Die Prozessfähigkeitsanalyse hat das Ziel, die Qualität von Prozessen zu bewerten, indem mit Hilfe der Kennzahlen Cp und Cpk die Lage (Genauigkeit) und die Streuung (Präzision) eines Merkmals bewertet werden. Je höher der Cpk-Wert ist, desto besser ist der Prozess. Oft spricht man ab einem Cpk-Wert von 1,33 von einem fähigen Prozess.
In Lean-Six-Sigma-Projekten wird die Prozessfähigkeitsanalyse typischerweise in der Measure-Phase eingesetzt, um die aktuelle Leistungsfähigkeit eines Prozesses gegenüber den Spezifikationsgrenzen objektiv zu bewerten.
Bei der Produktion von Tomatensoße spielt die Viskosität eine entscheidende Rolle: Ist die Soße zu dünn oder zu dick, erfüllt sie nicht die Kundenerwartungen. Mit Cp und Cpk lässt sich überprüfen, ob der Prozess die gewünschte Konsistenz zuverlässig einhält.
Interpretation der Ergebnisse:
In der Auswertung zeigt sich ein Cp-Wert von 1,10 und ein Cpk-Wert von 0,98. Der Cpk-Wert ist kleiner als der häufig geforderte Referenzwert 1,33 – der Prozess ist daher nicht fähig.
Der Cp-Wert von 1,10 zeigt, dass die Streuung des Prozesses noch zu groß ist. Da Cpk zusätzlich etwas kleiner ist als Cp, liegt außerdem eine leichte Lageabweichung vor. Hauptursache ist jedoch klar die zu hohe Streuung.
Erklärungen zur Grafik:
- Die Balken stellen die Häufigkeitsverteilung der Messwerte dar.
- Die Linie ist die Normalverteilung, die auf Mittelwert und Standardabweichung der Istdaten aufbaut.
- Je schmaler die Kurve, desto besser passt der Prozess in die Spezifikationsgrenzen (USG und OSG).
Vorarbeit
- Eine stetige Messgröße auswählen und Messwerte erheben (z. B. Viskosität).
- Messwerte auf Normalverteilung prüfen.
- Spezifikationsgrenzen bestimmen oder erfragen (z. B. USG = 950, OSG = 1050).
Nutzung in AlphadiTab
- In der Measure-Phase das Tool Cp, Cpk auswählen.
- Bei Daten „Viskosität“ auswählen.
- Die Spezifikationsgrenzen angeben: USG = 950, OSG = 1050.
- Passende Verteilung auswählen.
- Analyse durchführen mit dem Klick auf „Neu erstellen“.
Interpretation
- Prüfen, ob der Prozess fähig ist (fähig bei Cpk ≥ 1,33 bzw. dem geforderten Mindestwert).
- Ermitteln, ob die Lage, die Streuung oder beide verbesserungsbedürftig sind.
Abfüllmenge Tomatensoße
In diesem Beispiel wurde die Abfüllmenge der Tomatensoße untersucht. Die Abfüllmenge wird mit einem geeigneten Messmittel erfasst, um zu prüfen, ob die Maschine die Zielmenge von 500 ml zuverlässig einhält.
Ermittelte Kennzahlen
- Cp = 2,93
- Cpk = 2,80
Interpretation
Der Prozess ist fähig. Beide Werte liegen über dem häufig geforderten Referenzwert von 1,33. Die Streuung ist klein genug (Cp hoch) und die Lage ist gut (Cpk ≈ Cp).
→ Der Prozess hält die Zielmenge zuverlässig ein – kein Handlungsbedarf.
Durchlaufzeit eines Auftrags
Im Wareneingang durchläuft jeder Auftrag einen Prüfschritt, bei dem Lieferscheine kontrolliert und Positionen im System erfasst werden. Fehlende Barcodes, unvollständige Lieferscheine oder Rückfragen führen zu sehr unterschiedlichen Bearbeitungszeiten.
Ermittelte Kennzahlen
- Cp = 0,28
- Cpk = 0,09
Interpretation
Der Prozess ist nicht fähig. Cp < 1,33 → Streuung zu groß, Durchlaufzeiten schwanken stark. Cpk < Cp → zusätzlich ein Lageproblem.
→ Streuung reduzieren und Prozesslage stabilisieren, um die Durchlaufzeiten in den Griff zu bekommen.
Reaktionszeit Anfragen
Im IT-Service-Desk gehen täglich viele unterschiedliche Anfragen ein. Während einfache Fälle zügig bearbeitet werden, verzögert sich die Reaktion bei komplexeren Tickets – obwohl die Antwortzeit 35 Minuten nicht überschreiten soll.
Ermittelte Kennzahlen
- Cp: nicht berechenbar, da nur eine Spezifikationsgrenze vorhanden ist
- Cpk = 0,49
Interpretation
Der Prozess ist nicht fähig, da der Cpk-Wert deutlich unter dem geforderten Mindestwert von 1,33 liegt. Da nur eine obere Spezifikationsgrenze definiert ist, kann sowohl über eine geringere Streuung als auch über eine bessere Lage optimiert werden.
→ Bearbeitungsprozess vereinheitlichen, um die Antwortzeiten zuverlässig unter die Grenze zu bringen.
Stetige Daten: Daten, die mit einem Messmittel erfasst werden und sowohl Einheiten als auch Nachkommastellen besitzen können.
Normalverteilte Daten: Daten, die sich gut durch eine Normalverteilung beschreiben lassen (z. B. über einen Test auf Normalverteilung geprüft).
OSG / OTG: Obere Spezifikations- bzw. Toleranzgrenze – der maximal zulässige Wert für die Zielgröße.
USG / UTG: Untere Spezifikations- bzw. Toleranzgrenze – der minimal zulässige Wert für die Zielgröße.
Cp: Fähigkeitskennzahl, die die Streuung des Prozesses im Verhältnis zu den Spezifikationsgrenzen bewertet.
Cpk: Fähigkeitskennzahl, die sowohl die Streuung als auch die Lage des Prozesses im Bezug zu den Spezifikationsgrenzen bewertet.
x̄ = Mittelwert der Stichprobe: Durchschnittswert der erhobenen Messdaten.
s = Standardabweichung: Maß für die Streuung der Daten um den Mittelwert.