SPC基础知识讲解

1、本本課課程程目目標標p本課程的目標是介紹SPC基本概念及應用p在本課程中,你將學到 SPC概念及實際使用控制方式目錄目錄1. SPC簡介2. 制程能力指數3. 制程管制圖4.管制圖選用原則5.異常處理1.1 SPC管制目的SPC(Statistical Process Control 統計制程管制) 是由制程調查來改進制程能力,不斷降低產品品質的變異性,而達到提升產品品質的一種方法,其主要工具為管制圖制程管制的目的: 分辯共同原因與特殊原因,并分別加以改善1. SPC簡介簡介1.2 1.2 SPCSPC的起源及發展背景的起源及發展背景工业革命以后，随着生产力的进一步发展，大规模生产形成，如何控

2、制大批量产品质量已成为一个突出问题，单纯依靠事后检验的质量控制方法已不能适应当时经济发展的要求，因此，必须改进质量管理的方式。于是，英、美等国开始着手研究用统计方法代替事后检验的质量控制方法。1924年，美国的休哈特博士提出将3Sigma原理运用于生产过程当中，并发表了著名的“控制图法”，对过程变量进行控制，为统计质量管理奠定了理论基础。1.3 1.3 SPCSPC的定義的定義: : 是一套將制程中所收集的資料,透過制程能力分析 與標准化,去發掘制程異常,立即實施改善措施,使 制程恢復正常運作的統計手法. S (Statistical) : 統計 P (Process) : 制程 C (Con

3、trol) : 管制1.4 1.4 為什麼要用為什麼要用SPC?SPC?1.1.确保制程持续稳定、可预测。确保制程持续稳定、可预测。2.2.提高产品质量、生产能力、降低成本。提高产品质量、生产能力、降低成本。3.3.为制程分析提供依据。为制程分析提供依据。4.4.区分变差的区分变差的特殊原因特殊原因和和普通原因普通原因，作为采取局部措施，作为采取局部措施或对系统采取措施的指南。或对系统采取措施的指南。1.5 1.5 SPCSPC觀念觀念( (續續) ) 1.5.1 沒有任何兩件事、人、產品是一模一樣的. 1.5.2 宇宙萬物和工業產品大部份都呈現常態 分配. -3-2-1+1+2+30.135

4、%0.135%99.73%95.45%68.27%常態分配常態分配:1.5.3常態分布兩個重要參數常態分布兩個重要參數: 平均值 :描述品質特性值之集中位置 標準差 : 描述品質特性值之分散程度請看以下幾個例子看以下幾個例子:第一組數據第一組數據: 10.10 10.20 10.30第二組數據第二組數據: 10.10 10.25 10.40第三組數據第三組數據: 10.20 10.25 10.30第四組數據第四組數據: 10.05 10.25 10.45問題一問題一:它們的平均值相等嗎它們的平均值相等嗎?問題二問題二:若若SPEC定定在在10.250.15,它們合格嗎它們合格嗎?問題三問題三:

5、哪一組數據比較好哪一組數據比較好?1.5 1.5 SPCSPC觀念觀念1.5 1.5 SPCSPC觀念觀念 1.5.4 品質變異的原因 1機遇原因(Chance cause) 隨机因素,偶因,過程固有的,始終存在,不可 避免的原因、非人為的原因、共同原因、 偶然原因、一般原因,是屬於管制狀態的變異. 機遇原因(偶然性,不易識別,不易消除, 大量的) 如:同批材料內部結構的不均勻性表現的微小差異, 設備的微小振動,刀具的正常磨損,以及操作者細微 的不穩定等. -其對品質變異起著細微的作用,但難以排除.2非機遇原因( Assignable cause可查明因素) 系統因素,異因,非過程固有,有時存

