SPC统计制程控制.ppt

SPC SPC 統統 計計 製製 程程 控控 制制理論培訓教材理論培訓教材研討、交流、提高研討、交流、提高 本次訓練班的內容本次訓練班的內容正確認識正確認識SPC SPC興起的背景興起的背景SPC的基本概念的基本概念SPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析 統計學概述統計學概述 控制圖原理控制圖原理 SPC推行具體步驟推行具體步驟 判斷制程穩定或異常的準則判斷制程穩定或異常的準則 十五項品質指標十五項品質指標 理論解析理論解析、實例演實例演練練l品管方法歷程品管方法歷程lSPC興起的背景興起的背景l什麼是什麼是SPClSPC基本觀念基本觀念lSPC的特點的特點lSPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析一一.品管方法歷程品管方法歷程 Average Company一般公司一般公司Best in class世界標竿公司世界標竿公司123456 3.4 233 6,210 690,000 300,800 66,807產品檢查產品檢查產品管制產品管制製程管制製程管制品管品管7手法手法(5S、QCC、ISO9001:2000)管理改善管理改善(PDCA)一般公司一般公司THREE SIGMA改善改善技術改善技術改善(DMAIC)世界標竿公司世界標竿公司SIX SIGMA改善改善 方法方法 管制管制試驗計劃試驗計劃與與制程制程結結合合試驗計劃試驗計劃與與設計設計結結合合產品管制產品管制最佳化最佳化設計管制設計管制最佳化最佳化二二.SPC興起的背景興起的背景經驗掛帥時代的結束 ISO9000品保体系的要求 ISO-9000。要求為客戶提供合格的產品，只有穩定而一貫（Consistent）的過程與系統，才能保證長期做出合格的產品。然而，如何檢核此一貫過程與系統仍然穩定的存在呢？這必須仰賴SPC來發揮功能。如果工作經驗對產品品質有舉足輕重的影響（例如：手工裁縫），那麼，SPC就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經驗加以整理，而納入設備、製程或系統時；也就是說，該公司開始宣告經驗掛帥時代將要結束，那麼SPC的導入時機也就自然成熟了。美國W.A.Shewhart博士於1924年發明管制圖，開啟了統計品管的新時代SPC是英文StatisticalProcessControl的字首簡稱,即 統計過程控制。SPC就是應用統計技術統計技術對過程中的各個階段收集的數據進行分析，並調整制程制程，從而達到改進與保證質量的目的。SPCSPC強調預防，防患於未然是SPC的宗旨。三三.什麼是什麼是SPCSPC發展歷程發展歷程推動品質活動推動品質活動約每約每10年就出現一種關鍵品質管理方法年就出現一種關鍵品質管理方法1950-1960SPC1960-1970QCC、SPC1970-1980TQM、QCC、SPC1980-1990ISO9000、TQM、QCC、SPC1990-2000SIX SIGMA、ISO9000、TQM、QCC、SPCStatistical Process Control規格規格 制程制程USLUCL SLCLLSLLCL s aCa Cp Cpk群體群體 樣樣本本 X bar xNnR計量值：計量值：均值極差圖均值極差圖 s規格標准差圖規格標准差圖直方圖直方圖計數值：計數值：P不良率圖不良率圖C缺點數圖缺點數圖柏拉圖柏拉圖四四.SPC 的基本觀念的基本觀念世上沒有任何兩件事.人員.產品是完全一樣製造過程中所產生之變異是可以衡量的事情.產品的變異通常根據一定的模式而產生宇宙萬物及工業產品大都呈常態分配例如:身高.體重.智力.考試成績.所得分配變異的原因可分為偶因及異因偶因屬管理系統的範圍異因卻是作業人員本身就能解決的應用SPC可以確保作業人員的自尊應用SPC可以指出製程最需要改善的地方 SPC是全系統的，全過程的，要求全員參加，人人有 責。這點與全面質量管理的精神完全一致。SPC強調用科學方法(主要是統計技術，尤其是控 制圖理論)來保證全過程的預防。SPC不僅用於生産過程，而且可用於服務過程和一 切管理過程。