Spc制程质量衡量方式的演进.doc
1/95製程品質衡量方式的演進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：原材料常態分佈1850高斯管制圖(%)1924W.AShewhart美國1960日本CaCpCpk(ppm)61980Motorola1992TI1994Allied Signal95GE98Song2/95製程（製程參考）檢驗（產品特性）群體與樣本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，避免重覆与遺漏。xnS3/953.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4/952.產品設計3.相依性規格、壽命与耐用性預測4.製程管制与製程能力研究5.製程改善6.安全評估風險分析7.驗收抽樣8.數據分析，績效評估与不良分析SPCSPC 使用之統計技術5/951.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6/95製程管制系統1.1.製程：製程：製程乃指人員、設備、材料、方法与環境的輸入，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。2.2.績效報告：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。3.3.製程中對策：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。4.4.成品改善：成品改善：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7/95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%8/95常態分配9/95管制界限的構成10/95共同原因與特殊原因之變異11/95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12/95製程中有特殊原因的變異13/95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)14/95第一種錯誤與第二種錯誤(risk;risk)15/95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%43106%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）16/95 通常會牽涉到消除產生變異的特殊原因 可以由製程人員直接加以改善 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）通常必須改善造成變異的共同問題 經常需要管理階層的努力與對策 大約 85%的問題是屬於此類系統SPCSPC 導入流程17/95管制圖的應用 管制圖的選擇計量值計數值管制圖公式彙總管制圖CLUCLLCL附註計量值X-R，未知X/kXXRAX2RAX2n=25 最適當n 1.3不在管制狀態（Out of control）Cf 0.7有X不同的異質群體混在一起(建議再用層別分析)56/95WORKWORK SHOPSHOP請使用管制圖的判讀法与管制係數（Cf）判定法，來決定前面RX与 P 管制圖中提到的範例是屬於正常或異常？SPCSPC 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：製程与管制特性之確定，決定量測方法，數據如何收集等。57/954.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。58/954.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 XSc/（T/2）2.CP（精密度，Precision）CP T/6（雙邊規格）59/95CP （SuX）/3或（XSL）/3（單邊規格）3.Cpk（製程能力，Process Capability Index）Cpk（1Ca）Cp；（SuX）/3 or（XSL）/3(取小的)製程能力分析4.不良率 P（綜合評價）(1)ZU 3Cp（1Ca）超出上限 PU%ZL 3Cp（1Ca）超出下限 PL%60/95P%PUPL%總不良率(2)ZU（SUX）/，ZL（SLX）/5.定義(1)X：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 56010 m/m，經檢驗一批後求出X3為 5619 m/m。61/95求：(1)Ca(2)Cp(3)Cpk(4)P%製程能力等級判斷与處置建議Ca等級Ca 製程準確度Capability of accuracy處置建議62/95ACa12.5%（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与作業標準。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。製程能力等級判斷与處置建議Cp等級Cp 製程精密度Capability of precision處置建議63/95A1.33Cp(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与迅速追查原因。C0.83Cp1.00(T=5)檢討規格与作業標準，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。製程能力等級判斷与處置建議Cpk等級Cpk 製程能力指數處置建議64/95Process Capability IndexA1.33Cpk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。製程能力等級判斷与處置建議P%等級P%（綜合評價）處置建議65/95AP0.44%穩定B0.44%P1.22%同 Ca 与 CpC1.22%P6.68%同 Ca 与 CpD6.68%P同 Ca 与 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。66/953.