ดัชนีหน้าต่างกระบวนการ ( PWI ) เป็นมาตรวัดทางสถิติที่วัดความแข็งแกร่งของกระบวนการผลิต เช่น กระบวนการที่เกี่ยวข้องกับการให้ความร้อนและความเย็น ซึ่งเรียกว่ากระบวนการทางความร้อน ในอุตสาหกรรมการผลิต ค่า PWI ถูกนำมาใช้เพื่อปรับเทียบการให้ความร้อนและความเย็นของงานบัดกรี (หรือที่เรียกว่าโปรไฟล์ความร้อน) ขณะอบในเตาอบแบบรีโฟลว์

PWI เป็นตัวชี้วัดว่ากระบวนการนั้นสอดคล้องกับขีดจำกัดของกระบวนการที่ผู้ใช้กำหนดไว้มากน้อยเพียงใด ซึ่งเรียกว่าขีดจำกัดของข้อกำหนด ขีดจำกัดของข้อกำหนดคือค่าความคลาดเคลื่อนที่อนุญาตสำหรับกระบวนการ และอาจกำหนดได้โดยวิธีการทางสถิติ ในทางอุตสาหกรรม ขีดจำกัดของข้อกำหนดเหล่านี้เรียกว่าหน้าต่างกระบวนการและค่าที่อยู่ภายในหรือภายนอกหน้าต่างนี้เรียกว่าดัชนีหน้าต่างกระบวนการ

การใช้ค่า PWI ช่วยให้สามารถวัด วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และติดตามกระบวนการได้อย่างแม่นยำในระดับเดียวกับการควบคุมกระบวนการทางสถิติและการควบคุมคุณภาพที่มีอยู่ในกระบวนการผลิตอื่นๆ

ความสามารถของกระบวนการคือความสามารถของกระบวนการในการผลิตผลลัพธ์ภายในขอบเขตที่กำหนด [ ^{1 ] เพื่อ} ช่วยในการพิจารณาว่ากระบวนการผลิตหรือธุรกิจอยู่ในสถานะการควบคุมทางสถิติหรือไม่ วิศวกรกระบวนการจะใช้แผนภูมิควบคุมซึ่งช่วยในการทำนายประสิทธิภาพในอนาคตของกระบวนการโดยอิงจากกระบวนการปัจจุบัน^{[ 2 ]}

เพื่อช่วยในการกำหนดความสามารถของกระบวนการ ขีดจำกัดบนและล่างที่กำหนดทางสถิติจะถูกวาดไว้ทั้งสองด้านของค่าเฉลี่ย ของกระบวนการ บนแผนภูมิควบคุม^{[ 2 ]}ขีดจำกัดการควบคุมจะถูกกำหนดไว้ที่ค่าเบี่ยงเบนมาตรฐาน สาม เท่าทั้งสองด้านของค่าเฉลี่ยของกระบวนการ และเรียกว่าขีดจำกัดการควบคุมบน (UCL) และขีดจำกัดการควบคุมล่าง (LCL) ตามลำดับ^{[ 2 ]} หาก ข้อมูลกระบวนการ ที่พล็อต บนแผนภูมิควบคุมยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดการควบคุมในช่วงระยะเวลาที่ยาวนาน กระบวนการนั้นจะถือว่ามีเสถียรภาพ^{[ 2 ] [ 3 ]}

ค่าความคลาดเคลื่อนที่ผู้ใช้ปลายทางระบุเรียกว่าขีดจำกัดข้อกำหนด – ขีดจำกัดข้อกำหนดบน (USL) และขีดจำกัดข้อกำหนดล่าง (LSL) ^{[ 2 ]} หาก ข้อมูลกระบวนการ ที่พล็อต บนแผนภูมิควบคุมยังคงอยู่ภายในขีดจำกัดข้อกำหนดเหล่านี้ กระบวนการนั้นจะถือว่าเป็นกระบวนการที่มีความสามารถ ซึ่งแสดงด้วย^{[ 2 ] [ 3 ]}${\displaystyle {\หมวก {C}__{pk}}$

อุตสาหกรรมการผลิตได้พัฒนาขีดจำกัดข้อกำหนดที่กำหนดเองซึ่งเรียกว่าหน้าต่างกระบวนการภายในหน้าต่างกระบวนการนี้ จะมีการพล็อตค่าต่างๆ ค่าที่สัมพันธ์กับค่าเฉลี่ยของกระบวนการในหน้าต่างจะเรียกว่าดัชนีหน้าต่างกระบวนการการใช้ค่า PWI ทำให้สามารถวัด วิเคราะห์ เปรียบเทียบ และติดตามกระบวนการได้อย่างแม่นยำในระดับเดียวกับการควบคุมกระบวนการทางสถิติและการควบคุมคุณภาพที่มีอยู่ในกระบวนการผลิตอื่นๆ^{[ 3 ]}