五五.SPC.SPC的特點的特點六六.SPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析(一一)有管制圖就是在推動SPCl這張管制圖是否有意義？l這張管制圖是否受到應有的重視？是否已照規定執行追蹤與研判？這些問題經過推敲之後才能幫助我們對SPC作更深入的瞭解。l它所管制的參數真的對產品品質有舉足輕的影響嗎？l管制界限訂的有意義嗎？六六.SPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析(二二)有了Ca/Cp/Cpk等計算就是在推動SPC？Ca/Cp/Cpk是在SPC中計算製程能力最主要的指標，因此會作製程能力分析的公司，當然是一個對SPC認識較深入的公司，但是值得再深入探討的是lCa/Cp/Cpk有定期Review嗎？l是否已用Ca/Cp/Cpk作訂單分派給不同生產線生產的依據？lCa/Cp/Cpk被活用了嗎？六六.SPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析(三三)有了可控制的製程參數就是SPC？製程參數的確是SPC的焦點，但是我們應深入探究 l為什麼挑出這些製程參數？l這些製程參數的控制條件是如何決定的？l 這些製程參數與成品品質間有因果關係可循嗎？製程（製程（Process）品質的源頭、品質的源頭、SPC的焦的焦點點 製程的起伏變化是造成品質變異（Variation）的主要根源，而品質變異的大小也才是決定產品優劣的關鍵。這種因果關係，可進一步表示如下：製程條件起製程條件起製程條件起製程條件起伏伏伏伏品質變异品質變异品質變异品質變异產品优劣產品优劣產品优劣產品优劣因因因因果果果果因因因因果果果果結論：製程是結論：製程是SPC的焦點的焦點l定義l主要統計學名詞l舉例說明l統計與SPC 定義定義 為了解被為了解被調調查查群體群體的某些隱含的特性，運用的某些隱含的特性，運用合理的抽樣方法從被調查群體中取得適當的合理的抽樣方法從被調查群體中取得適當的樣樣本本，通過研究樣本來發現群體的特性，通過研究樣本來發現群體的特性!統計學是科學的統計學是科學的以偏概全以偏概全的方的方法法一葉知秋一葉知秋春霧雨春霧雨 夏霧熱夏霧熱 秋霧太陽秋霧太陽 冬霧雪冬霧雪送禮物送禮物主要統計學名詞主要統計學名詞群體群體於制造業而言，通常指在同一生產條件下符合於制造業而言，通常指在同一生產條件下符合特定要求的特定要求的所有所有個體的集合個體的集合!也可稱為批量也可稱為批量 記為記為N樣本樣本 於群體中抽樣而得的於群體中抽樣而得的部份部份個體的集合個體的集合!記為記為n群體平均群體平均值值 X bar 樣本平均樣本平均值值s 群體標准差群體標准差 x 樣本標准差樣本標准差R全距全距概率概率(六合彩六合彩)正態分布正態分布l在中心線或平均在中心線或平均值值兩側呈現對稱之分佈兩側呈現對稱之分佈l常態曲線左右兩尾與橫軸漸漸靠近但不相交常態曲線左右兩尾與橫軸漸漸靠近但不相交l曲線下的面積總和為曲線下的面積總和為 1正態分布基本知識正態分布基本知識100個機螺絲直徑直方圖。圖中的直方高度與該組的頻數成正比舉例說明：舉例說明：機螺絲直徑直方圖 直方圖趨近光將各組的頻數用資料總和N=100除，就得到各組的頻率，它表示機螺絲直徑屬於各組的可能性大小。顯然，各組頻率之和爲1。若以直方面積來表示該組的頻率，則所有直方面積總和也爲1。如果資料越多，分組越密，則機螺絲直徑直方圖的直方圖也越趨近一條光滑曲線，如直方圖趨近光滑曲線圖所示。在極限情況下得到的光滑曲線即爲分佈曲線，它反映了産品質量的統計規律，如分佈曲線圖所示正態分布中，任一點出現在 內的概率為 P(-X+)=68.27%2內的概率為 P(-2X+2)=95.45%3內的概率為 P(-3X+3)=99.73%+不同的常態分配不同的常態分配不同的常態分配不同的常態分配不同的常態分配不同的常態分配2X(b)12，12)的事件爲小概率事件,它實際上不發生,若發生則判斷過程失控3=0.0026就是準則(3)的顯著性水平。判斷異常的準則判斷異常的準則判斷異常的準則判斷異常的準則:符合下列各點之一就認爲過程存在異常因素符合下列各點之一就認爲過程存在異常因素:(1)(1)點子在控制界限外或恰在控制界限點子在控制界限外或恰在控制界限上上;(2)(2)控制界限內的點子排列不隨機。控制界限內的點子排列不隨機。