Prozeßfähigkeit (Cpk)


Einführung - Prozeßregelung und Prozeßfähigkeit

Das Ziel einer Prozeßüberwachung ist es, wirtschaftlich Entscheidungen über Maßnahmen, die einen Prozeß beeinflußen, zu treffen. Das bedeutet ein Abwägen der Risiken Maßnahmen zu ergreifen oder diese zu unterlassen. Die Risiken müssen immer im Kontext zweier möglicher Ursachen für Prozeßstreuungen gesehen werden: spezielle Einflüsse/Ursachen und systematische Einflüsse/Ursachen. Ein Beispiel für systematische Einflüsse ist die Schwankung in der Härte der einzelnen Werkstücke. Ein Beispiel für einen speziellen Einfluß sind Maßabweichungen der Werkstücke, die von einem Werkzeugbruch im vorgelagerten Prozeß herrühren.

Ein Prozeß wird als statistisch geregelt bezeichnet, wenn Streuungen ausschließlich auf systematische Ursachen zurückzuführen sind. Laut (W. Edwards Deming) ist ein "...statistisch geregelter Prozeß kein natürlicher Zustand für einen Herstellungsprozeß. Es ist vielmehr ein Ergebnis, welches schrittweise durch zielgerichtete Anstrengungen erreicht wurde, indem Streuung bedingt durch spezielle Ursachen reduziert wurde". Die ursprüngliche Funktion eines Prozeßregelungssystems ist ein Signal zu geben, wenn spezielle Ursachen für Streuung auftreten, und falsche Signale zu vermeiden, wenn keine speziellen Ursachen vorliegen. Dadurch können spezielle Maßnahmen ergriffen werden, welche die speziellen Ursachen eliminieren und ihr erneutes Auftreten verhindern.

Die Prozeßfähigkeit wird bestimmt von der Gesamtstreuung infolge systematischer Ursachen - der Minimalstreuung - die nach Beseitigung aller speziellen Ursachen erreicht werden kann. Daher spiegelt die Fähigkeit die Leistung des Prozesses direkt wider, wenn dieser nach den Gesetzen der Statistik abläuft. Bei einem statistisch geregelten Prozeß kann der Anteil der außerhalb der Spezifikation liegenden Teile abgeschätzt werden. Es sind Maßnahmen des Managements erforderlich, um die durch systematische Einflüße bedingte Streuung zu reduzieren. Damit wird die Prozeßfähigkeit verbessert.

Kurz gesagt: Der Prozeß muß zuerst durch die Erkennung und Beseitigung der speziellen Streuungsursachen nach statistischen Regeln ablaufen. Nur so wird die Leistung voraussagbar und die Fähigkeit, die Kundenerwartungen erfüllen zu können, kann beurteilt werden.

Prozeßfähigkeit - ein technischer Überblick

Prozeßfähigkeit ist eine Methode, Regelkarten mit Spezifikationen zu kombinieren. Dadurch läßt sich feststellen, ob ein Prozeß mit seinen normalen Einflußgrößen fähig ist festgelegte Kundenanforderungen oder Spezifikationen zu erfüllen. Dies ist wichtig, denn es hilft:

Es gibt vier grundlegende Schritte zur Berechnung der Prozeßfähigkeit:

  1. Bestimmung des Prozeßmittelwerts (gesamter Prozeßmittelwert und mittlere Spannweite)
  2. Bestimmung der oberen und unteren Spezifikationsgrenzen
  3. Berechnung der Standardabweichung des Prozesses
  4. Berechnung der Prozeßfähigkeit

    Prozeßfähigkeit wird durch die Begriffe Cpl, Cpu und Cpk ausgedrückt. Diese Indikatoren vergleichen neben der Streuung auch die Lage des Mittelwertes im Vergleich zum Zielwert. Sie sagen aus ob der Prozeß eine schlechte Produkt- oder Dienstleistungsqualität erzeugt.

    Cpl und Cpu werden für einseitige, Cpk für zweiseitige Messungen verwendet.

Es gibt zwei kritische Punkte die erfüllt werden müssen um die Prozeßfähigkeit berechnen zu können:

Prozesse die nicht fähig sind (d.h. nicht die Spezifikationen erfüllen) müssen durch Reduzierung der Steuung und/oder Korrektur des Mittelwerts unter Kontrolle gebracht werden.