ขีดจำกัดการควบคุมหรือที่รู้จักกันในชื่อขีดจำกัดกระบวนการตามธรรมชาติคือเส้นแนวนอนที่ลากบนแผนภูมิควบคุมกระบวนการทางสถิติ โดยปกติจะอยู่ที่ระยะห่าง ±3 ส่วนเบี่ยงเบนมาตรฐานจากค่าเฉลี่ยของสถิติ ที่พล็อต ซึ่งใช้ในการตัดสินความเสถียรของกระบวนการ^{[ 4 ]}

ขีดจำกัดการควบคุมไม่ควรสับสนกับขีดจำกัดความคลาดเคลื่อนหรือข้อกำหนดซึ่งเป็นสิ่งที่แยกต่างหากจากการกระจายตัวของสถิติตัวอย่างที่แสดงในกราฟ ขีดจำกัดการควบคุมอธิบายถึงสิ่งที่กระบวนการสามารถผลิตได้ (บางครั้งเรียกว่า "เสียงของกระบวนการ") ในขณะที่ความคลาดเคลื่อนและข้อกำหนดอธิบายว่าผลิตภัณฑ์ควรทำงานอย่างไรเพื่อให้ตรงตามความคาดหวังของลูกค้า (เรียกว่า "เสียงของลูกค้า")

ค่าขีดจำกัดควบคุมใช้เพื่อตรวจจับสัญญาณในข้อมูลกระบวนการที่บ่งชี้ว่ากระบวนการนั้นไม่อยู่ภายใต้การควบคุม และดังนั้นจึงไม่ทำงานได้อย่างคาดการณ์ได้ ค่าที่เกินกว่าค่าขีดจำกัดควบคุมบ่งชี้ว่ามีสาเหตุพิเศษที่ส่งผลกระทบต่อกระบวนการ

ในการตรวจจับสัญญาณ อาจใช้ชุดกฎหลายชุด ( แผนภูมิควบคุม § กฎสำหรับการตรวจจับสัญญาณ ) ข้อกำหนดหนึ่งระบุว่า สัญญาณหมายถึงจุดใดจุดหนึ่งที่อยู่นอกขอบเขตการควบคุม กระบวนการจะถือว่าอยู่นอกการควบคุมหากมีจุดติดต่อกันเจ็ดจุดที่ยังคงอยู่ภายในขอบเขตการควบคุม แต่ไปอยู่ด้านใดด้านหนึ่งของค่าเฉลี่ย

สำหรับ สถิติ ที่มีการกระจายแบบปกติพื้นที่ที่ล้อมรอบด้วยขอบเขตควบคุมจะครอบคลุมจุดข้อมูลบนกราฟโดยเฉลี่ย 99.73% ตราบใดที่กระบวนการนั้นอยู่ภายใต้การควบคุมทางสถิติ อัตราการตรวจจับผิดพลาดจึงคาดว่าจะอยู่ที่อย่างน้อย 0.27%

โดยทั่วไปแล้วมักไม่ทราบว่ากระบวนการใดสร้างข้อมูลที่สอดคล้องกับการแจกแจงแบบใด แต่ความไม่เท่าเทียมของเชบิเชฟและความไม่เท่าเทียมของวิโซชานสกี-เปตูนินช่วยให้สามารถอนุมานได้ว่า สำหรับ การแจกแจง แบบยอดเดียวอย่างน้อย 95% ของข้อมูลจะอยู่ภายในขอบเขตที่กำหนดไว้ที่ 3 ซิกมา

ตัวอย่างของกระบวนการที่สามารถนำแนวคิด PWI มาประยุกต์ใช้ได้คือการบัดกรีในการบัดกรี โปรไฟล์ความร้อนคือชุดของค่าเวลา-อุณหภูมิสำหรับกระบวนการต่างๆเช่น ความชัน การแช่ความร้อน การหลอม และจุดสูงสุด^{[ 5 ]}