界內點排列不隨機的模式很多界內點排列不隨機的模式很多,常見的有常見的有:點子點子屢屢接近控制界限、鏈、間斷鏈、傾向、點子集中屢屢接近控制界限、鏈、間斷鏈、傾向、點子集中在中心線附近、點子呈周期性變化等等在中心線附近、點子呈周期性變化等等,在控制圖的在控制圖的判斷中要注意對這些模式的識別。判斷中要注意對這些模式的識別。模式1:點子接近控制界限 (1)連續3個點中,至少有2點接近控制界限;0.0053 (2)連續7個點中,至少有3點接近控制界限;0.0024 (3)連續15個點中至少有4點接近控制界限 0.0030模式2:中心線一側出現長爲9的鏈0.0038模式3:連續6點的傾向，即上升或下降0.00273模式4:點子集中在中心線附近。即點子距離中心線在1以內連續15點集中在中心線附近 0.0033十五項品質指標十五項品質指標 理論解析、實例演練理論解析、實例演練USL：規格上限 SL ：規格中心值 LSL ：規格下限 XUCL：Xbar管制圖的管制上限 Xbar：Xbar管制圖的中心值XLCL：Xbar管制圖的管制下限RUCL：R管制圖的管制上限R Bar：R管制圖的中心值RLCL：R管制圖的管制下限Ca ：製程准确度Cp 製程精密度(製程潛力)Cpk 製程能力PPM Parts Per MillionSGMs 規格標準差SGMa 製程標準差Sigma Spec Chart 規格管制技術圖Sigma Actual Chart 製程管制技術圖品質規格要求品質管制圖分析品質六大特質分析品質技術分析何謂標準差何謂標準差()?希臘文字里的希臘文字里的 sigma小寫符號小寫符號-是統是統計學符號。代表母體的計學符號。代表母體的“標準偏差標準偏差”.（Standard Deviation）統計學中，標準偏差意指任何一組統計學中，標準偏差意指任何一組事項事項或或流程流程所產出的所產出的變異變異或或不一致不一致的度量值。的度量值。例例熱漢堡、三件襯衫，超市感覺。熱漢堡、三件襯衫，超市感覺。從技術上來說，標準差是在從技術上來說，標準差是在某流程中，變異（某流程中，變異（Variation）程程度的度量值度的度量值。Ts=21+/-2 0C的溫度控制器的溫度控制器Ta=13-29 0C-不合格不合格，變異變異=8也就是說標準差就象是一把尺也就是說標準差就象是一把尺，用來評估流程結果的好壞用來評估流程結果的好壞。六標準差之例六標準差之例s 規格標準差規格標準差讀做Sigma Speca製程標準差製程標準差讀做讀做Sigma Actual注：樣本數注：樣本數 n 25例題說明lX1=1X2=2X3=3平均值與標準差平均值與標準差(s=a=零零PPM品質品質)客戶期望值客戶期望值:8天交期，天交期，X s=8，X a=2172481216 1715天天SPAN交貨期交貨期 改進後改進後 20 17 15 2 30 5 10 12 5 4 16 8 平均平均平均值與標準差平均值與標準差(s=a=零零PPM品質品質)客戶期望值:8天交期，X=8，s=0,X a1=217，Xa2=792481216 1715天天SPAN交貨期交貨期 改進後改進後 6 20 17 7 15 2 9 30 5 9 10 12 8 5 4 7 16 8 8平均平均792天天SPAN58縮短範圍是重點縮短範圍是重點.9-10 6-7 1 Ca準確度準確度Capacity of AccuracyCa=L1/L2L1=XSLL2=(USLLSL)/2Ca等級之解等級之解說說等級評定後之處置原則等級評定後之處置原則(Ca等級之處置等級之處置)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，必要時得停止生產。以上僅是些基本原則，在一般應用上Ca如果不良時，其對策方法是製其對策方法是製造單位為主，技術單位副，品管單位為輔。造單位為主，技術單位副，品管單位為輔。Cp精密度精密度Capacity of precisionCp等級之解等級之解說說等級評定後之處置原則等級評定後之處置原則(Cp等級之處置等級之處置)A級:此一製程甚為穩定，可以將規何許容差縮小或勝任更精密之工作。B級:有發生不品之危險，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。以上也是與Ca一樣，僅是一些基本原則，在一般上Cp如果不良時，其其對策方法是技術單位為主，製造單位為副，品管單位為輔。