SPC统计过程管制培训教材.pptx

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1、- 1 - Jonathan Chang Jonathan Chang- 2 - Jonathan Chang Jonathan Chang 目錄目錄一、製程管制系統一、製程管制系統二、管制圖導入流程圖二、管制圖導入流程圖三、管制圖三、管制圖四、四、p管制圖（不合格率）管制圖（不合格率）五、管制圖的判定方法五、管制圖的判定方法六、製程能力（六、製程能力（Capability）分析）分析Rx- 3 - Jonathan Chang Jonathan Chang 一、製程管制系統一、製程管制系統製 程 中 對 策製 程 中 對 策績 效 報 告績 效 報 告成 品 改 善成 品 改 善製程中對策製

2、程中對策成品成品人人員員設設備備材材料料方方法法環環境境- 4 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖依管制圖依”常態分配常態分配”計算製程數據分佈計算製程數據分佈 k內在之機率內在之機率在外之機率在外之機率 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%- 5 - Jonathan Chang Jonathan Chang 常態分配常態分配- 6 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制界限的構成管制界限

3、的構成- 7 - Jonathan Chang Jonathan Chang 製程中共同原因與特殊原因之變異製程中共同原因與特殊原因之變異l 共同原因：共同原因： 製程中變異因素存在，製程不受影響，製程中變異因素存在，製程不受影響，在管制狀態下，其產品之特性有固定的分配。在管制狀態下，其產品之特性有固定的分配。l 特殊原因：特殊原因： 製程中變異因素存在，導致製程失去管製程中變異因素存在，導致製程失去管制，其產品之特性沒有固定的分配。制，其產品之特性沒有固定的分配。- 8 - Jonathan Chang Jonathan Chang 製程中只有共同原因的變異圖示製程中只有共同原因的變異圖示(

4、 (製程穩定且可預測的製程穩定且可預測的) )- 9 - Jonathan Chang Jonathan Chang 製程中有特殊原因的變異圖示製程中有特殊原因的變異圖示(製程不穩定，變化不可預測製程不穩定，變化不可預測)- 10 - Jonathan Chang Jonathan Chang 共同原因與特殊原因之對策共同原因與特殊原因之對策1.特殊原因之對策（局部面）特殊原因之對策（局部面） 必須消除產生變異的特殊原因，否則影響很大。必須消除產生變異的特殊原因，否則影響很大。 由製程人員直接加以改善或解決由製程人員直接加以改善或解決 約佔製程問題約佔製程問題15%2.共同原因之對策（系統面）

5、共同原因之對策（系統面） 必須多方面且共同去改善造成變異的問題必須多方面且共同去改善造成變異的問題 常需管理階層的努力與對策常需管理階層的努力與對策 製程上製程上85%的問題是屬於此類的問題是屬於此類- 11 - Jonathan Chang Jonathan Chang 二、管制圖導入流程二、管制圖導入流程建立可解決建立可解決問題之系統問題之系統確認關鍵確認關鍵製程及特性製程及特性導入導入SPC進行關鍵製進行關鍵製程及特性之管制程及特性之管制檢查製程能力檢查製程能力及符合規格及符合規格進行製程持續進行製程持續改善計劃改善計劃提報及執行提報及執行製程改善計劃製程改善計劃不足不足足夠足夠- 12

6、 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖的應用管制圖的應用 決定管制特性決定管制特性決定管制標準決定管制標準決定抽樣方法決定抽樣方法選用管制圖的格式選用管制圖的格式記入管制界限記入管制界限繪點、實施繪點、實施重新檢討管制圖重新檢討管制圖管制圖判讀管制圖判讀處置措施處置措施OKOKNG- 13 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖的選擇管制圖的選擇 計數值計數值計量值計量值n=1管制圖的選擇管制圖的選擇數據性質？數據性質？樣本大小樣本大小n=？數據係不合格數數據係不合格數或缺點數或缺點數CL性質性質?n是否相等？是否相等？單位大小

7、是單位大小是否一定否一定n=？管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖 管制圖管制圖 管制圖管制圖 管制圖管制圖 管制圖管制圖 管制圖管制圖n2n=25n=3或或5n 10不是不是是是不是不是是是缺點數缺點數不合格數不合格數x-RmppnucR RxR Rxsx- - 14 - Jonathan Chang Jonathan Chang 1.公式：公式： (1)管制圖管制圖 CL= UCL=A2 LCL=A2 (2)R管制圖管制圖 CL= UCL=D4 LCL=D32.實例：實例： 製課製造鋼管，應用製課製造鋼管，應用x -R管制圖來控制其內徑，管制圖來控制其內徑， 尺寸單位為尺寸單位為m/m，利

