SPC进阶讲议.pptx
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1、P 12022/4/251统计制程管制(SPC)-进阶篇P 22022/4/25课程内容 SPC 的基本观念 制程能力(CPK)分析 直方图 管制图及其叛读 XR,XS,P,nP,C,U Minitab 绘制 CPK, XR,XS,P,nP,C,UP 32022/4/25课程内容 SPC 的基本观念 制程能力(CPk)分析 直方图 管制图及其叛读 XR,XS,P,nP,C,U Minitab 绘制 CPk, XR,XS,P,nP,C,U下面讲解此部分P 42022/4/25产品质量管理的六个基本观念 没有两件事情是完全相像(即使双胞胎兄弟) 产品或制程的变异是可以衡量 事情的改变是依据一定的模
2、式 量测同类型的产品大多数的量测群会集中出现在中央附近 产品的制程,会决定其分配的曲线形状 非机遇原因的变异会扭曲常态分配的倾向P 52022/4/25统计品管发展(SQC) 1939年,戴明(Edwards Deming)与休华特(Walter Shewhart)合著一本“由统计出发的质量管制”(Statistic Method from the Viewpoint of Quality Control),强调质量是制造出来的,而非检验出来的,主张将简单而且单刀直入的统计方法运用在制程之中,才是预防质量滑落的最好方法,并能节省大量检验成本,达成质量的目标。P 62022/4/25SPC(St
3、atistic Process Control)的功用 经由上线前(off line)及制程中(on line)去搜集资料,透过统计分析或管制图,加以分析中发掘制程的异常,并经由问题分析,以找异常原因立即采取改善措施,使制程恢复正常。并透过制程能力解析与标准化,不断提升制程能力。P 72022/4/257统计制程管制统计制程管制SPCSPC 制程制程设备环境人员材料生产参数产品产品母群体母群体N样本样本nnn统计处理统计处理feedback1. 1.制程评估制程评估2. 2.预测监控预测监控 采取行动采取行动Statistics Process Control量产量产试作试作持续改善持续改善线
4、外 Off line在线On lineP 82022/4/25统计名词定义:质量特性(Quality Characteristic):制程或产品所展现出的结果, (产品工程师or制程工程师设计的目标)计量特性:管理者或工程人员可以进行量化描述,有其客观的科学的量度与评估来描述或判断质量特性。属于物理量、化学量、几何特性,其资料表现方式为连续值-连续型随机变量计数特性:管理者或工程人员较难进行量化描述,仅仅用五官来描述或判断质量特性。用较为主观认定辨别好坏、良不良或程度等级,其资料表现方式为非连续值-离散型随机变量制程参数(条件) (Parameter):构成制程且直接影响制程结果(质量特性 )
5、的条件,Men、Material、Method、Machine、 Environment P 92022/4/259规格(Specification):制程或产品设计者所设定质量特性的范围或该制程或产品之国家或国际性所规定的范围值。质量变异(Variation):各产品间之差异,来自于制程条件无 法100%的一致性。平均值(Average):群体(or 样本)量测之之平均值标准差(Standard deviation):衡量产品变异分布之程度之一种数据,定量描述的方法,以表示全距(Range):表示一群体全部数据的组内变动范围。母体(Population):研究者所考虑的某种特性之全体集合样本
6、(Sample):母体所选出的一个部份集合抽样(Sampling):自母体抽出样本的过程与统计技术P 102022/4/25-168.2695.451 23 -3 -2u99.73常态分配u:常态分配的中 心值-mean:常态分配的标准差-Standard Deviation2:常态分配的变异-VarianceP 112022/4/25时间可预测如果制程中只有共同原因之变异存在,则其成品将形成一个很稳定的分布,而且是可预测结果。P 122022/4/25重要特征:常态曲线左右两尾端和横轴渐渐接近,但不会相交。以u为中心成对称分布。常态分配有两个反曲点( Point of Inflection