6、在,有時不存在,可避免的原因、人為原因、特殊原因、異常原因、局部原因等.此種原因,應采取行動,使制程恢復正常,進入管制狀態.非機遇原因(系統性,易識別,可以消除, ) 如:使用了不合規格標准的原材料,設備的不正確調整, 設備異常,操作者偏離操作規程等. -其對品質變異影響程度大,生產失控,為異常原因, 但不難排除. 1.5 SPC觀念觀念2. 2. 制程能力指數制程能力指數2. 2. 制程能力指數制程能力指數( (續）續）3. 3.制程管制圖制程管制圖3.1管制圖分類3.2管制圖制法3.3判讀原則3.1管制圖分類管制圖分類(按數值類型分按數值類型分)數據類型數據類型管制圖名稱及符號管制圖名稱及

7、符號中心線中心線管制上下線管制上下線平均值-全距管制圖XXA2*RX-RRD4*R , D3*R平均值-標準差管制圖XXA1*RX-SSB4*S , B3*S中位數-全距管制圖XXm3*A2*RX-RRD4*R , D3*R單點移動全距管制圖XX2.66*RX-RmRm3.27*R , 0不良率管制圖( p )pp 3* p*(1-p)/n不良數管制圖( np )npnp 3* np*(1-p)缺點數管制圖( c )cc 3* c單位缺點數管制圖( u )uu 4* u/n計量值計數值3.1.1 解析用管制圖3.1.2 管制用管制圖3.1管制圖分類管制圖分類(按用途分類)解析用管制圖先有數據,

8、后才有管制界限 A.決定方針用. B.制程解析用. C.制程能力研究用. D.制程管制之準備用. 做解析用管制圖時,只需觀看該點是否在 管制界限內,不需要去判讀.3.1.1 3.1.1 解析用管制圖解析用管制圖 先有管制界限,后有數據用於控制制程之品質,如有點子跑出界限時,立即采取 如下措施. A.追查不正常原因. B.迅速消除此原因. C.研究采取防止此項原因重復發生的措施.3.1.2 3.1.2 管制用管制圖管制用管制圖3.2 3.2 管制圖制法管制圖制法3.2.1 nP- Chart(不良數管制圖）3.2.2 P-Chart(不良率管制圖）3.2.3 X-R（平均值-全距管制圖）3.2.

9、4 判讀原則不良數管制圖目的目的: :通過管控檢驗工站的通過管控檢驗工站的不良數不良數, ,籍以管控制程籍以管控制程, ,當制程異常發生當制程異常發生時能時能適時偵測適時偵測, ,及時校正及時校正, ,以確保制程的穩定以確保制程的穩定, ,減少制程變異減少制程變異. .范圍范圍: :適用于本公司所有零件及成品制程掌控適用于本公司所有零件及成品制程掌控 定義定義: :本文所指管控圖又稱本文所指管控圖又稱npnp管制圖管制圖, ,籍以相同時間內（生產數籍以相同時間內（生產數/ /檢檢驗相差數量不驗相差數量不超過超過2020）, ,以不良所出現的個數表示其趨以不良所出現的個數表示其趨勢之一種計數值管

10、制圖勢之一種計數值管制圖. .3.1目的目的,范圍及定義范圍及定義裝配管控工站以每節課收集一次數据裝配管控工站以每節課收集一次數据,可收集可收集2530個數据作個數据作為制定管控圖中心線及上管控線之數据為制定管控圖中心線及上管控線之數据.3.2 管控圖制作步驟管控圖制作步驟3.2.1 數據收集數據收集:3.2.2 計算制程平均不良率計算制程平均不良率P:P=nP/n nP: 不良個數總和不良個數總和 n: 檢驗個數的總和檢驗個數的總和 n: 每節課檢驗的平均數每節課檢驗的平均數 nP: 平均平均不良個數不良個數 .3.2.3 計算管制界限計算管制界限:若若LCL 數據收集數據收集:2 計算制程

11、平均不良率計算制程平均不良率P:P=D/n P=D/n P=D/ n P=D/ n P P : : 平均不良率平均不良率n:n:檢驗個數的總和檢驗個數的總和 n: n: 當日檢驗數當日檢驗數 n: n:平均日檢驗數平均日檢驗數P P : :當日不良率當日不良率 D : D : 不良個數總和不良個數總和 D : D : 不良個數不良個數3 計算管制界限計算管制界限:A. 把全部點記入P-Chart圖,如果點都在管制界限UCL以下,且無特殊規律，即認為制程是在管控狀態.B. 如果有超出管制界限UCL的點,就必須進一步作制程解析,追查原因,制定標准,使同樣原因不再發生.C. 如果有超出管制界限LCL

