義為不合格品或不合格的平均比例或比率，所以用不合格率也是可以表示過程能力的，例如在IATF16949:2016版标準的9.1.1.1制造過程的監視和測量中就說用“批次對規範的符合性”可以當作過程能力的替代方法。

第四章第A節對過程能力的說明如下：

在高等教育出版社第二版《新編質量管理學》中這樣描述過程能力：

順便再看看第一版SPC參考手冊是在怎麼說的，請參見下面圖片：

按照附錄G和第四章第A節内容的說明，再對比第一版SPC參考手冊的内容，可以确定過程能力就是過程固有變差的6σ（估計值）範圍，計算方式為6乘以σ，它的數值越小越好；或者說計算和統計完固有變差σ的估計值之後，再乘以6就是過程能力。從過程能力的說明以及公式來看，和産品的規範或規格沒有關系，所以在第一章第E節對過程能力進行解釋時說：過程能力與規範無關。過程能力與規範無關，這句話表達得太簡單了，相比較而言，第一版的内容表達和描述得更詳細，也更好理解。這裡再順便想一想，CP和CPK的計算公式是不是和産品的規格公差有關，而過程能力和公差沒有關系！所以，按照SPC參考手冊的定義或說明，或者是嚴謹地說，“過程能力”和“過程能力指數”是不同的意思，也是不同的公式，這這裡先提前說一下，後面再詳細解釋。

再看看SPC參考手冊對過程性能的說明和定義。

第二版《統計過程控制SPC參考手冊》的附錄G對過程性能的解釋如下：

第四章第A節對過程性能的說明如下：

内外部的顧客更關心過程性能，也就是過程總的輸出以及與他們要求（定義為規範）的關系，而不管過程的變差。這句話又怎麼理解和解釋呢？按照“過程性能”定義和計算方式，過程性能是過程總變差估計值的六倍範圍，和變差有關系，反而和“規範”沒有關系。為什麼不管過程的變差呢？反而和規範有關系了呢？是過程性能不（用）管過程的變差？還是顧客不管過程的變差？這句話和過程性能的定義及計算公式是不是有矛盾了？

将ProcessPerformance翻譯為“過程性能”是否合适？按照漢語習慣好像不太好理解。其實中國質量界一直存在不同意見或說法，而且中國的質量管理的前輩們也堅定和堅持了自己的看法和觀點，在高等教育出版社出版的第二版《新編質量管理學》中，将過程能力分為了短期過程能力和長期過程能力。長期過程能力對應的是過程的總變差，相當于SPC手冊中的“過程性能”。将Process Performance翻譯為“過程實績”，也可以理解過程績效。過程實績和過程性能，哪一個更符合中國的語言習慣呢？！當然是過程實績或過程績效更合适啊！在SPC參考書手冊中，CPK 和Ppk分别翻譯為能力指數和性能指數，而中國的高等教育出版社的第二版《新編質量管理學》以及中國質量協會組織編寫的第三版《六西格瑪管理》則将CPK 和Ppk分别翻譯為能力指數和績效指數（或實績指數），并且将CPK定義為短期過程能力指數，将Ppk定義為長期過程能力指數。

通過對比中國質量管理領域相對比較權威的相關的資料可以知道，将Process Performance翻譯為過程性能其實是有些不合适的。但是如果将ProcessPerformance按照過程績效或過程實績理解，還是和第二版SPC參考手冊的這段内容對應不上，而且還感覺第二版SPC參考手冊的這段話的内容有些别扭或者是有些矛盾，尤其是按照ProcessPerformance定義的公式來說，更是和剛才的這段内容有矛盾。難道是除了翻譯的問題外，第二版SPC參考手冊的這段内容也有問題？雖然Process Performance有公式定義，難道在這段話中，此“過程性能”不是公式中定義的那個6倍過程總變差的“過程性能”？即此“過程性能”不是彼“過程性能”。

再重複一下感覺有問題的這段話：内外部的顧客更關心過程性能，也就是過程總的輸出以及與他們要求（定義為規範）的關系，而不管過程的變差。

既然僅僅從文字内容的表面看，這段話的确是矛盾的，那就再來增加點證據，也從不同的角度去分析，即從這段話的意圖去分析是否有問題。看看第一版SPC參考手冊的内容，和第二版的内容對比一下。

下面是第一版SPC參考手冊的内容，為了更穩妥和嚴謹，中文和英文一起查看。

下面是第二版SPC參考手冊的内容，也是中文和英文一起查看：

從第一版和第二版SPC參考手冊内容對比發現，第一版的這段話中在讨論“過程能力”時沒有出現“過程性能”這個詞，第一版和第二版的内容是有明顯的差異，所以表達的意思完全不同了（但是意圖其實是一樣的），第一版的說是“内外部顧客更關心過程的輸出與規範的關系如何”，相當于顧客隻關心輸出的産品是否滿足規範。對比第一版SPC參考手冊，再結合《新編質量管理學》和《六西格瑪管理》等資料，通俗點表達和總結一下這句話的意思是：内外部顧客更關心産品是否能滿足産品規格的要求，而不關注過程的變差如何。也就是顧客比較關注過程的實際績效，或關注“過程實績”。如果将過程性能理解為過程績效，且别把這個Process Performance對應到六倍西格瑪那個“過程性能”的定義，隻是廣義地理解為過程績效即可。

在實際工作中，有的供應商的不合格産品因為時常流到顧客端，讓顧客很生氣，所以顧客有時可能會說：不管你們内部怎麼亂，工藝有多差勁，隻要别将不合格流出來就行。過程能力低是容易産生不合格品，但是認真檢驗或檢查，就能防止不合格品的流出。過程的輸出是什麼？過程的輸出是産品，顧客關心産品？關心産品什麼啊？關心産品是否合格！關心産品和産品規範或産品規格的關系，就是關心産品合格與否，而不考慮過程的變差是受什麼原因影響。産品的波動是随機也好，是非随機也好，不管是統計受控狀态，還是受特殊原因影響，顧客都不太關注，隻是關注發到顧客端的産品是否合格，這就是顧客所需要的過程的實際績效或“過程實績”。所以第二版SPC參考手冊第四章第B節中的内容中這樣說到：“性能指數Ppk表示過程性能是否實際上滿足了用戶的需求”。請參見下面的圖片，是第二版《新編質量管理學》對Pp和Ppk的說明。從這裡可以知道，Pp和Ppk的計算不需要穩态，也就是過程即便有特殊原因影響也可以計算Pp和Ppk，因為Pp和Ppk主要是想反映當前的實際狀态，也就是不管過程受什麼原因影響，主要是想表達過程實際的績效到底怎麼樣。

備注：雖然“過程性能”翻譯得不合适，但為了和第二版SPC參考手冊的内容相一緻，也是為了對照，在下面的文章中，有時還會使用“過程性能”，但也會根據語境使用“過程績效”或 “過程實績”，亦或是表達為“過程的實際績效”。不管是“過程性能”還是“過程績效”，隻是翻譯的差異，它們都是對應統一個詞Process Performance。

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