7、)分别在横轴的一个标准偏差的位置。由于其左右对称,曲线与横轴所围的面积为1。经验法则:当分配形态接近为钟型分配时在正负一个标准差内约占全部数值之68.26%在正负二个标准差内约占全部数值之95.45%在正负三个标准差内约占全部数值之99.73%P 132022/4/25变异 为使变异的表示简化,通常分成共同原因的变异(机遇性原因-Chance cause or system cause ),及特殊原因的变异(非机遇性原因-Assignable cause or special cause )。 共同原因:制程中原因,其所造成的分配与时间的关系是稳定而可重复、可预测,如制程中之变异仅由一般原因所
8、造成,则称此制程是在统计的管制状态中,因其产品之特性有固定的分配。 特殊原因:制程中不常发生但造成制程的变异,其所造成的分配与时间的关系不稳定且无法预期,故称制程变异是不在统计的管制状态下,因其产品之特性没有固定的分配。P 142022/4/25难预测如果制程中有特殊原因之变异存在,则其成品将形成不稳定的分布,而且无法预测结果。P 152022/4/25问题与对策特殊原因的变异可由统计分析(管制图)发现,这些变异的原因可由现场人员从4M1E直接改善,一般称之为局部问题之对策,大约能够解决15制程之问题;共同原因的变异可由制程能力分析发现,但改善的工作则须由管理者及技术者共同来改善,一般称之为系
9、统改善,大约85 是属于此类。统计制程管制的目的:参数设计缩小共同变异,提升Cpk;应用管制图侦测特殊原因发生的现象,立即反馈现场进行改善。P 162022/4/25P 172022/4/2517P 182022/4/25建立统计制程管制的模式1.确立制造流程-绘制流程图、制定质量计划(管理什么-what;为何要管理-why)2.决定管制项目-A、S项(QC工程表)3.实施标准化-SOP(Standard Operation Procedure)、SIP(Standard Inspection Procedure )4.制程能力分析-良率、Ca、Cp、Cpk5.管制图应用-SPC的基本工具6.
10、问题分析与对策-共同原因、特殊原因7.制程继续管制P 192022/4/251.确立制造流程2.决定管制项目3.实施标准化4.制程能力调查6.问题分析与解决5.管制图的应用 6.问题分析与解决7.制程继续管制制程条件变动时特殊原因共同原因P 202022/4/25 workshop1判断制程是否良好P 212022/4/25为了调查SiO2之薄膜制程质量状态,因此每天收集5片,量测膜厚结果如下。规格是u30.500.05,试讨论如何表现其制程的质量能力?制程稳不稳定? 08:00 09:00 10:00 11:00 12:00 13:00 14:00 15:00 16:00 17:000.51
11、0.430.490.580.540.480.460.420.420.440.490.480.480.510.550.430.420.590.410.550.500.470.470.440.600.500.450.550.570.580.490.470.560.470.590.520.450.550.450.480.460.500.460.430.560.440.540.470.450.55P 222022/4/25制程质量调查的方式 数值法 以Ca、Cp、Pp、 Ppk 、Cpk、不 良率表示 图示法 主要以直方图、管制图表示P 232022/4/25课程内容 SPC 的基本观念 制程能力(C
12、Pk)分析 直方图 管制图及其叛读 XR,XS,P,nP,C,U Minitab 绘制 CPk, XR,XS,P,nP,C,U下面讲解此部分P 242022/4/25一一制程能力的基本概念制程能力的基本概念1 1、制程能力、制程能力 a.a.对于稳定之制程所持有之特定成果对于稳定之制程所持有之特定成果, ,能够能够 合理达成之能力界限合理达成之能力界限 b.b.一个制程在一个制程在固定固定的生产因素的生产因素及在及在稳定稳定 管制下管制下的质量能力的质量能力P 252022/4/252 2、研究目的、研究目的 通过统计方法包括管制图、直方图、次数分配等手法,设法减少制程中的变异,或能调整制程,
