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【质量管理精品文档】SPC：制程品质衡量方式的演进 1850 (%)1924 W.A Shewhart 1960 CaCpCpk(ppm)6 1980 Motorola 1992 TI 1994 Allied Signal 95 GE 98 Song 概 述 统计方法的定义：资料的收集、整理与解释，并导出结论或者加以推广。资料种类：计数值（间断资料，Discrete Data）计量值（连续资料，Continuous Data）资料来源：原材料 制程（制程参考）检验（产品特性）群体与样本 xn s 数字数据处理的步骤 2.分类的决定：分成几类，避免重复及遗漏。3.分类后整理：进行归类。4.列表：根据结果编成适用的表式。5.绘图：绘成统计图。统计技术之应用 1.市场分析 2.产品设计 3.相依性规格、寿命及耐用性预测 4.制程管制及制程能力研究 5.制程改善 6.安全评估风险分析 7.验收抽样 8.数据分析，绩效评估及不良分析 SPC 使用之统计技术 1.柏拉图（决定管制重点）2.管制图 3.制程能力分析 4.ANOVA 方差分析 5.假设检验 6.变异数分析回归分析 7.MSA 测量系统保证 8.DOE(试验设计)制程管制系统 制程管制系统 1.制程：制程乃指人员、设备、材料、方法及环境的输入，经由一定的整理程序而得到输出的结果，通常称之成品。成品经观察、量测或者测试可衡量其绩效。SPC 所管制的制程务必符合连续性原则。2.绩效报告：从衡量成品得到有关制程绩效的资料，由此提供制程的管制计策或者改善成品。3.制程中计策：是防患于未然的一种措施，用以预防制造出不合规格的成品。4.成品改善：对已经制造出来的不良品加以选别，进行全数检查并修理或者报废。常态分配 K 在内之或者然率 在外之或者然率 0.67 50.00%50.00%1 68.26%31.74%1.96 95.00%5.00%2 95.45%4.55%2.58 99.00%1.00%3 99.73%0.27%正态分布函数及概率分布 1.密度函数 f(x)=(1/2)*e-x2/2 2.分布函数 (U)=-U(1/2)*e-x2/2 dx 3.概率计算 P(axb)=(b-U/)-(a-U/)常态分配 管制界限的构成 共同原因与特殊原因之变异 共同原因：制程中变异因素是在统计的管制状态下，其产品之特性有固定的分配。特殊原因：制程中变异因素不在统计的管制状态下，其产品之特性没有固定的分配。制程中只有共同原因的变异 制程中有特殊原因的变异 第一种错误与第二种错误 第一种错误是将正常判为特殊 第二种错误是将特殊判正常第一种错误与第二种错误 管制界限 值 平均值移动 值 1-值 1 31.74%1 97.72%2.28%2 4.56%2 84.13%15.87%3 0.27%3 50.00%50.00%4 3106%4 15.87%84.13%共同原因与特殊原因之计策 1.特殊原因之计策（局部面）通常会牵涉到消除产生变异的特殊原因 能够由制程人员直接加以改善 大约能够解决 15%之制程上之问题 2.共同原因之计策（系统面）通常务必改善造成变异的共同问题 经常需要管理阶层的努力与计策 大约 85%的问题是属于此类系统 SPC 导入流程 管制图的应用 OK OK NG 管制图的选择 n=1 n=CL?n n=RX管制圖 RX 管制圖 X管制圖 RmX 管制圖 P 管制圖 Pn 管制圖 u 管制圖 C 管制圖 n2 n=25 n=35 n10 X X 计量值计数值管制图公式汇总 管制图 CL UCL LCL 附 注 计量值 X-R，未知 X/kXX RAX2 RAX2 n=25 最适当 n 1.3 不在管制状态（Out of control）Cf 临界值,则因素显着,否则不显着.Alpha 是小概率显着水平.EXAMPLE:回归分析法 其思想是找出指标与因素之间的线性关系.Y=A+B*YI A=AV(Y)-B*AV(X)B=Lxy/Lxx 公式由来:Q=SUM(Yi-(A+B*Xi)2=MIN 求导:DQ/DA=0 DQ/DB=0 EXAMPLE:制程能力等级推断及处置建议P%等级 P%（综合评价）处置建议 A P0.44%稳固 B 0.44%P1.22%同 Ca 及 Cp C 1.22%P6.68%同 Ca 及 Cp D 6.68%P 同 Ca 及 Cp 制程能力分析之用途 1.提供资料给设计部门，使其能尽量利用目前之制程能力，以设计新产品。2.决定一项新设备或者翻修之设备能否满足要求。3.利用机械之能力安排适当工作，使其得到最佳之应用。4.选择适当之作业员、材料与工作方法。5.制程能力较公差为窄时，用于建立经济管制界限。6.制程能力较公差为宽时，可设定一适当的中心值，以获得最经济之生产。7.用于建立机器之调整界限。8.是一项最具价值之技术情报资料。制程能力分析之应用 1.对设计单位提供基本资料。2.分派工作到机器上。