SPC統(tǒng)計制程管制
SPC統(tǒng)計制程管制 ～ 目 錄 ～ 第1章 統(tǒng)計制程管制概述與持續(xù)改善 1.1檢測與預防…………………………………………………2 1.2制程管制系統(tǒng)………………………………………………3 1.3變異之共同原因與特殊原因………………………………4 1.4特殊變異與系統(tǒng)缺失改善…………………………………5 1.5制程管制與制程能力………………………………………6 1.6制程改善循環(huán)與制程管制…………………………………9 1.7制程管制的工具-管制圖…………………………………10 1.8一般企業(yè)應用SPC的困 …………………………………11 1.9管制圖的益處…………… ………………………………13 1. 10如何選用適當之管制圖 ………………………………14 第2章 計量值管制圖 2.1 (X-R Chart平均值與全距管制圖………………………15 2.2 (X-s Chart平均值與標準差管制圖……………………17 2.3 X-R Chart中位數(shù)與全距管制圖………………………17 2.4 X-Rm Chart個別值與移動全距管制圖 ………………19 2. 5運用計量值數(shù)據(jù)了解制程能力及制程運轉(zhuǎn) ……………20 第3章 計數(shù)值管制圖 3.1 p Chart不良率管制圖 …………………………………22 3.2 np Chart不良數(shù)管制圖…………………………………23 3.3 c Chart缺點數(shù)管制圖 …………………………………24 4 u Chart單位缺點數(shù)管制圖 ……………………………25 第4章 附錄 4.1常數(shù)表與管制圖公式 ……………………………………26 4.2品質(zhì)管制圖上特殊原因的檢定規(guī)則 ……………………28 4.3常態(tài)分配表………………………… ……………………31 4.4雙邊等量規(guī)格之Cpm與其它指數(shù)之關系 ………………33 統(tǒng)計制程管制(statistical process control) 第1章 統(tǒng)計制程管制概述與持續(xù)改善 統(tǒng)計方法在現(xiàn)代工商企業(yè)內(nèi)，是每一位員工皆應了解的技術(shù)，也是管理者與工 程技術(shù)人員工作上溝通的共同語言。尤其在對客戶承諾的品質(zhì)保證方面，例如設計過 程的試驗數(shù)據(jù)、生產(chǎn)過程的制程數(shù)據(jù)、客戶使用的故障維護記錄等，都可以作為事實 管理(Fact Control)的科學方法。 統(tǒng)計方法之運用非常廣泛，其應用之各階段包括： 1. 市場分析 2. 產(chǎn)品設計 3. 信賴性規(guī)格﹑壽命及耐用性預測 4. 制程管制及制程能力研究 5. 抽樣技術(shù) 6. 數(shù)據(jù)分析﹑績效評估及不良分析 7. 制程改善 8. 安全評估﹑風險分析 而專業(yè)的統(tǒng)計技術(shù)包括： 9. 實驗設計／因素分析 10. 變異數(shù)分析／回歸分析 11. 顯著性檢定 12. 管制圖 13. 統(tǒng)計抽樣檢驗 本篇將針對管制圖之使用與數(shù)據(jù)分析作概括性的介紹 1.1檢測與預防 傳統(tǒng)的制程管制是生產(chǎn)單位負責生產(chǎn)，品管單位負責檢查，而在管理方面則是 不斷地稽核工作情形，以發(fā)現(xiàn)缺失，然而這種方法是非常浪費的，因為有許多資源 已經(jīng)投入于不被接受的產(chǎn)品上了。 如果能在生產(chǎn)當初就避免不良品的發(fā)生，將是更為積極有效的方法，這就是所 謂的不良預防。以下將針對預防的工具-- 統(tǒng)計制程管制系統(tǒng)的各項要素分別說明?？傊?，檢測是容忍浪費、預防才能避免浪 費。