SPC在制程中的应用培训课件(PPT 153页).pptx
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1、Statistical Process Control11.基本統計概述基本統計概述 2.直方圖直方圖 3.基本統計量數基本統計量數 4.SPC 背景說明背景說明 5.制程變異分析制程變異分析 6.建立建立 SPC 步驟步驟 7.管制圖管制圖8.制程能力研究制程能力研究 9.實例演練實例演練 2 統計製程管制之目的係持續改善產品與服務的價值,達到顧客滿意。 製程能力調查【Ca、Cp、Cpk】 管制圖的運用作業方式作業方式 / / 資源混用方式資源混用方式人員人員設備設備材料材料方法方法環境環境產品或服務產品或服務顧 客辨識變化的辨識變化的需求與期望需求與期望統計方法統計方法3 統計方法的意義統
2、計方法的意義 群體與樣本群體與樣本 資料的分類資料的分類 資料的分析資料的分析 品質管制與統計方法品質管制與統計方法4區分區分沒有顯著沒有顯著差異差異有顯著有顯著差異差異沒有顯著沒有顯著差異差異 RiskType II error有顯著有顯著差異差異 RiskType I error5對的問題比對的答案更重要對的問題比對的答案更重要有清楚的實驗策略,比急著去做實驗更重要有清楚的實驗策略,比急著去做實驗更重要6 規劃資料的收集,整理與解釋資料,並據以導出結規劃資料的收集,整理與解釋資料,並據以導出結論或予以推廣的制程,論或予以推廣的制程,稱為稱為統計方法統計方法。 闡述統計方法與理論的科學,闡述
3、統計方法與理論的科學,即為即為統計學統計學。 上述統計方法,乃自全部資料中,抽取上述統計方法,乃自全部資料中,抽取部分資料部分資料,此部份資料的收集、整理,並將其結果加以解釋,此部份資料的收集、整理,並將其結果加以解釋,使不了解統計分法的仁得以了解,並據以使不了解統計分法的仁得以了解,並據以對全部資對全部資料作成結論料作成結論,或推導出全部資料所,或推導出全部資料所蘊含的特性蘊含的特性。7統計資料統計資料屬性資料屬性資料屬量資料屬量資料合格合格 / 不合格不合格好好 / 不好不好滿意滿意 / 不滿意不滿意計數值計數值 間斷資料間斷資料計量值計量值 連續資料連續資料8 群體群體Populatio
4、n,可為整個制程的所有製品或可為整個制程的所有製品或半成品之全部測定值,亦可為一大批貨品,一小批半成品之全部測定值,亦可為一大批貨品,一小批貨品,一天內的製品或半成品,一小時內的製品。貨品,一天內的製品或半成品,一小時內的製品。 群體群體Population 以以 N 表示。表示。 計數值計數值 群體不合格率群體不合格率 計量值計量值 群體平均數群體平均數 ,群體標準差群體標準差 群體的構成,特別應注意群體的構成,特別應注意 層別層別 : 不同批原料、不同機器設備、不同班別、不同操作不同批原料、不同機器設備、不同班別、不同操作員等。員等。9 樣本樣本Sample,為自群體中選取的一部分製品或為
5、自群體中選取的一部分製品或半成品之測定值,或自整個檢驗批中抽取一部分製半成品之測定值,或自整個檢驗批中抽取一部分製品或半成品之測定值。品或半成品之測定值。 樣本樣本Sample 以以 n 表示。表示。 計數值計數值 樣本不合格率樣本不合格率 計量值計量值 樣本平均數樣本平均數 X ,樣本標準差樣本標準差 x 樣本的取得樣本的取得,特別應注意特別應注意 隨機性隨機性:並能夠:並能夠代表群代表群體體為原則。為原則。10 時間分類標準:時間分類標準: 日、周、月、季、半年、年。日、周、月、季、半年、年。 空間分類標準:空間分類標準: 不同生產線、不同銷售區、不同材料來源。不同生產線、不同銷售區、不同
6、材料來源。11 查檢表查檢表 次數分配表次數分配表 柏拉圖柏拉圖 直方圖直方圖 圓形圖圓形圖 推移圖推移圖 長條圖長條圖12 品質管制的發展階段:品質管制的發展階段:操作員品管、領班品管、統操作員品管、領班品管、統計品管計品管SPC、全面品管全面品管TQC、全面品質管全面品質管理理TQM,六大階段六大階段。 自第四階段的自第四階段的統計品管統計品管SPC,Dr. Dr. ShewhartShewhart 博士博士( 1924 ( 1924 年年) ) 發表發表製造產品品質的經濟管制製造產品品質的經濟管制以後,以後,統計方法即持續運用於品質管制中。統計方法即持續運用於品質管制中。舉凡舉凡 (1)