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。67/953.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）与品質特性質。68/952.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、樣本大小与管制界限。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。69/9510.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。70/95(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。71/95瞭解品質之重要性。瞭解自己工作之品質重要性。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）。給予完整之檢驗說明。掌握製程管制之主要因素給予適當之儀器、設備、工具。施予檢驗訓練：測定值讀取方法、測定器正確使用法.。72/95給予清楚之品質判斷基準。新進人員訓練應重視。(3)提高檢查精度檢查治具化、物理化（感官檢查）、（限度樣本）。自動檢查之採用。防呆措施（fool proof）之採用。掌握製程管制之主要因素多能工訓練（人員請假時，不良增加之防止）。品管人員要有充份之訓練。73/95(4)提高人員能力或技能教育、訓練、再教育。激發問題意識，改善意識。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。選擇品質意識高，有信用，有完整品管制度之廠商承製。有適當之廠商獎勵辦法（激勵、考核）。74/95適價政策。整合協力廠商，使依存度提高。掌握製程管制之主要因素(2)交貨品質之確保要求新材料、部品認定辦法。要有清楚、明確之品質要求。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.。75/95廠商應自我品質保證，交貨時應繳附檢查成績表。進料時作檢查或稽核。定時、不定時進行信賴性監查。適切之廠商輔導辦法（培育）。掌握製程管制之主要因素(3)交貨後品質之確保良好之儲運管理。先進先出整理整頓ABC 分類管理。作業者自我檢查，品質再確保。76/95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）精度要足夠。性能要穩定。(2)良好之保養使性能穩定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）。77/95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。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）。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78/95(3)正確之操作有完整之操作說明。操作員之訓練。(4)設備之改善保全人員、技術人員改善。專案改善。作業者改善（QCC）。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79/954.工作方法方面(1)具備完整之作業標準書（指導書）和現實作業完全相符。每月一回，全員確認是否需要修訂（適時修訂）。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要徹底地指導。使完全瞭解且熟記在心裡，能夠自己書寫、修訂是最理想的。80/95激勵、考試、詢問。(3)嚴格遵守作業標準書的內容要讓作業者知道遵守作業標準書之重要性。主管要有決心，嚴格地指導。幹部應做檢核與確認之工作。(4)工程層別與職能分類6 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。81/952.以六個訂為品質缺點的基準理由。在無製程變異情況下(Cp=Cpk=2)，產生之缺點率僅為0.002ppm。在製程無法消除變異情況下，Cp=2，Cpk=1.5，缺點率為3.4ppm。常態分佈82/9583/95k百分比（%）百萬分缺點數168.26317400295.4545500399.732700499.993763599.9999430.057699.99999980.00284/95k百分比（%）百萬分缺點數130.23697700269.13308700393.3266810499.3790621085/95599.97670233699.9996603.4製程能力指數 Cp 與製程不良率 P（ppm）對照表（平均值不偏移）。86/95規格界限寬度規各界限寬度kCp不良率 ppmkCp不良率 ppm0.00 0.001000000.0003.331.11868.4600.170.06867632.3353.501.17471.1100.330.11738882.6803.661.22248.9540.500.17617075.0773.831.28128.1430.670.22504985.0754.001.3364.2410.83 0.28404656.7624.161.3931.3631.000.33317310.5084.331.4414.9111.170.39243345.0094.501.506.9031.330.44182422.4394.661.553.1111.500.50133614.4034.831.611.3651.670.5695580.7055.001.670.5831.830.6166753.0155.161.720.2432.000.6745500.2645.331.780.0982.170.7230260.2805.501.830.0392.330.7819630.6585.661.890.0152.50 0.8312419.3315.831.940.0062.670.897660.7616.002.000.0022.83 0.944606.5326.162.050.0013.001.002699.7966.332.110.00087/95標準差與 ppm 制品質水準對照表（規格中心往左、右移動 