3.用来验收全新或者翻新调整过的设备。4.选用合格的作业员。5.设定生产线的机器。6.根据规格公差设定设备的管制界限。7.当制程能力超越公差时，决定最经济的作业水准。8.找出最好的作业方法。利用管制图管制制程之程序 1.绘制制造流程图，并用特性要因图找出每一工作道次的制造因素（条件）及品质特性质。2.制订操作标准。3.实施标准的教育与训练。4.进行制程能力解析，确定管制界限。5.制订品质管制方案，包含抽样间隔、样本大小及管制界限。6.制订管制图的研判、界限的确定与修订等程序。7.绘制制程管制用管制图。利用管制图管制制程之程序 8.判定制程是否在管制状态（正常）。9.如有特殊现象则找出不正常原因并加以消除。10.必要时修改操作标准（甚至于规格或者公差）。制程能力评价之时期 分定期与不定期两种：1.定期评价：每周、每月、每季。2.不定期评价：由技术单位规定，当有下列变动时，须实施之：(1)买入新设备时。(2)机器设备修理完成时。(3)工作方法变更时。(4)其它制程条件（因素）变更时。制程能力评价之时期(5)某种制程发生不良时，对前道制程做系列之评价。(6)客户订单有特别要求时。(7)企划开发某一特殊新产品时。掌握制程管制之要紧因素 1.人员方面(1)人人有足够之品质意识。泝熟悉品质之重要性。沴熟悉自己工作之品质重要性。沊有责任意识，愿意将品质做好，进行自我检查等工作。（对品质负责之意识；我做之工作，由我保证）。(2)人人有品管之能力（指作业者）。泝给予完整之检验说明。掌握制程管制之要紧因素 沴给予适当之仪器、设备、工具。沊施予检验训练：测定值读取方法、测定器正确使用法.。沝给予清晰之品质推断基准。沀新进人员训练应重视。(3)提高检查精度 泝检查治具化、物理化（感官检查）、（限度样本）。沴自动检查之使用。沊防呆措施（fool proof）之使用。掌握制程管制之要紧因素 沝多能工训练（人员请假时，不良增加之防止）。沀品管人员要有充份之训练。(4)提高人员能力或者技能 泝教育、训练、再教育。沴激发问题意识，改善意识。沊不断地改善使工作更好作，而不可能错，检查精度愈高。掌握制程管制之要紧因素 2.材料方面：(1)要有优良之协力厂商。泝选择品质意识高，有信用，有完整品管制度之厂商承制。沴有适当之厂商奖励办法（激励、考核）。沊适价政策。沝整合协力厂商，使依存度提高。掌握制程管制之要紧因素(2)交货品质之确保 泝要求新材料、部品认定办法。沴要有清晰、明确之品质要求。沊有采购契约时，要有品质要求条款。如构造、尺寸、试验项目、方法、规格、不合格处理、品保证期间处理、包装方法、运送方法.。沀厂商应自我品质保证，交货时应缴附检查成绩表。泞进料时作检查或者稽核。泀定时、不定时进行信赖性监查。洰适切之厂商辅导办法（培养）。掌握制程管制之要紧因素 (3)交货后品质之确保 泝良好之储运管理。先进先出 整理整顿 ABC 分类管理。沴作业者自我检查，品质再确保。掌握制程管制之要紧因素 3.机具设备方法(1)适当的设备（机械、治工具、计测器）泝精度要足够。沴性能要稳固。(2)良好之保养使性能稳固 泝要有完善之设备管理规定，订定年度保养计划，有计划之保养。日常保养：作业者负责（日常检查、保养记录表）。定期保养：周保养、月保养、季保养、年保养等（定期检查报告书）。掌握制程管制之要紧因素 保养基准、作业标准。备品管理。特殊处理。沴保养人员要有足够之教育训练以提升保养技能（高度自动化、无人化保全更为重要）。沊设备之精度管理保养、制程资料应活用。掌握制程管制之要紧因素 (3)正确之操作 泝有完整之操作说明。沴操作员之训练。(4)设备之改善 泝保全人员、技术人员改善。沴项目改善。沊作业者改善（QCC）。沝不断检讨改善，使设备更精良，不使有第二次之类似故障（再发防止）。掌握制程管制之要紧因素 4.工作方法方面(1)具备完整之作业标准书（指导书）泝与现实作业完全相符。沴每月一回，全员确认是否需要修订（适时修订）。沊鼓励找出更佳方法（问题、品质、改善意识），使成为目前所知最佳合理的方法。掌握制程管制之要紧因素(2)作业员充份熟悉作业标准书之内容 泝要完全地指导。沴使完全熟悉且熟记在心里，能够自己书写、修订是最理想的。沊激励、考试、询问。(3)严格遵守作业标准书的内容 泝要让作业者明白遵守作业标准书之重要性。沴主管要有决心，严格地指导。沊干部应做检核与确认之工作。(4)工程层别与职能分类 6概念 1.何谓六个制程?制程精密度(Cp)=2.0 制程能力指数(Cpk)1.5。2.以六个订为品质缺点的基准理由。在无制程变异情况下(Cp=Cpk=2)，产生之缺点率仅为0.002ppm。在制程无法消除变异情况下，Cp=2，Cpk=1.5，缺点率为3.4ppm。常态分布 k 百分比（%）百万分缺点数 1 68.26 317400 2 95.45 45500 3 99.73 2700 4 99.9937 63 5 99.999943 0.057 6 99.9999998 0.002 k 百分比（%）百万分缺点数 1 30.23 697700 2 69.13 308700 3 93.32 66810 4 99.3790 6210 5 99.97670 233 6 99.999660 3.4 制程能力指数 Cp 与制程不良率 P（ppm）参照表（平均值不偏移）。