SPC工程师培训统计管理资料

SPC基本觀念整合PreparedbyKeithLo第一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第二页，共一百零四页。企業降低成本基本架構降低成本提高附加價值降低材料成本降低購入價格提高材料使用率(降低庫存成本)VA/VE工數降低消除其他之浪費標準作業工程分析稼動分析

不良率節約(能源、副資材)作業分析停止分析非正常停止突發停止換模、線之停止省力化標準化自動化PM/TPM5S動作分析動作意識動作要素效率標準作業配置物流稼動率QCO第三页，共一百零四页。精實(Lean)生產系統模式品質成本時效超越顧客期望具彈性,有能力,高度被激勵&授權的員工世界級的可靠度&維護度連貫性的物料&產品流動榮辱與共的合作夥伴關係的協力廠健全的產品及作業制度產能規劃訂購到交貨滿足顧客需求顧客滿意第四页，共一百零四页。QCCTQMTQCSixSigma將改善推展

至間接部門以顧客滿意為目標之管理觀念(部門之業務效率化)滿意度量化之

創新管理手法第五页，共一百零四页。西格玛水平6个西格玛＝3.4失误/百万机会―意味着卓越的管理，强大的竞争力和忠诚的客户

5个西格玛＝230失误/百万机会－优秀的管理、很强的竞争力和比较忠诚的客户

4个西格玛＝6,210失误/百万机会－意味着较好的管理和运营能力，满意的客户

3个西格玛＝66,800失误/百万机会－意味着平平常常的管理，缺乏竞争力

2个西格玛＝308,000失误/百万机会－意味着企业资源每天都有三分之一的浪费

1个西格玛＝690,000失误/百万机会－每天有三分之二的事情做错的企业无法生存

第六页，共一百零四页。專案Project界定Define衡量Measure分析Analysis改善Improve控制Control6Sigma執行步驟D-M-A-I-C第七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合1.SPC簡介2.基本統計3.抽樣檢驗4.管制圖5.製程能力研究6.持續改善第八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC簡介第九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC的迷思有管制圖就是SPC?有抽樣計劃就是SPC?有計算Ca/Cp/Cpk就是SPC?有製程參數控制就是SPC?第十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC不是只有成品檢驗，而無製程檢查有製程檢查，而無優先順序有優先順序，但無『合理的』管制範圍有管制範圍，但未定期執行有定期執行，但頻率不當有正確頻率，但無追蹤分析有追蹤分析，但無『有效的』改善措施有改善措施，但未成為規範(標準化)第十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC的定義：統計製程管制(StatisticalProcesscontrol)簡稱SPC。對任何場所依計劃收集的數據資料，譬如，成品特性、零件尺寸或電腦資料登錄錯誤等，提供各種統計方法之處理、計算、分析圖示及列表。在製程管制系統中提供客觀的績效報告，以達成『預先防止、避免浪費』的管制要求。第十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合StatisticalProcessControl統計製程管制1.是員工應知應會的常識2.管理及工程人員用來溝通的共同語言3.供應商對客戶保證產品品質的依據4.用數據說話的科學方法第十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合統計的製程管制是不是有”數據”就是統計?是不是有”計算”就是統計?那麼統計到底是什麼”碗糕”?什麼是”有意義的情報”?第十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合統計──是數據透過計算產出的有意義的情報就是統計IOP統計=數據+計算+有意義的情報計數值計量值￣σX第十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合什麼是有意義的情報例1：拉力強度很好例3：大多數產品的拉力強度在

5kg±0.6kg之內例2：拉力強度平均為5kg/cm2例4：99.73%的產品其拉力強度

在5kg±0.6kg之內第十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合統計的製程管制什麼是製程?

製程的構成要件有那些?

