SPC管制图定义培训课件.pptx

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1、管制圖的定義 管制圖係用統計方法管制圖係用統計方法,將搜集的資料計算將搜集的資料計算出兩管制界限出兩管制界限,隨時將樣本記錄計算點入隨時將樣本記錄計算點入管制圖內管制圖內,以提醒製程人員之注意以提醒製程人員之注意,如發現如發現有超出界限外之點或異常現象時有超出界限外之點或異常現象時,立即設立即設法改善工作法改善工作, 以免發生問題以免發生問題.Definition of control chart?管制界線是不可歸因變異的最大容許界線,超出管制界線是因為有外在變異加入Out-of-Control一失控的製程導致產品的不可預測,反而使的產品有潛在性的缺陷.而一穩定的製程則使產品及產能可被掌控Wh

2、at is a control chart?時間數列A process is observed by measuring samples. 中心線The center line represents the mean or the median of the process distribution. 管制上下限管制上下限The area within the control limits represents data points due to random variation. 矯正計劃矯正計劃has to be defined for every control chart. 線上的管

3、制圖不需要有規格線線上的管制圖不需要有規格線Critical parameter決定重要參數的方法決定重要參數的方法過去的經驗失效模式分析實驗設計客戶要求相關分析(e.g. correlation with yield)Customers interested in SPC SPC 讓我們可監控良率, 可靠度及交期管制圖之用途1.1.查覺製程有無產生變異之非機遇原因存在查覺製程有無產生變異之非機遇原因存在.2.2.利用所獲得之資料制定或變更規格或判斷製程是否符合利用所獲得之資料制定或變更規格或判斷製程是否符合規格規格之要求之要求.3.3.利用所獲得之資料提供或變更製造方法利用所獲得之資料提供或

4、變更製造方法.4.4.利用所獲得的資料提供或變更檢驗方法利用所獲得的資料提供或變更檢驗方法,允收方法允收方法.5.5.作為對製造或採購之產品允收或拒收之依據作為對製造或採購之產品允收或拒收之依據.6.6.由小批產品中挑選一些產品組成品質均勻之大批產品之由小批產品中挑選一些產品組成品質均勻之大批產品之依據依據.7.7.用於判斷製程品質是否均勻用於判斷製程品質是否均勻.8.8.用於非生產性方面之問題用於非生產性方面之問題.管制圖之種類 壹.依數據之性質分類: 1.計量值管制圖 ( Control Charts for Variables ) 2.計數值管制圖 ( Control Chart for

5、 Attributes )計量值管制圖 所謂計量值管理圖係管制圖所依據之數據所謂計量值管理圖係管制圖所依據之數據,均屬均屬於由量具實際量測而得於由量具實際量測而得.如長度如長度,重量重量,成份等特成份等特性均為連續性者性均為連續性者.1.平均值與全距管制圖平均值與全距管制圖 ( X-Bar .R Chart )2.平均值與標準差管制圖平均值與標準差管制圖 ( X-Bar Chart )3.中位值與全距管制圖中位值與全距管制圖4.個別值與移動全距管制圖個別值與移動全距管制圖計數值管制圖 所謂計數值管理圖係管理圖所依據之數據均屬於以單位計數者.1.不良率管制圖不良率管制圖 ( p Chart )2

6、.不良數管制圖不良數管制圖 ( pn Chart )3.缺點數管制圖缺點數管制圖 ( C Chart )4.平均缺點數管制圖平均缺點數管制圖 ( u Chart )管制圖之種類 貳.依用途分類: 1.管制用管制圖 2.解析用管制圖管制用管制圖 此種管制圖係用作控制製程之品質,具有其積集性之意義. 如有點子超出管理界限時如有點子超出管理界限時,立即採取如下立即採取如下措施措施:1.追查不正常原因追查不正常原因2.迅速消除此項原因迅速消除此項原因3.研究採取防止此項原因重複發生之措施研究採取防止此項原因重複發生之措施解析用管制圖1.決定方針用決定方針用2.製程解析用製程解析用3.製程能力研究用製程