7、 (1) 市場分析市場分析 (2) (2) 產品設計產品設計 (3) (3) 可靠度規格,壽可靠度規格,壽命命 / / 耐用性預測耐用性預測 (4) (4) 製程管制製程管制 / / 製程能力分析製程能力分析 (5) (5) 品品質水準質水準 / / 抽樣檢驗計畫之決定抽樣檢驗計畫之決定 (6) (6) 數據分析數據分析 / / 性能評性能評估估 / / 缺點分析缺點分析 等,均導入適當之統計方法。等,均導入適當之統計方法。13 可用之特殊統計方法及應用包含可用之特殊統計方法及應用包含但並不限於但並不限於: (1) (1) 實驗計畫法實驗計畫法 / / 因子分析因子分析 (2) (2) 變異數
8、分析變異數分析 / / 迴歸分析迴歸分析 (3) (3) 安全性評估安全性評估 / / 風險分析風險分析 (4) (4) 顯著性檢定顯著性檢定 (5) (5) 管制圖管制圖 (6) (6) 抽樣檢驗抽樣檢驗14 直方圖的意義直方圖的意義 次數分配次數分配 直方圖的應用直方圖的應用二、直方圖二、直方圖15 將測量所得的將測量所得的 Data 如時間、長度、硬度等計量值,如時間、長度、硬度等計量值,劃分成數個組間,計算各組間數據出現的次數,以劃分成數個組間,計算各組間數據出現的次數,以便瞭解其分配的狀況的圖表,叫作直方圖。便瞭解其分配的狀況的圖表,叫作直方圖。 直方圖係根據次數分配表而繪製。直方圖
9、係根據次數分配表而繪製。16 (1) 測知製程能力測知製程能力 (2) 計算產品不良率計算產品不良率 (3) 調查是否混入二個以上不同的調查是否混入二個以上不同的 群體群體 (4) 測知有無假數據測知有無假數據 (5) 測知分布型態測知分布型態 17直方圖的作法直方圖的作法1. 決定決定Data收集期並收集收集期並收集Data 最少要有最少要有50個個Data,最好要有最好要有100個以上個以上2. 找出找出Data中之最大及最小值中之最大及最小值Ex: L=23.4 S=20.23. 決定組數決定組數 - K 等於等於 n 的平方根的平方根Ex: n = 50 k = 74. 決定組距決定組
10、距h -將最大值減去最小值後,除以組數,再取最小測量單位的整數倍即可將最大值減去最小值後,除以組數,再取最小測量單位的整數倍即可Ex:( L - S )/ K =(23.4-20.2)/ 7 = 0.46 h = 0.5 (取最小量測單位之整數倍)取最小量測單位之整數倍)5. 決定組界值決定組界值 -由最小值減去最小測良單位的由最小值減去最小測良單位的1/2,就是第一組的下限,再逐次加上各組,就是第一組的下限,再逐次加上各組距,直到可含蓋最大值即完成距,直到可含蓋最大值即完成Ex: 20.2 - 0.1/2 = 20.15 (第一組下界)第一組下界)20.15 + 0.5 = 20.65 (第
11、一組上界、第二組下界)(第一組上界、第二組下界)20.65 + 0.5 = 21.15 (第二組上界、第參組下界)(第二組上界、第參組下界).23.15 + 0.5 = 23.65 (已大於最大值)(已大於最大值)數據數組數50-100100-250250l以上6-107-1210-2018直方圖的作法直方圖的作法 6. 求出各組的中心值求出各組的中心值 - 各組上界加下界除以二各組上界加下界除以二Ex: (20.15 + 20.65)/ 2 =20.40 第一組中心值第一組中心值7. 計算落在各組內的計算落在各組內的 8. 作成直方圖作成直方圖9. 記入必要的事項如產品名、規格、記入必要的事
12、項如產品名、規格、Data數量數量.19 23456789101112 .027.056.083.111.139.167.139.111.083.056.02720(2) 計算產品不良率計算產品不良率 規格LSLUSL規格LSLUSL規格LSLUSL21(3) 調查是否混入二個以上不同群體:調查是否混入二個以上不同群體: 二批不同材料、二個不同操作員、二個不同班別、二台不二批不同材料、二個不同操作員、二個不同班別、二台不 同機器、二條不同生產線同機器、二條不同生產線 雙峰型直方圖雙峰型直方圖22(4) 測知有無假數據:測知有無假數據: 據說曾有一家輪胎廠,廠房坐落在大水溝旁,檢驗員檢驗據說曾有