對策方法是技術單位為主，製造單位為副，品管單位為輔。Cpk 製程能力製程能力製程能力指數製程能力指數(綜合指數綜合指數)Cpk是總合Ca(k)和Cp二值之指數，其計算式為:當Ca=0時，Cpk=Cp單邊規格時，Cpk即以Cp值計，但需取絕對值。Cpk=(規格上限Xbar)/3a或(Xbar-規格下限)/3a兩者取小值Cpk 精確度精確度製程能力指數製程能力指數(綜合指數綜合指數)實例演練實例演練計量值管制圖的繪制計量值管制圖的繪制(1)收集數據選擇管制特性選擇管制特性能測定的產品或製程特性与客戶使用及生產關系重大的特性對下工序影響較大的特性經常出問題的特性關鍵製程的特性決定樣本大小決定樣本大小n n及抽樣間隔及抽樣間隔n約在25個之間，不宜太大同一組的數據最好在同一生產條件及同一短時間內取樣初期解析的製程最好在較小的的間隔連續取樣，管制狀態下之製程可加長其間隔每組樣本可識別日期、時間等不影響生產及可接受的成本下決定樣本組數決定樣本組數足夠的樣本組數以保証製程的主要變异有机會出現25組以上的樣本以檢定製程的穩定及估計製程特性的平均數及標準差(2)計算每組的平均、每組的全距、總平均、全距平均(3)計算管制界限Xbar=(X1X2Xn)/nUCLXbar=(Xbar)bar+A2RbarCLXbar=(Xbar)barLCLXbar=(Xbar)bar-A2RbarR=X最大值X最小值UCLR=D4RbarCLR=RbarUCLR=D3Rbar(4)繪制管制界限及描點(5)解析製程(6)製程能力研究(7)延長管制界限開始管制計量值管制圖的繪制計量值管制圖的繪制“查找异因、采取措施、保証消除、納入標準”lPPM：PartPerMillion是指製程中所產生之百萬分之不良數。lDPM：DefectPerMillion是指製程中所產生之百萬分之缺點數。何謂PPM、DPM？6 6的詮釋的詮釋3与6的比較“品質特性”中組合零件之數目3品質水準的產品品質可靠度 6品質水準的產品品質可靠度199.7300029%99.999999800%997.5961049%99.999998200%1097.3325980%99.999998000%5087.3557666%99.999990000%7581.6464617%99.999985000%10076.3102995%99.999980000%25050.8695500%99.999950000%50025.8771111%99.999900000%75013.1635700%99.999850000%10006.6962488%99.999800000%20000.4483975%99.999600001%6的詮釋不同個數的相對嚴重程度之示意 以書刊錯字校對為例 6 一間小型圖書館全部藏書中有一個錯字 5 一部百科全書中有一個錯字 4 一冊書每30頁中有一個錯字 3 每頁書中有1.5個錯字 2 每頁書中有25個錯字 1 每頁書中有170個錯字不同個數不同個數与与PPMPPM品質水準的對比品質水準的對比 Cp PPM Cpk PPM 6 2.00 2 1.50 3.4 5 1.67 58 1.17 233 4 1.33 64 0.83 6200 3 1.00 2700 0.50 66800 2 0.67 45500 0.17 308700 1 0.33 317300 -0.17 697300規格界 靜態 動態限寬度 PPM之計算-理論值(假設)以動態理論，中心會左右移動1.5，實際水準為6，6-1.5=4.5，查表得知4.5=0.000003398，換算後等於3.398PPM。以靜態理論，6-0=6，查表得知6=0.000000001=轉換後等於0.001PPM，但需乘2，所以PPM=0.002。