7、能力研究用4.製程管制之準備用製程管制之準備用第一種錯誤:( Type I Error )如果因抽樣關係有點子落在三個標準差之外,吾人判定為不正常, 而事實上並非不正常,係屬於0.27%之情況,因為機遇原因而落到外面而已.B 區區A 區區LCLUCL-3 +3 第二種錯誤:( Type II Error )原來之群體平均值為 U1,因為某種原因,其平均值已自 U1 轉變為 U2 ,即群體已經改變(平均值已經移動).U2U1+3-3兩種錯誤與管理界限之關係在管理圖中在管理圖中,不該判錯而判錯係屬第一種錯不該判錯而判錯係屬第一種錯誤誤,該判錯而未判錯係屬第二種錯誤該判錯而未判錯係屬第二種錯誤.在統

8、在統計學上計學上第一種錯誤第一種錯誤以以 表示表示,第二種錯誤第二種錯誤以以 表示表示,此二種錯誤在做統計之判斷時此二種錯誤在做統計之判斷時係不能避免之錯誤係不能避免之錯誤,在管理圖使用時及抽在管理圖使用時及抽樣檢驗時常會發生樣檢驗時常會發生,在抽樣檢驗時所發生在抽樣檢驗時所發生之第一種錯誤稱為之第一種錯誤稱為生產者冒險率生產者冒險率(Producers risk),第二種錯誤稱為第二種錯誤稱為消費消費者冒險率者冒險率(consumers risk ).兩種錯誤與管理界限之關係如果欲完全消除或減少第一種錯誤必須把如果欲完全消除或減少第一種錯誤必須把管理界限放寬以致引起第二種錯誤變大管理界限放寬

9、以致引起第二種錯誤變大,相反地減少第二種錯誤則會增加第一種相反地減少第二種錯誤則會增加第一種錯誤之機會錯誤之機會.第一種錯誤使吾人神經過敏第一種錯誤使吾人神經過敏做些徒勞無益之冤枉工作做些徒勞無益之冤枉工作,而第二種錯誤而第二種錯誤卻會使吾人錯過改正之機會而引起嚴重卻會使吾人錯過改正之機會而引起嚴重之後果之後果.故需設法使兩種錯誤減少故需設法使兩種錯誤減少,可用經可用經濟平衡點方法求得濟平衡點方法求得.兩種錯誤之經濟平衡點 1/2採用採用 u 4 時時,第一種錯誤減少第一種錯誤減少,第二種第二種錯誤增加錯誤增加.採用採用 u 2 時時,第一種錯誤增加第一種錯誤增加,第二種第二種錯誤減少錯誤減少

10、.採用採用 u 3 時時,能使兩種錯誤之總和減能使兩種錯誤之總和減至最小至最小,最為經濟最為經濟.兩種錯誤之經濟平衡點 2/2損失+/-5 兩種錯誤總合+/-2 +/-3 +/-4 管制界限管制界限+/-1 +/-6 第一種錯誤第二種錯誤Customer satisfaction客戶的最大滿意度是做到目標值機遇原因: ( Chance Causes ) 用同一量測儀器,由同一人量測相同一個物件重量數次,在短時間內所得量測值有差異存在,造成此種差異之原因即屬機遇原因. 在生產工作中,雖訂有操作標準,但在操作條件容許範圍內必有變化. 原材料之品質在其規格範圍內,容許之變化. 機器之震動所引起之變動

11、,作業員的變動,屬於工廠無法避免之變動. 由很多微小的原因所引起,在製程管制時,想要將此種變動減少或去除是非常不經濟的. 其它如:氣後及環境之變化所造成之變異.非機遇原因 ( Assignable Causes ) 未遵守操作標準操作. 雖按操作標準操作,但各種標準並不完善,以致無法控制變異原因. 使用不合格之原料. 機器發生故障或磨損 作業員身心疲勞或工作情緒欠佳. 量測治具不準確所造成之變異.管理界限之構成 1/2當僅有機遇原因作用時當僅有機遇原因作用時,任何一群變量任何一群變量,不論為測定數不論為測定數 X ,平均值平均值X-Bar,全距全距 R ,標準差標準差 ,不良率不良率 p ,缺