往后幾節(jié)將分別討論下列事項： 14. 何謂制程管制系統(tǒng)？(1.2) 15. 制程變異將如何影響成品?(1.3) 16. 如何運用統(tǒng)計方法來判斷一個問題是單純的變異，或是系統(tǒng)上的缺失?(1.4) 17. 什么情況下的制程是在管制狀態(tài)，或是已經(jīng)達到制程能力之要求?(1.5) 18. 何謂制程改善循環(huán)?制程管制應用于哪些方面?(1.6) 19. 什么是管制圖?如何使用?(1.7) 20. 運用管制圖有何效益?(1.8) 1.2制程管制系統(tǒng) 制程管制系統(tǒng)是一個回饋系統(tǒng)，包含四個要素： 1.2.1制程:指人員﹑設備﹑材料﹑方法、量測及環(huán)境的總和，經(jīng)由一定的程序 而得到成品。 1.2.2績效報告:從分析成品可以得到有關制程績效的資料，而用以判定制程管 制對策應否實施，或改善成品。 1.2.3改善制程:是一種預防措施，用以預防制造出不合格的成品。 1.2.4成品改善:對已經(jīng)制造出的不合格品加以選別，進行全數(shù)檢查﹑修理或報 廢。 1.3變異之共同原因與特殊原因 天下沒有任何兩件成品是完全相同的，因為制程中存在有不同的變異因素。有 些變異很明顯，有些則很難察覺；有些制程中只會造成短暫的變異，而有些則需經(jīng) 過一段時間才會產(chǎn)生變異。故變異通常規(guī)定：在規(guī)格以內(nèi)稱為合格；反之則稱為不 合格。 為了管制變異及減少變異，應先分辨造成變異的共同原因(機遇性原因)與特殊 原因(非機遇性原因)。 1.3.1共同原因:制程中變異因素是在統(tǒng)計管制狀態(tài)下，其產(chǎn)品之特性有固定之 分配，而不外乎有分配位置﹑分配散布及分配形狀三種 (如下圖)。 1.3.2特殊原因:制程中變異因素是不在統(tǒng)計管制狀態(tài)下的非機遇性原因，其產(chǎn) 品的分配亦沒有固定之分配(如下圖)。 . 制程中有特殊原因的變異 制程中只有共同原因的變異 1.4特殊變異與系統(tǒng)缺失改善 1.4.1特殊變異:可由簡單的統(tǒng)計技術(shù)分析(如管制圖)而得，且應由直接負責制 程的人員(即發(fā)生者)去尋找特殊原因及解決方法，必要時 管理階層應予以協(xié)助，一般稱為局部問題對策。這類原因 約占制程問題的15%。 1.4.2系統(tǒng)缺失:需由制程能力分析去發(fā)現(xiàn)，且應由管理階層努力去消除共同原 因。這類原因約占制程問題的85%。 1.5制程管制與制程能力 1.5.1制程管制的目的是采取經(jīng)濟而有效的對策以改善制程。亦即避免改善不需 對策的制程(過苛管制或型I誤差)，及不致于應改善的制程而未對策(失 去管制或型II誤差)。為避免這兩種誤差，必須由分析共同原因與特殊 原因來決定。 1.5.2制程能力是當特殊原因消除后可得到的最小變異，因此它代表的是制程在 管制狀態(tài)下的好壞程度。它也常被視為成品合乎規(guī)格的比例，因為在統(tǒng) 計管制狀態(tài)下的制程，可以以其分配來預測產(chǎn)品超出規(guī)格的比例。 1.5.3四種管制狀態(tài)的說明與建議(如圖): | | | | | |受控 |失控 | | | | | |可接受 | | | | | | | |不可接受 | | | 狀態(tài)I：顯示制程已在管制狀態(tài)下且產(chǎn)品亦能達到規(guī)格要求，僅要持續(xù)改善。 狀態(tài)II：雖制程在管制狀態(tài)下，但其產(chǎn)品不符規(guī)格，顯示其嚴重的共同原因存在， 必須極力加以消除。 狀態(tài)III：雖產(chǎn)品能達到規(guī)格要求，但制程無法在管制狀態(tài)下，形成不穩(wěn)定的制程， 必須查出特殊原因加以解決。 狀態(tài)IV ：顯示制程既不在管制狀態(tài)下，且其產(chǎn)品亦不能符合規(guī)格要求，即存在共同原 因與特殊原因，故必須雙管齊下，改善制程。 