13、一家輪胎廠,廠房坐落在大水溝旁,檢驗員檢驗結果,如發現不合格之製品,就將其丟入大水溝內結果,如發現不合格之製品,就將其丟入大水溝內 削壁型直方圖削壁型直方圖依統計學來分析依統計學來分析,此種情形不可,此種情形不可能存在。能存在。23(5) 測知分配型態測知分配型態 正態型、離島型、右偏型正態型、離島型、右偏型 規格 規格0%240.6610.6500.6470.6460.6490.6450.6410.6500.6480.6490.6450.6470.6460.6550.6490.6580.6540.6600.6530.6590.6600.6650.6490.6510.6370.6500.643
14、0.6490.6400.6460.6500.6440.6400.6520.6570.6480.6540.6500.6540.6550.6560.6570.6630.6620.6470.6470.6420.6430.6490.6480.6380.6380.6490.6420.6370.6550.6520.6540.6490.6570.6540.6580.6520.6610.6540.6450.6410.6440.6470.6410.6500.6520.6430.6410.6530.6470.6520.6490.6520.6530.6510.6600.6550.6580.6490.6470.641
15、0.6440.6400.6430.6460.6340.6380.6450.6500.6480.6490.6500.6490.655(例)有一機械廠,為瞭解製品外徑尺寸之變化,由產品抽取100個樣本測定其外徑,測定結果如下表,試作次數分配表。25 (1)定組數: (2)求組距: 全距XmaxXmin 0.6650.634 0.031 組距 0.0031 0.003組數全距10100 n26 (3)決定區間之境界值 第一組下組界最小測定1/2測定單位 0.634 0.6335。 以0.6335累加0.003得各區間之境界值,如次數分配表。 (4)計算各組間之中心值 第一組中心值 0.635 以0.
16、635累加0.003得各區間中心值。2001. 026365. 06335. 027組數組界中心值劃 記次數10.6335 0.63650.635120.6365-0.63950.638 530.6395-0.64250.641 1040.6425-0.64550.644 1150.6455-0.64850.647 1560.6485-0.65150.650 2270.6515-0.65450.653 1580.6545-0.65750.656 990.6575-0.66050.659 7100.6605-0.66350.602 4110.6635-0.66650.665 1合計 10028H
17、istogram151011152215974105101520251234567891011subgroupNo of events29有一有一機械產品的產品特性為機械產品的產品特性為內徑內徑KPC of 2.50 0.05 mm,今於今於 Pre-Production Run 抽取抽取 40 40 個產品測定結果如下表,個產品測定結果如下表,產品量測過程的檢驗人員及產品量測過程的檢驗人員及量測設備,量測設備,其其 Gage R & R Gage R & R 為為 85 % 85 % 以上以上。2.55 2.54 2.55 2.53 2.52 2.54 2.51 2.46 2.45 2.47
18、2.46 2.49 2.53 2.55 2.49 2.46 2.45 2.48 2.51 2.532.55 2.55 2.52 2.53 2.48 2.46 2.53 2.54 2.47 2.472.54 2.53 2.49 2.47 2.47 2.54 2.55 2.49 2.54 2.45 身為身為 QE 的您,對以上之數據有何評價的您,對以上之數據有何評價請與工程規格作一比請與工程規格作一比較較? PPAP 是否可接受?採用是否可接受?採用直方圖直方圖來評價。來評價。30 平均值平均值 (Mean):代表一群數據的總合平均數值代表一群數據的總合平均數值 標準偏差標準偏差 (Standar
19、d Deviation):表示該群數值間差表示該群數值間差異大小的一個數值。異大小的一個數值。 三、基本統計量數三、基本統計量數A 牌電燈泡平均牌電燈泡平均壽命為:壽命為:800 hrsB 牌電燈泡平均牌電燈泡平均壽命為:壽命為:700 hrs31 一组数据的算术平均值一组数据的算术平均值反应所有值的影响反应所有值的影响 数据组数据组內數內數值值之间的距离之间的距离 ( Max Min ) 每一个数据点到平均值的偏离的平方的均值每一个数据点到平均值的偏离的平方的均值 方差的平方根方差的平方根 X = n i=1nXi32 =XNiiN1 =S=(X )Ni2i=1N sxxniin121x =
