SPC统计制程管制基本概念.pptx

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1、1問題:某製程良率:87.5%-90.2%. 請問,此製程真的改善了嗎?在連續生產軸承的機台上, 內徑規格為0.5 0.01, 已知內徑由大小由車刀速度控制, 今發現有2pcs不良產生, 請問,此時要調整速度嗎 ? 2綱綱 要要1. 統計製程管制統計製程管制(SPC)基本概念基本概念2.管制圖管制圖製程變因製程變因基本統計概念基本統計概念管制圖繪製管制圖繪製P管制圖管制圖管制圖之種類管制圖之種類管制圖之判讀管制圖之判讀3.製程能力分析製程能力分析4.實例說明實例說明3*SPC之意義之意義SPC基本概念基本概念應用統應用統 計理論於製程管制之手法計理論於製程管制之手法(1) 統計推論 : 由抽樣

2、之數據估計製程平均數及標準差之信賴區間(2) 檢定 : 新舊方法之比較 ; 判斷兩組數據之特性是否相等(3) 相關分析 : 分析多組數據之相關性(4) ANOVA : 同時檢定多組數據之特性(5) DOE : 找出製程主要參數, 而加以管制(6) 迴歸分析 : 找出製程參與品質規格之相關性, 可依此方法定出 製程參數之規格, 進而加以管制4SPC基本概念基本概念*SPC之效益之效益有效應用抽樣計劃進行管制有效應用抽樣計劃進行管制,具有經濟性具有經濟性可即時發現製程異常可即時發現製程異常,預防不良發生預防不良發生掌握製程能力掌握製程能力,做為改善之提示做為改善之提示*SPC常用之圖表工具常用之圖

3、表工具直方圖直方圖 缺點焦中圖缺點焦中圖 查檢表查檢表 散佈圖散佈圖柏拉圖柏拉圖 管制圖管制圖因果圖因果圖5管制圖管制圖*製程管制狀態製程管制狀態管管 制制 狀狀 態態非非 管管 制制 狀狀 態態製製 程程 變變 因因多多 為為 機機 率率 性性 原原 因因多多 為為 非非 機機 率率 性性 原原 因因製製 程程 狀狀 態態穩穩 定定不不 穩穩 定定進進 行行 管管 理理有有 辦辦 法法 預預 測測有有 辦辦 法法 管管 制制可可 使使 用用 管管 制制 圖圖無無 法法 預預 測測無無 法法 管管 制制無無 法法 使使 用用 管管 制制 圖圖*管制圖之目的管制圖之目的 判斷製程之變化判斷製程之

4、變化:若出現非機率性原因若出現非機率性原因,則加以改善則加以改善:若否若否,則不用則不用對策對策6機遇原因之變異非機遇原因之變異1 大量之微小原因所引起1 一個或少數幾個較大原因所引起2 不管發生何種機遇之原因,其個別之變異極為微小2 任何一個非機遇原因,都可能發生大之變異3 幾個較為代表性之機遇原因如下: (1)原料之微小變異 (2)機械之微小變動 (3)儀器測定時不十分精確之作法3 幾個較為代表性之非機遇原因如下: (1)原料群體之不良 (2)不完全之機械調整 (3)新手之操作人員4 實際上要去除製程上之機遇變異原因是非常不經濟的事7管制圖管制圖*基本統計概念基本統計概念(1)統計統計:掌

5、握所收集數據間之差異性及規律性掌握所收集數據間之差異性及規律性,而進行對未知系統而進行對未知系統之預測及判斷之預測及判斷(2) 常態分布常態分布 (機率分配圖形機率分配圖形) +1 +2 +3 -3 -2 -1 68.26%95.45%99.73%分布分布 3 要要素素 : 1.位置位置 2.散佈散佈 3.形狀形狀99.994%+4 -4 8管制圖管制圖*基本統計概念基本統計概念(3)掌握分配之方法掌握分配之方法以直方圖觀察圖形以直方圖觀察圖形以數字表示以數字表示: , 2(4)常用名詞常用名詞 : : 平均值平均值 X 共同特性共同特性 2 :變異數變異數 S2 均勻度均勻度 : 標準差標準

6、差 S(人為可控制人為可控制 作業改善作業改善)(設備所造成設備所造成 加強管理加強管理)9管制圖管制圖規格上限規格上限規格下限製程寬製程寬度度 3 管制界限管制界限 3 xULCL=UCLLCL平均數分配平均數分配個別值分配個別值分配( (群體分配群體分配) )平均數X= UCL= +3 xNUCLNLCL10管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製(1)數據收集數據收集用於可以量測得量化數據之生產製程用於可以量測得量化數據之生產製程每日每日/半日收集一組數據半日收集一組數據每組數據每組數據 : n = 46組數組數 k = 25 30 組組將計算後之數據記錄於管制圖表上將計算後之數

