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公開日: 09/19/2023

「工程能力」プラットフォームの概要

「工程能力」プラットフォームでは、さまざまなツールを使って、工程が特定の仕様限界に適合しているかどうかを測定できます。デフォルトでは、各変数が従う分布として正規分布を仮定して、ゴールプロット・工程能力箱ひげ図・工程能力指数プロットが描かれます。正規分布以外の工程能力指数も、工程能力指数プロットでは描かれます。これらのグラフ以外に、正規化箱ひげ図・要約レポート・各列に対する詳細レポートを追加できます。

仕様限界は、次のような方法で指定できます。

データテーブルにおける各列に、列プロパティを設定する

起動ウィンドウにおいて、仕様限界ダイアログを表示するように指定する

仕様限界のデータテーブルから仕様限界を読み込む

「仕様限界の管理」を用いる([分析]>[品質と工程]>[仕様限界の管理])

両側・片側の仕様限界や、非対称の仕様限界を指定することができます。

メモ: 「工程能力」プラットフォームは、[分析]>[一変量の分布]や[分析]>[品質と工程]>[管理図]で実行される分析よりも、より多くの工程能力分析が行えます。

工程能力指数

工程能力指数は、「仕様限界を満たしている製品を工程が生産できる度合い」を示した指標です。工程能力指数は、品質特性における平均と標準偏差の推定値を、仕様限界に照らし合わせて計算されます。群内シグマから計算された工程能力指数(Cpk)は、群内のばらつきから推定した標準偏差に基づきます。一方、全体σから計算された工程能力指数(Ppk)は、工程データ全体から推定した標準偏差に基づきます。正規分布の工程能力指数の統計的詳細およびばらつきに関する統計量の統計的詳細を参照してください。

平均や標準偏差の推定値は、工程が従う確率分布の中心やばらつきが安定している場合のみ、妥当なものになります。そのため、群内推定値から計算された工程能力指数(Cpk)は、工程のばらつきが安定していなければ解釈ができません。また、全体シグマから計算される工程能力指数(Ppk)は、工程のばらつきだけではなく、工程の平均も安定していなければ解釈ができません。

また、標本サイズが小さいと、工程能力指数は推定誤差が大きいかもしれません。「工程能力」プラットフォームでは、ほとんどの工程能力指数に対して信頼区間が示されます。これらも考慮して、工程能力指数がとりうる範囲を推測してください。

メモ: ここに画像を表示 ただし、非正規分布の場合などは、信頼区間は算出されません。そのような場合でも、シミュレーション機能によって信頼区間を求めることができます。例として、非正規データのPpkに対する信頼限界のシミュレーションの例を参照してください。

工程能力指数の値に関するガイドラインは、Montgomery(2013)を参照してください。工程能力指数は、1.33以上となることが推奨されています。ただし、シックスシグマにおいては、1万あたりの不適合率が非常に小さいことを要求しており、より大きな工程能力指数を目標にしています。

非正規分布に対する工程能力指数

「工程能力分析」プラットフォームでは、正規分布、ベータ分布、指数分布、ガンマ分布、Johnson分布、対数正規分布、二重正規混合分布、三重正規混合分布、SHASH分布、Weibull分布に基づいた工程能力指数を求めることもできます。[最良]オプションは、これらの確率分布の中から最良の分布を特定し、その確率分布に基づく工程能力指数を計算します。このプラットフォームには、ノンパラメトリックな分布をあてはめて、そこから工程能力指数を計算する[ノンパラメトリック]オプションも用意されています。

非正規分布に対しては、分位点法(「パーセント点法」や「ISO方式」とも呼ばれる)と、Z-スコア法(「Bothe方式」とも呼ばれる)のいずれかで工程能力指数を求めることができます。これらの方法の詳細については、非正規分布の工程能力指数の統計的詳細を参照してください。

メモ: 工程能力分析は、[分析]>[品質と工程]>[管理図ビルダー]においても用意されています。ただし、非正規分布に基づく工程能力分析は、「工程能力」プラットフォームでしか提供されていません。

全体シグマと群内シグマの推定値

「工程能力」プラットフォームでは、正規分布に基づく工程能力指数は、長期的に計算されたばらつきの推定値(全体シグマ)、および、短期的に計算されたばらつきの推定値(群内シグマ)のいずれでも計算できます。工程が安定していれば、長期的に見たときのばらつきと、短期的に見たときのばらつきは似たようなものであり、全体シグマと群内シグマは同じような値になるはずです。正規化箱ひげ図や要約レポートも、全体シグマと群内シグマのいずれに基づいても計算できます。安定した工程および不安定な工程で計算される工程能力指数の例については、「工程能力」プラットフォームの別例を参照してください。

群内シグマを推定するには、起動ウィンドウでサブグループを指定します。それには、サブグループを定義する列を指定するか、または、[一定のサブグループサイズ]を選択します。群内シグマは、標準偏差の平均によって、または、範囲の平均によって推定されます。いずれの方法でも、この推定値は、母標準偏差の不偏推定値になっています。サブグループを指定しなかった場合、サイズ2のサブグループの移動範囲を使用して、群内シグマは推定されます。なお、これらの方法ではなくて、「履歴シグマ」(過去の工程データから得られた標準偏差の推定値)も指定できます。

工程能力指数の表記

「工程能力」プラットフォームでは、次の2種類の工程能力指数を計算できます。工程能力指数の計算の詳細については、正規分布の工程能力指数の統計的詳細を参照してください。

Cpk, Cpl, Cpu, Cp, Cpm。これらの指数は、群内シグマ(短期における標準偏差の推定値)に基づきます。

Ppk, Ppl, Ppu, Pp, Cpm。これらの指数は、全体シグマ(長期における標準偏差の推定値)に基づきます。全体シグマは、工程が安定した状態でないと解釈できません。Montgomery(2013)を参照してください。

「工程能力」プラットフォームは、適切なAIAG表記法によって工程能力指数を示します。すなわち、「Ppk」は、全体シグマから算出された指標を示します。一方、「Cpk」は、群内シグマから算出された指標を示します。

メモ: [AIAG (Ppk)ラベル]のプラットフォームの環境設定は、デフォルトで選択されています。レポートをCp表記法で表示したい場合は、「工程能力」の下でこの環境設定の選択を解除してください。

工程能力分析の詳細については、Montgomery(2013)およびWheeler(2004)を参照してください。

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