製程主管之任務是什麼?如何降低製程中的變異?如何提高製程中的命中率?衡量製程能力有那些指標?第十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程管制系統

成品製程中對策績效報告成品改善人員設備材料方法環境製程第十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合統計的製程管制管制是什麼?管制項目如何決定?管制頻率如何決定?管制範圍該放多大?第十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制計畫(ControlPlan)：一般SPC的推動應在品質管制計畫中明確規定，或稱之「QC工程表」。1.「QC工程表」的製訂時機為新產品量產試作前，由品保單位負責製作，經由品保及生產單位主管核准後發佈實施。2.「QC工程表」的製作依生產技術單位發佈之製造流程圖(ProcessFlowChart)填寫製程名稱、管制項目、品質特性及規格、測試方法、記錄圖表、抽樣方法及異常處置方法。第二十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC分成共同原因(CommonCause)的變異及特殊原因(SpecialCause)的變異：共同原因：製程系統有許多不明的變異原因，但隨時間的不同而穩定的存在。以SPC的觀點為製程系統的分配隨時間的不同是固定的，稱為在統計的管制狀態下；或簡稱管制狀態下(UnderControl)。若製程系統僅有共同原因存在，則其成品特性的分配是可預測的。特殊原因：有些變異的原因不常存於製程系統中，若其出現於製程系統會導致製程系統不穩定。以SPC的觀點為製程系統的分配隨時間的改變而不是固定的，稱為不在統計的管制狀態下；或簡稱不在管制狀態下(OutofControl)。若製程系統存有特殊原因，則其成品特性的分配是不可預測的。第二十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合大小時間共同原因：(製程在管制狀態下)預測第二十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合大小時間特殊原因：：(製程不在管制狀態下)預測?第二十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第二十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合一般特殊原因需要局部對策；例如，調整設備、加強保養、依SOP操作、仔細核對物料等等局部對策：

◎通常需要消除製程系統的特殊原因。

◎通常由製程人員直接加以矯正。

◎大約能解決15%製程系統的問題。共同原因則需要較深入的分析，稱之為系統改善；例如，更新設備、變更材料、修改SOP及加強訓練計畫等等系統改善：

◎通常需要改善消除製程系統的共同原因。

◎經常需要管理當局的投入與對策。

◎製程系統大約有85%屬於此類的問題。第二十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程管制系統的目的是要經濟有效地管制產品或製程品質。也就是說，當製程系統只有共同原因時，不要過度去調整或干預製程；當製程系統有特殊原因出現時，不要忽略局部對策的機會。製程管制系統的功能是要使製程系統在統計的管制狀態下，使其變異只源自於系統的共同原因。以此來監控當特殊原因出現時能被察覺而給予局部對策，對產品或製程品質有不良影響的消除之，對產品或製程品質有益處的保留之。第二十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程系統的四種狀況：製程能力是說明當製程系統在統計的管制狀態下時，其符合規格的能力。第二十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合基本統計(FundamentalStatistics)第二十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合群體數據樣本結論抽樣測試分析行動群體、樣本、數據之間的關係第二十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合群體(Population)：一批產品或同一時間以同一批原料生產的同類產品的全體等，都可以稱之一群體。樣本(Sample)：從一批產品中抽取一部份進行檢驗，被抽取的部份就叫一樣本。抽樣(Sampling)：從群體中抽取樣本的作業稱之抽樣。第三十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合68.26%95.45%99.73%-3σ-2σ-1σμ+1σ+2σ+3σ常態分配：第三十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖即為研判製程變異原因是共同原因或特殊原因之主要統計分析工具，其中包括三條線：管制上限(UpperControlLimit)；記為UCL

