SPC内部讲师训练讲义.docx

製程品質衡量方式的演進常態分佈1850高斯管制圖(%)1924W.A Shewhart美國1960日本CaCpCpk (ppm)61980Motorola1992TI1994Allied Signal95GE98Song概述統計方法的定義：資料的收集、整理與解釋，並導出結論或加以推廣。資料種類：計數值（間斷資料，Discrete Data）計量值（連續資料，Continuous Data）資料來源：原材料製程（製程參考）檢驗（產品特性）群體與樣本s數字資料處理的步驟1.原始資料審核：保存資料的真實性。2.分類的決定：分成幾類，避免重覆及遺漏。3.分類後整理：進行歸類。4.列表：根據結果編成適用的表式。5.繪圖：繪成統計圖。統計技術之應用1. 市場分析2. 產品設計3. 相依性規格、壽命及耐用性預測4. 製程管制及製程能力研究5. 製程改善6. 安全評估風險分析7. 驗收抽樣8. 數據分析，績效評估及不良分析SPC使用之統計技術1. 柏拉圖（決定管制重點）2. 統計檢定3. 管制圖4. 抽樣計劃5. 變異數分析迴歸分析製程管制系統製程中對策績效報告成品改善製程中對策人員設備材料方法環境成品製程管制系統1. 製程：製程乃指人員、設備、材料、方法及環境的輸入，經由一定的整理程序而得到輸出的結果，一般稱之成品。成品經觀察、量測或測試可衡量其績效。SPC所管制的製程必須符合連續性原則。2. 績效報告：從衡量成品得到有關製程績效的資料，由此提供製程的管制對策或改善成品。3. 製程中對策：是防患於未然的一種措施，用以預防製造出不合規格的成品。4. 成品改善：對已經製造出來的不良品加以選別，進行全數檢查並修理或報廢。常態分配±K在內之或然率在外之或然率±0.6750.00%50.00%±168.26%31.74%±1.9695.00%5.00%±295.45%4.55%±2.5899.00%1.00%±399.73%0.27%常態分配管制界限的構成共同原因與特殊原因之變異¤ 共同原因：製程中變異因素是在統計的管制狀態下，其產品之特性有固定的分配。¤ 特殊原因：製程中變異因素不在統計的管制狀態下，其產品之特性沒有固定的分配。製程中只有共同原因的變異製程中有特殊原因的變異第一種錯誤與第二種錯誤( risk ; risk)第一種錯誤與第二種錯誤( risk ; risk)第一種錯誤與第二種錯誤( risk ; risk)管制界限值平均值移動值1-值±131.74%±197.72%2.28%±24.56%±284.13%15.87%±30.27%±350.00%50.00%±4%±415.87%84.13%共同原因與特殊原因之對策1. 特殊原因之對策（局部面）l 通常會牽涉到消除產生變異的特殊原因l 可以由製程人員直接加以改善l 大約能夠解決15%之製程上之問題2. 共同原因之對策（系統面）l 通常必須改善造成變異的共同問題l 經常需要管理階層的努力與對策l 大約85%的問題是屬於此類系統SPC導入流程建立可解決問題之系統確認關鍵製程及特性導入進行關鍵製程及特性之管制檢討製程能力符合規格程序持續進行製程改善計劃提報及執行製程改善計劃不足足夠決定管制項目決定管制標準決定抽樣方法選用管制圖的格式記入管制界限繪點、實施重新檢討管制圖管制圖判讀處置措施OKOKNG管制圖的應用管制圖的選擇計數值計量值n=1管制圖的選擇數據性質？樣本大小n=？數據係不良數或缺點數CL性質?n是否相等？單位大小是否相關n=？管制圖管制圖管制圖 管制圖 管制圖 管制圖 管制圖 管制圖n2n=25n=3或5n10不是是不是是缺點數不良數計量值計數值管制圖公式彙總管制圖CLUCLLCL附註計量值-R，未知n=25最適當n<10以下R-，未知10n25S-RN=3 or 5較佳R與之R圖相同X-RmXk：組數n：樣本大小Rm計數值pP使用小數P使用%pnn=C樣本大小相同時使用，n=20 25U樣本大小不同時使用(為階梯界限)n=2025 R管制圖（平均值與全距）1.公式：(1) 管制圖CL=UCL=A2LCL=A2(2) R管制圖CL= UCL=D4LCL=D32.實例：某工廠製造一批紫銅管，應用-R管制圖來控制其內徑，尺寸單位為m/m，利用下頁數據表之資料，求得其管制界限並繪圖。（n=5）第一版2001.05.04SPC22SPC23R管制圖用數據表製品名稱：紫銅管機械號碼：XXX品質特性：內徑操 作 者：XXX測定單位：m/m測 定 者：XXX製造場所：XXX抽樣期限：自年月日至年月日樣組測定值R樣組測定值RX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51505049525150.4314534847525150.262475353455049.6815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515350.6422555451515052.2510495151464849.0523505452504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.461,250120第一版2001.05.04 R繪圖步驟1.