サブグループ間・内の工程能力分析のサブグループ間/内工程能力

サブグループ間/内工程能力分析で使用されるすべてのサブグループ間/内工程能力測度の定義と解釈について解説します。

Cp(サブグループ間/内)

Cpはサブグループ間/内の工程能力の測定指標です。Cpは次の2つの値を比較する比です。
  • 規格広がり(USL – LSL)
  • サブグループ間/内標準偏差に基づく工程広がり(6σ変動)
Cpは工程の位置ではなく変動に基づいて工程能力を評価します。

解釈

工程のサブグループ間/内の工程能力を評価するには、Cpを使用します。サブグループ間/内の工程能力は、サブグループ間/内の変動以外の全体工程変動のシステム要因が除外できた場合に達成可能な工程能力を示します。

Cpでは工程平均の位置が考慮されないので、Cpは工程を中心化した場合に達成できる工程能力を示します。通常、Cp値が高いほど、工程の能力が高いことを示します。値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。

低いCp

この例では、規格広がりは、全体の工程広がりよりも小さくなっています。したがって、Cpは低く(0.40)、工程の変動に基づくと、工程の潜在的な能力は劣っています。

高いCp

この例では、規格広がりは、全体の工程広がりよりも大幅に大きくなっています。したがって、Cpは高く(1.80)、工程の変動に基づくと、工程の全体の能力は優れています。

Cpを他の値と比較することにより、工程能力についてより詳しい情報を得ることができます。
  • 工程の潜在的な能力を評価するには、Cpをベンチマーク値と比較します。多くの業界でベンチマーク値1.33が使用されています。Cpがベンチマークより低い場合、工程の変動を低減することによって工程を改善する方法を検討します。

  • CpとPpを比較します。PpがCpより大幅に大きい場合、サブグループ間/内の変動に加えて、工程内にその他のシステム変動要因がある可能性があります。
  • CpとCpkを比較します。Cpと Cpkがほぼ等しい場合は、その工程は規格限界間の中央に中心があります(中心化)。CpとCpkが異なる場合は、工程は中心化していません。

注意

Cpインデックスでは工程の位置が考慮されないため、規格限界によって定義される目標領域に工程がどれぐらい近いかが示されません。たとえば、次のグラフは、同じCp値の2つの工程を示していますが、1つの工程は規格限界内にあり、もう1つは規格限界内にありません。

Cp = 3.13
Cp = 3.13

完全で正確な分析を行うため、その他の工程能力インデックス(Cpkなど)と組み合わせてグラフを使用して、データから有意義な結論を引き出します。

CPL(サブグループ間/内)

CPLはサブグループ間/内の工程能力の測定指標です。CPLは次の2つの値を比較する比です。
  • 工程平均から下側規格限界(LSL)までの距離
  • サブグループ間/内標準偏差に基づく工程の片側広がり(3σ変動)
CPLでは、工程広がりと工程平均の両方が考慮されるため、工程の変動(サブグループ間/内)と位置の両方が評価されます。

解釈

サブグループ間/内の工程能力を下側規格限界と比較して評価するには、CPLを使用します。サブグループ間/内の工程能力は、サブグループ間/内の変動以外の工程変動のシステム要因が除外できた場合に達成可能な工程能力を示します。

通常、CPL値が高いほど、分布の下側の裾で工程の能力があることを示します。CPL値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。

低いCPL

この例では、工程平均から下側規格限界(LSL)までの距離が片側工程広がりよりも小さくなっています。したがって、CPLは低く(0.66)、サブグループ間/内の工程能力は下側規格限界と比較して劣っています。

高いCPL

この例では、工程平均から下側規格限界(LSL)までの距離が片側工程広がりよりも大きくなっています。したがって、CPLは高く(1.68)、サブグループ間/内の工程能力は下側規格限界と比較して優れています。

CPLを他の値と比較することにより、工程能力についてより詳しい情報を得ることができます。
  • 工程の潜在的な能力を評価するには、CPLをベンチマーク値と比較します。多くの業界でベンチマーク値1.33が使用されています。CPLがベンチマークより低い場合、工程の変動を低減したり、位置をシフトするなど、工程を改善する方法を検討します。

  • 下側規格限界と上側規格限界の両方が指定されている場合は、CPLとCPUを比較します。CPLがCPUとほぼ等しくない場合、工程は中心化していません。
    CPL = 0.92、CPU = 4.37

    CPL < CPUの場合、下側規格限界に違反する不良品が生産される可能性が高くなります。

    CPL = 4.37、CPU = 0.92

    CPU < CPLの場合、上側規格限界に違反する不良品が生産される可能性が高くなります。

CPU(サブグループ間/内)

