【导读】
国内外所有制药企业的质量管理主要是遵循GMP或ISO标准实现的，但制药企业按照GMP和ISO标准实行质量管理的不足使其只提供了应该达到的目标，却没有详细描述如何达到这些目标的解决办法，也没有任何利用科学的手段进行过程分析、数据评价质量水平的方法。
为了改进GMP认证时管理的不足，企业需要运用完善的程序和科学的方法来分析过程或过程产生的数据，企业需要寻找一种细化的质量管理方法来随时衡量和监控质量水平。
对于既往的生产过程本身或过程产生的数据，部分企业无意识去对其进行分析，或是意识到需要分析却无从下手，更或是得到了分析的结果但不知道如何运用其来指导生产质量管理工作的改进。由于缺少指导性原则，加之认知水平的局限性与能力的参差不齐导致了企业之间质量管理水平的差异。
现对一些常用的质量工具或数学模型进行介绍，并配合实际案例，对质量工具在制药领域内的应用范围及使用方法进行讲解。
【正文】
一、过程能力分析
定义：
过程能力是指生产过程在一定时间内处于统计控制状态下制造产品的质量特性值的经济波动幅度。它又叫加工精度。对于任何生产过程，产品质量特性值总是分散的。如果过程能力越高，产品质量特性值的分散就越小；反之，过程能力越低，产品质量特性值的分散就越大。一般都用质量特性值分布的6倍标准差，即6δ来描述。
过程能力指数，表示过程控制与设计界限规定的范围（即标准范围）的吻合程度。当数据分布中心（数据平均值）与公差中心一致时，记为Cpk
Cp=2T/6δ=(TU-TL)/6δ
式中：T—公差范围；TU—上偏差（公差上限）；TL—下偏差（公差下限）
当数据分布中心（平均值）与公差中心不一致时，记为Cpk
Cpk=MIN[（TU- ）/3δ；（TL-）/3δ]
即：（TU-）/3δ与（TL-）/3δ两者的较小者
下表为过程能力等级评定表，显示过程能力指数不同值时的不同情况及应采取的行为。
过程能力等级评定表（一）
Cp界限
判断
应采取的措施
Cp＞1.67
过程能力过剩
1、修订标准，缩小公差，保证更高的质量水平
2、降低对原材料或机械设备的要求，放宽检查，设法降低成本。
1.33＜Cp≤1.67
过程能力充足
1、采取控制图控制程序，使其处于稳定状态，并保持过程能力值不变
2、适当简化产品检验工作，争取节约管理费用。
1＜Cp≤1.33
有过程能力
1、利用控制图来监视工序状态的变化，确保产品质量稳定
2、调查机械能力，确认机械能力充足后，在过渡到工序管理。
0.67＜Cp≤1
过程能力不足
1、分层调查影响过程能力的各种主要因素，并采取相应措施，使其恢复正常
2、对产品进行全数检查，进行分级筛选确保出厂成品的质量。
Cp≤0.67
无过程能力
1、不能继续生产，必须改革工艺，待确认过程能力充足后，在进行正常生产
2、对已生产的产品进行全数检查。
过程能力等级评定表（二）
等级
Cpk值
处理原则
A++
Cpk≥2.0
特优，可考虑成本的降低
A+
2.0 >Cpk ≥ 1.67
优，应当保持之
A
1.67 >Cpk ≥ 1.33
良，能力良好，状态稳定，但应尽力提升为A+级
B
1.33 >Cpk ≥ 1.0
一般，制程因素稍有变异即有产生不良的危险，应利用各种资源及方法将其提升为 A级
C
1.0 >Cpk ≥ 0.67
差，制程不良较多，必须提升其能力
D
0.67 >Cpk
不可接受，其能力太差，应考虑重新整改设计制程。
Cpk和制程良率（合格率）换算。
Cpk
每一百万件不良品数
合格率
0.33
317310
68.3
0.67
45500
95.5
1
2700
99.73
1.33
63
99.9937
1.67
0.57
99.99995
2
0.002
100
应用范围：
过程能力分析通常应用于以下方面：
1）产品质量回顾分析。过程能力分析最常用与产品质量回顾分析中，通过对数据的分析计算，得出CP值，按照《过程能力等级评定表》，可以对过程的控制水平进行评价，并得到后续需要采取的行动。
2）质量改进、成本收益控制。通过对过程能力指数的计算，依据所处区间可以科学的进行标准限度、控制手段、检查频次的设计与变更，对于过程能力较高的工序，减少检验频次已降低成本；对于过程能力较低的工序，提高控制手段已提高合格品率获得更大收益。
3）风险评价。通过对过程能力的分析可以区分高风险工序与低风险工序。
局限性：
1）由于属于统计分析工具，样本数量越多准确性越高，理论上不得少于20组数据方可计算；
2）数据需符合正态分布，计算前需要对数据进行正态分布检验，P值要求大于0.05，否则需要先通过Johnson转换等方法转换后再进行过程能力指数计算。
3）计算过程能力指数时，要将数据组内已知原因的异常数据（由已知偏差或人为因素造成的不符合随机分布的数据）去除后，方能准确得到过程能力。
4）过程能力指数计算要有已知的数据上下限，对于无控制限度的数据，无法得出过程能力指数。同理，当制定的上下限度不合理时，也不能正确的反应过程能力，比如限度过宽会导致Cp数值很大，形成误导。不过，利用此点可反推控制限度的合理性，如计算Cp数值较高，需要评估标准是否过于宽松。
应用举例：
我们可以通过运用一些辅助软件来进行过程能力的计算（本文使用Minitab计算）
以下是一组片剂片重情况的数据：
开始
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
片重（g）
0.1552
0.1522
0.1552
0.1496
0.1532
0.1516
0.1532
0.1542
0.1518
0.1533
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
片重（g）
0.1533
0.1528
0.1531
0.1531
0.1515
0.1525
0.1530
0.1530
0.1550
0.1535
中间
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
片重（g）
0.1562
0.1532
0.1522
0.1527
0.1549
0.1523
0.1527
0.1516
0.1552
0.1500
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
片重（g）
0.1526
0.1513
0.1584
0.1516
0.1525
0.1535
0.1570
0.1531
0.1532
0.1532
结束
序号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
片重（g）
0.1562
0.1532
0.1522
0.1527
0.1549
0.1523
0.1527
0.1516
0.1552
0.1500
序号
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
片重（g）
0.1526
0.1513
0.1584
0.1516
0.1525
0.1535
0.1570
0.1531
0.1532
0.1532
通过公式计算得到理论片重（目标值）：0.1534
由国标对片重范围要求（±6%），计算出片重的上、下限分别为：
上限（USL）为：0.1534×（1＋0.06）＝0.1626；
下限（LSL）为：0.1534×（1－0.06）＝0.1442。
由此得到如下的过程能力图：
通过过程能力等级评定表可以看出，片重控制过程能力充足，后续行动建议为：
1、采取控制图控制程序，使其处于稳定状态，并保持过程能力值不变；
2、适当简化产品检验工作，争取节约管理费用，
同时，还可以提出，在国标基础上设置内控标准，提高标准要求等建议。
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