SPC (Quản lý quá trình thống kê)

Đây là con số đầu tiên mà nhà thầu chính sẽ hỏi

Khi nhận được đơn hàng mới tại các nhà cung cấp phụ tùng ô tô khu vực Busan, Gyeongnam, cần phải nộp hồ sơ PPAP, trong đó nhất thiết phải có chỉ số khả năng quy trình. Trong quá trình sản xuất hàng loạt, nhà thầu chính sẽ hỏi trong các cuộc kiểm tra định kỳ: "Chỉ số Cpk của đặc tính này là bao nhiêu?" Nếu không trả lời được hoặc không thể giải thích được cơ sở của con số đó, sẽ bị coi là vấn đề cần chỉ rõ ngay tại chỗ.

Chỉ số khả năng quy trình được diễn đạt ngắn gọn như sau: So sánh mức độ phân tán của quy trình với khoảng cho phép theo quy định.

Cp chỉ xem xét khoảng, Cpk xem xét cả khoảng và vị trí

Cp  = (USL - LSL) / (6σ)          ← Khoảng quy định ÷ khoảng quy trình. Không xem xét vị trí
Cpu = (USL - trung bình) / (3σ)         ← Dư lượng phía trên
Cpl = (trung bình - LSL) / (3σ)         ← Dư lượng phía dưới
Cpk = min(Cpu, Cpl)               ← Bên nào hẹp hơn là khả năng thực tế của quy trình

Hãy tính toán với các con số thực tế. (Dữ liệu ở đây khác với phần trước. Trung bình đã bị dịch lên phía trên.)

Sản phẩm: Đường kính ngoài trục      Quy định φ20 ± 0.03   (LSL 19.970 / USL 20.030)
Trung bình quy trình = 20.012 mm
Độ lệch chuẩn trong nhóm σ = Rbar / d2 = 0.006 mm

  Cp  = (20.030 - 19.970) / (6 × 0.006) = 0.060 / 0.036 = 1.67
  Cpu = (20.030 - 20.012) / (3 × 0.006) = 0.018 / 0.018 = 1.00
  Cpl = (20.012 - 19.970) / (3 × 0.006) = 0.042 / 0.018 = 2.33

  Cpk = min(1.00, 2.33) = 1.00

Cp là 1.67 rất tốt, nhưng Cpk lại giảm xuống 1.00. Lý do là do mức độ phân tán đủ nhỏ nhưng trung bình bị dịch lên phía trên.

Cp tốt nhưng Cpk xấu = độ lệch

Mức độ độ lệch được định lượng bằng giá trị K.

Trung tâm quy định M = (20.030 + 19.970) / 2 = 20.000
Khoảng quy định T = 0.060

  K = |M - trung bình| / (T / 2)
    = |20.000 - 20.012| / 0.030
    = 0.012 / 0.030
    = 0.4

Kiểm tra lại:  Cpk = Cp × (1 - K) = 1.67 × (1 - 0.4) = 1.67 × 0.6 = 1.00  (trùng khớp)

Tại đây, giải pháp rõ ràng chia làm hai hướng.

> Phải xem xét cả Cp và Cpk để biết cần sửa điều gì. > - Cp cao nhưng Cpk thấp → vấn đề độ lệch. Chỉ cần dịch chuyển trung bình. Điều chỉnh độ lệch của công cụ, thay đổi giá trị chuẩn thiết lập — chỉ mất nửa ngày và không tốn nhiều tiền > - Cp và Cpk đều thấp → vấn đề phân tán. Cần cải thiện độ chính xác của thiết bị, quy trình gia công, độ lệch nguyên liệu — mất vài tháng và cần đầu tư > - Cp = Cpk → trung bình chính xác nằm ở trung tâm quy định

Trong ví dụ trên, chỉ cần dịch chuyển trung bình xuống 0.012mm thì Cpk sẽ tăng lên 1.67. Trước khi viết báo cáo đề xuất thay đổi thiết bị, hãy xem xét Cp trước.

Cp/Cpk và Pp/Ppk — khác nhau ở việc sử dụng σ

Công thức tính toán giống nhau. Chỉ khác nhau ở cách tính σ.

Tiếp tục tính toán với cùng quy trình.

Cùng sản phẩm, cùng quy định, trung bình 20.012

  σ trong nhóm (Rbar / d2)   = 0.006
  s toàn bộ (toàn bộ dữ liệu)    = 0.009      ← Bao gồm cả biến động giữa nhóm, nên lớn hơn

  Cp  = 0.060 / (6 × 0.006) = 1.67
  Cpk = (20.030 - 20.012) / (3 × 0.006) = 0.018 / 0.018 = 1.00

  Pp  = 0.060 / (6 × 0.009) = 1.11
  Ppk = (20.030 - 20.012) / (3 × 0.009) = 0.018 / 0.027 = 0.67

Cpk là 1.00 nhưng Ppk là 0.67. Sự khác biệt này cho thấy trong từng nhóm nhỏ thì ổn định nhưng giữa các nhóm lại dao động. Nguyên nhân thường đã rõ ràng.