8、用以下數據表之資料，求得其管制界，利用以下數據表之資料，求得其管制界 限並繪圖。（限並繪圖。（n=5）XXXXRRRRRx三三 R管制圖（平均數與全距）管制圖（平均數與全距）- 15 - Jonathan Chang Jonathan Chang R管制圖用數據表管制圖用數據表 製品名稱：鋼管製品名稱：鋼管 機械號碼：機械號碼：M-003 品質特性：內徑品質特性：內徑 操操 作作 者：者：Jason Lin 測定單位：測定單位：m/m 測測 定定 者：者：Simon Lee 製造場所：製課製造場所：製課 抽樣期限：抽樣期限： 自自XX年年02月月20日日 至至XX年年03月月30日日 樣組樣組

9、測定值測定值R樣樣組組測定值測定值RX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51 50.2 50.4 49.9 51.6 51.8 50.78 1.914 53.2 48.8 47.9 52.2 51.4 50.70 5.32 49.3 51.5 52.1 46.3 50.3 49.90 5.815 53.3 48.4 49.2 51.5 52.7 51.02 4.93 46.4 45.6 49.7 48.3 49.2 47.84 4.116 46.6 50.3 53.4 51.4 53.6 51.06 7.04 50.8 48.7 49.4 49.2 52.1 50.04 3.417 50.5

10、 52.1 49.8 49.3 49.5 50.24 2.85 46.4 48.2 50.4 54.6 50.7 50.06 8.218 50.5 49.6 50.3 49.7 51.2 50.26 1.66 50.6 49.3 52.1 51.6 54.3 51.58 5.019 52.2 49.4 52.5 53.7 50.3 51.62 4.37 47.7 49.3 50.6 48.2 52.5 49.66 4.820 50.5 47.6 50.3 53.7 52.1 50.84 6.18 48.7 50.4 46.9 49.0 51.2 49.24 4.321 52.5 49.3 51

11、.6 53.1 50.8 51.46 3.89 50.2 50.8 49.8 51.3 53.1 51.04 3.322 54.3 54.7 51.6 51.8 50.2 52.52 4.510 49.3 51.4 51.9 46.4 48.7 49.54 5.523 50.3 54.3 52.1 50.7 49.8 51.44 4.511 51.1 50.9 49.8 46.4 50.6 49.76 4.724 47.8 51.4 51.3 52.8 52.2 51.10 5.012 50.4 50.5 49.3 52.1 51.3 50.72 2.825 53.4 51.7 51.3 50

12、.8 51.9 51.82 2.613 49.7 49.8 49.3 50.8 53.5 50.62 4.2 1264.86 110.4xxx- 16 - Jonathan Chang Jonathan Chang 1.將每樣組之將每樣組之x與與R算出記入數據表內。算出記入數據表內。2.求與求與 1264.86/25 50.594 110.4/254.4163.查係數查係數A2，D4，D3 A20.58，D42.11，D3負值（以負值（以0代表）代表）XRX R管制圖用數據表管制圖用數據表RkXkRx- 17 - Jonathan Chang Jonathan Chang 4.求管制界限。求管

13、制界限。 (1)管制圖管制圖 CL50.594 UCLA250.594(0.58) (4.42)53.142 LCLA2 50.594(0.58) (4.42)48.046 (2) R管制圖：管制圖： CL4.42 UCLD4 (2.11) (4.42)9.34 LCLD3 (0) (4.42)0 xxxxRRRRR R繪圖步驟繪圖步驟x- 18 - Jonathan Chang Jonathan Chang 5.將管制界限繪入管制圖將管制界限繪入管制圖6.點圖點圖7.判定管制圖判定管制圖/檢討管制界限檢討管制界限 (管制圖判定方法將於後面章節介紹管制圖判定方法將於後面章節介紹) R繪圖步驟繪

14、圖步驟x- 19 - Jonathan Chang Jonathan Chang R管制圖管制圖(利用利用Minitab繪製繪製)x25232119171513119753152. 851. 650. 449. 248. 0S S a am m p pl le eS Sa am m p pl le e M M e ea an n_X =50. 594U C L=53. 142LC L=48. 04725232119171513119753186420S S a am m p pl le eS Sa am m p pl le e R R a an ng ge e_R =4. 42U C L=9.