制程管制 在管制狀態(tài)下(特殊原因消除) 失去管制(有特殊原因存在) 制程能力 在管制狀態(tài)下而且制程能力足夠 (共同原因的變異減少) 在管制狀態(tài)下，但是制程能力不夠 (共同原因的變異太大) 1.6制程改善循環(huán)與制程管制 1.6.1制程改善循環(huán)(如下圖)需不斷的運作。 1.制程分析 2.制程管制 1. 是怎樣的制程? 對制程進行監(jiān)控。 2. 什么可以不管制? 特殊原因予以矯正預防。 3. 目前在做什么? 4. 是否在管制狀態(tài)下? 5. 制程能力如何? 3.制程改善 共同原因解析與改善。 減少共同原因的存在。 1.6.2制程管制 了解制程后，須對制程加以監(jiān)控，對于特殊原因變異應采取有效的矯正 及預防措施。 1.6.3制程改善 對制程中共同原因加以解析與持續(xù)與改善，例如制程能力的提高或PPM的 降低，務期以最低的成本產(chǎn)出最高的品質(zhì)及最大的效益。 1.7制程管制的工具——管制圖 1.7.1管制圖一般分為兩類，一是計量值管制圖，又分為四種 ((X-R Chart：平均值與全距管制圖 ( X-R Chart：中位數(shù)與全距管制圖 ((X-s Chart：平均值與標準差管制圖 ( X-Rm Chart：個別值與移動全距管制圖 二是計數(shù)值管制圖，又分為四種： ( p Chart：不良率管制圖 ( np Chart：不良數(shù)管制圖 ( u Chart：單位缺點數(shù)管制圖 ( c Chart：缺點數(shù)管制圖 1.7.2使用管制圖的步驟 步驟1.數(shù)據(jù)收集:決定制程的管制特性，并收集其數(shù)據(jù)點繪于圖上。 步驟2.計算管制界限:依附錄4.1之計算公式求出管制界限，并檢視制程 是否在統(tǒng)計管制狀態(tài)下，如有附錄4.2所提示的特殊原因變異存 在時，則應加以解決，再重新收集數(shù)據(jù)。 步驟3.制程能力分析與改善:在所有特殊原因皆以消除，而制程僅存在共 同原因時，始可計算制程能力，借以分析產(chǎn)品符合規(guī)格的比例 及持續(xù)不斷改善。 1.8一般企業(yè)應用SPC的困難 1.8.1多種少量的生產(chǎn)型態(tài) 一般都被連續(xù)制程管制的名詞誤導，以為許久才生產(chǎn)一次的產(chǎn)品難以適 用SPC﹑其實只要圖面﹑生產(chǎn)條件及制程因素未改變，仍可依產(chǎn)品別管制 。又如為同類產(chǎn)品雖然規(guī)格大小不一，但制程相同，亦可以產(chǎn)品特性選 用計量值管制圖。 1.8.2管制計劃不實際 雖然許多企業(yè)對其管制特性﹑規(guī)格﹑管制方法﹑樣本大小﹑抽樣頻度…… 等管制項目會建立制程管制計劃或稱QC工程表，但實際生產(chǎn)時可能會因 各種制程因素，如人員﹑設備﹑材料﹑方法﹑環(huán)境等而無法依計劃執(zhí)行 。在人員穩(wěn)定﹑交期寬松﹑價格合理的情況下，依管制計劃執(zhí)行是不成 問題的。但若遇到生產(chǎn)壓力太大時，可能就不易依計劃行事了。故管制 計劃制訂時除了應考慮合理性之外，亦必須考慮其可行性。 1.8.3使用SPC前未作充分準備 若生產(chǎn)方式未予標準化，使用SPC就難以收到效果，一般在使用SPC前， 應準備事項如下： ( 確定制程 ( 依客戶需求及工程問題點確定管制特性 ( 決定量測方法及數(shù)據(jù)收集之程序 ( 設法使管制特性之變異降至最低 1.8.4統(tǒng)計知識欠缺 一般人以為管制特性之群體分配為常態(tài)分配，而抽樣數(shù)據(jù)可以代表群體 ，其實他可能忘了這只是為了統(tǒng)計方便而作的一個“假設”而已，因為： ( 抽樣存在抽樣誤差 ( 沒有一個制程可以做到100%在統(tǒng)計管制狀態(tài)下 ( 沒有一個產(chǎn)品特性的分配是完全常態(tài)分配 所以SPC僅能提供產(chǎn)品特性的信息而已，對于產(chǎn)品及制程技術(shù)之專業(yè)應更 加重視，才能達到改善制程的目的。 