UCL=μ+3σ

管制下限(LowerControlLimit)；記為LCL

LCL=μ-3σ中心線(CenterLine)；記為CL

CL=μ第三十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第一種錯誤(TypeIError)：

α→生產者冒險率不該判錯者而判錯；好批當做不合格品，統計學上以α表示，抽樣檢驗所發生第一種錯誤稱之生產者冒險率(Producer’srisk)第二種錯誤(TypeIIError)：β→消費者冒險率該判錯者而不判錯；壞批當做合格品，統計學上以β表示，抽樣檢驗所發生第二種錯誤稱之消費者冒險率(Consumer’srisk)第三十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合±1σ±2σ±3σ±4σ±5σ±6σ第二種錯誤管制界限損失第一種錯誤第三十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合採用μ±4σ時，第一種錯誤減少，第二種錯誤增加採用μ±2σ時，第一種錯誤增加，第二種錯誤減少採用μ±3σ時，能使第一種錯誤和第二種錯誤(損失)之總和減至最小，而最為經濟。第三十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合數據的分類：計數值數據：有些單位產品必須以二分法來判定品質，如好與壞、良與不良及合格與不合格等所謂的Go-NoGo其數據在數學上有不連續的特質，故稱之為離散型隨機變數。計量值數據：有些單位產品經由實際量測或測試而得一連續性數據。如零件尺寸等表達單位產品特性值的方法，稱之計量值。其數據在數學上有連續的特質，故稱之為連續型隨機變數第三十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合抽樣方法(SamplingMethod)1.簡單隨機抽樣(SimpleRandomSampling)2.分層隨機抽樣(StratifiedRandomSampling)3.系統抽樣(SystematicSampling)4.分段隨機抽樣(StageSampling)第三十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合統計數量的表示方法：計量值統計數量的表示方法1.個別值樣本數據：X1,X2,X3…….2.組平均數：X→Xbar3.總平均數：X4.中位數：→XMED5.組全距：R=Xmax-Xmin6.全距平均：R7.標準差：S(σ)~X第三十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合計數值統計數量的表示方法1.不良率：p2.良率：1-p3.不良數：np4.缺點數：c5.單位缺點數：u第三十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合抽樣檢驗第四十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第四十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合適合全數檢驗的條件：[1].批量太少，失去抽樣檢驗的意義時。[2].檢驗手續簡單，不致大量浪費人力時間及經費時。[3].不允許不良品存在，該不良品對製品有致命的影響時。[4].工程能力不足，其不良率超過規定，無法保証品質時。第四十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第四十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合對全數檢驗和抽樣檢驗應有的認識：[1].檢驗人員單調地一再重覆作全數檢驗，容易造成精力疲倦，發生差誤，使檢驗結果不正常。[2].抽樣檢驗結果，整批驗收或整批拒收，製造者在心理上有迫使品質改善壓力的感受。[3].抽樣檢驗使人員及費用大為降低。第四十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合對全數檢驗和抽樣檢驗應有的認識﹝續﹞：[4].抽樣檢驗不可能完全拒絕不良批，因此含有相當程度的冒險性，但基於經濟觀點又不失為一可行的手段，實質問題乃是如何選擇一個最好的「抽樣計劃」。[5].不能隨意抽驗少數樣品，即判斷全批的好壞，必須依選定的「抽樣計劃」評定之。[6].抽樣檢驗發現樣本中有不良品，並不能立即武斷全批為不良。[7].隨機抽樣為必要的條件。第四十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖(ControlChart)第四十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖的設計原理是應用來自製程系統的動態數據，選擇適當的統計量，以簡單的推移圖解讀製程系統在樣本與樣本、批與批、時間與時間之間的變異程度。第四十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖的種類：1.依數據之性質來分類計量值管制圖(ControlChartforVariables)計數值管制圖(ControlChartforAttributes)2.依數據之用途來分類管制用管制圖解析用管制圖第四十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合直方圖﹝常態分配﹞：分組→1+3.32log10N例：樣本數N=10001+3.32log10N=1+3.32log101000=1+3.32log1010=1+3.32x3=10.96→11組N=100→1+3.32x2=7.64→8組3第四十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合直方圖﹝常態分配﹞：X=167cm-3σ-2σ-1σμ+1σ+2σ+3σ台灣民眾身高分配情形第五十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合計量值管制圖：1.平均值與全距管制圖(X-RChart)2.平均值與標準差管制圖(X-σChart)3.中位值與全距管制圖(X-RChart)4.個別值與移動全距管制圖(X-RmChart)~第五十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合計數值管制圖：1.不良率管制圖(pChart)2.不良數管制圖(pnChart)3.缺點數管制圖(CChart)4.平均缺點數管制圖(uChart)第五十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖的選定資料性質樣本數≧2?不良數或缺點數單位大小是否一定n是否一定中心線CL之性質n是否較大?X-σpnX-RmX-RuCpX-R計數值計量值n=1n≧2n≧10n=2-5~X─X~第五十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖的運用：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處置、措施判定NoOkOk第五十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖：製程管制的工具應用步驟：1.收集資料：收集數據並描繪於管制圖上2.管制：由收集的製程數據計算管制界限，找