13、使制程能力符合要求(或Spec.)P 262022/4/253 3、制程能力评估必须固定之因素制程能力评估必须固定之因素 质量、设计、原材料、机器设备、作业方法或技能、检验设备、检验 方法P 272022/4/254 4制程能力分析的用途制程能力分析的用途 a.提供资料以便产品的设计; b.验收一项全新或经过维修之设备 ; c.选择正确的原材料操作人员或作 业方法; d.调整各生产因素选择最佳组合; e.寻求最经济之生产.P 282022/4/255 5、制程能力分析的一般步骤制程能力分析的一般步骤 a明确要调查的质量特性与调查范 围并收集数据; b确定制程处于稳定的状态; c计算制程能力指数
14、; d判断制程能力是否足够如不够时 则加以改善P 292022/4/256 6、制程能力评价制程能力评价 a.平均数( X )代表集中趋势; b.标准差代表离中趋势; c.超出规格的不良率 P; d.集中趋势与离中趋势之综合指 数(CPK).P 302022/4/257 7、注意点注意点 制程能力评估是一个粗略方法因为 (1).抽样存在误差; (2).没有一个制程可以做到100统计管制; (3).没有任何制品批为完全是常态分配.P 312022/4/251 1CaCa- -C Capability of apability of a accuracy ccuracy 定义定义: : 准确度整体
15、衡量制程之平均值与规格中心值之一致性 二二Ca,Cp,CPKCa,Cp,CPK解释解释P 322022/4/25 =2(X-) =2(X-)* *100%/T100%/T (T=USL-LSL) X=(x1+x2+x3xn)/n 为规格中心值 USL,LSL为规格上下限Ca=Ca=* *100100规格公差的一半规格公差的一半 ( (制程平均值制程平均值- -规格中心值)规格中心值)P 332022/4/25() X2X2-UT2=100%T2=100%T=公差规格下限规格上限X1X2Ca值之图解值之图解P 342022/4/25意义意义实际中心值与规格中心值之差距占实际中心值与规格中心值之差
16、距占 T/2T/2线段之百分率线段之百分率 * *单边规格无规格中心值单边规格无规格中心值所以不能计算所以不能计算CaCa值值. .CaCa值越小表示偏离规格值越少值越小表示偏离规格值越少准确准确 度越好度越好P 352022/4/2535等级判定等级判定CaCa值大致可分为值大致可分为5 5级级P 362022/4/25制程准确度Ca(Capability of Accuracy):衡量制程时实绩平均值与规格中心值之一致性规格公差:T=Su-SL=规格上限-规格下限 单边规格因没有规格中心值,故不能计算CaCa值愈小品质愈佳 ABCD012.52550100维持改善为A立即检讨改善采取紧急措
17、施,必要时停产,全面检讨P 372022/4/252 2、CpCp-C Capability of apability of p precisionrecision 制程精密度(衡量制程精密度(衡量的大小)的大小) Cp代表规格界限与实际标准差之比衡量制 程变异宽度与规格界限范围相差之情形 Cp=T/6Cp=T/6 T为规格界限(双边规格) =(Xi-X)2/n X为平均值P 382022/4/2566示意图示意图68.2695.4499.73%P 392022/4/25注意:单边规格无法计算Ca值,但可以计算Cp值其公为: : 或或Cp值越大表示标准差小制程变异小 精密度高.Cp= Ls-X
18、 3 ULs-X 3P 402022/4/2540等级判定等级判定 CpCp值大致可分为值大致可分为5 5级级P 412022/4/25 制程精密度Cp( Capability of Precision):衡量规格公差范围与制程变异宽度相差程度Cp值愈大质量愈佳00.671.001.331.672.00DCBAA降低成本维持现状改进为A全检,改善紧急对策,进行改善,检讨规格P 422022/4/25CaCa过高大致原因过高大致原因 1机台零件刀具磨损; 2机台维修后未矫正; 3未依O/I作业; 4原料变更; 5操作人员看错规格.P 432022/4/25CpCp偏低大致原因偏低大致原因 1作业
19、员熟练度不够,造成变异过大; 2机台零件故障; 3工作环境变异过大.P 442022/4/25CaCa大大CpCp小小; ;不良高不良高规格下限规格上限() X2不良部分不良部分不良部分不良部分P 452022/4/25CaCa小小CpCp小小, ,须增大须增大Cp,Cp,不良方可降低不良方可降低 X2P 462022/4/25X2Cp大但由于Ca太大导致不良高,降低Ca调整中心值,较易改善.P 472022/4/25Ca=0,Cp1;Ca=0,Cp1;良率良率 99.73%99.73%P 482022/4/25CpCp与与CaCa图解图解准确不精密准确又精密不准确也不精密不准确但精密P 49
