SPC工程师培训资料.ppt

1、SPC基本觀念整合,Prepared by Keith Lo,SPC基本觀念整合,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/TPM 5S,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,精實(Lean)生產系統模式,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,QCC,

2、TQM,TQC,Six Sigma,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,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,專案 Pro

3、ject,界定 Define,衡量 Measure,分析 Analysis,改善 Improve,控制 Control,6 Sigma 執行步驟,D-M-A-I-C,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,SPC基本觀念整合,SPC簡介,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 ?,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

4、 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),SPC基本觀念整合,SPC的定義： 統計製程管制(Statistical Process control)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。,SPC基本觀念整合,Statistical Process Control 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

5、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,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” ?,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,I,O,P,統計 = 數據 + 計算 + 有意義的情報,計數值 計量值, ,X,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 5 kg 0.6 kg 之內,例 2：拉力強度平均為 5 kg/cm2,例 4：99.73%的產品其

6、拉力強度 在 5 kg 0.6 kg 之內,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 ?,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,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 ?,SPC基本觀念整合,管制計畫(Control Plan)： 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

7、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(Process Flow Chart)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。,SPC基本觀念整合,SPC分成共同原因(Common Cause)的變異及特殊原因(Special Cause)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(Under Control)。若製程系統僅有

8、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(Out of Control)。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。,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,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 ?,SPC基本觀念整合,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

9、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。,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

10、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。,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。,SPC基本觀念整合,基本統計 (Fundamental Statistics),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,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

11、樣(Sampling)：從群體中抽取樣本的作業稱之抽樣。,SPC基本觀念整合,68.26%,95.45%,99.73%,-3 -2 -1 +1 +2 +3,常態分配：,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(Upper Control Limit)；記為 UCL UCL = + 3 管制下限(Lower Control Limit)；記為 LCL LCL = - 3 中心線(Center Line)；記為 CL CL = ,SPC基本觀念整合,第一種錯誤(Type I Error)： 生產者冒險率 不該判錯者而判錯；好批

12、當做不合格品，統計學上以表示，抽樣檢驗所發生第一種錯誤稱之生產者冒險率(Producers risk) 第二種錯誤(Type II Error)： 消費者冒險率 該判錯者而不判錯；壞批當做合格品，統計學上以表示，抽樣檢驗所發生第二種錯誤稱之消費者冒險率(Consumers risk),SPC基本觀念整合,1 2 3 4 5 6,第二種 錯誤,管制界限,損失,第一種 錯誤,SPC基本觀念整合,採用 4時，第一種錯誤減少，第二種錯誤增加 採用 2時，第一種錯誤增加，第二種錯誤減少 採用 3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。,SPC基本觀念整合,數據的分類： 計數值數

13、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,SPC基本觀念整合,抽樣方法(Sampling Method) 1. 簡單隨機抽樣(Simple Random Sampling) 2. 分層隨機抽樣(Stratified Random Sampling) 3. 系統抽樣(Systematic Sampling) 4. 分段隨機抽樣(S

14、tage Sampling),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：XXbar 3. 總平均數：X 4. 中位數： XMED 5. 組全距：R = Xmax - Xmin 6. 全距平均：R 7. 標準差：S (), X,SPC基本觀念整合,計數值統計數量的表示方法 1. 不良率：p 2. 良率：1-p 3. 不良數：np 4. 缺點數：c 5. 單位缺點數：u,SPC基本觀念整合,抽樣檢驗,SPC基本觀念整合,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

15、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。,SPC基本觀念整合,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。,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

16、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。,SPC基本觀念整合,管制圖 (Control Chart),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。,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 (Control Chart for Variables) 計數值管制圖 (Control

17、Chart for Attributes) 2. 依數據之用途來分類 管制用管制圖 解析用管制圖,SPC基本觀念整合,直方圖常態分配： 分組 1 + 3.32 log10N 例：樣本數N=1000 1 + 3.32 log10N = 1 + 3.32 log101000 = 1 + 3.32 log1010 = 1 + 3.32 x 3 = 10.96 11組 N=100 1 + 3.32 x2 = 7.64 8組,3,SPC基本觀念整合,直方圖常態分配：,X=167cm,-3 -2 -1 +1 +2 +3,台灣民眾身高分配情形,SPC基本觀念整合,計量值管制圖： 1. 平均值與全距管制圖 (

