Capabilité des procédés : Cp, Cpk et ce qu'ils révèlent
En amélioration des procédés, deux questions semblent similaires mais sont fondamentalement différentes : « Ce procédé est-il stable ? » et « Ce procédé peut-il respecter ses spécifications ? » La maîtrise des procédés répond à la première ; la capabilité — mesurée par Cp et Cpk — répond à la seconde.
Maîtrise vs. capabilité
Un procédé maîtrisé est prévisible. Un procédé capable produit des sorties dans les limites de spécification fixées par le client ou la conception. Un procédé peut être maîtrisé mais incapable — c'est-à-dire stable mais systématiquement hors spécification. Les indices de capabilité ne doivent être calculés que sur un procédé stable.
Cp : la capabilité potentielle
Cp = (LSS - LSI) / (6σ). Ce ratio compare la largeur de la plage de spécification à la dispersion naturelle du procédé (6σ). Un Cp de 1,0 signifie que la dispersion du procédé égale exactement la plage de spécification. Un Cp de 2,0 indique une marge confortable. Cp ignore toutefois le centrage du procédé.
Cpk : la capabilité réelle
Cpk = min[(LSS - μ) / (3σ), (μ - LSI) / (3σ)]. Cpk tient compte à la fois de la dispersion et du centrage. Un procédé bien centré aura Cpk = Cp ; tout décentrage réduit Cpk en dessous de Cp. C'est pourquoi Cpk est l'indicateur le plus pertinent au quotidien.
Interprétation des valeurs de Cpk
Cpk < 1,00 — incapable : le procédé produit des défauts. Action immédiate requise.
Cpk 1,00 à 1,33 — marginal : le procédé respecte à peine les spécifications.
Cpk > 1,33 — capable : cible minimale généralement acceptée pour les procédés existants.
Cpk > 1,67 — excellent : standard pour les nouveaux procédés ou applications critiques.
Cpk > 2,00 — niveau Six Sigma.
Limites à garder à l'esprit
Les indices supposent un procédé stable et une distribution normale. Des données non normales nécessitent une transformation ou des méthodes alternatives. Un Cpk élevé ne garantit pas zéro défaut — il estime la probabilité de défauts dans les conditions actuelles.