15、 34LC L=01X X b ba ar r- -R R C C h ha ar rt t o of f 鋼鋼管管- 20 - Jonathan Chang Jonathan Chang 四、四、p 管制圖管制圖 (不合格率不合格率)1.公式公式 (1) 組樣本大小組樣本大小n 相等時：相等時： CL UCL3 LCL3 (2) n不等，且相差小於不等，且相差小於20%時：時： CL UCL3 LCL3p)/np(1pppppp)/np(1pn)/p(1pn)/p(1p- 21 - Jonathan Chang Jonathan Chang 四、四、p 管制圖管制圖 (不合格率不合格率)(3

16、) n不等，且相差大於不等，且相差大於20%時：時： CL UCL3 LCL3i i ) ) ( (ppi i ) ) ( (ppppp1 /n1 /n- 22 - Jonathan Chang Jonathan Chang 2.實例實例 某公司製造外銷產品，每某公司製造外銷產品，每1小時抽取樣品來檢查，將檢查所得之小時抽取樣品來檢查，將檢查所得之 數據，列於下表。利用此項數據，繪製不合格率數據，列於下表。利用此項數據，繪製不合格率p管制圖，以控管制圖，以控 制其品質。制其品質。 組別組別ndp組別組別ndp組別組別ndp1 1103 0.02711 1003 0.03021 1055 0.0

17、482 1054 0.038 12 1056 0.05722 1008 0.0803 1003 0.03013 1108 0.07323 904 0.0444 1058 0.07614 1055 0.04824 1005 0.0505 1105 0.04515 902 0.02225 954 0.0426 905 0.05616 953 0.032合計合計2,5251247 1057 0.06717 956 0.063平均平均1010.0498 1105 0.04518 1002 0.0209 955 0.05319 1057 0.06710 906 0.06720 1105 0.045四、四

18、、p 管制圖管制圖 (不合格率不合格率)- 23 - Jonathan Chang Jonathan Chang p 管制圖繪圖步驟管制圖繪圖步驟1.求管制界限求管制界限 CL124/25250.04914.91% UCL3 =0.1136=11.36% LCL3 = 0（為負值，視為（為負值，視為0） (利用平均的樣本數利用平均的樣本數 n=101)n)p(1pn)p(1pppp- 24 - Jonathan Chang Jonathan Chang 2.點繪管制圖點繪管制圖SampleProportion2523211917151311975310.120.100.080.060.040.

19、020.00_P=0.0491UCL=0.1136LCL=0P Chart p 管制圖繪圖步驟管制圖繪圖步驟- 25 - Jonathan Chang Jonathan Chang 計量值管制圖常用之係數表計量值管制圖常用之係數表n234567891011121314151617181920A21.880 1.023 0.729 0.577 0.483 0.419 0.373 0.337 0.308 0.285 0.266 0.249 0.235 0.223 0.212 0.203 0.194 0.187 0.180A32.659 1.954 1.628 1.427 1.287 1.182 1

20、.099 1.032 0.975 0.927 0.886 0.850 0.817 0.789 0.763 0.739 0.718 0.698 0.680B3-0.303 0.118 0.185 0.239 0.284 0.321 0.354 0.382 0.406 0.428 0.448 0.466 0.482 0.497 0.510B43.267 2.568 2.266 2.089 1.970 1.882 1.815 1.761 1.716 1.679 1.646 1.618 1.594 1.572 1.552 1.534 1.518 1.503 1.490D3-0.076 0.136 0.