12、的點,則亦需進行品質改善原因 分析,以求改善對策的推廣和經驗的傳承.D: 數據收集後其上管控線超過所定品質目標管控線,則需增加品質目標線來界定(黑色標示),無需停線/機,但需 檢討改善對策.E: 若管制界限LCL為負值時,則以0基準線為其界限.4 4 P-Chart P-Chart 圖界限檢討圖界限檢討: :5 P-Chart 圖使用說明圖使用說明:A.管控上下限為上一張管控上下限為上一張P-Chart管控圖最後一組數據管控圖最後一組數據, 若是新若是新 生產料號生產料號, 先先收集收集2530個數据個數据再計算確定再計算確定管控線上下限管控線上下限. B. B. 不良項目欄中不良項目欄中,

13、,無需將無需將“調機不良調機不良”列入統計列入統計. .C. C. 日期以連續生產表示日期以連續生產表示, ,若間隔未生產若間隔未生產, ,待再生產時接著記錄待再生產時接著記錄, , 無需無需以以“未生產未生產”或或“空格空格”表示表示. .附附:P-Chart實例實例3.2.3 3.2.3 平均值平均值- -全距管制圖全距管制圖 X - R X - RX-R管制圖的定義管制圖的定義在計量值管制圖中在計量值管制圖中,X-R管制圖系最常用的一種管制圖系最常用的一種,所謂平均所謂平均值與全距管制圖值與全距管制圖,系平均值管制圖系平均值管制圖(X Chart)與全距管制圖與全距管制圖(R Chart

14、)二者合並使用二者合並使用.平均值管制系管制平均值的變化平均值管制系管制平均值的變化,即分配的集中趨勢變化即分配的集中趨勢變化;全距管制圖則管制變異的程度全距管制圖則管制變異的程度,即分配的離散趨勢的狀況即分配的離散趨勢的狀況.管制圖的意義管制圖的意義管制圖是一種品質的圖解記錄管制圖是一種品質的圖解記錄.在圖上有中心線在圖上有中心線(規格值規格值)及二條管制界限及二條管制界限.中心線是一種規格值中心線是一種規格值,二條管制界限是二條管制界限是容許產品的品質特性在其間變動的范圍容許產品的品質特性在其間變動的范圍.在制造過程中在制造過程中用抽查的方式用抽查的方式,將樣本的統計量將樣本的統計量,點繪

15、於圖上點繪於圖上,用以判斷品用以判斷品質的變異是否顯著質的變異是否顯著.規格上限規格上限管制上限管制上限規格值規格值(中心值中心值)管制下限管制下限規格下限規格下限管制圖原理旋轉旋轉9090直方圖直方圖第一步第一步解析解析+3s-3su-3s第二步第二步管制管制+3su管制圖管制圖UCLCLLCL原因原因1. “3”原則原則 概率正態分布之性質在概率正態分布之性質在 3 範圍之範圍之概率概率 為為0.9973 , 幾乎包含了全部的質量特性值幾乎包含了全部的質量特性值. 所以所以: 3 範圍被認為是產品品質正常波動的範圍被認為是產品品質正常波動的合理的最大幅度合理的最大幅度,它代表了一個過程所能

16、達到的質它代表了一個過程所能達到的質量水平量水平,所以過程能力一般用所以過程能力一般用 3 來表示來表示. 原因原因2.能使抽樣檢驗造成的能使抽樣檢驗造成的第一種錯誤第一種錯誤與與第第二種錯誤二種錯誤(損失損失)之總和減至最少且最經濟之總和減至最少且最經濟為何用為何用3 作為管制上下限作為管制上下限?X-R Chart繪制步驟繪制步驟 建立解析用管制圖建立解析用管制圖1.選定管制項目選定管制項目2.收集數據收集數據100個以上個以上,並予適當分組后記入數據記錄表並予適當分組后記入數據記錄表. 樣本大小樣本大小(n)=25 (解析用解析用) 組數組數(k)=20253.計算各組平均值計算各組平均

