1、CPK原理及在Minitab中的应用什么是 Cpk?nCpk的定义：制程能力指數制程能力指數；nCpk的意义：制程水准的量化反映制程水准的量化反映;用一个数值来表达制程的水准;(1)(1)只有只有制程能力强的制程才可能生产出质量好、强的制程才可能生产出质量好、可靠性水平高的产品可靠性水平高的产品(2)(2)制程能力指数是一种表示制程水平高低的方便指数是一种表示制程水平高低的方便方法，其实质作用是反映方法，其实质作用是反映制程合格率制程合格率的高低。的高低。和Cpk相关的几个重要概念1单边规格单边规格：只有规格上限和规格中心或只有下限或规格中心的规格;如考试成绩不得低于80分，或浮高不得超过0.
2、5mm等；此時數據越接近上限或下限越好双边规格：双边规格：有上下限與中心值,而上下限與中心值對稱的规格；此时数据越接近中心值越好；如D854前加工脚长规格2.80.2mm;nUSL(Upper specification limit):即規格上限nLSL(Low specification limit):即規格下限n C：规格中心nX=(X1+X2+Xn)/n 平均值 (n為樣本數)nT=USL-LSL 規格公差n n-1(X1-X)2+(X2-X)2+(Xn-X)2=和Cpk相关的几个重要概念2 Ca:制程准确度;(Capability of Accuracy)Ca 在衡量“實際平均值“與“
3、規格中心值”之一致性;对于单边规格，不存在规格中心，因此也就不存在Ca;对于双边规格，2/TCXCa=什么是Ca?等級ABCD Ca值|Ca|12.5%12.5%|Ca|25%25%|Ca|50%處理原則作業員遵守作業標準操作並達到規格之要求,需繼續保持.有必要盡可能將其改進為A級作業員可能看錯規格不按作業標準操作或檢討規格及作業標準.應采取緊急措施,全面檢討所有可能影響之因素,必要時得停止生產.50%|Ca|Ca等级评定及处理原则Cp:制程精密度(Capability of Precision)Capability of Precision)CpCp衡量衡量的是的是“規格公差寬度規格公差寬度
4、”與與“製程變異寬製程變異寬度度”之比例之比例;对于只有规格上限和规格中心的规格：对于只有规格上限和规格中心的规格：对于只有规格下限和规格中心的规格：对于只有规格下限和规格中心的规格：对于双边规格：对于双边规格：6sUSL-LSLCp=3sUSL-XCpu=3sXCpl=LSL什么是Cp?Cp等级评定及处理原则等級Cp值處理原則A+1.67無缺點考慮降低成本A 1.33 Cp 1.67狀態良好維持現狀B1.00 Cp 1.33 改進為 A 級C0.67 Cp 1.00制程不良較多，必須提升其能力DCp 0.67制程能力太差，應考慮重新整改設計制程nCpk=Cp*(1-Ca);nCpk Cp;n
5、Cpk是Cp和Ck的綜合表現Cpk的計算公式製程能力靶心圖製程能力靶心圖.Ca好Cp差Cp好Ca差Cpk好.Cpk等級評定及處理原則等級Cpk值處理原則A+1.67無缺點考慮降低成本 A 1.33 Cpk 1.67狀態良好維持現狀B1.00 Cpk 1.33 改進為 A 級C0.67 Cpk 1.00制程不良較多，必須提升其能力DCpk 0.67制程能力太差，應考慮重新整改設計制程Cpk和制程良率換算合格率%68.395.599.7399.993799.99995100每一百件之不良Defects per 100 parts每一百萬件之不良(Dppm)Defects per million p
6、arts0.3331.74.5Cpk1.331.6720.6710.00630.0000570.0000002317310455002700630.570.0020.27Cpk的計算實例1n某工序的規格要求為100.1mm,實際測出50個樣本值如下計算出該工序的Cpk;nX=10.036;n s=0.027;n Ca=(x-C)/(T/2)=(10.036-10)/0.1=0.36;nCp=(10+0.1-(10-0.1)/(6*0.027)=1.239;nCpk=Cpx(1-Ca)=1.239x(1-0.36)=0.793;Cpk的計算實例2總結總結代等號雙邊規格單邊規格級准確度:A 比較制
7、程實績平均值與規B格中心值一致的程度CD精密度A+比較規格公差寬度和制程A變異寬度BCD制程能力指數A+綜合衡量Ca和Cp;ABCD定義計算公式等級標准Ca無CpCpk無50%CaX-CT/2Ca=Ca12.5%12.5%25%Ca25%50%CaT6Cp=Cpu=USL-X3Cpl=X-LSL3Cpk=Cp(1-Ca)1.67 Cp1.33Cp1.671Cp1.330.67Cp1Cp0.67Cpk0.670.67Cpk11Cpk1.331.33Cpk1.671.67CpkCPK在MINITAB中的应用n在应用MINITAB进行过程能力分析之前，先要判定所分析的数据是否服从正态分布，然后再判断
8、其是否稳定。否则所做的CPK没有任何意义。（但这不是绝对的标准）。n如何判断是否服从正态分布n就产线组装段测得Gap值来举例，以下是产线测得的ALG top与base Gap的30个数据 0.10.10.20.050.10.050.050.150.050.050.10.30.10.10.050.050.050.050.050.250.050.050.20.050.050.10.050.10.050.05n启动MINITABn打开一个工作表 1.选择Fileopen worksheet 2.在查找范围一栏选表格保存的地址，在文表格保存的地址，在文件类型一栏选件类型一栏选Excel（*xls）3.