21、184 0.223 0.256 0.283 0.307 0.328 0.347 0.363 0.378 0.391 0.403 0.415D43.267 2.574 2.282 2.114 2.004 1.924 1.864 1.816 1.777 1.744 1.717 1.693 1.672 1.653 1.637 1.622 1.608 1.597 1.585E22.660 1.772 1.457 1.290 1.184 1.109 1.054 1.010 0.975 0.945 0.921 0.899 0.880 0.864 0.849 0.936 0.824 0.813 0.803d

22、21.128 1.693 2.059 2.326 2.543 2.704 2.847 2.970 3.078 3.173 3.258 3.336 3.407 3.472 3.532 3.588 3.640 3.689 3.735- 26 - Jonathan Chang Jonathan Chang 五、管制圖的判定方法五、管制圖的判定方法 l正常點子動態之管制圖，如圖一。正常點子動態之管制圖，如圖一。 1. 多數的點子，集中在中心線附近，且兩邊對多數的點子，集中在中心線附近，且兩邊對 稱。稱。 2. 少數的點子，落在管制界限附近。少數的點子，落在管制界限附近。 3. 點子之分佈呈隨機狀態，無

23、任何規則可尋。點子之分佈呈隨機狀態，無任何規則可尋。 4. 沒有點子超出管制界限外沒有點子超出管制界限外(就是有也很少就是有也很少)。 - 27 - Jonathan Chang Jonathan Chang l不正常點子動態之管制圖不正常點子動態之管制圖 1. 在中心線附近無點子在中心線附近無點子 此種型態吾人稱之為此種型態吾人稱之為”混合型混合型”，因樣本中可能，因樣本中可能 包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，如包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，如 圖二。圖二。 2. 在管制界限附近無點子在管制界限附近無點子 此種型態吾人稱之為此種型態吾人稱之為”層別型層別型”，因原群體可，因

24、原群體可 能已經檢剔過，如圖三。能已經檢剔過，如圖三。 3. 有點子逸出管制界限之現象有點子逸出管制界限之現象 此種稱之為此種稱之為”不穩定型不穩定型” ，如圖四。如圖四。 五、管制圖的判定方法五、管制圖的判定方法 - 28 - Jonathan Chang Jonathan Chang 五、管制圖的判定方法五、管制圖的判定方法 - 29 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖之不正常型態之鑑別是根據或然率管制圖之不正常型態之鑑別是根據或然率之理論之理論(又稱小機率理論又稱小機率理論)而加以判定的，出現而加以判定的，出現下述之一項者，即為不正常之型態，應調查可下

25、述之一項者，即為不正常之型態，應調查可能原因。能原因。 管制圖的判讀法管制圖的判讀法 - 30 - Jonathan Chang Jonathan Chang 1. 1點超出從中心線起算點超出從中心線起算 3 個個 Sigma 以外以外2. 連續連續 3 點中有點中有2點分佈於從中心線起算點分佈於從中心線起算 2 Sigma以外以外 (同側同側) 3. 連續連續 5 點中有點中有4點分佈於從中心線起算點分佈於從中心線起算 1 Sigma以外以外 (同側同側) 4. 連續連續 6 點遞增或遞減的趨勢點遞增或遞減的趨勢5. 連續連續 8 點落在點落在 1 Sigma的範圍以外的範圍以外 (兩側兩側

26、 ) 6. 連續連續 9 點在同一側點在同一側7. 連續連續 14 點呈現上上下下交替點呈現上上下下交替8. 連續連續 15 點分佈於從中心線起算點分佈於從中心線起算 1 Sigma 的範圍內的範圍內 計量值管制圖判讀計量值管制圖判讀- 31 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖的判讀管制圖的判讀-1/2 1. 2. 3. 4.- 32 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖的判讀管制圖的判讀-2/2 5. 6. 7. 8.- 33 - Jonathan Chang Jonathan Chang 計數值管制圖判讀計數值管制圖判讀

27、1. 1點超出從中心線起算點超出從中心線起算 3 個個 Sigma 以外以外2. 連續連續 6 點遞增或遞減的趨勢點遞增或遞減的趨勢3. 連續連續 9 點在同一側點在同一側4. 連續連續 14 點呈現上上下下交替點呈現上上下下交替- 34 - Jonathan Chang Jonathan Chang 類別類別 項目項目 中心線中心線 管制上限管制上限 管制下限管制下限 計計量量值值管管制制圖圖計計量量圖圖平均數與全距管制圖平均數與全距管制圖( R Chart )平均數與標準差管制圖平均數與標準差管制圖( s Chart) 中位值與全距管制圖中位值與全距管制圖( R Chart) 個別值與移動

