通常,計算能力指數的時候,僅僅是根據抽樣的數據計算能力指數的點估計值(Cp/Cpk/Pp/Ppk)。得到的能力指數結果隻是一個點,比如下面案例,對于某個直徑Φ25±0.055,采用Minitab得到的能力指數報告。
可以發現,Minitab給出的結果是:
Cp=2.02,Cpk=1.79,Pp=2.04,Ppk=1.81
是一個“數據點“。
但是,如果進一步追問的話,就會發生一個問題:
如果“過程狀态保持不變“,按照抽樣計劃再抽取250件産品,能力指數還會是這樣的嗎?Cpk還會是1.79嗎?Ppk還會是1.81嗎?……
很顯然,我們可以猜得到,再次抽樣得到的能力指數不可能和原來完全一模一樣,總會有一些波動(差異)。所以,給出能力指數的波動範圍區間的估計值,對于全面了解過程的績效是很有意義的。
注意:在數據為正态分布的條件下,可以得到能力指數的置信區間,如果數據是非正态分布,Minitab無法計算置信區間。
下面,我們介紹一下,如何采用Minitab獲得能力指數的置信區間。
輸入相關的信息。然後,點擊“選項“
勾選”包括置信區間“。
确定之後,Minitab就會給出包含波動範圍(置信區間)的能力指數報告。
我們以Ppk的信息為例。點估計值是Ppk=1.81。這個點估計值是針對抽樣的數據進行估計的。但是,如果“過程狀态保持不變“,那麼再抽250件樣本,我們有95%的信心确認,雖然Ppk不會正好是1.81,但是會在一個範圍内波動,這個範圍就是95%的置信區間(1.64,1.97)。這意味着下一次抽樣得到的Ppk,有可能會低至1.64,也有可能高至1.97。
能力指數的置信區間和樣本量關系密切,大體上,兩者是“近似于反比“的關系。
如果我們把上面的案例數據多次Double,也就是把250個數據再複制粘貼三次,變成1000個數據,得到的能力指數報告如下:
同樣,以Ppk的信息為例。由于隻是簡單的數據Double,點估計值是沒有變化,仍然是Ppk=1.81。但是,95%的置信區間發生了變化。變成了(1.73,1.89)。這意味着,如果“過程狀态保持不變“,那麼再抽1000件樣本,我們有95%的信心确認,雖然Ppk不會正好是1.81,有可能會低至1.73,也有可能高至1.89。這個置信區間比250件抽樣情況下的置信區間窄了一些。
這個案例充分說明了樣本量的重要性。樣本量太少就會增大置信區間的寬度,導緻估計結果精确性不足。這個時候就有必要提高指标要求來減少精确性不足的風險。
很多時候我們會遇到樣本量不足的問題。比如,由于前道序報廢太多,導緻用于設備能力Cmk調查的産品數量隻有30件了(不夠50件),能不能就用30件進行Cmk計算呢?
結論是:30件的産品數量較少,那麼置信區間就會寬一些,為了保證能力指數的估計有足夠安全性,我們有必要調高能力指數的驗證标準。Bosch在這個方面做得就很完善,如果是50件産品驗證設備能力指數Cmk,标準是達到1.67為合格。如果隻有30件産品驗證設備能力指數Cmk,那麼标準是達到2.00才算合格。
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