Prozessfähigkeit beschreibt, wie sicher ein Prozess ein Merkmal innerhalb der geforderten Toleranz erzeugt. Sie ist keine Eigenschaft der Maschine und kein Prüfergebnis, sondern eine statistische Aussage über das Verhalten eines Prozesses über die Zeit.
Was die Kennzahlen ausdrücken
- cp setzt die Toleranzbreite ins Verhältnis zur Streubreite. Er beantwortet, ob der Prozess überhaupt eng genug streut, und ignoriert dabei, wo er liegt.
- cpk berücksichtigt zusätzlich die Lage. Er misst den Abstand des Mittelwerts zur näheren Toleranzgrenze. cpk ist immer kleiner oder gleich cp.
- pp und ppk werden bei vorläufigen Untersuchungen verwendet, etwa vor Serienstart, wenn noch keine Aussage über die Langzeitstabilität möglich ist.
Die aussagekräftigste Einzelbeobachtung ist die Differenz zwischen cp und cpk. Ist cp gut und cpk deutlich schlechter, liegt der Prozess schief in der Toleranz. Das ist die einfachste aller Diagnosen, weil sie sich meist durch Nachstellen des Mittelwerts beheben lässt, ohne dass an der Streuung etwas geändert werden muss.
Zwei Voraussetzungen, die häufig übergangen werden
Der Prozess muss statistisch stabil sein. Fähigkeit ist eine Prognose. Sie setzt voraus, dass sich der Prozess morgen so verhält wie gestern. Das lässt sich nur mit einer Regelkarte über einen ausreichenden Zeitraum zeigen. Der Fähigkeitswert eines instabilen Prozesses ist eine Zahl ohne Aussagekraft über die Zukunft, auch wenn er hoch ausfällt.
Das Verteilungsmodell muss passen. Die Standardformeln unterstellen eine Normalverteilung. Bei natürlich einseitig begrenzten Merkmalen wie Rundheit, Rauheit oder Position ist diese Annahme falsch, und die Rechnung liefert zu günstige Werte. Für solche Fälle gibt es angepasste Auswertemodelle; die pauschale Anwendung der Standardformel ist ein stiller Fehler, weil das Ergebnis plausibel aussieht.
Woher die geforderten Werte stammen
Grenzwerte wie ppk von mindestens 1,67 für vorläufige Untersuchungen und cpk von mindestens 1,33 für die Serie sind in der Automobilindustrie verbreitet und stammen aus Kundenforderungen und Branchenregelwerken, nicht aus ISO 9001. Ein Betrieb, der nach ISO 9001 zertifiziert ist und nicht in diese Lieferketten liefert, braucht keinen cpk. Er braucht einen Nachweis, dass seine Prozesse die geplanten Ergebnisse liefern — welcher das ist, entscheidet er selbst.
Woran es scheitert
Das Messsystem wird nicht geprüft. Ein Teil der beobachteten Streuung stammt aus dem Messmittel und dem Messvorgang. Ohne Beurteilung der Wiederhol- und Vergleichspräzision wissen Sie nicht, ob Sie den Prozess oder Ihre Messung bewerten. Bei engen Toleranzen ist das der Regelfall, nicht die Ausnahme.
Die Stichprobe stammt aus einer Schicht und einer Charge. Dann haben Sie Maschinenfähigkeit gemessen und Prozessfähigkeit darauf geschrieben.
Der Nachweis wird einmal geführt und nie wiederholt. Werkzeugverschleiß, Materialwechsel und Instandsetzungen verändern das Verhalten. Ohne laufende Überwachung, etwa über eine Regelkarte oder eine Fehlersammelkarte am Prüfplatz, ist der Wert aus dem Erstnachweis nach zwei Jahren eine Behauptung. Was gemessen wird und wie, gehört in die Prüfanweisung, nicht in eine separate Auswertedatei.