12、點數缺點數 c ,均均可構成一分配可構成一分配,而具有一而具有一“平均值平均值”及及“標準差標準差”.此種分配不論其分配之形狀為何此種分配不論其分配之形狀為何,依據統計學理論計算依據統計學理論計算,在平均值加減三個標準差範圍以外之機會極少在平均值加減三個標準差範圍以外之機會極少 ( 0.3 %)管理圖之管理界限係將分配圖形管理圖之管理界限係將分配圖形( 直方圖直方圖 ) 90度度轉向轉向,在在平均值處作成管理中心線平均值處作成管理中心線 ( CL ),在平均值加三個標準在平均值加三個標準差處做成管理上限差處做成管理上限 ( UCL )在平均值減三個標準差處作在平均值減三個標準差處作成管理下限成

13、管理下限 ( LCL ),如圖所示如圖所示:管理界限之構成 2/2-3 + +3-3 + +3 UCLUCLLCL CLCL 9090管制圖步驟 1/41.1.管制項目之決定管制項目之決定: : 使用使用QC7QC7手法層別手法層別 採取討論方式和有關人員採取討論方式和有關人員( (作業員作業員, ,技術員技術員, ,組長組長, ,工程工程師師, ,主管主管) )討論討論2.2.管制標準之決定管制標準之決定: : 應先將現有製程應先將現有製程/ /步驟步驟/ /工作方法標準化工作方法標準化 否則否則, ,有異常時不易區別機遇性原因或非機遇性原因有異常時不易區別機遇性原因或非機遇性原因 先經解析

14、階段先經解析階段( (若有異常點必須找出原因若有異常點必須找出原因) )3.3.抽樣方法之決定抽樣方法之決定 須使組內變異小須使組內變異小, ,組間變異大以便區別組間變化組間變異大以便區別組間變化 管制圖步驟 2/4 組內變異組內變異:(1):(1)必須只有機遇性原因必須只有機遇性原因(2)(2)允許範圍內之抽允許範圍內之抽樣誤差樣誤差, ,量測誤差量測誤差.(3).(3)若組內變異大若組內變異大, ,則則R-Bar大大,使使X-Bar & R 管制界限變寬而不易偵測出異常管制界限變寬而不易偵測出異常.4.抽樣樣本大小之決定抽樣樣本大小之決定 X-BAR & R管制圖管制圖 n=25,n=61

15、0(分兩組分兩組) X & R管制圖管制圖 n=3或或5(奇數奇數) p & pn管制圖管制圖 n50 或或 100 C & U 管制圖管制圖 n1 或或 3 .管制圖步驟 3/45.5.不正常現象之改正措施不正常現象之改正措施: : 先和有關人員先和有關人員( (作業員作業員, ,技術員技術員, ,組長組長) )商討商討 (1) (1)以確定是否數據計算錯誤以確定是否數據計算錯誤 (2) (2)原料是否有變異原料是否有變異 (3) (3)是否有按是否有按sopsop作業作業 用層別法層別是否有機台用層別法層別是否有機台/ /原料原料/ /作業員之變異作業員之變異 使用檢定方法使用檢定方法管制

16、圖步驟 4/46.6.異常原因之分析之檢討異常原因之分析之檢討 a.a.管理不善管理不善 (1) (1)未推行未推行sopsop或或sopsop不落實不落實.(2).(2)人員訓練不足人員訓練不足 (3) (3)機台未定期保養或不落實機台未定期保養或不落實.(4).(4)不良材料混入不良材料混入 (5) (5)原設計或藍圖有錯誤原設計或藍圖有錯誤.(6).(6)儀器未校正及維護或不儀器未校正及維護或不落實落實. . b.b.技術不足技術不足 (1) (1)CpCp不足不足( (製程能力不足製程能力不足) ) (2) (2)設計上之矛盾設計上之矛盾X-bar & R管制圖繪製 1/4一一. .