CPUはサブグループ間/内の工程能力の測定指標です。CPUは次の2つの値を比較する比です。
  • 工程平均から上側規格限界(USL)までの距離
  • サブグループ間/内標準偏差に基づく工程の片側広がり(3σ変動)
CPUでは、工程広がりと工程平均の両方が考慮されるため、工程の変動(サブグループ間/内)と位置の両方が評価されます。

解釈

サブグループ間/内の工程能力を上側規格限界と比較して評価するには、CPUを使用します。サブグループ間/内の工程能力は、サブグループ間/内の変動以外の工程変動のシステム要因が除外できた場合に達成可能な工程能力を示します。
低いCPU

この例では、工程平均から上側規格限界(USL)までの距離が片側工程広がりよりも小さくなっています。したがって、CPUは低く(0.66)、サブグループ間/内の工程能力は上側規格限界と比較して劣っています。

高いCPU

この例では、工程平均から上側規格限界(USL)までの距離が片側工程広がりよりもかなり大きくなっています。したがって、CPUは高く(2.76)、サブグループ間/内の工程能力は上側規格限界と比較して優れています。

CPUを他の値と比較することにより、工程能力についてより詳しい情報を得ることができます。
  • 工程の潜在的な能力を評価するには、CPUをベンチマーク値と比較します。多くの業界でベンチマーク値1.33が使用されています。CPUがベンチマークより低い場合、工程の変動を低減したり、位置をシフトするなど、工程を改善する方法を検討します。

  • 下側規格限界と上側規格限界の両方が指定されている場合は、CPLとCPUを比較します。CPLがCPUとほぼ等しくない場合、工程は中心化していません。
    CPL = 0.92、CPU = 4.37

    CPL < CPUの場合、下側規格限界に違反する不良品が生産される可能性が高くなります。

    CPL = 4.37、CPU = 0.92

    CPU < CPLの場合、上側規格限界に違反する不良品が生産される可能性が高くなります。

Cpk(サブグループ間/内)

Cpkはサブグループ間/内の工程能力の測定指標で、CPUとCPLの小さい方と同じです。Cpkは次の2つの値を比較する比です。
  • 工程平均から近い方の規格限界(USLまたはLSL)までの距離
  • サブグループ間/内標準偏差に基づく工程の片側広がり(3σ変動)
Cpkは、工程の位置と変動(サブグループ間/内)の両方を評価します。

解釈

工程の位置と工程広がりの両方を考慮してサブグループ間/内の工程能力を評価するには、Cpkを使用します。サブグループ間/内の工程能力は、サブグループ間/内の変動以外の全体工程変動のシステム要因が除外できた場合に達成可能な工程能力を示します。

通常、Cpk値が高いほど、工程の能力が高いことを示します。Cpk値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。

低いCpk

この例では、工程平均から近い方の規格限界までの距離が片側工程広がりよりも小さくなっています。したがって、Cpkは低く(0.66)、サブグループ間/内の工程能力は劣っています。

高いCpk

この例では、工程平均から近い方の規格限界までの距離が片側工程広がりよりも大きくなっています。したがって、Cpkは高く(1.68)、サブグループ間/内の工程能力は優れています。

Cpkを他の値と比較することにより、工程能力についてより詳しい情報を得ることができます。
  • Cpkを、工程で許容できる最低値を表すベンチマークと比較します。多くの業界でベンチマーク値1.33が使用されています。Cpkがベンチマークより低い場合、工程の変動を低減したり、位置をシフトするなど、工程を改善する方法を検討します。

  • CpkとPpkを比較します。CpkがPpkより大幅に大きい場合、サブグループ間/内の変動に加えて、工程内にその他のシステム変動要因がある可能性があります。たとえば、工具の摩耗は、変動のシステム要因であり、製造工程のサブグループ間/内工程能力(Cpk)が全体の工程能力(Ppk)よりも大きくなる要因となり得ます。
  • CpとCpkを比較します。Cpと Cpkがほぼ等しい場合は、その工程は規格限界間の中央に中心があります(中心化)。CpとCpkが異なる場合は、工程は中心化していません。

注意

Cpkインデックスは工程曲線の片側のみを表し、工程曲線のもう片側での工程の性能は測定しません。

たとえば、次のグラフは同じCpk値を持つ2つの工程を表示しています。しかし、1つの工程は両方の規格限界に違反しており、もう1つの工程は下側規格限界にのみ違反しています。

Cpk = min {CPL = 4.58, CPU = 0.93} = 0.93
Cpk = CPL = CPU = 0.93

工程で規格限界の両側を超える不適合部品が生産される場合は、工程能力をより詳しく評価するために、Zベンチなどの他のインデックスを使用することを検討します。

信頼区間(CI)、下限(LB)、上限(UB)

信頼区間は、工程能力インデックスの含まれる可能性が高い範囲です。信頼区間は、下側信頼限界と上側信頼限界により定義されます。限界は、サンプル推定値の誤差幅を特定することにより計算されます。下側信頼限界は、工程能力インデックスがそれより大きくなる可能性が高い値を定義します。上側信頼限界は、工程能力インデックスがそれより小さくなる可能性が高い値を定義します。