20、xnii=1nX33準確度準確度精密度精密度高高低低高高低低PrecisionAccuracy 34 “正态正态” 分布分布是一种数据具有某些一致的是一种数据具有某些一致的特性的分布特性的分布 这些特性对于我们理解后面采集数据的过程这些特性对于我们理解后面采集数据的过程是非常有用的是非常有用的 多数多数自然现象和人类行为自然现象和人类行为的过程是呈正态分的过程是呈正态分布的布的,或者或者 可以看成正态分布可以看成正态分布3595.45%99.73%68.27% -3 -2 -1 X +1 +2 +3 P(u-X u+ )=0.6827 P(u-2X u+2 )=0.9545 P(u-3X u+
21、3 )=0.9973於於u k 之間的機率之間的機率群群 體:體:N 規格中心值:規格中心值:T平平 均均 數:數:X 集中趨勢集中趨勢 標準偏差:標準偏差: 離散趨勢離散趨勢被涵蓋在特定範圍的機率被涵蓋在特定範圍的機率 當當 X = 時時36Normal Distribution - List TUSLLSLP(d)Z37 1 TUSLp(d)規格上限規格上限(USL) (USL) 目標規格值目標規格值(T) (T) 規格下限規格下限(LSL)(LSL)分佈平均值分佈平均值( ( ) ) 分佈的標準偏差分佈的標準偏差( ( ) ) 3 在轉折點和平均值的距離在轉折點和平均值的距離形成一個標準
22、差形成一個標準差. . 假如假如目標值和規格上限之間可目標值和規格上限之間可以放置三個標準偏差以放置三個標準偏差 我我們可以說這個製程有們可以說這個製程有“3 3 sigmasigma的的 能力能力.”.”LSL38 1 TUSLp(d)p(d)1234 5 6 3 This is a 6 Sigma Process39 正态分布只用下列正态分布只用下列2个我们已知的参数就可以完全个我们已知的参数就可以完全描述描述 平均值平均值, 和和 标准偏差标准偏差正态分布正态分布分布分布 1分布分布 2分布分布 3这三个正态分布有什么区别这三个正态分布有什么区别?40 正态曲线和概率区域与标准偏差的关系
23、正态曲线和概率区域与标准偏差的关系43210-1-2-3-440%30%20%10% 0%95.45%样本数概率样本数概率 从平均值的标准偏差数从平均值的标准偏差数 曲线下的面积可以用来评估确定曲线下的面积可以用来评估确定 “事件事件” 发生的累发生的累计概率计概率99.73%68.27%获得的两个值之间的获得的两个值之间的累积概率值累积概率值41 1 Sigma2 Sigma3 Sigma1 Sigma2 Sigma3 Sigma% 数据点的百分比数据点的百分比UCLLCL我们测量的我们测量的项目项目标准偏差规则标准偏差规则“数据处于哪个位置数据处于哪个位置?”42母体参数对样本统计量S=
24、样本标准偏差样本标准偏差x= 样本平均值样本平均值 统计量统计量 评估评估 参数参数 = 母体平均值母体平均值 = 母体标准偏差母体标准偏差43Six SigmaSix Sigma 是一種新思維是一種新思維程序程序是一種系統式的降低會對顧客滿意有重要影響的不良是一種系統式的降低會對顧客滿意有重要影響的不良工具工具利用統計工具,進行重要制程能力的改善利用統計工具,進行重要制程能力的改善44降低不良降低不良改善產出改善產出改善顧客滿意度改善顧客滿意度更高的淨營利更高的淨營利45( DPMO Distribution No Shifted ) 制程中心沒有偏移制程中心沒有偏移 245,50032,7
25、0046450.660.002 PPM製程能力製程能力每百萬個每百萬個不良機會不良機會46零件數/ 製程數零件/製程中心沒有偏移裝配成品之良品率 %+ 1+ 2+ 3+ 4+ 5+ 6168.2795.4599.7399.993799.99994399.9999998102.2062.7897.3399.9499.999499.999998509.7587.3699.6999.99799.999981000.9576.3199.3799.99499.999950025.8896.9099.9799.999810006.7093.8999.9499.9998500072.9899.7299.99
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