20、2022/4/253 3、CPK-Capability of process CPK-Capability of process 制程能力指数制程能力指数 CPK能同时衡量制程中的准确度和精密度 CA&CP合并评估CPK=( 1- |Ca| )CPK=( 1- |Ca| )* *CpCp双边规格 或CPK以CP值计单边规格P 502022/4/25超过管制界限的机率 母体均数规格下限规格上限XC p kC p k 值之意义图解值之意义图解P 512022/4/25 CPKCPK越大表示制程能力好越大表示制程能力好; ; CaCa小小CpCp小则变异大小则变异大有不良出现有不良出现; ; Ca
21、Ca大大CpCp高则制程中心不良高则制程中心不良不良不良 率会提高率会提高. .P 522022/4/2552CPKCPK等级判定等级判定 CPKCPK与与CaCa一样分为一样分为5 5级级P 532022/4/25534 4、CPKCPK实例演习实例演习Usl=120 Lsl=90P 542022/4/25课程内容 SPC 的基本观念 制程能力(CPk)分析 直方图 管制图及其叛读 XR,XS,P,nP,C,U Minitab 绘制 CPk, XR,XS,P,nP,C,U下面讲解此部分2022/4/25P55次数直方图 次数直方图一般又称直方图,它通常用于: 其平均值是否在中央 判断数据是否
22、为钟形曲线 制程能力能否符合规定 直方图适合用于做制程后的分析,不适合作为监控正在生产的产品。P 56次数直方图找全部中最大及最小值: 找出所有数据之最大、最小,并标注符号2/12/22/32/42/52/62/72/82/92/100.510.430.490.580.540.480.460.420.420.440.490.480.480.510.550.430.420.590.410.550.500.470.470.440.600.500.450.550.570.580.490.470.560.470.590.520.450.550.450.480.460.500.460.430.560.4
23、40.540.470.450.5557 计算各组出现之个数: 各组出现之个数其结果如下:次数直方图次数直方图 各组的组距、组中点与组界及次数 组距 组中点 组界 次数0.390.42 0.405 0.3950.42540.420.45 0.435 0.4250.455 100.450.48 0.465 0.4550.485 120.480.51 0.495 0.4850.515 80.510.54 0.525 0.5150.545 30.540.57 0.555 0.5450.575 80.570.60 0.585 0.5750.605 5P 582022/4/2558绘制次数直方图的注意事项
24、:数据数量最好在50个以上使用等宽的组距(区间),不等宽的组距将造成视觉上的差异,因此尽可能采用等宽的组距。组距不要采用开放式,开放式常会令人无法得知其界限到底为多少。组距不可太少或太多。不要使用跳蛙式坐标的绘图,在某个数据组中,由于个数过多常看到此一绘图方式,建议发生此一情形可改用对数坐标或再次审核数据。不要将多个数据信息放在一张图表上,如此将造成阅读上的困难。P 592022/4/25594 4、直方图实例演习、直方图实例演习Usl=120 Lsl=90P 602022/4/25求解步骤求解步骤 1.求极差R1369145 2.决定组数K13.32log64=6.99取7 3.求组距HR/
25、K=45/7取8常取2、5、10的倍数 4求各组上下限(依由小而大) 第一组下限最小值-最小测量单位/2整数取0.1 91-0.05= 90.95 小数1位取0.1 第组上限第一组下限组距 小数2位取0.01 90.95898.95(最小数应在第一组内最大数应在第二组内若有数据小于最小组下限或大于最大组上限应自动加一组)P 612022/4/255 5、组中点、组中点( (该组上限该组下限该组上限该组下限)/2)/2P 622022/4/250415222120005101520251234567812090P 632022/4/25确保制程能力的方法-SPC 维持制程能力的方法 产品及制程系
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