17、數據的收集數據的收集 1.1.最近的生產設備最近的生產設備, ,作業方法作業方法, ,測定方法測定方法, ,製程條件不會製程條件不會變動下變動下, ,抽取抽取100100個以上的樣本加以測定以得數據個以上的樣本加以測定以得數據. . 2. 2.將這些數據依時間順序整理排列將這些數據依時間順序整理排列 3. 3.將數據分組將數據分組 (1) (1)依數據收集的順序如半日或一日所收集數據為一依數據收集的順序如半日或一日所收集數據為一組組 (2) (2)一組的數據一組的數據n=45n=45個為適當個為適當, ,最多不超過最多不超過1010個個 (3) (3)組數組數k k約約20252025組組 (

18、4) (4)記錄於記錄於X-bar & R X-bar & R 管制圖用紙之數據欄管制圖用紙之數據欄X-bar & R管制圖繪製 2/4二二. . 計算下列統計量計算下列統計量 1.1.各組的平均值各組的平均值( (X-bar).X-bar). 2. 2.各組的全距各組的全距( (R)R) 3. 3.總平均總平均( (X-X-barbarbarbar) ) 4. 4.全距的平均值全距的平均值( (R-bar)R-bar)X1+X2+X3+XkXX=KKR1+R2+R3+RkRR=KKX-bar & R管制圖繪製 3/4三三. . 計算管制界限計算管制界限 管制圖的係數值如下管制圖的係數值如下:

19、 :X-R中心線(CL)管制下限(LCL)X管制圖XX+A2R X+3XX-A2R X-3XR管制圖R管制上限(UCL)D4RD3RnA2D3D4nA2D3D4nA2D3D421.88003.26750.57702.11580.373 0.136 1.86431.02302.57560.48302.00490.337 0.184 1.81640.72902.28270.419 0.076 1.924100.308 0.223 1.777X-bar & R管制圖繪製 4/4四四. .繪繪X-bar & RX-bar & R管制圖於專用紙上管制圖於專用紙上 1.1.繪繪X-barX-bar管制圖於

20、上方管制圖於上方, ,R R管制圖於下方管制圖於下方. . 2. 2.畫上管制界限畫上管制界限五五. .依序將各組依序將各組X-bar,RX-bar,R值的點打於圖上值的點打於圖上, ,以折線連結以折線連結, ,並並記入必要事項記入必要事項. .六六. .判斷是否為管制狀態判斷是否為管制狀態, ,若為管制狀態則應進一步調查若為管制狀態則應進一步調查能否滿足規格能否滿足規格, ,若能滿足則延用此管制界限作為製程管若能滿足則延用此管制界限作為製程管制使用制使用. .X-bar & R用途 1/2一一. .R R管制圖管制圖: : 1.1.受製程的受製程的標準差標準差所支配所支配. . 2. 2.代

21、表精度或品質的均勻程度代表精度或品質的均勻程度. . 3. 3.標準差發生改變時標準差發生改變時, ,R R管制圖可以發現管制圖可以發現, ,同時同時X-barX-bar管制管制圖也受影響而有逸出界限圖也受影響而有逸出界限, ,界限內的點上下變動也呈劇界限內的點上下變動也呈劇烈烈. . 4. 4.標準差變動原因可能來自機械維護不良標準差變動原因可能來自機械維護不良, ,劣化劣化, ,手工作手工作業的不熟練或不穩定業的不熟練或不穩定, ,加工方法程序不周嚴加工方法程序不周嚴, ,材料品質材料品質變異大變異大.X-bar & R用途 2/2一一. .X-barX-bar管制圖管制圖: : 1.1.

22、受製程的受製程的平均數平均數所支配所支配. . 2. 2.代表品質規格的中心代表品質規格的中心, ,亦即正確程度亦即正確程度. . 3. 3.R R管制圖有逸出界限狀況管制圖有逸出界限狀況, ,X-barX-bar管制圖也受影響管制圖也受影響, ,應先應先調查調查R R管制圖管制圖. . 4. 4.平均值變動原因可能來自機械調整不當平均值變動原因可能來自機械調整不當, ,手工作業錯手工作業錯誤誤, ,材料規格不符材料規格不符.X-bar & R判讀方法 1/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :1.1.檢定規則一檢定規