规格界限宽度 规各界限宽度 k Cp 不良率 ppm k Cp 不良率 ppm 0.00 0.00 1000000.000 3.33 1.11 868.460 0.17 0.06 867632.335 3.50 1.17 471.110 0.33 0.11 738882.680 3.66 1.22 248.954 0.50 0.17 617075.077 3.83 1.28 128.143 0.67 0.22 504985.075 4.00 1.33 64.241 0.83 0.28 404656.762 4.16 1.39 31.363 1.00 0.33 317310.508 4.33 1.44 14.911 1.17 0.39 243345.009 4.50 1.50 6.903 1.33 0.44 182422.439 4.66 1.55 3.111 1.50 0.50 133614.403 4.83 1.61 1.365 1.67 0.56 95580.705 5.00 1.67 0.583 1.83 0.61 66753.015 5.16 1.72 0.243 2.00 0.67 45500.264 5.33 1.78 0.098 2.17 0.72 30260.280 5.50 1.83 0.039 2.33 0.78 19630.658 5.66 1.89 0.015 2.50 0.83 12419.331 5.83 1.94 0.006 2.67 0.89 7660.761 6.00 2.00 0.002 2.83 0.94 4606.532 6.16 2.05 0.001 3.00 1.00 2699.796 6.33 2.11 0.000 标准差与 ppm 制品质水准参照表（规格中心往左、右移动 1.5）标准差 Ppm 标准差 ppm 标准差 Ppm 标准差 ppm 1.00 697,700 4.00 6,200 4.40 1,866 4.80 484 1.10 655,400 4.01 6,036 4.41 1,807 4.81 467 1.20 617,900 4.02 5,868 4.42 1,750 4.82 450 1.30 579,300 4.03 5,703 4.43 1,695 4.83 434 1.40 539,800 4.04 5,543 4.44 1,641 4.84 419 1.50 500,000 4.05 5,386 4.45 1,589 4.85 404 1.60 460,200 4.06 5,234 4.46 1,538 4.86 390 1.70 420,700 4.07 5,085 4.47 1,489 4.87 376 1.80 382,100 4.08 4,940 4.48 1,441 4.88 363 1.90 344,600 4.09 4,799 4.49 1,395 4.89 350 2.00 308,733 4.10 4,661 4.50 1,350 4.90 337 2.10 274,300 4.11 4,527 4.51 1,306 4.91 325 2.20 242,000 4.12 4,396 4.52 1,264 4.92 313 2.30 211,900 4.13 4,269 4.53 1,223 4.93 302 2.40 184,100 4.14 4,145 4.54 1,183 4.94 291 2.50 158,700 4.15 4,024 4.55 1,144 4.95 280 2.60 135,700 4.16 3,907 4.56 1,107 4.96 270 2.70 115,100 4.17 3,792 4.57 1,070 4.97 260 2.80 96,800 4.18 3,681 4.58 1,035 4.98 251 2.90 80,760 4.19 3,572 4.59 1,001 4.99 242 3.00 66,803 4.20 3,467 4.60 968 5.00 233 3.10 54,800 4.21 3,364 4.61 935 5.01 224 3.20 44,570 4.22 3,264 4.62 904 5.02 216 3.30 35,930 4.23 3,167 4.63 874 5.03 208 3.40 28,720 4.24 3,072 4.64 848 5.04 200 3.50 22,750 4.25 2,980 4.65 816 5.05 193 3.60 17,860 4.26 2,890 4.66 789 5.06 186 3.70 13,900 4.27 2,803 