1.8.5量測數(shù)據(jù)不正確 量測設備之讀值必須為產(chǎn)品特性最小精度至少1/10(例如產(chǎn)品特性公差為 (0.05，其量測設備必須能讀取0.001以下，參考測量系統(tǒng)分析MSA)，量 測系統(tǒng)本身誤差太大，將會影響分析的結(jié)果。另外，一般對于平均值應 取原數(shù)據(jù)位數(shù)多一位(例如Xi＝X．XX,則(Xi應＝X．XXX)，標準差則應取 有效位數(shù)至小數(shù)點三位。 1.8.6管理階層不支持 有些管理階層認為SPC是多余的工作，浪費時間，常因客戶要求而臨時拼 湊，應付了事，殊不知SPC有其莫大的好處，參考第1.9節(jié)。 1.8.7統(tǒng)計計算繁瑣 SPC統(tǒng)計計算雖然有點費時，但若能將運用公式或常數(shù)表置于便于查閱處 ，將可以減少此類問題。而現(xiàn)今市面上亦有可用之SPC計算機軟件，在現(xiàn) 今的社會，采用計算機軟件來協(xié)助運算﹑繪圖﹑分析等，可說是計算機 輔助管理。 1.9管制圖的益處 1.9.1經(jīng)濟性/預警性/時效性 管制圖是一項很簡單有用的制程管制工具，以有效的抽樣計劃，不用全 數(shù)檢驗，且利用作業(yè)員直接在生產(chǎn)線上繪點，提供一個可靠的資料，藉 以預估不良及控制成本，使制程因為管制與改善，而趨于穩(wěn)定，更使品 質(zhì)﹑成本﹑交期得以預測與掌握。 1.9.2較正確的預測 若制程在統(tǒng)計管制狀態(tài)下，則可以預測產(chǎn)品符合規(guī)格的程度，以確保產(chǎn) 品品質(zhì)的固定水準。 1.9.3提高品質(zhì)﹑提升效率﹑降低成本 產(chǎn)品之品質(zhì)可藉減少變異而更好，且不斷地運作制程改善循環(huán)，可令制 程微小的變異也能加以改善，讓品質(zhì)達到： (超越顧客滿意度，增加顧客的信賴度。 (減少產(chǎn)品修補及報廢，降低品質(zhì)失敗成本。 (增加制程產(chǎn)能，提升效率。 1.9.4分辨共同原因與特殊原因 提供管理階層參考，使型I﹑型II誤差不致于發(fā)生，而造成制程對策錯誤 之損失。 1.9.5檢討之共同語言 可以用以評估比較同一制程之不同班次(如早﹑中﹑晚班)，或同一制程 不同站別之績效。 1.9.6善用機器設備 可用以估計機器設備能力，進而妥善安排適當機器生產(chǎn)適當零件。 1.10如何選用適當之管制圖 No No 　 Yes Yes Yes 第2章 計量值管制圖 2.1(X-R Chart平均值與全距管制圖 2.1.1數(shù)據(jù)收集 通常數(shù)據(jù)應至少25組且100個數(shù)據(jù)以上，才能夠判定制程是否穩(wěn)定及其分 配型態(tài)，而每組大約每2～5個連續(xù)數(shù)據(jù)定期取得。所謂定期是指抽樣頻 度要能發(fā)現(xiàn)制程潛在變異(如生產(chǎn)者變更﹑環(huán)境變更﹑訓練期間﹑不同原 料批等)為原則訂定。 2.1.2計算管制界限 UCLX＝(X＋A2(R UCLR＝D4(R CLX＝(X CLR＝(R LCLX＝(X-A2(R LCLR＝D3(R ( A2．D4．D3為常數(shù)，請查閱附錄4.1.1 2.1.3制程管制解析 請參考附錄4.2 2.1.4制程能力解析 (1)(R/d2＝R/d2’ 　 (s＝ ((X1-(X)(/(n-1) (2)單邊規(guī)格Ｚ＝(SL-(X)/( 雙邊規(guī)格Zmin＝(USL-(X)/(或((X -LSL)/( (3)查附錄...
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