【生産技術者の初心者向け】工程能力調査(片側規格)のCPKの概要と求め方について

始めまして生産技術者になって4年目のHAPPYSETです。私は初めて工程能力調査をする時にその必要性と求め方が理解できずに苦労しました。私生活でも全く使用しないので理解にかなりの時間がかかりました。

参考書やネットでもたくさんの方が説明していますが、言葉が難しく理解に時間がかかります
今回は忙しい人(私みたいに短気な人も)・必要最低限の知識が欲しい人向けに
片側規格の工程能力調査について説明します。

1.物のバラツキとは

物には必ずバラツキが存在します。物を大量生産する時に同じ方法・条件で大量生産しても全く同じ物は出来ません。微妙に一つ一つの出来栄え(大きさ、重さ)が異なります。その出来栄えの差の事を現場では「物のバラツキ」と呼んでいます。ものづくりの世界では物のバラツキを把握する事で品質管理をしております。

2.工程能力調査とは

工程能力調査とは、同じ方法・条件で加工した時に物の出来栄えのバラツキによって
不良品(図面規格を外れる)が発生する事がないか確率的に証明するための調査です。

3.CPKとは

CPとは工程能力指数(Process Capability Index)の略で、工程能力を定量的に評価する時に
使用するツールです。CPKは片側規格の工程能力を評価する時に使用します。
両側規格を評価する時はCPKだけでは評価できないので気を付けてください
(別の機会で説明します)

4.CPK≧1.33とは

CPK≧1.33とは、工程能力が十分にあると言える基準の一つです。
ものづくりの世界では計測データを平均±3σ(バラツキの99.7%をカバーする)が
規格から外れてない事が品質規格を保証するうえで一つの指標になります。
第三者に問題がない事を説明するにあたって「最低条件の3σより一つ上の4σ(99.994%)以上でも
規格から外れませんよ≒4σ/3σ(1.33)」と言う意味を示すためにCPKを用いります

4.準備物

工程能力調査をするには以下の3つを準備する必要があります。

準備物備考
データ入力用パソコンエクセルがあると便利
図面規格工程能力調査したい部分の規格
(今回は片側規格)
計測データ(データ数は30個以上が理想)工程能力調査したい部分の計測データ

5.まずは測定データを集める

工程能力調査をするは図面規格と計測データがないと始まりません。
今回はサンプルとして以下の規格と計測データを用意しました。

図面規格:≦10.0mm(ある物のある部分の寸法規格)
計測データ:

データNo計測データ(mm)
19.6
29.6
39.4
49.5
59.5
69.6
79.5
89.6
99.6
109.5
119.5
129.6
139.6
149.5
159.4
169.6
179.4
189.5
199.6
209.4
219.6
229.4
239.5
249.4
259.6
269.4
279.6
289.7
299.7
309.5

6.平均・標準偏差(σ)を求める

エクセルを用いて平均・標準偏差(σ)を求める
求めた結果を以下に示します。(エクセルでの求め方は別途説明します)
平均:9.53
標準偏差(σ):0.09

7.CPKを求める

CPKは以下の式で求まります。
 CPK=規格上限−平均値/3×標準偏差(下限規格の場合はCPK=平均値ー下限規格/3×標準偏差
(CPKが1以下だとバラツキ3σの正規分布の内側に規格があり品質的にやばい)
今回の計算結果はCPK=1.74で1.33以上あるので能力が工程能力が十分にあると言えます

8.まとめ

簡単にまとめます

  • 工程能力調査とは不良品(図面規格を外れる)が発生する事がないか確率的に証明するための道具
  • CPK≧1.33とは品質保証の最低条件である3σより一つ上の4σ(99.994%)以上でも
    規格から外れない」という事を数字で説明する為の道具

9.余談

次回、両側規格の時の工程能力調査について説明したいと思います。

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