將每樣組之與算出記入數據表內。2.求與50.164.83.查係數A2，D4，D3A20.58，D42.11，D3負值（以0代表） R繪圖步驟4.求管制界限。(1) 管制圖CL50.16UCLA2 50.16(0.58) (4.8)52.93LCLA2 50.16(0.58) (4.8)47.39(2) R管制圖：CL4.8UCLD4 (2.11) (4.8)10.13LCLD3 (0) (4.8)0 R繪圖步驟5.將管制界限繪入管制圖6.點圖7.檢討管制界限 R管制圖第一版2001.05.04SPC27SPC28Work shopR範例某工廠承製零件一批，欲控其長度(單位為m/m)，每2小時抽查4件，今將所收集之數據列於下表，試用R管制圖計算其管制界限。NOX1X2X3X4R16768686927675777937473969547274757257678788067474717277072737187274757697078777210737675751174747677127376777213707575721472798078第一版2001.05.04P管制圖(不良率)1.公式(1) 公組樣本大小n相等時：CLUCL3LCL3(2) n不等，且相差小於20%時：CLUCL3LCL3P管制圖(不良率)(3) n不等，且相差大於20%時：CLUCL3LCL3P管制圖(不良率)2.實例組別ndp組別ndp組別ndp110030.031110030.032110050.05210040.041210060.062210080.08310030.031310080.082310040.04410080.081410050.052410050.05510050.051510020.022510040.04610050.051610030.03合計2,500125710070.071710060.06平均1000.05810050.051810020.02910050.051910070.071010060.062010050.05某工廠製造外銷產品，每2小時抽取100件來檢查，將檢查所得之不良品數據，列於下表，利用此項數據，繪製不良率(p)管制圖，控制其品質。P管制圖繪圖步驟1.求管制界限CL0.055%UCL3=11.54%LCL3（為負值，視為0）P管制圖繪圖步驟2.點繪管制圖第一版2001.05.04SPC33SPC34Work shopP範例某工廠之生產線，每分鐘製造產品200個，今為控制其銲錫不良，採用不良率管制圖加以管制，每2小時抽查200個，試根據下列資料計算不良率管制圖之中心線及管制界限，並繪製其管制圖。月日不良罐數月日不良罐數10月6210月9日50742247日311日226212612日48日333442213日2第一版2001.05.04第一版2001.04.27計量值管制圖常用之係數表n234567891011121314151617181920A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.3080.2850.2660.2490.2350.2230.2120.2030.1940.1870.180A32.6591.9541.6281.4271.2871.1821.0991.0320.9750.9270.8860.8500.8170.7890.7630.7390.7180.6980.680B3-0.3030.1180.1850.2390.2840.3210.3540.3820.4060.4280.4480.4660.4820.4970.510B43.2672.5682.2662.0891.9701.8821.8151.7611.7161.6791.6461.6181.5941.5721.5521.5341.5181.5031.490D3-0.0760.1360.1840.2230.2560.2830.3070.3280.3470.3630.3780.3910.4030.415D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.8641.8161.7771.7441.7171.6931.6721.6531.6371.6221.6081.5971.585E22.6601.7721.4571.2901.1841.1091.0541.0100.9750.9450.9210.8990.8800.8640.8490