Prozessfähigkeitsstufen

Prozessfähigkeit beschreibt die Fähigkeit eines Prozesses, Produkte oder Dienstleistungen innerhalb gegebener Toleranzen zu erzeugen. Sie bewertet, wie gut die Verteilung der Prozessausgabe im Verhältnis zum Spezifikationsband liegt. In der Praxis wird oft angenommen, dass die Prozesswerte annähernd normalverteilt sind und durch den Mittelwert mu sowie die Standardabweichung sigma beschrieben werden. Die Spezifikationsgrenzen definieren LSL (lower specification limit) und USL (upper specification limit).

Zentrale Kennzahlen sind Cp und Cpk. Cp = (USL − LSL) / (6 sigma) misst das Potenzial des Prozesses, die Spezifikationen zu erfüllen, unabhängig von der Lage des Mittelwerts. Cpk = min((USL − mu) / (3 sigma), (mu − LSL) / (3 sigma)) berücksichtigt die Prozesslage relativ zu den Spezifikationen. Zusätzlich existieren Pp und Ppk als Population- bzw. Gesamtprozesskennzahlen, die ähnliche Formeln verwenden, aber sigma über alle Messwerte statt der aktuellen Schätzung verwenden.

Interpretation: Höhere Werte bedeuten eine höhere Fähigkeit. Typische Zielwerte liegen oft bei Cp ≥ 1,33 und Cpk ≥ 1,0; Werte darunter deuten auf Verbesserungsbedarf hin. Wenn mu sich nahe der Mitte befindet, aber sigma hoch ist, kann Cp hoch sein, während Cpk niedriger bleibt, weil die Prozesslage unvollkommen ist.

Anwendung und Voraussetzungen: Prozessstabilität (in-control) und ausreichende Stichprobengröße sind erforderlich; Messsystemanalyse und Datenbereinigung verbessern die Zuverlässigkeit. Normalverteilung wird häufig vorausgesetzt; bei Nicht-Normalverteilung sind Transformationen oder alternative Kennzahlen sinnvoll.

Beschränkungen: Prozessfähigkeitskennzahlen beschreiben nur das Potenzial unter stabilen Bedingungen und mit der richtigen Spezifikationslage. Sie garantieren keine Leistung über die Zeit hinweg; außer Messfehlern oder außergewöhnlichen Ereignissen. Sie sollten im Rahmen eines umfassenden Qualitätsmanagements verwendet werden.