แต่ละโปรไฟล์ความร้อนจะถูกจัดอันดับตามความเหมาะสมกับช่วงกระบวนการ (ข้อกำหนดหรือขีดจำกัดความคลาดเคลื่อน) ^{[ 6 ]}ค่าอุณหภูมิดิบจะถูกทำให้เป็นมาตรฐานโดยคิดเป็นเปอร์เซ็นต์เทียบกับทั้งค่าเฉลี่ยของกระบวนการและขีดจำกัดของช่วงกระบวนการ จุดศูนย์กลางของช่วงกระบวนการถูกกำหนดให้เป็นศูนย์ และขอบสุดขั้วของช่วงกระบวนการคือ ±99% ^{[ 6 ]}ค่า PWI ที่มากกว่าหรือเท่ากับ 100% แสดงว่าโปรไฟล์นั้นไม่ได้ประมวลผลผลิตภัณฑ์ตามข้อกำหนด ค่า PWI ที่ 99% แสดงว่าโปรไฟล์นั้นทำงานที่ขอบของช่วงกระบวนการ^{[ 6 ]}ตัวอย่างเช่น หากค่าเฉลี่ยของกระบวนการถูกตั้งไว้ที่ 200 °C โดยมีช่วงกระบวนการที่ปรับเทียบไว้ที่ 180 °C และ 220 °C ตามลำดับ ค่าที่วัดได้ 188 °C จะแปลงเป็นดัชนีช่วงกระบวนการที่ −60% ค่า PWI ที่ต่ำกว่าแสดงถึงโปรไฟล์ที่แข็งแกร่งกว่า^{[ 5 ] [ 6 ]}เพื่อประสิทธิภาพสูงสุด จะมีการคำนวณค่า PWI แยกต่างหากสำหรับกระบวนการสูงสุด ความชัน การไหลย้อนกลับ และการแช่ของโปรไฟล์ความร้อน

เพื่อหลีกเลี่ยงผลกระทบจากความร้อนต่อการผลิต จะต้องกำหนดและปรับระดับความชันที่สูงที่สุดในโปรไฟล์ความร้อน ผู้ผลิตใช้ซอฟต์แวร์ที่สร้างขึ้นเองเพื่อกำหนดและลดความชันของความชันได้อย่างแม่นยำ นอกจากนี้ ซอฟต์แวร์ยังปรับเทียบค่า PWI สำหรับจุดสูงสุด ความชัน การหลอม และการแช่โดยอัตโนมัติอีกด้วย การตั้งค่าค่า PWI ช่วยให้วิศวกรมั่นใจได้ว่างานบัดกรีแบบหลอมจะไม่ร้อนเกินไปหรือเย็นลงเร็วเกินไป^{[ 5 ]}

ค่า PWI คำนวณจากกรณีที่แย่ที่สุด (เช่น ตัวเลขสูงสุด) ในชุดข้อมูลโปรไฟล์ความร้อน สำหรับสถิติโปรไฟล์แต่ละรายการ จะคำนวณเปอร์เซ็นต์การใช้งานของช่วงกระบวนการที่เกี่ยวข้อง และกรณีที่แย่ที่สุด (เช่น เปอร์เซ็นต์สูงสุด) คือค่า PWI

ตัวอย่างเช่น โปรไฟล์ความร้อนที่มีเทอร์โมคัปเปิล สามตัว โดยแต่ละเทอร์โมคัปเปิลบันทึกสถิติโปรไฟล์ไว้สี่ค่า จะมีชุดสถิติทั้งหมดสิบสองค่าสำหรับโปรไฟล์ความร้อนนั้น ในกรณีนี้ ค่า PWI จะเป็นค่าสูงสุดในบรรดาเปอร์เซ็นต์ทั้งสิบสองค่าของช่วงกระบวนการที่เกี่ยวข้อง

สูตรในการคำนวณ PWI คือ: ^{[ 7 ]}

${\displaystyle {\text{PWI}}=100\times \max _{i=1\dots N \atop j=1\dots M}\left\{\left|{\frac {{\text{measured value}}_{[i,j]}-{\text{average limits}}_{[i,j]}}{{\text{range}}_{[i,j]}/2}}\right|\right\}}$

โดยที่: ^{[ 7 ]}

i = 1 ถึงN (จำนวนเทอร์โมคัปเปิล)

j = 1 ถึงM (จำนวนสถิติต่อเทอร์โมคัปเปิล)

ค่าที่วัดได้ [ i ,  j ] = ค่าที่วัดได้ของสถิติลำดับ^{ที่ [} i ,  j ]

ขีดจำกัดเฉลี่ย [ i ,  j ] = ค่าเฉลี่ยของขีดจำกัดสูงสุดและต่ำสุด (ที่ระบุ) ของสถิติ^{ที่ [} i ,  j' ]

ช่วง [ i ,  j ] = ขีดจำกัดสูงสุดลบด้วยขีดจำกัดต่ำสุดของสถิติ^{ที่ [} i ,  j ]

• ขีดจำกัดคุณภาพที่ยอมรับได้
• แผนภูมิควบคุม § รายละเอียดแผนภูมิ
• การบัดกรีแบบรีโฟลว์
• การบัดกรีแบบคลื่น