.9360.8240.8130.803計量值管制圖常用之係數表n234567891011121314151617181920m31.0001.1601.0901.1981.1351.2141.1601.2231.1761.2281.1881.2321.1961.2351.2031.2371.2081.2391.212d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.0783.1733.2583.3363.4073.4723.5233.5883.6403.6893.735d30.8530.8880.8800.8640.8480.8330.8200.8080.7970.7870.7780.7700.7630.7560.7500.7440.7390.7330.729c20.5640.7240.7980.8410.8680.8880.9030.9140.9230.9300.9360.9410.9450.9490.9520.9550.9580.9600.962c30.4260.3780.3370.3050.2810.2610.2450.2320.2200.2100.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1650.1610.157c40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.9730.9750.9780.9790.9810.9820.9840.9850.9850.9860.987c50.6030.4630.3890.3410.3080.2820.2620.2460.2320.2210.2110.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1660.161管制圖的判定方法l 正常點子之動態之管制圖，如圖一。1. 多數的點子，集中在中心線附近，且兩邊對稱。2. 少數的點子，落在管制界限附近。3. 點子之分佈呈隨機狀態，無任何規則可尋。4. 沒有點子超出管制界限外(就是有也很少)。管制圖的判定方法l 不正常點子之動態之管制圖1. 在中心線附近無點子。此種型態吾人稱之為”混合型”，因樣本中可能包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，如圖二。2. 在管制界限附近無點子。此種型態吾人稱之為”層別型”，因為原群體可能已經加以檢剔過，如圖三。3. 有點子逸出管制界限之現象。此種稱之為”不穩定型”如圖四。A、管制圖的判讀法管制圖之不正常型態之鑑別是根據或然率之理論而加以判定的，出現下述之一項者，即為不正常之型態，應調查可能原因。檢定規則1：3點中有2點在A區或A區以外者(口訣:3分之2A)檢定規則2：5點中有4點在B區或B區以外者。(口訣：5分之B)檢定規則3：有8點在中心線之兩側，但C區並無點子者。（口訣：8缺C）檢定規則4：(1)連續五點繼續上升(或下降)注意以後動態。（如圖a）(2)連續六點繼續上升(或下降)開始調查原因。(如圖b )(3)連續七點繼續上升(或下降)必有原因，應立即採取措施。(如圖c )檢定規則5：點子出現在中心線的單側較多時，有下列狀況者a. 連續11點中至少有10點b. 連續14點中至少有12點c. 連續17點中至少有14點d. 連續20點中至少有16點檢定規則6：點出現在管制圖界限的近旁時一般以超出2管制界限的點為調整基準，出現下列情形時，可判定製程發生異常a. 連續 3點中有2點以上時b. 連續 7點中有3點以上時c. 連續10點中有4點以上時B、數據分配之連串理論判定法管制圖上諸點，以中心線(CL)為主，劃分兩部份，(一在上方，一在下方)，若一點或連續數點在管制圖中心線之一方，該點或連續數點為一串(run)，加總中心線上方的串數及中心線下方的串數，便可判定此管制圖是否呈隨機性。UCLCLLCC例如有一管制圖如下：首先計算此管制圖之總串數如下：在管制中心線上方者：單獨點為一串者串點構成一串者串計點點構成一串者串串在管制中心線下方者：單獨點為一串者串點構成一串者串點構成一串者串計點點構成一串者串串在此管制圖之總串數為串由S.Swed和C.Eisenhart所作成的表，r=11，s=13（管制圖中心線上方共點，下方共點，取大者為s，小者為r，令sr），得界限值在0.005時為6(表p=0.005)，在0.05時為8(表p=0.05)，因為此管制圖總串數12分別大於6或8，故判定此管制圖數據之分配具隨機性。