1.工序能力指数的概念

工序能力是表示生产过程质量特性值客观存在的分散的一个参数，但是这个参数能否满足产品的技术要求，仅从它本身还难以看出。因此，还需要另一个参数来反映工序能力满足产品技术要求（公差、规格等质量标准）的程度，这个参数就叫作工序能力指数。工序能力指数是技术要求和工序能力的比值。

当分布中心与公差中心重合时，工序能力指数记为Cp。当分布中心与公差中心有偏离时，工序能力指数记为Cpk。运用工序能力指数，可以帮助我们掌握生产过程的质量水平。Cp 值越大，表明加工精度越高，但相应的加工成本也越高，所以对于Cp 值的选择应根据技术要求与经济性综合考虑来决定。

2.工序能力指数的计算

根据定义，工序能力指数＝技术要求／工序能力。

（1）当工序处于稳定状态时，工序分布中心与公差中心无偏移时，工序能力指数Cp 的计算公式是：式中　Cp——工序能力指数；

T——技术标准范围；

B——工序能力；

S——样本标准偏差。

案例　工序能力指数的计算

某企业生产某零件，要求外径尺寸为 mm。现抽查100 件，经计算X＝14.925 mm，标准偏差S ＝0.008 2 mm，试计算和判断其工序能力指数。

解：TU ＝15－0.05 ＝14.95（mm），TL ＝15－0.10 ＝14.90（mm）

公差中心TM ＝（TU ＋TL）／2 ＝（14.95 ＋14.90）／2 ＝14.925（mm）

因为公差中心TM 与分布中心X 一致，所以工序能力指数

根据工序能力指数标准，此工序能力尚可。

（2）当工序分布中心与公差中心有偏移时，工序能力指数Cpk的计算公式为

式中　ε——中心值的绝对偏离量，

案例　Cpk的求法

一批零件标准偏差S ＝0.4 mm，尺寸要求为（60 ±1.2）mm，零件实际尺寸值X＝60.48 mm，求Cpk值，并判断工序能力，提出对应措施。(www.daowen.com)

解：TU ＝60 ＋1.2 ＝61.2（mm），TL ＝60－1.2 ＝58.8（mm）

公差中心TM ＝（TU ＋TL）／2 ＝60（mm）

因为X ＝60.48 mm，说明工序分布中心与公差中心有偏移，所以要计算Cpk的值。

根据工序能力指数标准，说明工序能力不足，一般应停止加工，找出原因，改进工艺，提高Cpk值。否则，应全数检验，挑出不合格品。

3.工序能力指数的作用

工序能力指数表明在现有工序条件下，对所要求的质量规格的保证能力，据此可采取相应对策，调整工序能力或提高工序经济性。无偏情况下的Cp 表示过程加工的一致性，即“质量能力”，Cp 越大，则质量特性值的分布“越苗条”，质量能力越强。而有偏情况的Cpk表示过程中心μ 与中心TU 偏移情况下的过程能力指数，Cpk越大，则二者偏离越小，也即过程分布中心对规范中心越“瞄准”，是过程的“质量能力”与“管理能力”二者综合的结果。

工序能力指数的一般取值范围是1 ～1.33，太大则不经济，太小则不能保证质量（见表5－3）。

表5－3　工序能力等级评定表

续表

案例　工序能力指数的应用

质量专家应邀来到另一家电子外壳生产小型企业，该企业也存在着进料外壳硬度不足的问题。虽然也质疑经销商来料硬度问题，苦于处于发展阶段，没有资金购买相关测量设备，因此无法对来料进行质量判断。质量专家提议说：“到其他企业抽样检测，一次就足够了。可以采用一个方法，抽检部分板料，运用工序能力进行分析，如果这批板料达到要求，说明厂家板料没问题，那就放心大胆地用，如果发现进料硬度没有达到要求，那就要厂家予以改进。”

看着厂长那似懂非懂的目光，质量专家详细地介绍了运用工序能力的方法：“我们先从来料中选定样本40 份，把样本测量3 次，当作一组数据。再从检测的数据中，计算出样本标准偏差，最后计算出供应商的工序能力指数（Cpk）。如果工序能力指数小于1，就必须要求供应商进行改善品质，否则我们就考虑更换新的供应商。如果工序能力指数大于1.33，我们就认为供应商的板料品质良好，可以选为长期供应商。采用这种方法，可以保证进料的基本质量。由于在其他企业测试时间不长，并且只测试一次，那些企业也是能协作的。如果1 ＜Cp ＜1.33，说明供货商需要加大质量监控力度，我们可以向他提供实测数据，作为证明材料，促使供货商去想办法。这样，我们就可以把进货硬度问题，让供货商自己去解决。”

在质量专家的指导下，通过工序能力指数的计算，发现经销商的板料确实存有问题。在督促经销商限期整改后，板料的质量有了极大的提高，外壳的硬度质量有了保障。

案例　工序能力指数在机床中的应用

某电子企业生产一种高端产品，该产品中两个零件间的距离尺寸要求很精确，现采用专用机床进行焊接定位。每天将焊接好的产品，汇总在一起检查，在每天生产的产品中，总发现有些不合格的产品。后通过收集每台机床产品数据，对各机床的工序能力进行分析（见表5－4），并提出了改进意见，从而促进了全面质量的提高。

表5－4　各机床工序能力指数质量评价表

通过分析，机床4 的工序能力指数较高，在加工生产中，可采用机床4 上工人的加工工艺。而其他机床，应找出存在的问题，及时改进，提高过程能力，以控制加工过程质量稳定。