7、據記錄於管制圖表上11管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製(2)公式公式計算各組平均值計算各組平均值 X i , i =1,k計算各組全距計算各組全距 R i ,i = 1, , k總平均總平均 X : X i X=k全距平均值全距平均值 R R iR =k12管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製實例演算實例演算X1X2X3X4X5X-barRk1-0.37-3.150.03-2.42-3.85-1.953.88k2-0.35-2.62-4.572.80-2.14-1.387.37k3-1.580.09-3.442.800.41-0.346.24k251.25-0.35

8、2.18-0.66-1.680.153.86X-double-bar =-0.88R-bar =4.9313管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製(3)計算管制界限計算管制界限X管制圖管制圖 : UCLX = X + A2 R CLX = X LCLX = X - A2 RR管制圖管制圖UCLR = D4 R CLR = R LCLR = D3 R 14管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製(4)管制圖之係數管制圖之係數n A2D3D4nA2D3D4nA2D3D421.88003.26750.57702.11580.3730.3161.86431.02303.57560.4

9、8302.00490.3370.1841.81640.72902.82870.4190.0761.924100.3080.2231.77715管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製實例演算實例演算計算管制界限計算管制界限X管制圖管制圖 : UCLX = -0.88 + 0.577*(4.93) = 1.96 CLX = -0.88 LCLX = -0.88 - 0.577 * (4.93) = -3.7316管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製實例演算實例演算計算管制界限計算管制界限X管制圖管制圖 : UCLR = 2.115*(4.93) = 10.43 CLR = 4

10、.93 LCLR = 0*(4.93) = 0 17管制圖管制圖* X-R 管制圖之繪製管制圖之繪製(5)X-R管制圖注意事項管制圖注意事項數據之收集需遵守數據之收集需遵守層別層別及及隨機隨機兩原則兩原則每組數據每組數據 n 6 ,不要超過不要超過 10X 管制圖繪於圖表上方管制圖繪於圖表上方 2/3 處處 ; R管制圖繪於圖表下方管制圖繪於圖表下方 1/3 處處折線之比例要能清楚看出轉折之變化折線之比例要能清楚看出轉折之變化18管制圖管制圖* p 管制圖之繪製管制圖之繪製(1)P管制圖使用時機管制圖使用時機不良比例管制圖不良比例管制圖品質特性無法以量化數據描述品質特性無法以量化數據描述 ,只

11、能以只能以OK/NG判定者判定者當當 P 變化非常大時較適用變化非常大時較適用可激勵作業者可激勵作業者19管制圖管制圖* p 管制圖之繪製管制圖之繪製(2)取樣數取樣數 n 固定之固定之 P管制圖管制圖 :P = ri nii = 1 , 25UCL = P + 3 ( P ( 1- P ) / n ) LCL = P - 3 ( P ( 1- P ) / n ) CL = P20管制圖管制圖* p 管制圖之繪製管制圖之繪製(2)取樣數取樣數 n 不固定之不固定之 P管制圖管制圖 :P = ri nii = 1 , 25UCL = P + 3 ( P ( 1- P ) / ni ) LCL =

12、 P - 3 ( P ( 1- P ) / ni ) CL = P21管制圖之種類管制圖之種類數據數據計量值數據計量值數據n = 1n 10n 10計數值數據計數值數據不良數不良數缺點數缺點數X - RMX - RX - SPun一定一定n不定不定單位一定單位一定單位不定單位不定PnC22管制圖之判讀管制圖之判讀(1)R 管制圖代表之意義管制圖代表之意義受製程之標準差所支配受製程之標準差所支配代表精度或品質均勻程度代表精度或品質均勻程度R變動可推論為設備出問題或管理上出問題變動可推論為設備出問題或管理上出問題(2)X 管制圖代表之意義管制圖代表之意義受製程平均值所支配受製程平均值所支配代表正確

13、度或品質規格中心值代表正確度或品質規格中心值X變動可推論為人為作業問題或材料規格不符變動可推論為人為作業問題或材料規格不符23管制圖之判讀管制圖之判讀(3) 管制圖判斷規則管制圖判斷規則1 點以上落在管制界限之外點以上落在管制界限之外連續連續 7 點或點或 8 點落在中心值的同一邊點落在中心值的同一邊連續連續 7 點或點或 8 點呈上升或下降之趨勢點呈上升或下降之趨勢在管制界限內在管制界限內 , 但連續但連續 3 點中有點中有 2 點以上落在點以上落在 2 之外之外在管制界限內在管制界限內 , 但連續但連續 5 點中有點中有 4 點以上落在點以上落在 1 之外之外24UCLLCLCL判讀圖例判

