工程能力調査の進め方——いつ・何個・どう測るか、Cp1.19とCpk1.04の読み方

「量産前に工程能力を見ておいて」と言われた。

Cp・Cpkの計算式は知っている。Excelでも出せる。でも、いつ・何個・どう測ればいいのかは、どの本にも書いていません。

計算式より、データの取り方のほうが結果を左右します。 取り方を間違えると、出てきたCpkは実力を表しません。

この記事では、板厚 2.50±0.03 の工程を例に、調査の進め方を最初から通します。

そもそも何を知りたいのか

工程能力調査でやりたいことは1つです。

「この工程は、規格の中で作り続けられるか」を量産前に確かめる。

量産が始まってから「入りません」となると、選別・手直し・全数検査が発生します。その前に、数字で見切りをつけるための調査です。

ステップ1：規格を確認する

まず、判定の物差しを決めます。

• 規格 2.50±0.03

• 下限（LSL）＝ 2.47

• 上限（USL）＝ 2.53

• 公差幅（T）＝ 0.06 mm

⚠ ここで確認すべきことが1つ。その規格は本当に必要ですか。

「昔からこの図面だから」で決まっている公差は珍しくありません。±0.03 が ±0.05 でよいなら、この調査自体が不要になることもあります。 調査を始める前に、設計に一度聞いてください。

ステップ2：いつ測るか

工程が安定してから測ります。 ここを外すと全部が無駄になります。

• 段取り直後は避ける。刃物・治具が馴染んでいない

• 立ち上げ直後は避ける。条件出しの最中は工程が動いている

• 朝イチだけで測らない。機械が温まる前と後では寸法が変わる

⚠ 1日で全部測るのは避けてください。 材料ロット・作業者・温度など、日をまたいで初めて出るばらつきがあります。最低でも2日、できれば3日に分けるのが基本です。

条件を変えたら測り直しです。工程能力は「その条件での実力」であって、工程そのものの性質ではありません。

ステップ3：何個測るか

いちばんよく聞かれるところです。答えは「50個」を基本にしてください。

理由は、少ないとCpの数字自体が信用できないからです。同じ工程でも、測る個数によって出てくるCpはこれくらいぶれます。

測る個数   Cpのぶれ幅（目安）
  10個      ±0.55
  30個      ±0.31
  50個      ±0.24
 100個      ±0.17

10個で「Cp＝1.19」と出ても、本当の実力は0.64〜1.74のどこかという程度の精度しかありません。これでは合否の判断に使えません。

50個あれば ±0.24。「1.33を超えているか」の判断に、ぎりぎり使えるレベルになります。

**現実的な取り方は「25個/日 × 2日 ＝ 50個」**です。日をまたぐ条件も満たせます。

⚠ 連続した50個を1回で取るのは避けてください。 直前直後の製品は条件がほぼ同じなので、ばらつきが小さく出ます。実力より良い数字が出てしまいます。

ステップ4：どう測るか

測定器のばらつきを先に確認します。

工程のばらつきを測っているつもりが、測定器のばらつきを測っていた——これは実際によくあります。

目安として、測定器のばらつきは工程のばらつきの1/10以下であってほしい。今回の例なら、工程の σ が0.0084mmなので、測定器は0.0008mm程度の分解能が要ります。

不安なら、同じ1個を10回測ってみてください。 値がばらつくなら、その測定器では足りません。

あわせて次も守ります。

• 測る人を固定する（途中で替えない）

• 測る場所を決める（板厚なら「中央」など、毎回同じ位置）

• 測った順番を記録する（あとで傾向を見るのに必要）

ステップ5：計算する

50個のデータから、平均と標準偏差を出します。

• 平均（μ）＝ 2.5038 mm

• 標準偏差（σ）＝ 0.0084 mm

ここからCpとCpkを出します。

Cp ＝ 公差幅 ÷ 6σ ＝ 0.06 ÷ (6 × 0.0084) ＝ 1.19

Cpk は、規格の上下それぞれとの距離を見て、近いほうを取ります。

• 上限まで：(2.53 － 2.5038) ÷ (3 × 0.0084) ＝ 1.04

• 下限まで：(2.5038 － 2.47) ÷ (3 × 0.0084) ＝ 1.34

• Cpk ＝ 小さいほう ＝ 1.04

Excelなら `=STDEV.S(範囲)` と `=AVERAGE(範囲)` を出して、あとは四則演算です。

ステップ6：数字を読む

出た数字は Cp 1.19 / Cpk 1.04。合格ラインの1.33には届いていません。

ここで大事なのは、CpとCpkの差を見ることです。

1.19 － 1.04 ＝ 0.15

この差は**かたより（平均が中心からずれていること）**を表します。実際、平均は2.5038で、規格の中心2.50から +0.0038mm 上にずれています。

これが何を意味するか。

• Cp 1.19 ＝ ばらつきの大きさだけ見れば、1.19の実力はある

• Cpk 1.04 ＝ でも中心がずれているせいで、実力を出しきれていない

つまり、ばらつきを小さくしなくても、中心を合わせるだけでCpkは1.19まで上がります。（1.04 → 1.19、14％の改善）

たった0.0038mm、刃物の位置を動かすだけです。設備を買い替える話でも、条件を作り直す話でもありません。

⚠ CpとCpkの差を見ずに「Cpkが低い→ばらつきを減らそう」と動くと、いちばん安い手を見逃します。 順番は「まず中心を合わせる、それから ばらつきを減らす」です。

ステップ7：報告する

報告に必ず入れる項目です。

• いつ・何個・どう測ったか（2日間・50個・ノギスではなくマイクロメータ、など）

• Cp と Cpk の両方（片方だけでは判断できない）

• かたよりの量（今回なら +0.0038mm）

• 次の一手（中心合わせで1.19まで見込める、その後の目標は1.33）

⚠ Cpkだけを報告しないでください。 「1.04でした、ダメです」だけでは、次に何をすればいいかが誰にもわかりません。

判断の目安

• 1.67以上：余裕あり。管理を緩めてもよい

• 1.33以上：合格。一般的な量産の基準

• 1.00〜1.33：不十分。工程改善が必要

• 1.00未満：不良が出る前提。全数検査など、対策なしでは量産できない

今回の1.04は「不十分」の区分です。ただし中心合わせだけで1.19まで見込めるので、まだ手はあります。

まとめ

• 工程能力調査は「規格の中で作り続けられるか」を量産前に確かめるもの

• 測るのは工程が安定してから。 段取り直後・立ち上げ直後は避ける

• **50個が基本。「25個/日 × 2日」**で取る。連続50個は実力より良く出る

• 10個ではCpのぶれが ±0.55。判断には使えない

• 測定器のばらつきを先に確認する。 工程σの1/10以下が目安

• 今回の結果は Cp 1.19 / Cpk 1.04、かたより +0.0038mm

• CpとCpkの差0.15はかたより。 中心を合わせるだけで1.04→1.19（14％改善）

• 報告には測り方・Cp・Cpk・かたより・次の一手をセットで書く

計算式は5分で覚えられます。差がつくのは、いつ・何個・どう測るかのほうです。

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