製程能力介紹 ─ 製程能力的三種表示法(Cp,Ck,Cpk)

製程能力介紹 ─ 製程能力的三種表示法(Cp,Ck,Cpk)

Cpk一般是用來衡量製造工廠製程能力的一項綜合指標,不過在各行各業中也可以應用它來衡量達成目標的能力,最常見的比喻為射箭打靶時射中紅心的能力。Cpk的數值當然是越高越好,不過Cpk其實是由兩組指標,也就是Cp及Ck組合而成的,Cp(Precision),可以稱之為「精度」,而Ck(因為日文為【かたより】,【か】發音為【k】所以才命名為Ck),又稱為Ca(Accuracy),可以稱之為「準度」,所以Cpk就合稱為「精準度」,它可以用來計算並衡量產品尺寸、時間誤差,重量標準…等可以數據化以及有規格界限物品之製程能力。

Cp、Ck、Cpk製程能力的三種表示法:

Cp: 度指標 (precision)
Cp=T/(6σp)
規格為單邊時:Cp=(Tu-X)/3σp 或 Cp=(X-Tl)/3σp
單邊規格系指某一邊的尺寸受到侷限不能超越,如『平面度』、『平行度』只能大不能小。
Ck: 度指標 (accuracy),現在有人將之正名為Ca
Ck=|(M-X)|/(T/2),(M-X)為正數須取絕對值。
Cpk: 精、準度綜合指標
Cpk=(1-Ck) x Cp
M: 規格中心
T: 規格寬度
Tu: 規格上限
Tl: 規格下限
X: 群體之平均值
σp 群體之標準差

在這三個指標中,一般以Cp為製程能力之指標,因為一般人認為生產製程之精度(Cp)就代表製程能力,而想要改善Cp值,通常意味著要提高製程或是更換較精良的機器,一般來說短時間內是無法馬上獲得改善的。

就像打靶一樣,如果有一個人可以把六發子彈全部都打在同一個位置上,就表示這個人的打靶「精度」很高,相反地如果全部都分散開來很遠,就表示其「精度」很低,精度低的人則很難成為神射手。

準度(Ck)則不然,通常可經由人為的控制而獲得改善,只是一般人認為太簡單而加以忽略。

再以打靶為例,如果有一個人打了六發子彈都沒有打中靶心,可是每發子彈都打在靶紙上,跟一個六發子彈有一顆打在靶心,可是其他五顆連靶紙都沒有打中的人互相比較,哪一個人的準度比較高?當然是全部打在靶紙上的準度比較高。

target01再以打靶為例好了,如果我們只是一味地改善Cp而忽略Ck,就有可能發生把六發子彈全部打在同一個位置(高Cp),可是卻全部打在靶紙邊緣(低Ck)的憾事,所以只考慮Cp似稍嫌不足,因為Ck確實還是會影響到打靶的成績,也會影響到整體產品的品質。因此就有了綜合製程Cpk的產生,它是將Ck與Cp兩種指標綜合起來,有了Cpk綜合指標對於改製程能力之衡量,就更為合理了。


工作熊個人小撇步:關於如何記憶Cp與Ck(Ca)


回》SPC、Cpk、製程能力之解說與整理

延伸閱讀:
製程能力介紹 ─ Cp之製程能力解釋
製程能力介紹 ─ Ck之製程能力解釋
製程能力介紹 ─ Cpk之製程能力解釋
製程能力介紹 ─ 製程能力的評估與改善對策

 
 
訪客留言內容(Comments)

Hi 熊大
請問您公司在大陸有工廠嗎,應該有吧,有一個關於PCB板廠製程問題請教,Layout原稿設計 ,PCB上的SMT零件 0402~2012 PAD
Solder mask防焊(開窗)比Solder Paste大2mil設計,但有些陸仔板廠就會調整到4mil,依圖片看來,PAD露太大 。
據了解,防焊層設計上是給板廠在印刷製程,避免印到PAD,真不懂2mil技術有困難嗎,For產品量產工廠

根據我的了解,一般的PCB板廠(三線以上)應該都可以作到 2mils 的印刷間隙才對,需要調整到 4mils 表示它的印刷對位能力非常不足,有可能是機台的精準度問題或是人員的訓練不足。不過一般要變更這類印刷間隙前應該都會有所謂的工程問題溝通程序,一般的板廠都不敢直接更改才是,如果貴公司的板廠有這樣的問題,還真是傷腦筋,建議要請貴公司的SQE(供應商品管工程師)先去了解問題並要求對方限時改善才是,否則日後會不會又私自變更某些電路板的線路設計,影響到產品功能,不可不慎呢。

OSP PAD 異常
OSP PAD發紅現象
Hi 熊大
請問你們是否有遇過 PCB OSP PAD表面有發紅現象!是何因素造成的?化金版是否也會遇到呢

個人想幫工作熊協助簡易說明

如果精密度要高 產品製程要能夠穩定,每一個製程站的製程能力彼此之間一定維持高水準(高水準 = 製程寬度越窄越集中) Cp值 大 (望大)

如果準確度要高 製造出來的產品規格一定要與製程期望製造產品的平均規格會接近一致(規格差異小 越接近越好) 因此Ck(Ca)值要 小 (望小)

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用標準差說明的話
製程標準會定在4個標準差範圍 ,再提升到5個標準差範圍

如果是新開發的製程的話
會先找出3個標準差範圍 再往上提升
不過大部分維持3個標準差就可以滿足客戶的低需求

現實上來看 成本是執行的最大考量
通常要5標準差 已經算是瓶頸
要達到六標準差 通常理論上會告知執行所謂六標準差設計
也就是先源頭設計改善
簡單來說 一開始就設計失敗的話
後續的改善是無法讓你直接到六標準差
唯有透過重新設計

Hi 熊大您好, 我想請問一些關於FAI, Cpk資料上面的疑問
1. 請問一下FAI 的Alert up or low 超過80% 這個會影響甚麼嗎?
2. 如果FAI的 CTF尺寸 又alert 超過80% 會影響Cpk嗎?
3. Cpk 資料內有數據被標示outliter離峰值, 但是整體數據又有滿足1.33,請問這會有甚麼影響嗎?
不好意思,因為這些問題困擾很久了….希望能不吝撥空回覆,感激不盡.

JU CHIEN
我的回答不見得是最正確的,建議多方求證。
1.可以問一下你FAI的80%的 alert up 及 alter low 是如何定出來的嗎?我這邊沒有定過這樣的數據。就跟你的疑問一樣,FAI超過了80%的alert會怎樣?這個應該要機構工程師去解釋每個尺寸的敏感度,有些真的是minor就不用去管它,有些會影響功能的,建議要複測,或是多量幾個算Cpk。其實還有一個更重要的,公差定得到底何不合理?
2.你的CTF應該是重點尺寸吧?如果不是請更正。還是那句話公差定得到底何不合理?先假設合理好了,FAI超出80%應該會有相當大的比率可能會超標,當然這還是得看標準差是多少才能決定,你就假設你量出來的FAI是常態分佈的中心,假設中心落在規格80%的位置,你說可能會有多少產品超標。
3.出現Outliter表示可能存在量測錯誤,可能是量測儀器不恰當或是量測手法不當造成量測失準,如果數據又符合Cpk1.33,則可以考慮減少小數點,降低數據的敏感度。


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