浅谈SPC （四）: 长期过程能力 vs 短期过程能力

今天我们讨论另外一个大家感兴趣的话题，也是很多人混淆的话题，也是很有趣的话题，即短期过程能力与长期过程能力。在很多场合，我听到很多人在争论Cp和Pp哪一个是长期能力、哪一个短期能力？网上的各种论坛也就这个问题也是争论不休，简直就是公说公有理，婆说婆有理，各执一词，互不相让。为什么会有这样的争执呢？我在介绍过程能力与过程绩效的时候说过Cp与Pp的定义，主要来自在于两个方面，一是AIAG SPC手册，二是德国VDA4.1, 因为中国最早的整车合资厂是德国大众，后来美国的三大汽车进入中国，所以我们这些汽车从业者同时受到了德国大众VDA4.1和美国三大汽车的AIAG SPC手册的影响，而且德国大众VDA4.1更是先入为主，遗憾的是VDA4.1和AIAG SPC 手册的定义不一致，正式这种不一致才造成我们今天的困扰。

长期和短期过程能力的说法主要来源于VDA4.1，在VDA4.1中把过程研究分为3类，在量产前有短期过程能力Cm(Short -Term Process Capability) 和初始过程能力Pp（Preliminary Process Capability）,量产后有长期过程能力Cp（Long-term Process Capability）。但和大家争执的也不一样，在VDA4.1中，短期能力是Cm，也不是Pp。短期能力Cm一般用于在设备供应商处评估和验收设备。Pp一般用于濒临量产时，在量产生产条件下的试生产（short-Run），Cp要求收集至少20个工作日的数据。还要注意一点，在VDA4.1中，Pp和Cp在计算时，标准方差包含总的过程变差，即包含组内变差和组间变差，只是Cp的时间跨度更长一点。

AIAG SPC手册中，对于Cp与Pp的定义，只是做了原理上的介绍以及数学上的计算方法介绍，并没有长期、短期过程能力、初始过程能力的说法。从这个角度来看，SPC手册只是提供了一个数学工具，如何应用这个工具，取决于我们的目的，而不同的目的有不同的数据收集的条件和方法。当然，Cp和Pp这个工具主要被用来进行过程分析或研究，则这些应用中，就部分涉及到了短期、长期的概念，下面我们就介绍一下如何应用Cp、Pp进行过程研究的。

第一，针对于新设备或生产线，我们会在设备制造商处的预验收，设备在工厂内安装调试完毕后的终验收，这时候我们会用Cp来评估设备能力，通过量化的指标来验收设备，在这个阶段一般生产数量不会多，生产条件与量产也不太相同，具体如何收集数据，如何计算，我们有机会再详细介绍。

第二，设备验收完毕后，我们肯定想了解在量产条件下，设备或生产线的最好的绩效是怎么样的？即过程的固有的或潜在的能力如何？此时，我们希望制造过程当中包含最少的随机变差（普通原因变差），为了达到此目的，我们做了两方面的数据收集条件的要求：一是使用样本（子组）来估计过程总变差从而最大限度的避免包含大的随机（或普通原因）过程变差；二是各个生产要素要最小变差，如单一班操作工、同一批原材料、设备不进行调整、短时间等。通过以上的要求，从而得到最好的过程绩效，即过程能力。这种分析其实就是我们熟悉的PPAP初始过程能力分析（Initial Process Capability），在这个阶段我们用Cp来评估，也就是不管正态分布平均值的位置，因为我们一般认为平均值的调整是比较容易的。

第三，接下来，除了我们想知道过程过程的固有的或潜在的能力以外，其实最终与我们休戚相关的、对我们有直接影响的是我在上次介绍过的过程绩效（Pp），因为这关系到我们质量成本，客户投诉，新业务的获取等。此阶段需要包含过程应该有的所有随机原因引起的变差，如不同批次的材料、设备或工装的调整、不同班次的操作工、不同的车间温度等变差，所以这就需要在过程处于统计控制状态下运行相对长期的时间，可以是一个星期，也可以是一个月，判断的标准就是是否包含了所有的可能过程变差了。过程绩效研究中的数据来自一个典型的条件下运行的过程，该典型条件包括材料批次、工人、工装和过程设置的正常变动。在数学处理上，就包含着所有的过程变差，即微小的组内变差和较大的组间变差（<1.5Sigma），大的过程变差来自于不同批次的原材料、设备/工装调整、不同班次操作工、周边环境的变化引起的变差。

下面对比一下VDA4.1和AIAG SPC手册的异同，帮助大家理解。

有一个特殊情况，我们在做潜在过程能力研究（或初始过程能力研究）时，为了判断过程是否统计受控，一般会要求收集>25个子组的数据，有时候由于一些客观困难，比如产品体积太大，或产品特性是破坏性的等，收集如此的数据不现实或不经济，我们可以用Pp来代替潜在过程能力（初始过程能力）。

更为有趣的是，长期过程能力和短期过程能力的说法另一个来源是六西格玛关于Cp与Pp的定义，六西格玛把Cp定义成了短期过程能力，Pp定义成了长期过程能力，哈哈。

那我们怎么怎么办呢？四个字，“入乡随俗”。如果和德国的公司打交道，我们就用VDA4.1的定义，如果和美系的三大汽车打交道，就用AIAG SPC手册的含义，如果做六西格玛项目，就用六西格玛的定义。

2021-2-24