什么是 CPK（过程能力指数）？CPK（过程能力指数）是一个用来衡量我们生产过程是否稳健、能否满足规格要的重要指标。
通俗一点说，CPK反映了产品生产过程中“车道宽度”和“车技水平”的关系——这里“车道”指的是允许的规格公差范围，“车技”指的是工艺过程的波动程度（统计学上的标准差）。 如果生产过程波动很大（车开得不稳），或者平均值偏离目标（车没有在道路中央行驶），那么生产出的产品超出规格上下限的概率就高，CPK数值就会比较低；反之，如果过程波动小而且居中，产品大多落在规格范围内，CPK数值就会高。
举个形象的例子：将CPK想象成把车停进车库。车库两边的墙就是规格上下限，车的宽度和停放位置代表工艺波动和偏移程度。 如果车很宽，车技又差（过程波动大）或者停偏了（平均值偏了），就容易剐蹭到别人的车（超出规格）；如果车比较窄，车技又好（过程波动小）而且停在正中间（过程居中），两边都有富余的空间，则不容易出事。 CPK越高，意味着车身相比车库更瘦小且停得更正，也就是我们的工序波动小、偏差小，产品稳稳落在规格范围内；CPK低则表示过程能力不够，产品碰壁（超限）的风险高。 了解了这个概念后，我们来看一看 CPK 常见的几个数值 0.67、1.33 和 1.67 分别代表什么含义，以及这些特定数值是怎么来的。 CPK 与 “σ水平”的关系CPK之所以会出现0.67、1.33、1.67这些特定值，背后其实是统计学中正态分布的标准差σ所对应的覆盖范围。一般地，正态分布中±3σ覆盖了约99.73%的数据 。这意味着如果工序的平均值到规格上下限的距离刚好是3个标准差（即所谓“三西格玛水平”），那么理论上有0.27%的产品可能落在规格之外（约每1000件产品就有2~3件不合格）。用过程能力指数表示，这种情况CPK恰好等于1.0，因为规格公差范围正好容纳下6个标准差（一侧3σ）。 如果我们希望进一步降低不良率，就需要让规格限相对过程波动更宽松一些，也就是提高“σ倍数”。这时CPK就会大于1。值得注意的是，CPK乘以3大致就是对应的σ等级。
比如：CPK = 1.33 时，大约相当于4σ水平。此时过程平均值到规格边界的距离约为4个标准差（因为1.33×3≈4） 。4σ意味着99.9937%的产品会落在规格内，只有约0.0063%在规格外 。换句话说，大概每一百万件产品中只有约63件可能不合格，可谓极少的次品率。难怪很多行业把 CPK=1.33 视为工序**“合格”的标志——有统计指出，大多数客户通常要求供应商达到至少1.33的CPK 。这个数值提供了一定安全余量，即使过程有轻微波动或偏移，依然不太容易超出规范。 CPK = 1.67 时，相当于5σ水平（因为1.67×3≈5）。5σ是一个非常高的过程能力水平：正态模型下规格外品率仅约0.000057%（接近于百万分之一以下的量级）。也就是说，一百万件产品中可能连1件不良品都不到——几乎是接近零缺陷的状态。这样的过程能力通常在高可靠性或安全要求极高的行业才会被要求，例如航空航天、汽车行业的重要安全件等。有些严格的客户规定关键特性要达到 CPK≈1.67，目的就是为了把潜在不良的概率压低到几乎可以忽略。 CPK = 0.67 则对应仅约2σ水平（0.67×3≈2）。2σ意味着过程平均到规格限只有2个标准差距离，规格覆盖率下降到约95%左右。这种情况下理论上有约4.5%的产品可能超出规格（接近百分之五的不良率）。换算一下，就是每20个产品里就可能有1个不合格 。 显然，CPK只有0.67表示过程能力很差，超出公差的风险极高。一般认为 CPK < 1.0 时过程就是不满足规格能力的（不够“capable”） ；而0.67这个值之所以常被提及，是因为它形象地代表了“严重不达标”的程度——基本上容差只有过程波动的一半，勉强维持生产会产生大量不良品。通常在生产过程中发现CPK只有0.67左右，就需要引起重视并采取措施改善了。 为什么偏偏是这些数值？可以看到，0.67、1.33、1.67这些常见的CPK值并非随意凑出的数字，而是来自于上述σ倍数关系的简单换算和业界约定俗成的质量水准： 源自整数σ水平： 1.33正好是4/3，代表比3σ多出一个标准差的裕度；1.67约等于5/3，代表达到5σ水平；0.67则是大约2/3，对应只有2σ水平。质量工程师偏好用这样的CPK值来对应整齐的σ概念，因为这使得指标含义清晰明了。 例如谈到“CPK=1.33”时，大家都清楚这是**“四西格玛水平”**的代名词。用直观的话说：每侧规格限放宽到4个σ，提供了一定富余量来保证低不良率。 低不良率的需求： 从质量管理的角度，之所以常用1.33和1.67，正是因为这些水平对应的不良率已经非常低，符合大多数工业场景对缺陷的容忍度要求。 举例来说，在大批量生产中，即使0.27%的不良（CPK=1的情况）看似很小，但如果每月生产百万件产品，0.27%就意味着2700件次品，可能造成很大损失。而把CPK提高到1.33（不良约0.006%），同样一百万件里预计只有几十件不良品；CPK到1.67时，不良甚至接近于零。显然，后两者更能满足“零缺陷”追求或严格客户的要求。因此，很多企业将CPK=1.33定为内部质量控制的基本目标，关键工序则力争1.67甚至更高。 行业标准和惯例： 随着质量管理的发展，不同行业也形成了各自对过程能力的指导值。例如六西格玛管理理论追求的是6σ水平（理想情况下CPK=2.0），但实际应用中考虑长期漂移，一般希望过程长期CPK能保持在1.5左右，以达到相当于短期6σ的绩效。 这也是为什么业界会有“CPK值越高越好”的共识 ——数值越高，过程越稳定，顾客越满意。不过，在大多数日常制造场景下，要求达到CPK=2.0以上往往过于严苛且成本高昂，所以1.33和1.67作为折中的目标更加普遍也更实际 。例如，在汽车行业的质量规范中，一般特性要求CPK不低于1.33，而涉及安全的特殊特性则要求达到1.67 。这些数值已经成为质量保证领域约定俗成的门槛：达到1.33说明过程“有能力”，达到1.67则属“高度优秀”，而0.67则明显提示需要改进。 小结CPK≈0.67（2σ）：过程能力严重不足，波动相对公差过大，预期不良率在百分之几的量级，生产中会产生大量不合格品，需要改进。 CPK≈1.33（4σ）：业界广泛认可的基本合格水准，过程有一定裕度，波动较小且居中，预期不良率仅万分之零点几左右 )。绝大多数合格品，偶有极少量超标。 CPK≈1.67（5σ）：优秀水准，过程极其稳定，波动远小于公差，预期不良率几乎为零（接近百万分之一水平） 。产品品质非常有保障，多用于要求比较高的行业，比喻航天、高铁、汽车、手机。 |
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