表p=0.005 當機率p=0.005時，成串之最低總數表rs6789101112131415161718192062723833393334103344511344555123445566133455566714445566777154456677788164556677889917455677888991018456677889910101119456678899101010111120456778899101011111212表p=0.05 當機率p=0.05時，成串之最低總數表rs6789101112131415161718192063744844594556105566611556677125667788135667889914567788991015667889910101116667889101011111117677899101011111212186788910101111121213131967889101011121213131414206788910111112121313141415C、管制係數 (Cf) 判定法一般在製程管制(IPQC)時，要判斷製程是否在管制狀態，可用管制圖來顯示。而管制狀態的程度，如用數字，則可以管制係數Cf來表示。Cf 其中k：組數K：管制圖之組數n：樣本大小Cf值判斷0.7 Cf 1.3在管制狀態（Under Control）Cf > 1.3不在管制狀態（Out of control）Cf < 0.7有不同的異質群體混在一起(建議再用層別分析)WORK SHOP請使用管制圖的判讀法及管制係數（Cf）判定法，來決定前一題管制圖中提到的範例是屬於正常或異常？SPC應用之困難1. 少量多樣之生產型態，不勝管制。2. 管制計畫不實際，無法落實。3. 使用SPC前未作充分準備。例如：製程及管制特性之確定，決定量測方法，數據如何收集等。4. 欠缺統計技術。5. 統計計算太過繁瑣費時。6. 量測數據之有效數字位數未標準化。7. 管理階層不支持。SPC能解決之問題1. 經濟性：有效的抽樣管制，不用全數檢驗，不良率，得以控制成本。使製程穩定，能掌握品質、成本與交期。2. 預警性：製程的異常趨勢可即時對策，預防整批不良，以減少浪費。3. 分辨特殊原因：作為局部問題對策或管理階層系統改進之參考。4. 善用機器設備：估計機器能力，可妥善安排適當機器生產適當零件。5. 改善的評估：製程能力可作為改善前後比較之指標。製程能力分析1.Ca（準確度，Accuracy）Ca Sc /（T/2）2.CP（精密度，Precision）CP T/6（雙邊規格）CP （Su）/3或 （SL）/ 3（單邊規格）3.Cpk（製程能力，Process Capability Index）Cpk （1Ca）Cp；（Su）/ 3 or（SL）/ 3(取小的)製程能力分析4.不良率P（綜合評價）(1) ZU 3Cp（1Ca）超出下限PU%ZL 3Cp（1Ca）超出上限PL%P% PUPL%總不良率(2)ZU（SU）/，ZL（SL）/5.定義(1) ：製程平均值(3) T：公差(2) ：製程標準差(4)Sc：規格中心例：某產品的電性規格是560±10 m/m，經檢驗一批後求出±3為561±9 m/m。求：(1) Ca(2) Cp(3) Cpk(4) P%製程能力等級判斷及處置建議Ca等級Ca製程準確度Capability of accuracy處置建議ACa12.5%（1/8）作業員遵守作業標準操作，並達到規格之要求須繼續維持。B12.5%Ca25%（1/4）有必要儘可能將其改進為級。C25%Ca50%（1/2）作業員可能看錯規格，不按作業標準操作或檢討規格及作業標準。D50%Ca應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時停止生產。製程能力等級判斷及處置建議Cp等級Cp製程精密度Capability of precision處置建議A1.33Cp(T=8)此一製程甚為穩定，可以將規格許容差縮小或勝任更精密之工作。B1.00Cp1.33(T=6)有發生不良品之危險，必須加以注意，並設法維持不要使其變壞及迅速追查原因。C0.83Cp1.00(T=5)檢討規格及作業標準，可能本製程不能勝任如此精密之工作。DCp0.83應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時應停止生產。製程能力等級判斷及處置建議Cpk等級Cpk製程能力指數Process Capability Index處置建議A1.33Cpk製程能力足夠B1.0Cpk1.33製程能力尚可，應再努力。CCpk1.0製程應加以改善。製程能力等級判斷及處置建議P%等級P%（綜合評價）處置建議AP0.44%穩定B0.44%P1.22%同Ca及CpC1.22%P6.68%同Ca及CpD6.68%P同Ca及Cp製程能力分析之用途1.提供資料給設計部門，使其能儘量利用目前之製程能力，以設計新產品。2.決定一項新設備或翻修之設備能否滿足要求。3.利用機械之能力安排適當工作，使其得到最佳之應用。4.選擇適當之作業員、材料與工作方法。