14、讀圖例25UCLLCLCL判讀圖例判讀圖例26判讀圖例判讀圖例水平位置的漸變(Steady change):工業上最常見UCLCLLCL可能原因可能原因: :1.1.工具或模具之磨損工具或模具之磨損 2.2.設備的逐漸惡化設備的逐漸惡化3.3.溫度或濕度的逐漸變化溫度或濕度的逐漸變化4.4.儀器中有灰塵堆積儀器中有灰塵堆積5.5.作業員產生疲勞作業員產生疲勞, ,厭煩或疏忽等原因厭煩或疏忽等原因6.6.材料的逐漸改變材料的逐漸改變27判讀圖例判讀圖例水平位置的突變(Jump)CLLCLUCL可能原因:1.機器設備或製造流程做有意或無意的改變2.作業員為新手而無經驗3.較大的原料差異4.機器的局

15、部故障28判讀圖例判讀圖例重覆週期(Recurring cycle):UCLLCLCL可能原因可能原因: :1.工作環境(如溫度)之週期性變化2.工作者的疲勞,以及由於上午,中午,下午獲得休習而精神比較好3.刀具的磨損4.電瓶的定期充電5.原料之特性具有季節性變化6.機器功能的定期調整 29搜集數據繪製解析用管制圖安定狀態?繪製管制圖管制用管制圖追求,去除異常原因以達安定狀態檢討機械,設備等等提升制程能力滿足規格?管制圖之繪製流程管制圖之繪製流程30製程能力分析製程能力分析* 分析製程能力之方法分析製程能力之方法(1)圖圖示法示法次數分配圖樣次數分配圖樣(直方圖直方圖)機率分佈圖機率分佈圖管制

16、圖管制圖(2)數值法數值法CaCpCpk31+1+2+3-3-2-1製製 程程 能能 力力 數數 值值 方方 法法 ( 1 ) Ca (製程準確度製程準確度) (Capability of Accuracy) A: 有遵守作業標準操作並達規格要求有遵守作業標準操作並達規格要求,須續維持現狀須續維持現狀 B: 有必要儘可能提升至有必要儘可能提升至A級級 C: 作業標準可能未被遵守或有必要檢討所訂之規格及作業標準作業標準可能未被遵守或有必要檢討所訂之規格及作業標準 D: 應採取緊急措施應採取緊急措施,全面檢討可能影響之因素全面檢討可能影響之因素,必要時須停線必要時須停線A: Ca12.5%B: 1

17、2.5%Ca25.0% C: 25.0%Ca50.0% D: 50.0%CaCa = ( X- ) / ( 規格公差規格公差 / 2 )*100%衡量衡量 製程實績平均值製程實績平均值 與與 規格中心值規格中心值 之一致性之一致性32+1+2+3-3-2-1製製 程程 能能 力力 數數 值值 方方 法法 ( 2 ) Cp (製程精密度製程精密度) (Capability of Precision) A: 此製程甚為穩定此製程甚為穩定,可將規格公差縮小或勝任更精密之工作可將規格公差縮小或勝任更精密之工作 B: 有發生不良率偏高之危險有發生不良率偏高之危險,須加以注意並努力維持不再變壞須加以注意並

18、努力維持不再變壞C: 檢討所訂規格及作業標準檢討所訂規格及作業標準,可能本製程無法勝任如此精密之工作可能本製程無法勝任如此精密之工作 D: 應採取緊急措施應採取緊急措施,全面檢討可能影響之因素全面檢討可能影響之因素,必要時須停線必要時須停線:A: 1.33 Cp B: 1.00 Cp 1.33 C: 0.83 Cp 1.00 D: Cp 0.83Cp= 規格公差規格公差 / 6個群體標準差個群體標準差()衡量衡量 製程變異程度製程變異程度 與與 規格公差規格公差 之差異程度之差異程度33製製 程程 能能 力力 評評 價價 方方 法法 ( 3 ) Cpk (製程能力指數製程能力指數) A: 製程

19、能力足夠製程能力足夠 B: 製程能力尚可製程能力尚可,但仍須再努力但仍須再努力 C: 製程應加以改善製程應加以改善A: 1.33 Cpk B: 1.00 Cpk 1.33 C: 0.83 Cpk 1.00Cpk = ( 1 -Ca)Cp綜合綜合 Ca Ca 與與 Cp Cp 之總合指數之總合指數34製程能力分析製程能力分析* 分析製程能力之方法分析製程能力之方法實例演算實例演算:Ca = ABS(-0.88-0) / (10.0-(-10)/2)*100% = 8.88 %Cp = (10-(-10)/( ABS(-0.88)/2.326) = 1.57Cpk = (1-Ca)*Cp = 1.4335結結 論論SPC 適用於不良適用於不良 1%以上之產業以上之產業36