UPPERCASE規格304.420.2258.2150.233.4730.139.1860.1157.1730.15840.119.450.0519.150.05位置123456781304.53258.2133.3739.26157.2784.0219.5219.152304.58258.2133.3939.22157.3284.0319.5119.153304.58258.2033.3539.25157.2884.0519.5419.164304.55258.2033.4639.18157.2584.0219.5119.135304.46258.2033.4239.21157.1984.0619.5319.156304.50258.2633.4539.22157.3284.0519.5219.147304.50258.2833.4539.22157.2984.0519.5119.168304.65258.2933.4239.26157.2884.0619.5219.159304.60258.2933.3739.24157.2584.0319.5019.1810304.59258.2833.3539.28157.2584.0219.4919.1511304.64258.2133.4639.28157.3384.0219.5119.1512304.62258.2233.4139.22157.2884.0319.5319.2113304.66258.2533.4039.25157.2884.0519.5419.1514304.60258.2633.4539.25157.2984.0519.5419.1215304.52258.2933.4139.24157.2684.0319.5219.1516304.51258.2933.3939.26157.2784.0219.5219.2117304.53258.2833.3839.26157.3284.0319.5219.1418304.50258.2733.3939.22157.2884.0519.5119.2119304.50258.2233.3539.25157.2584.0219.5319.1420304.50258.2733.3639.18157.1984.0619.5219.2121304.47258.2933.3739.21157.3284.0519.4919.2122304.59258.2633.4239.22157.2984.0519.4919.2023304.63258.2633.4239.22157.2884.0619.5319.2024304.63258.2933.4039.26157.2584.0319.5119.1425304.58258.2833.4039.24157.2584.0219.5019.1526304.61258.2633.4139.28157.3384.0219.5019.1427304.52258.2233.4539.28157.2884.0319.5119.1428304.53258.2033.4539.22157.2884.0519.4819.1529304.29258.2233.4739.25157.2984.0519.5019.1630304.55258.2533.3739.25157.2684.0319.5119.1631304.50258.2633.3639.24157.2784.0219.4819.2032304.50258.2933.3839.26157.3284.0319.5219.1533304.58258.2933.3939.22157.2884.0619.4819.1634304.63258.2833.3839.25157.2584.0619.4819.2035304.65258.2833.4139.18157.1984.0519.5219.15規格數據實例深度研究如何計算出合理工程技術規格(1)l由Cpk公式中：Cpk=(規格上限Xbar)/3a或(Xbar-規格下限)/3a兩者取小值我們得知，當我們的Cpk值訂為1.5時，其規格上限、規格下限如何計算出來？1.5=(規格上限304.554)/(30.066)規格上限=304.554+1.5(30.066)規格上限=304.8511.5=(304.554規格下限)/(30.066)規格下限=304.5541.5(30.066)規格下限=304.257如何計算出合理工程規格(2)l由品管SIXSIGMA理念中我們得知當a=s時，PPM=3.4趨近於零缺點，因此由已知之中心值6a來訂定規格上限、下限。l例如：位置1其中心值(Xbar)=304.554，a=0.066，計算其規格上限、規格下限？Xbar+6a=304.950.規格上限Xbar-6a=304.158.規格下限l計算其Cpk、PPM？Cpk=2.00、PPM=2