Bei Ellistat berechnen wir keinen Cpk-Wert. Und das ist ganz bewusst so!
Wenn Sie bereits einen Fähigkeitsbericht in Ellistat geöffnet und nach dem Cpk gesucht haben, haben Sie ihn nicht gefunden. Das ist kein Versehen. Es handelt sich um eine bewusste Entscheidung, die auf einer einfachen Überzeugung beruht: In den allermeisten industriellen Kontexten vermittelt der Cpk ein zu optimistisches Bild des Prozesses, und dieses Bild kann zu falschen Entscheidungen führen.
Cpk und Ppk: gleiche Formel, sehr unterschiedliche Annahmen
Beide Kennzahlen messen die Prozessfähigkeit, d. h. die Fähigkeit eines Prozesses, Teile innerhalb der vorgegebenen Toleranzen herzustellen. Sie vereinen zwei Informationen: die Streuung des Prozesses und seine Zentrierung in Bezug auf den Sollwert. Der Unterschied liegt in der Art und Weise, wie die Streuung geschätzt wird.
Die Cpk verwendet eine Standardabweichung kurzfristig, geschätzt anhand der internen Streuung der Untergruppen (die mittleren Bereiche oder Spannweiten eines klassischen Stichprobenplans). Diese Schätzung setzt voraus, dass der Prozess statistisch unter Kontrolle ist: stabil, wiederholbar und frei von Sonderursachen. Unter diesen idealen Bedingungen spiegelt er den Potenzial des Verfahrens.
Die Ppk verwendet die Standardabweichung insgesamt, der direkt auf der Grundlage aller Daten des Beobachtungszeitraums berechnet wird. Er berücksichtigt somit alle tatsächlichen Schwankungsquellen: fortschreitende Abweichungen, Wechsel der Materialcharge, Bediener-Einflüsse, Werkzeugverschleiß sowie Schwankungen zwischen den Schichten. Er spiegelt die tatsächliche Leistung des Verfahrens über einen repräsentativen Zeitraum.
Die Formel zur Berechnung der Zentrierung ist in beiden Fällen identisch. Nur der Nenner ändert sich. Doch dieser Nenner macht den entscheidenden Unterschied aus.
Das Problem mit dem Cpk in der tatsächlichen Produktion
Theoretisch ist der Cpk-Wert aussagekräftig: Er isoliert die natürliche Variabilität des Prozesses und ermöglicht es, Einstellprobleme von Problemen der intrinsischen Leistungsfähigkeit zu unterscheiden. Er ist ein wertvolles Instrument in der Prozessentwicklungsphase oder bei einer Erstqualifizierung in einer kontrollierten Umgebung.
In der Serienfertigung sieht die Realität anders aus. Eine Fertigungsanlage läuft nie lange unter vollkommen stabilen Bedingungen. Der Wechsel der Materialchargen verändert die Eingangsparameter. Der fortschreitende Verschleiß der Werkzeuge führt zu einer langsamen Abweichung. Die Schichten am Morgen und am Abend arbeiten nicht ganz nach denselben Verfahren. Eine Maschine, die nach dem Wochenende wieder in Betrieb genommen wird, verhält sich nicht ganz so wie unter der Woche.
Diese Phänomene sind keine Anomalien, die es zu beheben gilt: Sie sind die normalen Bedingungen einer industriellen Produktion. Ein Cpk-Wert, der auf der Grundlage einiger Stunden stabiler Produktion berechnet wurde ignoriert bewusst diese Realität. Der Wert kann bei 1,67 liegen, während der über einen ganzen Monat gemessene Ppk auf 1,12 sinkt. Das Teil, das Sie an Ihren Kunden liefern, ist dasjenige, das unter diesen realen Bedingungen hergestellt wurde, nicht unter den idealen Bedingungen der kurzfristigen Planung.
Wer den Cpk als Routinekennzahl verwendet, geht das Risiko ein, einen Prozess anhand seiner besten Leistung und nicht anhand seiner üblichen Leistung zu validieren.
Warum der Ppk bei Ellistat der Referenzindikator ist
Wir bei Ellistat gehen davon aus, dass der Fähigkeitsindikator eine konkrete Frage beantworten muss: Liefert mein Fertigungsprozess unter realen Produktionsbedingungen über einen repräsentativen Zeitraum tatsächlich konforme Teile?
Der Ppk gibt Aufschluss über diese Frage. Er wird auf der Grundlage von Langzeitdaten berechnet, die unter normalen Betriebsbedingungen erhoben wurden: Schwankungen zwischen den Schichten, Serienwechsel und alltägliche Unwägbarkeiten sind dabei berücksichtigt. Dieser Indikator sagt voraus, was bei der Endkontrolle oder beim Kunden tatsächlich passieren wird.
Dieser Ansatz verändert auch die Art und Weise, wie die Ergebnisse interpretiert werden. Ein Ppk-Wert von 1,33 über drei Produktionsmonate hinweg ist eine verlässliche Information. Ein Cpk-Wert von 1,67, gemessen an einem Dienstagmorgen über zwei Stunden, ist ein trügerisches Versprechen. Um einen industriellen Prozess zu steuern, braucht man robuste Kennzahlen, keine beschönigenden.
Und was ist, wenn man das kurzfristige Potenzial benötigt?
Manchmal möchte man die kurzfristige von der langfristigen Variabilität trennen, insbesondere um ein Problem zu diagnostizieren: Ist der Prozess selbst unzureichend, oder ist es die Instabilität, die die Leistung beeinträchtigt? In diesem Fall besteht der richtige Ansatz nicht darin, sich routinemäßig auf den Cpk-Wert als Indikator zu verlassen, sondern das Verhältnis Ppk/Cpk als punktuelles Diagnosewerkzeug zusätzlich zu einer Kontrollkarte zu analysieren.
Was sich dadurch für Ihre Analysen ändert
Konkret bedeutet die Verwendung des Ppk als Hauptindikator, dass Sie Daten über ausreichend lange und repräsentative Zeiträume erfassen müssen. Eine Stichprobe, die während einer Stunde mit stabiler Produktion entnommen wurde, ist keine valide Grundlage. Eine Woche, die mehrere Schichten, mehrere Materialchargen und mehrere Maschinenanläufe umfasst, liefert bereits aussagekräftige Ergebnisse.
Dies erfordert etwas mehr Sorgfalt bei der Erstellung des Erhebungsplans. Aber dadurch erhalten Sie ein getreues Bild davon, was Ihr Prozess tatsächlich leistet – und das ist die einzige solide Grundlage, um zu entscheiden, ob ein Prozess wirklich unter Kontrolle ist oder ob er verbessert werden sollte.