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初始过程研究Initial Process Study

定义

初始过程研究是 PPAP 要素 11：供方须对顾客指定的所有特殊特性进行初始过程能力研究，证明过程在量产前应能达到可接受的能力。试生产（初始）阶段用 Ppk（整体 σ）评价，Ppk ≥ 1.67 通常被顾客接受；稳态量产用 Cpk（组内 σ），Cpk ≥ 1.33 为放行门槛。数据量通常 ≥ 25 个子组 / ≥ 100 个测量值，且须先确认过程受控。

AIAG PPAP（第 4 版）要素 11 IATF 16949 · 8.3.4.4 产品批准 AIAG SPC 手册（第 2 版）

1. 定义与目的

为什么是「过程能力」，不是「检验合格」

PPAP 要素 11 要求对顾客指定的所有特殊特性做初始过程能力研究，而不是「抽几个件量一量、全合格就行」。检验合格只说明这批没超差；能力研究说明的是这个过程能不能持续产出合格品——先求出过程的波动有多大，才能预测后续的不合格率。所以要录入原始测量值，算均值与标准差，换算成 Cpk / Ppk 与 PPM，再对照门槛判定。

关键区别有两处：一是用哪把尺子——试生产（初始）波动大，要用基于整体 σ 的 Ppk，Ppk ≥ 1.67 通常被顾客接受；稳态量产用基于组内 σ 的 Cpk，Cpk ≥ 1.33 为放行门槛。二是先判稳——过程未受控时算出的指数只能描述过去那批数据，没有预测意义。

能力研究要回答的四个问题

问题研究给出的答案
研究什么特性编号（C1、C2…）对应顾客指定特殊特性，与 CP / PSW 同源
数据够不够≥ 25 个子组 / ≥ 100 个测量值，子组划分合理（组内同质）
能力多少Cp / Cpk（组内 σ）、Pp / Ppk（整体 σ）与预测不合格 PPM
能不能交Ppk ≥ 1.67（初始）/ Cpk ≥ 1.33（量产）→ 合格，否则待定或不合格

2. 能力指数与判定规则

σ 的两把尺子，四个指数

同一个过程的波动可以用两种口径估计标准差：组内 σ（短期）只算子组内部的差异，整体 σ（长期）算全部数据对均值的离散。C 族指数用组内 σ，P 族指数用整体 σ——这条不能混：把长期波动喂给 Cpk 会虚高过程潜力，用短期 σ 报 Ppk 又会掩盖实际变差。

口径σ 估计方法用于
组内 σ（短期）子组 Xbar-R：σ = R̄ / d₂(n)；单值 I-MR：σ = MR̄ / d₂(2)Cp / Cpk —— 稳态量产放行门槛 Cpk ≥ 1.33
整体 σ（长期）全部数据的样本标准差 s（n − 1）Pp / Ppk —— 初始（试生产）门槛 Ppk ≥ 1.67
双侧公差Cp = (USL − LSL) / 6σ；Cpk = min(CPU, CPL)同时给出上下限时，既算潜力也算实际
单侧公差只给出上限或下限，算单边 CPU 或 CPLCp 无定义显示「—」，不可按双侧误判
顾客特定门槛部分顾客要求更高的接受值（如 1.85）以合同 / 顾客手册为准，不可一律按默认门槛判合格
原始测量数据 ≥25 子组 / 100 值 均值 μ 与 σ σ_within / σ_overall Cp / Cpk · Pp / Ppk PPM 预测 合格 / 待定 / 不合格 Ppk≥1.67 · Cpk≥1.33 C 族取组内 σ，P 族取整体 σ —— 尺子不能混用 先看控制图判稳，指数才有预测意义
图 2-1　能力研究主线：数据 → 波动 → 指数 → 判定
先判稳，再算能力

过程未受控时（控制图出现点出界、连续偏向等异常模式），算出的 Cpk / Ppk 只描述「过去这批数据」，没有预测未来的能力。正确顺序是：先用控制图确认过程受控且无异常模式，再报告能力指数；同时留意顾客特定门槛可能高于 1.67，不可一律按默认门槛判合格。

3. 特性编号与数据要求

先编号，再采集

每个受控特殊特性给一个编号（C1、C2…），与控制计划中的特性、PSW 中的结果对应；台账行数 = 研究的特性数，编号一一对应。没有编号就直接采数据，提交时无法向顾客证明「每个指定特性都研究过了」，也容易与控制计划、PFMEA 对不上。