17、值( X ) X= 4.計算各組全距計算各組全距( R ) R=Xmax-Xmin (各組最大值各組最大值-最小值最小值)X1+X2+X3+XKn5.計算總平均值計算總平均值 ( X ) X= 6.計算全距之平均值計算全距之平均值( R ) R= 7.計算管制界限及繪出計算管制界限及繪出 X管制圖管制圖 中心線中心線 CLx = X 上上 限限 UCLx = X+A2R 下下 限限 LCLx = X-A2Rx1+x2+x3+xkkR1+R2+R3+RKk R管制圖管制圖 中心線中心線 CLR =R 上上 線線 UCLR=D4R 下下 線線 LCLR=D3R A2, D4, D3由系數表查得由系

18、數表查得8.點圖點圖 將數據點繪管制圖上將數據點繪管制圖上,相鄰兩點用直線連接相鄰兩點用直線連接.9.管制界限檢討管制界限檢討10.記入其它注意事項記入其它注意事項nA2D4D3d221.883.27/1.1331.0232.58/1.6940.7292.28/2.0650.5772.12/2.33系 數 表GROUP1234567891011121314151617181920X10.64 0.64 0.64 0.68 0.62 0.70 0.65 0.71 0.70 0.66 0.59 0.62 0.61 0.67 0.72 0.65 0.60 0.72 0.69 0.64X20.61 0

19、.63 0.70 0.65 0.67 0.66 0.68 0.70 0.68 0.63 0.67 0.66 0.60 0.66 0.68 0.66 0.64 0.72 0.66 0.61X30.62 0.68 0.68 0.70 0.70 0.65 0.70 0.63 0.64 0.62 0.60 0.65 0.68 0.64 0.61 0.72 0.61 0.70 0.68 0.61X40.68 0.66 0.67 0.68 0.68 0.65 0.71 0.64 0.63 0.70 0.62 0.58 0.63 0.64 0.66 0.70 0.70 0.65 0.67 0.62X50.6

20、0 0.61 0.69 0.61 0.72 0.73 0.64 0.60 0.67 0.66 0.64 0.60 0.62 0.60 0.70 0.61 0.62 0.66 0.67 0.64 X0.63 0.64 0.68 0.66 0.68 0.68 0.68 0.66 0.66 0.65 0.62 0.62 0.63 0.64 0.67 0.67 0.63 0.69 0.67 0.62 R 0.08 0.07 0.06 0.09 0.10 0.08 0.07 0.11 0.07 0.08 0.08 0.08 0.08 0.07 0.11 0.11 0.10 0.07 0.03 0.03

21、Min0.60 0.61 0.64 0.61 0.62 0.65 0.64 0.60 0.63 0.62 0.59 0.58 0.60 0.60 0.61 0.61 0.60 0.65 0.66 0.61 Max0.68 0.68 0.70 0.70 0.72 0.73 0.71 0.71 0.70 0.70 0.67 0.66 0.68 0.67 0.72 0.72 0.70 0.72 0.69 0.64例題例題:用用X-R管制圖來控制管制圖來控制AGP GAP,尺寸單位為尺寸單位為mm,請請 利用下列數據資料利用下列數據資料,計算其管制界限並繪圖計算其管制界限並繪圖. 制品名稱制品名稱:A

22、GP 機機器號碼器號碼:RK006 品質特性品質特性:GAP 操操 作作 者者:55230 測定單位測定單位:mm 測測 定定 者者:58664 制造場所制造場所:A線線 抽樣期間抽樣期間:03/10/9903/12/991.收集數據並記入數據記錄表收集數據並記入數據記錄表2.計算各組計算各組X3.計算各組計算各組R值值4.計算總平均計算總平均( X ) X= = (0.63+0.64+0.68+0.66+0.68+0.68+0.68+0.66+0.66 +0.65+0.62+0.62+0.63+0.64+0.67+0.67+0.63+0.69 +0.67+0.62)20 = 0.66x1+x