9、选择选择ALG CPK form，点击打开。打开。4.Excel表格在MINITAB中打开后，重新再打开一个worksheet表格 选择选择File New，在，在New对话框中选择对话框中选择minitab worksheet，然后点击，然后点击OK。5.点击Gap measure表格，选中所要选的30个gap值并将其复制到新建的worksheet中。n6.Stat Basic Statistics Graphical Summary 7.在在variables中键入中键入C1，点击，点击OK 0.300.250.200.150.100.05MedianMean0.1250.1000.075
10、0.050Anderson-Darling Normality TestVariance0.004325Skewness1.88725Kurtosis3.12796N30Minimum0.050000A-Squared1st Quartile0.050000Median0.0500003rd Quartile0.100000Maximum0.30000095%Confidence Interval for Mean0.0671113.800.11622395%Confidence Interval for Median0.0500000.10000095%Confidence Interval
11、 for StDev0.0523740.088406P-Value 0.005Mean0.091667StDev0.06576395%Confidence IntervalsSummary for ALG Gap between top and baseWorksheet:2007-6-20;Number：30pcs P-Value小于0.05，则说明不是正态分布n就机构方面测量上下盖的Gap值不符合正态分布，我们分析一下其原因，可能是因为上盖和下盖本身尺寸就不符合正态分布，所以组成整机后就不符合正态分布了。所以对于机构Team的人，以后试产机种在pilot run前先要要求产线帮我们量一些重
12、点尺寸（一定数量），我们要指定一个人去量，并亲自确认他们的量测手法是否正确，量测时并一一标号，然后分别对所量的上盖和下盖尺寸检验其是否符合正态分布？（如果还是不符合正态分布，可能就要考虑是否是量测手法或是材料尺寸本身出了问题。）n组装时也要指定哪个人要做什么动作，这都要固定。然后再去按所标的号去量手机的GAP值（同样是一个固定的人），如果前面的准备工作都做好，那所量出来的数据应该是满足正态分布的，然后再去算CPK值。n若计算出来的CPK值不理想，比如小于1，那我们就要进行具体的分析（看组装手法是否正确或是其他一些问题了。n若不是正态分布，做CPK就没有意义了。此时需要我们去分析为什么不是正态分
13、布，可能是抽样方法或是抽样数量或是其他一些原因，这里就不再多说。n下面再举一个例子，是WCDMA IMT2000 10563 MAX Output Power（TX）的数据（接carkit测试）测试50次：21.8421.8821.9021.9021.9021.9021.8921.8821.8821.8721.8621.8521.8821.9221.9121.9121.9021.9021.8921.8821.8821.8821.9221.8821.9421.9321.9321.9321.9321.9221.9221.9121.9121.9021.9121.9121.9221.9021.9421
14、.9621.9521.9521.9421.9421.9321.9221.9221.9221.9521.91n和前面的操作一样先检查其是否满足正态分布。右边第一块数据是正态性检验.显示 P-Value=0.661,大于0.05,所以数据符合正态分布.第二块数据是平均值,偏态等第三块数据是最小最大等第四块数据是平均值,方差的95%置信区间等 Summary For WCDMA TX 10563 n从图中可以看出P0.205,所以是正态分布。n当确定了是正态分布后，再进行稳定性检验，Stat control charts variables charts individualsI-MRn由下图知平均
15、值为：由下图知平均值为：21.9078ObservationIndividual Value46413631262116116121.9521.9021.85_X=21.9078UCL=21.9409LCL=21.8747ObservationMoving Range4641363126211611610.060.040.020.00_MR=0.01245UCL=0.04067LCL=0111111111I-MR Chart of WCDMA IMT2000 10563 TXWorksheet:Worksheet 1;2007-6-20;I-MR Chartn从图中可以看出同一只手机随着测量次
16、数的增加所测得的数据整体呈上升趋势，因为随着测试时间的变长主板的温度会升高尽而会影响其测试的结果，但从下面的分析结果来看测试次数不同时对其平均值的影响不是很大，而我们要的是平均值。n假如我们只测40次数据，我们再来看其数据的变化趋势：n由下图知平均值为：21.9，与50次的平均值相比只差0.078ObservationIndividual Value3733292521171395121.92521.90021.87521.850_X=21.9UCL=21.9336LCL=21.8664ObservationMoving Range373329252117139510.060.040.020.