出變異的特殊原因，採取局部對策。3.解析及改善：計算製程能力，並改善製程系統。此三項步驟必須不斷重複遵行，以持續改善製程。第五十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合X-R管制圖：CLX=XUCLX=X+A2RLCLX=X-A2RCLR=RUCLR=D4RLCLR=D3R平均值管制圖全距管制圖第五十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第五十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合建立X-R管制圖之步驟：1.建立解析用管制圖

A.選定管制項目

B.搜集數據

C.按產品生產之順序或測定順序，排列數據。

D.數據之分組：n=2~5

E.將分組之數據記入數據記錄表

F.計算平均值XG.計算全距R

H.計算總平均值XI.計算全距之平均值R

J.查係數A2、D4、D3K.計算管制界限L.繪管制界限M.點圖N.管制界限之探討O.劃直方圖P.與規格比較2.建立管制用管制圖A.記入必要事項B.作管制界限C.點圖D.安定狀態之判定

E.採取措施F.管制界限重新計算第五十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖之繪製流程：搜集數據繪製解析用管制圖繪製直方圖安定狀態?滿足規格?追求、去除異常原因以達安定狀態檢討機械、設備等等提升製程能力管制用管制圖非安定狀態安定狀態不滿足滿足第五十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++XX第六十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合敬鵬工業股份有限公司第六十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第六十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合X-Rm管制圖：CLX=XUCLX=X+E2RmLCLX=X-E2RmCLRm=RmUCLRm=D4RmLCLRm=D3Rm個別值管制圖移動全距管制圖第六十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合敬鵬工業股份有限公司第六十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合敬鵬工業股份有限公司第六十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第六十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合不良率管制圖(p-Chart)：CLp=p=Σd/Σn

p(1-p)

UCLp=p+3

n

p(1-p)

UCLp=p-3

n

第六十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第六十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合第六十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合X-R管制圖抽樣時注意事項：1.抽樣原則：組內變異小，組間變異大。2.經濟性：抽樣之費用不得高於獲得之效果。3.迅速：儘可能減少對生產線之阻礙。4.瞭解製程之特性，以增加樣本之可靠性。5.決定抽樣間隔及樣本大小。第七十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制圖之判讀法：正常點子之動態1.多數點子集中在中心線附近2.少數之點子落在管制界限附近3.點子之分佈成隨機狀態，無任何規則可循4.沒有點子超出管制界限之外(就是有也很少)第七十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合不正常點子之動態1.在中心線附近無點子─此種型態稱之為『混合型』，因為

樣本中可能包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，

故有此結果。2.在管制界限附近無點子─此種型態稱之為『層別型』，因

為原群體可能已經加以檢剔過，其中適合某一種尺寸規格

者，已經被取去之故。3.有點子超出管制界限之外─此種型態稱之為『不穩定型』不正常型態之鑑別方法，是根據或然率之計算原理而來。即根據或然率之理論，認為分佈於中心線附近及管制界限附近之點子，其間是有一定之比例關係存在。第七十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合不穩定型態之檢定方法：1.有一點落在管制界限之外者2.中心線同側三個連續點中有兩點出現在兩個σ之外者3.中心線同側五個連續點中有四點出現在一個σ之外者4.八個連續點落在C區或其中連續七點出現在中心線之同

一側者5.連續幾點同一方向時：

A.連續五點上升(或下降)─注意以後動態

B.連續六點上升(或下降)─開始調查原因

C.連續七點上升(或下降)─必有原因，應立即採取措施第七十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合不穩定型態之檢定方法(續)：

如出現下列情形之一時，可判定製程發生異常；1.點在中心線之單側連續出現在七點以上時2.點出現在中心線之單側較多時，如：

(1).連續11點中有10點以上。

(2).連續14點中有12點以上。

(3).連續17點中有14點以上。

(4).連續20點中有16點以上。3.點出現在管制界限之近旁時，一般是以超出2σ區域之點

為調查基準，如，

(1).連續3點中有2點以上。

(2).連續7點中有3點以上。

(3).連續10點中有4點以上。第七十四页，共一百零四页。第七十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC應用之困難：1.多種少量的生產型態2.管制計劃(QC工程表)的不實際3.使用SPC前未作充份準備4.統計知識欠缺