28、全距管制圖個別值與移動全距管制圖(xRm Chart) 計計數數值值管管制制圖圖不合格率管制圖不合格率管制圖(p chart) 不合格數管制圖不合格數管制圖(pn chart) 缺點數管制圖缺點數管制圖(c chart) 單位缺點數管制圖單位缺點數管制圖(u chart) xxxRRRA2xRA2xRD4RD3kXXSXA3SXA3kSSSB4SB3RAmx23RAmx23RD4RD3xmREx2mREx2mRmRD4mRD3ndpn)p1 (p3pn)p1 (p3pckddn)p()p1 (p3pnn)p1 (p3pnnc3cc3cunu3u nu3u 管制圖之管制界限公式管制圖之管制界限公

29、式XX- 35 - Jonathan Chang Jonathan Chang 管制圖能解決之問題管制圖能解決之問題1.經濟性：有效的抽樣管制，不用全數檢驗，不合格經濟性：有效的抽樣管制，不用全數檢驗，不合格 率低，得以控制成本。使製程穩定，能掌握品質、成率低，得以控制成本。使製程穩定，能掌握品質、成 本與交期。本與交期。2.預警性：製程的異常趨勢可即時發現並對策，預防預警性：製程的異常趨勢可即時發現並對策，預防 整批不良，以減少浪費。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對系分辨特殊原因：作為局部問題對策或管理階層對系 統改進之參考。統改進之參考。4.善用機器設備

30、：估計機器能力，可妥善安排適當機善用機器設備：估計機器能力，可妥善安排適當機 器生產適當零件。器生產適當零件。5.改善的評估：製程能力可作為製程改善前後比較之改善的評估：製程能力可作為製程改善前後比較之 指標。指標。- 36 - Jonathan Chang Jonathan Chang 六、製程能力六、製程能力(Capability)分析分析1.Ca(準確度越低越佳準確度越低越佳) 製程準確度製程準確度 Ca ( x u )/ (T/2)2.Cp(精密度越高越佳精密度越高越佳)製程精密度製程精密度 Cp T/6 ( 雙邊規格雙邊規格) Cp (USLx)/3 或或(xLSL) / 3 之最小

31、值之最小值 (單單 邊規格邊規格)3.Cpk（製程能力越高越佳）（製程能力越高越佳） 綜合綜合製程能力製程能力 (1) Cpk (1Ca) Cp； 單邊規格時，單邊規格時，Cpk=Cp 另種表達方式：另種表達方式： (2) Cpk ( USLx)/3 或或 (xLSL) / 3 之最小值之最小值dR=2(計算計算Cp或或Cpk使用使用)製程穩定時適用製程穩定時適用( (分組取樣分組取樣) )- 37 - Jonathan Chang Jonathan Chang 製程性能製程性能(Performance)分析分析4.Pp(越高越佳越高越佳) 性能指數性能指數 Pp USL-LSL/6 ( 雙邊

32、規格雙邊規格)5.Ppk（越高越佳）（越高越佳） 性能指數性能指數 Ppk (USLx )/3 或或 (x SL) / 3 之最小值之最小值_1Kn)xx(=:1n )xx(=:m1=Kn1=i2Kin1=i2i分組分組穩定過程時適用：穩定過程時適用：不分組不分組初始生產時適用：初始生產時適用：計算製程的總變異計算製程的總變異(Pp或或Ppk使用使用)(分分K組，每組有組，每組有n個個)- 38 - Jonathan Chang Jonathan Chang 6.能力比值：能力比值： CR=1/Cp ; 性能比值：性能比值： PR=1/Pp7.不合格率不合格率p（綜合評價）（綜合評價） (1)

33、 ZL -3Cp（1Ca）超出下限）超出下限pL% ZU 3Cp（1Ca）超出上限）超出上限pU% p% pUpL%總不合格率總不合格率 (2)ZU（USL ）/，ZL（ LSL ）/8.定義定義 (1) ：製程平均數：製程平均數(3) T：公差範圍：公差範圍 (2) ：製程標準差：製程標準差(4)u：規格中心：規格中心 xxx製程能力分析製程能力分析- 39 - Jonathan Chang Jonathan Chang 等級等級CaCpACa12.5%（1/8）1.33Cp(T=8)B12.5%Ca25%（1/4） 1.00Cp1.33(T=6)C25%Ca50%（1/2）0.83Cp1.00(T=5)D50%CaCp0.83等級等級p% (僅供參考僅供參考)CpkAp0.44%1.33Cpk（同（同Cp）1.0 Cpk1.33 Cpk1.0B0.44% p1.22%C1.22% p6.68%D6.68% p製程能力等級判斷製程能力等級判斷