子组 Xbar-R（n = 3） 24.992 25.008 25.001　→ R̄ 24.996 25.004 24.999　→ R̄ σ_within = R̄ / d₂(3) 能合理分组（同一时段连续件） 单值 I-MR（n = 1） 185　190　182　188　195 相邻差值 → MR̄ σ_within = MR̄ / d₂(2) 无法分组（破坏性 / 均匀如硬度）
图 3-1　子组（Xbar-R）与单值（I-MR）两条 σ_within 估计路径

编号与数据纪律

全覆盖　顾客指定的每个特殊特性都编号研究，与图纸上的特殊特性符号对应。
数据量　≥ 25 个子组 / ≥ 100 个测量值，否则 σ 估计不可靠。
子组合理　组内同质（同一短时段），组间体现时间差异；分组错误会高估 σ_within、虚高能力。
闭环性　1.33 ≤ Ppk < 1.67 需措施，Ppk < 1.33 须改进后复测，复测结果单独留痕。

4. 签审批与版本管理

能力研究报告也是受控文件

能力研究报告是受控文件（IATF 16949 7.5.3 文件化信息控制）：现行版本受控、作废版本回收、修订有记录。三要素缺一不可：

三级签署　编制（质量 / SPC 工程师）→ 审核（技术主管）→ 批准（质量负责人），签名 + 职务 + 日期。
版本标识　版本号随修订递升（A / 0 → A / 1 或 B / 0），使用者只能见到现行版。
修订记录　每版修订内容、日期、修订人、批准人可追溯。

签署页样式（工作台内置同款）

职责姓名（签名）职务日期意见
编制 Prepared by
审核 Reviewed by
批准 Approved by

签署顺序不可跳级：编制完成才能审核，审核通过才能批准。结果经三级签署后，作为 PPAP 要素 11 与其他 18 项文件一并提交。

5. 常见错误

五个高频错误

① 过程未受控就报能力指数（控制图有异常仍算 Cpk，结论无预测意义）；② 数据量不足（< 25 子组），σ 估计不可靠；③ 子组划分错误（组内混入组间变异），高估 σ_within、虚高能力；④ 把 Ppk 当 Cpk 或反之，门槛混用；⑤ 单侧公差只填一侧却按双侧算 Cp，出现无效值未处理或误判。

提交前检查清单

数据来自试生产（初始）过程，覆盖全部顾客指定特殊特性。
样本量 ≥ 25 子组 / ≥ 100 测量值，子组划分合理。
先用控制图确认过程受控，再报告能力指数。
Ppk ≥ 1.67（初始）/ Cpk ≥ 1.33（量产）达门槛，或已获批准准备忘。
单侧公差正确处理，Cp 为「—」时不误判；结果经三级签署作为 PPAP 要素 11 提交。

6. 自测

自测（5 题）

Q1初始（试生产）阶段的能力研究应使用哪个指数与门槛？
Cpk ≥ 1.33，与量产一致只看 Cp 潜力即可用 Ppk，通常 Ppk ≥ 1.67 被接受
初始阶段波动大，用整体 σ 的 Ppk，一般门槛 1.67；稳态量产才用组内 σ 的 Cpk ≥ 1.33。
Q2过程未受控时算出 Cpk = 1.8，可以报告吗？
可以，数值已经够高不可，须先判稳；未受控的指数没有预测意义由顾客决定即可
未受控说明存在特殊原因，此时 Cpk 只描述历史数据，不能预测未来；应先查明并消除异常原因。
Q3子组法（Xbar-R）的组内 σ 怎么估计？
σ = R̄ / d₂(n)σ = 样本标准差 sσ = MR̄ / d₂(2)
子组法用平均极差除以 d₂(n)；样本标准差 s 是整体 σ 的估计；MR̄ / d₂(2) 用于单值 I-MR。
Q4某特性只有下限（硬度 ≥ 170 HBW），Cp 应如何处理？
按双侧算出 Cp 后判定把缺失的上限填 0只算单边 CPL / PPL，Cp 显示「—」不参与判定
单侧公差只有一侧有意义，只算单边指数；Cp 无定义应显示「—」，否则会误判。
Q5顾客把接受门槛提高到 1.85，应按什么判定？
仍按默认 1.67按顾客特定门槛 1.85 判定，未达则待定 / 不合格并制定措施取两者中较低的 1.67
顾客特定要求优先；高于通用门槛时须按顾客门槛评判，未达标要有改进计划或获批准。

动手练习：初始过程研究工作台

打开 初始过程研究工作台，录入一份特性数据（建议一条双侧、一条单侧），观察 Cpk / Ppk / PPM 与判定如何自动派生；返回 PPAP 18 项要素台账 跟踪其余要素。

依据 AIAG PPAP 手册（第 4 版）/ IATF 16949:2016 / AIAG SPC 手册（第 2 版）编写

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