17、00_MR=0.01263UCL=0.04127LCL=0111111I-MR Chart of WCDMA IMT2000 10563 TXWorksheet:Worksheet 1;2007-6-20;MAX OUTPUT POWER(前40次测得数据）n以下是测试30次所得数据的变化趋势：n由下图知平均值为：21.896,与40次测得的数据相差0.004ObservationIndividual Value2825221916131074121.92521.90021.87521.850_X=21.896UCL=21.9308LCL=21.8612ObservationMoving Ra
18、nge282522191613107410.060.040.020.00_MR=0.01310UCL=0.04281LCL=011111I-MR Chart of WCDMA IMT2000 10563 TXWorksheet:Worksheet 1;2007-6-20;MAX OUT POWER（前30次测得的数据）n以下是测20次时所得的测试数据：n由下图知平均值为：21.887,与30次测得的数据相差0.009ObservationIndividual Value19171513119753121.92521.90021.87521.850_X=21.887UCL=21.91780LCL
19、=21.85620ObservationMoving Range1917151311975310.0450.0300.0150.000_MR=0.01158UCL=0.03783LCL=011111I-MR Chart of WCDMA IMT2000 10563 TXWorksheet:Worksheet 1;2007-6-20;MAX OUT POWER（前20次测得的数据）n以下是前10次测试的数据的变化趋势：n由下图知平均值为：21.884，与20次测得的数据相差0.003ObservationIndividual Value1098765432121.9021.8821.8621.8
20、4_X=21.884UCL=21.91060LCL=21.85740ObservationMoving Range109876543210.0450.0300.0150.000_MR=0.01UCL=0.03267LCL=011I-MR Chart of WCDMA IMT2000 10563 TXWorksheet:Worksheet 1;2007-6-20;MAX OUT POWER（前10次测得的数据）n由上面5个控制图可以看出因为随着测试次数的增加测试时间会变长主板的温度会升高尽而会影响其测试的结果，所以从测试50次和测试40次的图形来看整体有略呈上升趋势，但测试50次，测试40次，测
21、试30次，测试20次，测试10次的平均值相差不大，所以根据实际情况可相应的减少测试次数。n检验完稳定性后即可计算CPK Stat Quality tools Capability Analysis Normal这里写入分组的组数这里写入上下限n关于Subgroup size处，对于EE来说，如果抽样的测试数据来自两个不同的治具，则此时这里就应该写入2（即所抽样数分为两组）。n点击OK后，就会出现概率分布图如下：CPK的值为6.221.67n由概率分布图可以看出CPK的值为6.22，说明测出来的数值比较稳定。检验治具的稳定性检验治具的稳定性n针对目前产线的测试情况，我们先来检验产线的测试治具是否
22、稳定，并计算CPK值来判断其稳定性。一一.测试方式：测试方式：是是测WCDMA 六个channel TX，将1pcs AL1主板放到同一台治具上去测，主板放到治具里不动，只是把快速夹压下去扶起来来回30次来检验治具的RF头和8960连接的cable线是否稳定。同前面的操作方式一样，先判断是否符合正态分布并进行控制图分析及计算其CPK。n1.10563 channel20.0019.9819.9619.9419.9219.90MedianMean19.97019.96519.96019.95519.95019.94519.940Anderson-Darling Normality TestVar
23、iance0.001Skewness0.112709Kurtosis-0.493241N30Minimum19.900A-Squared1st Quartile19.938Median19.9603rd Quartile19.980Maximum20.01095%Confidence Interval for Mean19.9470.2619.96895%Confidence Interval for Median19.94019.97095%Confidence Interval for StDev0.0220.037P-Value0.674Mean19.958StDev0.02895%Co
24、nfidence IntervalsSummary for WCDMA TX 10563Worksheet:WCDMA.txt;2007-6-20;n进行控制图分析看其图形变化趋势：ObservationIndividual Value2825221916131074120.0019.9519.90_X=19.9577UCL=20.0008LCL=19.9146ObservationMoving Range282522191613107410.0750.0500.0250.000_MR=0.01621UCL=0.05295LCL=0112211222122I-MR Chart of WCDMA