18、X - R Chart) 2. 平均值與標準差管制圖 (X - Chart) 3. 中位值與全距管制圖 (X - R Chart) 4. 個別值與移動全距管制圖 (X - Rm Chart),SPC基本觀念整合,計數值管制圖： 1. 不良率管制圖 ( p Chart) 2. 不良數管制圖 ( pn Chart) 3. 缺點數管制圖 ( C Chart) 4. 平均缺點數管制圖 ( u Chart),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- ,pn,X-Rm,X-R,u,C,p,X-R,計數

19、值,計量值,n=1,n 2,n 10,n = 2-5, X,X,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,No,Ok,Ok,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。,SPC基本觀念整合,X - R 管制圖： CLX = X UCLX = X + A2R

20、 LCLX = X - A2R CLR = R UCLR = D4R LCLR = D3R,平均值管制圖,全 距管制圖,SPC基本觀念整合,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 X G.計算全距 R H.計算總平均值 X I .計算全距之平均值 R J.查係數A2、D4、D3 K.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

21、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,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,SPC基本觀念整合,+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +

22、 + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +,+ + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + + +,X,X,SPC基本觀念整合,敬鵬工業股份有限公司,SPC基本觀念整合,SPC基本觀念整合,X - Rm 管制圖： CLX = X UCLX = X + E2Rm LCLX = X - E2Rm CLRm = Rm UCLRm = D4Rm LCLRm = D3Rm,個別值管制圖,移動全距管制圖,SPC基本觀念整合,敬鵬工

23、業股份有限公司,SPC基本觀念整合,敬鵬工業股份有限公司,SPC基本觀念整合,SPC基本觀念整合,不良率管制圖(p - Chart)： CLp = p = d / n p ( 1 - p ) UCLp = p + 3 n p ( 1 - p ) UCLp = p - 3 n,SPC基本觀念整合,SPC基本觀念整合,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。,SPC基本觀念整合,管制

24、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),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

25、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。,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之外者 3. 中心線同側五個連續點中有四點出現在一個之外者 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,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

26、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2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。,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10

27、0%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,SPC基本觀念整合,UCL,CL,LCL,+3,+2,+1,A區,B區,C區,1,2/3,4/5,8,68.26% 95.45% 99.73%,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,SPC基本觀念整合,管制界限和規格界限的關係：,規格範圍,+3x,- 3x,樣本平均值 之分配,群體(製程)個別 值之分配,+3,- 3,UCLx,CLx,LCLx,SU

28、,SL,註：上圖中之管制圖為X管制圖,SPC基本觀念整合,製程能力研究,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,SPC基本觀念整合,+ + + + + + + + + + + + + + + + + +,+ + +,+ + +,準確度?,精密度?,Cpk,SPC基本觀念整合,製程準確度 Ca (Capability of accuracy)： 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

29、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()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 - ) Ca= % = % 規格許容差 T/2 T = SU - SL = 規格上限 - 規格下限 (或公差),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),(實績),(實績),(實績),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。

30、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。,SPC基本觀念整合,製程精密度 Cp (Capability of precision)：雙邊規格 規格許容差 規格公差(T)Cp = = 3 6 從Cp值可知若 T 6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 6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。,SPC基本觀念整合,製程精密度 Cp (Capability of precision)：單邊規格

31、1. 上限規格(Su)的場合 Su - X (上限規格) - (平均值) Cp = = 3 3 x (標準差) 2. 下限規格(SL)的場合 X - SL (平均值) - (下限規格) Cp = = 3 3 x (標準差),SPC基本觀念整合,規格下限,規格中心,規格上限,6 B級,6 A級,6 C級,6 D級,Cp=1.00,Cp=1.33,Cp=0.83,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