5.製程能力較公差為窄時，用於建立經濟管制界限。6.製程能力較公差為寬時，可設定一適當的中心值，以獲得最經濟之生產。7.用於建立機器之調整界限。8.是一項最具價值之技術情報資料。製程能力分析之應用1.對設計單位提供基本資料。2.分派工作到機器上。3.用來驗收全新或翻新調整過的設備。4.選用合格的作業員。5.設定生產線的機器。6.根據規格公差設定設備的管制界限。7.當製程能力超越公差時，決定最經濟的作業水準。8.找出最好的作業方法。利用管制圖管制製程之程序1.繪製製造流程圖，並用特性要因圖找出每一工作道次的製造因素（條件）及品質特性質。2.制訂操作標準。3.實施標準的教育與訓練。4.進行製程能力解析，確定管制界限。5.制訂品質管制方案，包括抽樣間隔、樣本大小及管制界限。6.制訂管制圖的研判、界限的確定與修訂等程序。7.繪製製程管制用管制圖。利用管制圖管制製程之程序8.判定製程是否在管制狀態（正常）。9.如有異常現象則找出不正常原因並加以消除。10.必要時修改操作標準（甚至於規格或公差）。製程能力評價之時期分定期與不定期兩種：1.定期評價：每週、每月、每季。2.不定期評價：由技術單位規定，當有下列變動時，須實施之：(1)買入新設備時。(2)機器設備修理完成時。(3)工作方法變更時。(4)其他製程條件（因素）變更時。製程能力評價之時期(5)某種製程發生不良時，對前道製程做系列之評價。(6)客戶訂單有特別要求時。(7)企劃開發某一特殊新產品時。掌握製程管制之主要因素1.人員方面(1)人人有足夠之品質意識。l 瞭解品質之重要性。l 瞭解自己工作之品質重要性。l 有責任意識，願意將品質做好，進行自我檢查等工作。（對品質負責之意識；我做之工作，由我保證）。(2)人人有品管之能力（指作業者）。l 給予完整之檢驗說明。掌握製程管制之主要因素l 給予適當之儀器、設備、工具。l 施予檢驗訓練：測定值讀取方法、測定器正確使用法.。l 給予清楚之品質判斷基準。l 新進人員訓練應重視。(3)提高檢查精度l 檢查治具化、物理化（感官檢查）、（限度樣本）。l 自動檢查之採用。l 防呆措施（fool proof）之採用。掌握製程管制之主要因素l 多能工訓練（人員請假時，不良增加之防止）。l 品管人員要有充份之訓練。(4)提高人員能力或技能l 教育、訓練、再教育。l 激發問題意識，改善意識。l 不斷地改善使工作更好作，而不會錯，檢查精度愈高。掌握製程管制之主要因素2.材料方面：(1)要有優良之協力廠商。l 選擇品質意識高，有信用，有完整品管制度之廠商承製。l 有適當之廠商獎勵辦法（激勵、考核）。l 適價政策。l 整合協力廠商，使依存度提高。掌握製程管制之主要因素(2)交貨品質之確保l 要求新材料、部品認定辦法。l 要有清楚、明確之品質要求。l 有採購契約時，要有品質要求條款。如構造、尺寸、試驗項目、方法、規格、不合格處理、品保證期間處理、包裝方法、運送方法.。l 廠商應自我品質保證，交貨時應繳附檢查成績表。l 進料時作檢查或稽核。l 定時、不定時進行信賴性監查。l 適切之廠商輔導辦法（培育）。掌握製程管制之主要因素 (3)交貨後品質之確保l 良好之儲運管理。先進先出整理整頓ABC分類管理。l 作業者自我檢查，品質再確保。掌握製程管制之主要因素3.機具設備方法(1)適當的設備（機械、治工具、計測器）l 精度要足夠。l 性能要穩定。(2)良好之保養使性能穩定l 要有完善之設備管理規定，訂定年度保養計劃，有計劃之保養。日常保養：作業者負責（日常檢查、保養記錄表）。定期保養：週保養、月保養、季保養、年保養等（定期檢查報告書）。掌握製程管制之主要因素保養基準、作業標準。備品管理。異常處理。l 保養人員要有足夠之教育訓練以提升保養技能（高度自動化、無人化保全更為重要）。l 設備之精度管理保養、製程資料應活用。掌握製程管制之主要因素 (3)正確之操作l 有完整之操作說明。l 操作員之訓練。(4)設備之改善l 保全人員、技術人員改善。l 專案改善。l 作業者改善（QCC）。l 不斷檢討改善，使設備更精良，不使有第二次之類似故障（再發防止）。掌握製程管制之主要因素4.工作方法方面(1)具備完整之作業標準書（指導書）l 和現實作業完全相符。l 每月一回，全員確認是否需要修訂（適時修訂）。l 鼓勵找出更佳方法（問題、品質、改善意識），使成為目前所知最佳合理的方法。掌握製程管制之主要因素(2)作業員充份瞭解作業標準書之內容l 要徹底地指導。l 使完全瞭解且熟記在心裡，能夠自己書寫、修訂是最理想的。l 激勵、考試、詢問。(3)嚴格遵守作業標準書的內容l 要讓作業者知道遵守作業標準書之重要性。l 主管要有決心，嚴格地指導。l 幹部應做檢核與確認之工作。(4)工程層別與職能分類6概念1. 何謂六個製程? 製程精密度(Cp)=2.0 製程能力指數(Cpk)1.5。2. 以六個訂為品質缺點的基準理由。 在無製程變異情