25、 10563 TXWorksheet:Worksheet 2;2007-6-21;检验治具的稳定性n进行过程能力分析20.4120.2820.1520.0219.8919.7619.6319.50LSLUSLProcess DataSample?N30StDev(Within)0.0278676StDev(Overall)0.0278676LSL19.4577Target*USL20.4577Sample Mean19.9577Potential(Within)CapabilityCCpk5.98Overall CapabilityPp5.98PPL5.98PPU5.98PpkCp5.98Cp
26、m*5.98CPL5.98CPU5.98Cpk5.98Observed PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00Exp.Within PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00Exp.Overall PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00WithinOverallProcess Capability of WCDMA 10563 TXWorksheet:Worksheet 2;2007-6-21;检验治具的稳定性 所以10563 channel CPK值为5.98n用同样的方式对WCDMA 的其余五
27、个channel进行检验。2.10690 channel CPK值为：1.443.10837 channel CPK值为：5.284.9664 channel CPK值为：6.735.9856 channel CPK值为：5.96.9664 channel CPK值为：4.83n由以上六个channel的CPK值可以说明此台测试治具连接RF头和8960的 cable线是稳定的。n下面继续分析治具是否稳定：二二.测试方式：测试方式：同一个人对AL1 30pcs主板进行测试 AL1 WCDMA 10563 Channel TX,主要检验把主板放进去取出来以及压合快速夹时治具是否稳定。共30组数据，
28、每组数据里又有30个，先对每组数据求均值，30组数据的均值如下表：19.94 20.09 20.09 20.09 20.09 20.0920.09 20.09 20.09 20.09 20.09 20.0920.08 20.08 20.08 20.08 20.08 20.0820.08 20.08 20.08 20.08 20.08 20.0820.08 20.08 20.08 20.08 20.08 20.08n先检验其是否符合正态分布20.0820.0420.0019.96MedianMean20.09020.08520.08020.07520.070Anderson-Darling No
29、rmality TestVariance0.001Skewness-5.1858Kurtosis27.8462N30Minimum19.940A-Squared1st Quartile20.080Median20.0803rd Quartile20.090Maximum20.09095%Confidence Interval for Mean20.0697.6920.08995%Confidence Interval for Median20.08020.09095%Confidence Interval for StDev0.0210.036P-Value 0.005Mean20.079St
30、Dev0.02795%Confidence IntervalsSummary for WCDMAWorksheet:Worksheet 2;2007-6-21;检验治具的稳定性nP value0.005,是不符合正态分布的，但是我们再用Dotplot来看一下数据的分布：1.Graph Dotplot2.在在One Y下选下选sample，然后点，然后点OK3.在在Graph variable处选处选C1，然后点，然后点OK C120.0820.0620.0420.0220.0019.9819.9619.94Dotplot of WCDMA 10563 Channel TX 30个均值的点图Wo
31、rksheet:Worksheet 2;2007-6-21;只有一个数据比较分散，其余都很集中n把那一个分散的点去掉（需要单独对这一点分析），继续进行过程能力分析：20.5420.4120.2820.1520.0219.8919.7619.63LSLUSLProcess DataSample?N29StDev(Within)0.00498232StDev(Overall)0.00498232LSL19.636Target*USL20.636Sample Mean20.0838Potential(Within)CapabilityCCpk33.45Overall CapabilityPp33.4
32、5PPL29.96PPU36.94PpkCp29.96Cpm*33.45CPL29.96CPU36.94Cpk29.96Observed PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00Exp.Within PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00Exp.Overall PerformancePPM?USL 0.00PPM?Total0.00WithinOverallProcess Capability of WCDMA 10563 TXWorksheet:Worksheet 2;2007-6-21;Cpk值为29.96,说明我们的测试治具是稳定的n经过前面的验证证明我们的测试治具是稳定的。