信頼区間を表示するには、工程能力分析を実行するときに、オプションをクリックし、信頼区間を含むを選択する必要があります。Minitabでは、Cp、Pp、Cpk、Ppk、Cpm、およびZベンチに対する信頼区間または信頼限界が表示されます。

解釈

データのサンプルはランダムであるため、工程から収集された異なるサンプルの工程能力インデックス推定値が同一になる可能性は低くなります。工程の能力インデックスの実際の値を計算するには、工程のすべての生産品のデータを分析する必要がありますが、それは実行可能ではありません。その代わりに、信頼区間を使用して、工程能力インデックスの可能性が高い値の範囲を特定できます。

信頼水準が95%の場合、工程能力インデックスの実際の値が信頼区間に含まれることを95%の信頼度で確信できます。つまり、工程から100個のランダムなサンプルを収集した場合に、約95個のサンプルの信頼区間に工程能力インデックスの実際の値が含まれていると期待できます。

信頼区間は、サンプルの推定値の実質的な有意性を評価するのに役立ちます。可能であれば、信頼限界を、工程に関する知識や業界標準に基づいたベンチマーク値と比較します。

たとえば、ある企業は能力の高い工程を定義するためにPpkに1.33の最小ベンチマーク値を使用します。工程能力分析によってPpk推定値として1.46が得られ、これは工程に十分な能力があることを示しています。推定値をさらに評価するため、Ppkに対する95%下側信頼限界を表示します。95%下側信頼限界が1.33よりも大きい場合、推定値に影響を与えるランダムサンプリングによる変動を考慮に入れても、工程に十分な能力があることを強く確信できます。

サブグループ間/内工程能力のZ.LSL

Z.LSL(サブグループ間/内)は、工程平均から下側規格限界(LSL)までの標準偏差数です。この値は、サブグループ間/内標準偏差を使用して、サブグループ間/内工程性能に基づいて計算されます。

Zベンチ測度を表示するには、オプションをクリックし、工程能力分析を実行したときのデフォルトの出力を工程能力統計量からZベンチに変更する必要があります。

解釈

工程のサブグループ間/内のσ工程能力を下側規格限界と比較して評価するには、Z.LSL(サブグループ間/内)を使用します。

通常、Z.LSL値が高いほど、分布の下側の裾で工程の能力があることを示します。値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。可能であれば、Z.LSL(サブグループ間/内)を、工程に関する知識や業界標準に基づいたベンチマーク値と比較します。Z.LSLがベンチマークより低い場合、工程を改善する方法を検討します。

サブグループ間/内工程能力のZ.USL

Z.USL(サブグループ間/内)は、工程平均から上側規格限界(USL)までの標準偏差数です。この値は、サブグループ間/内標準偏差を使用して、サブグループ間/内工程性能に基づいて計算されます。

Zベンチ測度を表示するには、オプションをクリックし、工程能力分析を実行したときのデフォルトの出力を工程能力統計量からZベンチに変更する必要があります。

解釈

工程のサブグループ間/内のσ工程能力を上側規格限界と比較して評価するには、Z.USL(サブグループ間/内)を使用します。

通常、Z.USL値が高いほど、分布の上側の裾で工程の能力があることを示します。値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。可能であれば、Z.USL(サブグループ間/内)を、工程に関する知識や業界標準に基づいたベンチマーク値と比較します。Z.USLがベンチマークより低い場合、工程を改善する方法を検討します。

サブグループ間/内工程能力のZベンチ

Zベンチ(サブグループ間/内)は、標準正規分布上で、工程内の欠陥の推定確率を上側の裾の確率に変換した百分位数です。この値は、サブグループ間/内標準偏差を使用して、サブグループ間/内工程性能に基づいて計算されます。

工程の欠陥は、規格限界の両側にあります。サブグループ間/内標準偏差は目盛りによって示されます。

分布の右裾にすべての欠陥を配置し、中心(赤い線)から総欠陥数を定義する点までのサブグループ間/内標準偏差数を測定すると、Zベンチ(サブグループ間/内)値が得られます。

Zベンチを表示するには、オプションをクリックし、工程能力分析を実行したときのデフォルトの出力を工程能力統計量からZベンチに変更する必要があります。

解釈

工程のサブグループ間/内のσ工程能力を評価するには、Zベンチ(サブグループ間/内)を使用します。

通常、Zベンチ値(サブグループ間/内)が高いほど、工程の能力が高いことを示します。値が低い場合、工程の改善が必要である可能性があります。可能であれば、Zベンチ(サブグループ間/内)を、工程に関する知識や業界標準に基づいたベンチマーク値と比較します。Zベンチ(サブグループ間/内)がベンチマークより低い場合、工程を改善する方法を検討します。

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