• Mỗi ca làm việc có tiêu chuẩn thiết lập khác nhau
• Khi thay đổi lô nguyên liệu, trung bình bị thay đổi
• Sự chênh lệch nhiệt độ máy giữa buổi sáng và buổi chiều
• Sự khác biệt giữa lúc mới thay công cụ và lúc công cụ đã mòn

Nếu xem lại biểu đồ kiểm soát, có thể đã có tín hiệu từ quy tắc 2 (liên tiếp một phía) hoặc quy tắc 3 (xu hướng).

> Chỉ xem Cpk và bỏ qua Ppk sẽ không phù hợp với chất lượng thực tế mà khách hàng nhận được. Khách hàng không biết cấu trúc nhóm của chúng ta và trải nghiệm toàn bộ sự phân tán. Nếu hai giá trị gần nhau thì ổn định, nếu khác nhau nhiều thì là tín hiệu về sự biến động giữa các nhóm.

Lý do Cpk ≥ 1.33 là tiêu chuẩn

Cpk 1.00 có nghĩa là đến cuối 3σ của quy trình thì vừa chạm đến đường giới hạn quy định. Chỉ cần trung bình dịch chuyển một chút là lập tức xuất hiện sản phẩm lỗi. Nếu là 1.33 thì có khoảng dự phòng 4σ đến đường giới hạn quy định, và ngay cả khi trung bình dịch chuyển 1σ, vẫn còn 3σ khoảng dự phòng. Đây là con số nhằm đảm bảo khoảng dự phòng (margin).

Trong ngành phụ tùng ô tô, cách vận hành thông thường như sau:

> Những giá trị này là theo thói quen chung của AIAG/IATF. Tiêu chuẩn cuối cùng là giá trị được yêu cầu đặc biệt từ khách hàng (CSR) và được nêu rõ trong kế hoạch kiểm soát. Mỗi nhà thầu chính khác nhau và mỗi đặc tính cũng khác nhau, vì vậy hãy kiểm tra tài liệu và sử dụng đúng. Trong thực tế của các nhà cung cấp, việc "tưởng rằng 1.33 là đủ nhưng lại yêu cầu 1.67" dẫn đến việc phải nộp lại rất thường xuyên.

Trước khi tính toán, hãy kiểm tra điều này trước

1. Hệ thống đo lường trước tiên (MSA)

Nếu phân tán đo lường lớn, nó sẽ bị nhầm lẫn với phân tán quy trình. Thực tế quy trình ổn định nhưng Cpk lại thấp, dẫn đến việc lãng phí tiền vào cải tiến thiết bị không cần thiết.

2. Xác nhận tình trạng kiểm soát tiếp theo

Cpk của quy trình có tín hiệu bất thường trong biểu đồ kiểm soát là trò chơi số. Hãy tuân thủ thứ tự: ổn định hóa → đánh giá khả năng. Nếu thay đổi thứ tự, tháng tới sẽ có Cpk hoàn toàn khác.

3. Số lượng dữ liệu và tính phân phối chuẩn

• Số nhóm 25 nhóm trở lên(n=5 thì 125 dữ liệu) là tiêu chuẩn thông thường. Cpk được tính từ 30 dữ liệu không thể dùng làm cơ sở
• Xác nhận phân phối bằng biểu đồ.histogram hoặc kiểm tra tính chuẩn
• Không xóa điểm bất thường và tính lại. Nếu đã xóa, phải ghi lại nguyên nhân và biện pháp

Khi có quy định một phía

Đặc tính như độ rung, độ rung, độ sáng chỉ có giới hạn trên, không thể tính Cp được. Không có giới hạn dưới nên khoảng quy định không được xác định. Chỉ tính Cpu và dùng nó làm Cpk.

Quy định độ rung: Dưới 0.020  (chỉ có USL)
Trung bình 0.008, σ 0.003

  Cpu = (0.020 - 0.008) / (3 × 0.003) = 0.012 / 0.009 = 1.33
  Cpk = 1.33          (Cp không được định nghĩa)

Loại đặc tính này thường có phân phối không đối xứng bị cắt ở 0, nên số lượng lỗi tính theo giả định chuẩn có thể khác với thực tế. Hãy xem xét hình dạng phân phối cùng lúc.

Danh sách kiểm tra thực tế

• Xác nhận đặc tính mục tiêu có phải là đặc tính đặc biệt (CC/SC) trong kế hoạch kiểm soát
• Xác nhận %GRR của thiết bị đo lường liên quan dưới 30%
• Đảm bảo có dữ liệu từ 25 nhóm trở lên
• Xác nhận tình trạng ổn định trước tiên bằng biểu đồ kiểm soát (xác định nguyên nhân của điểm bất thường)
• Xác nhận histogram và tính chuẩn
• Cùng lúc tính toán Cp và Cpk — phân biệt giữa độ lệch và phân tán
• Cùng lúc tính toán Cpk và Ppk — xác nhận có sự biến động giữa các nhóm
• Xác nhận giá trị mục tiêu theo yêu cầu khách hàng (CSR·kế hoạch kiểm soát)
• Khi không đạt, cùng lúc thiết lập việc kiểm tra toàn bộ và giải pháp dài hạn