23、則一: :有單獨一個點子有單獨一個點子, ,出現在三個標準差區域之外者出現在三個標準差區域之外者.(.(有有一個點子落在管制界限之外者一個點子落在管制界限之外者).).+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 2/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :2.2.檢定規則二檢定規則二: :連續三點之中有兩點落在連續三點之中有兩點落在A A區或甚至於區或甚至於A A區以外者區以外者.(.(在在中心線之同側三個連續點中有兩點出現在兩個標準差之外者中心線之同側三個連

24、續點中有兩點出現在兩個標準差之外者).).+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 3/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :3.3.檢定規則三檢定規則三: :連續五點之中有四點落在連續五點之中有四點落在B B區以外者區以外者.(.(在中心線同側在中心線同側, ,五個連續點中有四個點超出一個標準差者五個連續點中有四個點超出一個標準差者).).+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 4/7有下

25、列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :4.4.檢定規則四檢定規則四: :連續有八點落在連續有八點落在C C區或甚至於區或甚至於C C區以外者區以外者.(.(八個連續點八個連續點子落在子落在C C區或其中連續七點出現在中心線之同一側者區或其中連續七點出現在中心線之同一側者).).+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 5/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :5.5.檢定規則五檢定規則五

26、: :連續幾點同一方向時連續幾點同一方向時: : (1) (1)連續五點繼續上升連續五點繼續上升( (或下降或下降)-)-注意以後動態注意以後動態. .+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 6/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :5.5.檢定規則五檢定規則五: :連續幾點同一方向時連續幾點同一方向時: : (2) (2)連續六點繼續上升連續六點繼續上升( (或下降或下降)-)-開始調查原因開始調查原因. .+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區

27、區B區B區C區C區UCLCLLCLX-bar & R判讀方法 7/7有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態有下列現象即判定該管制圖為非管制狀態, ,否則為管制狀態否則為管制狀態: :5.5.檢定規則五檢定規則五: :連續幾點同一方向時連續幾點同一方向時: : (3) (3)連續七點繼續上升連續七點繼續上升( (或下降或下降)-)-必有原因必有原因, ,應立即採取措施應立即採取措施. .+3+2+1-1-1-2-2-3-3 0A區區B區B區C區C區UCLCLLCLCorrective actions1. 確認量測值2. 停機或校正3. 找出造成不穩定的真因4. 消除變異並避免再發生5. 復機並確認

28、機台的穩定性 A trouble shooting guide must be defined for every process.不良數管制圖(pn-Chart) 1/4又稱又稱d d管制圖管制圖, ,應用這種管制圖時應用這種管制圖時, ,樣本大小樣本大小( (n)n)必須相等必須相等. .通常使用不良數管制圖通常使用不良數管制圖, ,樣本大小總是較多樣本大小總是較多, ,如如n=50,100n=50,100或或200200以上以上, ,至於不良數管制圖則常用在至於不良數管制圖則常用在npnp44之場合之場合. .一一. .用途用途 1.1.直接使用不良數直接使用不良數d d做圖做圖( (毋

29、須計算其不良率毋須計算其不良率),),在計算方在計算方面省掉一道手續面省掉一道手續, ,即比較簡單容易即比較簡單容易, ,頗適合現場領班或頗適合現場領班或操作人員自行繪製管制圖之地方操作人員自行繪製管制圖之地方. . 2. 2.其本質上與其本質上與p p管制圖相同管制圖相同, ,惟其每組樣本大小必須相等惟其每組樣本大小必須相等. . 不良數管制圖(pn-Chart) 2/4二二. .收集數據收集數據取大小相同之樣本取大小相同之樣本20252025組組, ,如能事先預測不良數之多少如能事先預測不良數之多少, ,則以每組樣本含則以每組樣本含1515個之不良數為佳個之不良數為佳, ,即即三三. .管制界限之計算管制界限之計算 d:d:不良數不良數, ,p:p:不良率不良率, ,k:k:組數組數, ,n:n:樣本數樣本數 15n=ppCLpn=np=d=d/kUCLpn=np+3np(1-p) 註:np=np(1-p)UCLpn=np-3np(1-p)