1.5）標準差Ppm標準差ppm標準差Ppm標準差ppm1.00697,7004.006,2004.401,8664.804841.10655,4004.016,0364.411,8074.814671.20617,9004.025,8684.421,7504.824501.30579,3004.035,7034.431,6954.834341.40539,8004.045,5434.441,6414.844191.50500,0004.055,3864.451,5894.854041.60460,2004.065,2344.461,5384.863901.70420,7004.075,0854.471,4894.873761.80382,1004.084,9404.481,4414.883631.90344,6004.094,7994.491,3954.893502.00308,7334.104,6614.501,3504.903372.10274,3004.114,5274.511,3064.913252.20242,0004.124,3964.521,2644.923132.30211,9004.134,2694.531,2234.933022.40184,1004.144,1454.541,1834.942912.50158,7004.154,0244.551,1444.952802.60135,7004.163,9074.561,1074.962702.70115,1004.173,7924.571,0704.972602.8096,8004.183,6814.581,0354.982512.9080,7604.193,5724.591,0014.992423.0066,8034.203,4674.609685.002333.1054,8004.213,3644.619355.012243.2044,5704.223,2644.629045.022163.3035,9304.233,1674.638745.032083.4028,7204.243,0724.648485.042003.5022,7504.252,9804.658165.051933.6017,8604.262,8904.667895.061863.7013,9004.272,8034.677625.071793.8010,7204.282,7184.687365.081723.859,3874.292,6354.697115.091663.908,1984.302,5554.706875.101593.917,9764.312,4774.716645.201083.927,7604.322,4014.726415.30723.937,5494.332,3274.736195.40483.947,3444.342,2564.745985.5031.83.957,1434.352,1864.755775.6020.83.966,9474.362,1184.765575.7013.43.976,7564.372,0524.775385.808.63.986,5694.381,9884.785195.904.83.996,3874.391,9274.795016.003.488/9589/9591/95範 例 題1.一電子公司在它們多腳連接器製造部門面臨高拒收時，P 管制圖被引用於降低不良率，管制界限与依據歷史數據，並用下列公式P3N)P(100P其中，P為過去不良率（歷史數據），N 是每週檢驗個數。經六週後，得下面累計記錄。不良率部門第一週第二週第三週第四週第五週第六週101121111141510121021720172121201310322182627172019104981161312101051613192012151710615181916111316各部門每週檢查 600 個樣品，何部門於管制期間顯示出一或多點超出管制界限。(30 分)92/952.某圓軸產品，其外徑規格為 50.00.5mm，經收集 25 組數據（每組 5 個），做製程能力評估，得251iXi1255，251iRi6.0，求 C a，Cp 与 Cpk 各為多？並估計超出規格之不良率為多少？(40分)3.某產品外徑加工之平均值与變異趨勢皆在管制下，每次取樣 4 個，其17.59R，39.29X。規格上下限分別為 Su=60，SL=0，試問現有製程能否符合規格要求？(30分)範 例 題(解答)1.一電子公司在它們多腳連接器製造部門面臨高拒收時，P 管制圖被引用於降低不良率，管制界限与依據歷史數據，並用下列公式P3N)P(100P其中，P為過去不良率（歷史數據），N 是每週檢驗個數。經六週後，得下面累計記錄。93/95不良率部門第一週第二週第三週第四週第五週第六週101121111141510121021720172121201310322182627172019104981161312101051613192012151710615181916111316各部門每週檢查 600 個樣品，何部門於管制期間顯示出一或多點超出管制界限。(30 分)(104 部門)2.某圓軸產品，其外徑規格為 50.00.5mm，經收集 25 組數據（每組 5 個），做製程能力評估，得251iXi1255，251iRi6.0，求 C a，Cp 与 Cpk 各為多？並估計超出規格之不良率為多少？(40分)Ans：X=251225=50.2，R250.6=0.24n=52dR326.224.00.10394/95Ca=T/2X=5.0502.50=0.4Cp6T=103.061=1.62Cpk=Cp（1Ca）=1.62（10.4）0.972Zu=X-Su=103.02.505.50=2.91查表得 Pu=0.18%ZL=SXL=103.05.492.50=6.8查表得 PL=0不良率 P=Pu+PL=0.18%3.某產品外徑加工之平均值与變異趨勢皆在管制下，每次取樣 4 個，其17.59R，39.29X。規格上下限分別為 Su=60，SL=0，試問現有製程能否符合規格要求？(30分)首先計算其標準差，查表 n=4，d2=2.059。=543.8059.259.17dR295/95因此，製程變異能力在X3之內，亦即：X329.3938.543=55.019X329.3938.543=3.261則其相互關係為：現有製程符合規格要求。3.26155.019060製程變異規格範圍