4.67 762 5.07 179 3.80 10,720 4.28 2,718 4.68 736 5.08 172 3.85 9,387 4.29 2,635 4.69 711 5.09 166 3.90 8,198 4.30 2,555 4.70 687 5.10 159 3.91 7,976 4.31 2,477 4.71 664 5.20 108 3.92 7,760 4.32 2,401 4.72 641 5.30 72 3.93 7,549 4.33 2,327 4.73 619 5.40 48 3.94 7,344 4.34 2,256 4.74 598 5.50 31.8 3.95 7,143 4.35 2,186 4.75 577 5.60 20.8 3.96 6,947 4.36 2,118 4.76 557 5.70 13.4 3.97 6,756 4.37 2,052 4.77 538 5.80 8.6 3.98 6,569 4.38 1,988 4.78 519 5.90 4.8 3.99 6,387 4.39 1,927 4.79 501 6.00 3.4 测验 1.请说明 SPC 导入流程？（20 分）测验 2.请说明正常点子的管制图是如何？（30 分）1.2.3.4.测验 3.某机械加工零件的尺寸规格 65.02.0，经收集一周的数据为X3=64.0，则，为多少？（30 分）指数数值处置建议测验 4.制程管制的要紧因素可从 4M 着手，请问是那 4 个？（用中文素示即可）（20 分）测验题 1.一电子公司在它们多脚连接器制造部门面临高拒收时，P 管制图被引用于降低不良率，管制界限及根据历史数据，并用下列公式P3N)P(100P其中，P为过去不良率（历史数据），N 是每周检验个数。经六周后，得下面累计记录。不良率部门 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 101 12 11 11 14 15 10 12 102 17 20 17 21 21 20 13 103 22 18 26 27 17 20 19 104 9 8 11 6 13 12 10 105 16 13 19 20 12 15 17 106 15 18 19 16 11 13 16 各部门每周检查 600 个样品，何部门于管制期间显示出一或者多点超出管制界限。(30 分)2.某圆轴产品，其外径规格为 50.00.5mm，经收集 25 组数据（每组 5 个），做制程能力评估，得251iXi1255，251iRi6.0，求 C a，Cp 及 Cpk 各为多？并估计超出规格之不良率为多少？(40 分)3.某产品外径加工之平均值及变异趋势皆在管制下，每次取样4个，其17.59R，39.29X。规格上下限分别为 Su=60，SL=0，试问现有制程能否符合规格要求？(30 分)测验题 1.一电子公司在它们多脚连接器制造部门面临高拒收时，P 管制图被引用于降低不良率，管制界限及根据历史数据，并用下列公式P3N)P(100P其中，P为过去不良率（历史数据），N 是每周检验个数。经六周后，得下面累计记录。不良率部门 第一周 第二周 第三周 第四周 第五周 第六周 101 12 11 11 14 15 10 12 102 17 20 17 21 21 20 13 103 22 18 26 27 17 20 19 104 9 8 11 6 13 12 10 105 16 13 19 20 12 15 17 106 15 18 19 16 11 13 16 各部门每周检查 600 个样品，何部门于管制期间显示出一或者多点超出管制界限。(30 分)(104部门)答 案 2.某圆轴产品，其外径规格为 50.00.5mm，经收集 25 组数据（每组 5 个），做制程能力评估，得251iXi1255，251iRi6.0，求 C a，Cp 及 Cpk 各为多？并估计超出规格之不良率为多少？(40 分)Ans：X=251225=50.2，R250.6=0.24 n=5 2dR326.224.00.103 Ca=T/2X=5.0502.50=0.4 Cp6T=103.061=1.62 Cpk=Cp（1Ca）=1.62（10.4）0.972 Zu=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%答 案 3.某产品外径加工之平均值及变异趋势皆在管制下，每次取样4个，其17.59R，39.29X。规格上下限分别为 Su=60，SL=0，试问现有制程能否符合规格要求？(30 分)首先计算其标准差，查表 n=4，d2=2.059。=543.8059.259.17dR2 因此，制程变异能力在X3之内，亦即：X329.3938.543=55.019 X329.3938.543=3.261 则其相互关系为：现有制程符合规格要求。3.261 55.019 0 60 製程變異 規格範圍 答 案