(1).有抽樣誤差存在(2).沒有一個製程可以做到100%在統計的管制狀態下(3).沒有任何產品特性之分配是完全常態分配5.統計計算繁瑣6.量測數據不正確7.管理階層不支持第七十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合UCLCLLCL+3σ+2σ+1σA區B區C區12/34/5868.26%95.45%99.73%第七十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合SPC能解決的製程問題1.經濟性2.預警性/時效性3.分辨共同原因與特殊原因4.善用機器設備5.改善的評估第七十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合管制界限和規格界限的關係：規格範圍+3σx-3σx樣本平均值之分配群體(製程)個別值之分配+3σ’-3σ’UCLxCLxLCLxSUSL註：上圖中之管制圖為「X管制圖」第七十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程能力研究第八十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程能力評價由下列四方面來評價：1.平均數代表集中趨勢2.標準差代表離中趨勢3.超出規格之不良率4.集中趨勢和離中趨勢之總合指數第八十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合+++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++++準確度?精密度?Cpk第八十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程準確度Ca(Capabilityofaccuracy)：各製程之規格中心值設定之目的，就是希望各工程製造出來之各個產品實績值，能以規格中心為中心，呈左右對稱之常態分配時，也應以規格中心值為目標。從生產過程中所穫得之資料其實績平均值(X)與規格中心值(μ)之間偏差之程度，稱為製程準確度Ca。

實績中心值-規格中心值(X-μ)

Ca=%=%

規格許容差T/2

T=SU-SL=規格上限-規格下限(或公差)

第八十三页，共一百零四页。SPC基本觀念整合12.5%25%50%100%A級B級C級D級規格中心值規格上限(下限)Ｘ(實績)Ｘ(實績)Ｘ(實績)第八十四页，共一百零四页。SPC基本觀念整合處置原則(Ca等級)：A級：作業員遵守作業標準操作並達到規格之要求須

繼續維持。B級：有必要儘可能將其改進為A級。C級：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。D級：應採取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因

素，必要時得停止生產。第八十五页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程精密度Cp(Capabilityofprecision)：雙邊規格規格許容差規格公差(T)

Cp==

3σ6σ從Cp值可知若T>6σ時若大得愈多Cp值也愈大，也就是說在這種生產條件(人、機械、材料、管理等)，本製程非常適合於生產此種精密度之產品。反之若T<6σ時則Cp值也愈小，說明了此製程在目前此種狀態下，不能適應此種精密度之產品。Cp與Ca之不同點是Ca值愈小愈好，Cp值是愈大愈好。第八十六页，共一百零四页。SPC基本觀念整合製程精密度Cp(Capabilityofprecision)：單邊規格[1].上限規格(Su)的場合Su-X(上限規格)-(平均值)

Cp==

3σ3x(標準差)[2].下限規格(SL)的場合X-SL(平均值)-(下限規格)Cp==

3σ3x(標準差)

第八十七页，共一百零四页。SPC基本觀念整合規格下限規格中心規格上限6σB級6σA級6σC級6σD級Cp=1.00Cp=1.33Cp=0.83第八十八页，共一百零四页。SPC基本觀念整合處置原則(Cp等級)：A級：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。B級：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。C級：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。D級：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。第八十九页，共一百零四页。SPC基本觀念整合Cpk，製程能力指數：Cpk是總合Ca和Cp二值之指數，其計算式為；Cpk=(1-│Ca│)xCp當Ca=0時，Cpk=Cp單邊規格時，Cpk即以Cp值計，但需取絕對值。等級評定：A級：1.33≦CpkB級：1.0≦Cpk<1.33C級：Cpk<1.0第九十页，共一百零四页。SPC基本觀念整合處置原則(Cpk等級)：A級：製程能力足夠。B級：製程能力尚可。C級：製程應加以改善。第九十一页，共一百零四页。SPC基本觀念整合Cp(Cpk)分佈和規格的關係工程能力有無之判斷Cpk≧1.67

SuSL過份充足第九十二页，共一百零四页。SPC基本觀念整合Cp(Cpk)分佈和規格的關係工程能力有無之判斷1.67＞Cpk≧1.33