23、2+x3+xkk5.計算全距之平均值計算全距之平均值( R ) R= =(0.08+0.07+0.06+0.09+0.10+0.08+0.07+0.11+0.07 +0.08+0.08+0.08+0.08+0.07+0.11+0.11+0.10+0.07 +0.03+0.03)20 = 0.086.計算管制界限及繪出計算管制界限及繪出 X管制圖管制圖 中心線中心線 ( CLx ) = X = 0.66 管制上限管制上限 ( UCLx ) = X+A2R = 0.66+0.577 0.08 = 0.70 管制下限管制下限 ( LCLx ) = X-A2R = 0.66-0.577 0.08 =

24、0.61R1+R2+R3+RKknA2D4D3d221.883.27/1.1331.0232.58/1.6940.7292.28/2.0650.5772.12/2.33系 數 表R管制圖管制圖 中心線中心線 CLR = R = 0.08 管制上限管制上限 UCLR = D4R = 2.115 0.08 = 0.17 管制下限管制下限 LCLR = D3R = 0 0.08 = 07.將所求出之各將所求出之各X值及值及R值點入管制圖上並將相鄰兩點用值點入管制圖上並將相鄰兩點用 直線連接直線連接8.制程狀態檢討制程狀態檢討9.記入其它注意事項記入其它注意事項 0.500.600.700.80X-管

25、制圖1234567891011121314151617181920AGP CONN. GAP CONTROL CHART0.000.100.200.30R管制圖1234567891011121314151617181920AGP CONN. GAP CONTROL CHARTTYPE:34.7834.7634.7734.7734.7434.7234.7234.7134.7034.7234.7234.7534.7534.7534.7234.7534.7534.7734.7234.7534.7534.7534.7734.7134.7734.7134.7734.7434.7434.7534.7234

26、.7434.7734.7834.7834.7434.7434.7434.7234.7034.7334.7234.7434.7234.7434.7234.7634.7734.7834.7234.7234.7834.7634.7634.7234.7834.7134.7234.7534.7234.7034.7834.7534.7834.7634.7734.7434.7234.7234.7034.6934.7234.7334.7234.7534.7434.7134.7434.7734.7934.7534.7334.7434.7634.7334.7234.7634.7534.7634.7734.7034

27、.7634.7734.7734.7834.7834.7734.7234.7534.7334.7234.7234.7134.7534.7434.7334.7334.7334.7434.7834.7634.7334.7534.7634.7734.7734.7334.7234.7234.7434.7334.7734.7234.72139.04139.09139.09139.09138.94138.93138.91138.85138.81138.88138.92138.95138.95138.96138.88138.99139.07139.10138.92138.95139.03139.04139.0

28、3138.88139.03138.89138.99138.99138.93138.93138.9934.7634.7734.7734.7734.7434.7334.7334.7134.7034.7234.7334.7434.7434.7434.7234.7534.7734.7834.7334.7434.7634.7634.7634.7234.7634.7234.7534.7534.7334.7334.750.040.020.020.010.020.030.020.020.030.020.030.030.030.020.020.020.030.030.030.030.040.020.040.02

29、0.060.040.050.040.070.060.0634.50X-R CONTROL CHARTXCHARTRCHARTDATETIMEX1X2SAMPLEXRM/C#:X3X4X35.00INSPECTOR:SAMPLING FREQUENCY:34.7434.7434.7234.72CLLCLR CHART0.070.070.030.030.000.00S/S:SET UP CHARTPROCESS CONTROL CHARTREV:DIE:QUALITY CHARACTERISTIC:PRODUCT UNIT:SPEC:CONTROL CHART NO.:DESCRIPTION:PERIOD:P/N:X CHART34.7734.77UCL34.6534.734.7534.834.8500.020.040.060.080.13.2.4 3.2.4 判讀原則判讀原則3.2.4 管制圖的判讀原則管制圖的判讀原則制程是否在管制狀態可用下列原則判斷制程是否在管制狀態可用下列原則判斷: 1 管制圖上的點都出現管制圖上的點都出現在管制界限內側在管制界限內側,並並