统计过程控制(SPC)培训

1、A PCDAPDCAPDCAPCD培训导师：李开俊培训导师：李开俊 QA部门部门统计过程控制（统计过程控制（SPC）培训培训相关组长，主管和工程师的培训时间表相关员工的培训时间表：相关组长，主管和工程师的培训时间表相关员工的培训时间表：1）35周: 星期二和星期四，总共2个课时的SPC基本介绍和了解，控制图SPC的控制图的判断。2）36周:星期二和星期四，总共2个课时的SPC的控制图子组大小，频率的选择，数据收集，计算，上下控线的管控，描图， SPC 运做和责任，CAL讲解, SPC在Minitab的应用。3）38周： OCAP的基本介绍，运用,SPC控制图的演变（柱状图，分布图），判断标准点

2、的推断。星期二和星期四，总共2 2个课时的讲解。q 相关员工的培训时间表：相关员工的培训时间表：1）37周：星期二和星期四，总共2个课时的的基本介绍，以及如何画图，描点及异常点的判断，如何运作SPC控制图,OCAP的基本介绍 。 SPC培训时间表培训时间表 1）在统计控制状态下，过程的变异最小，通常，控制图的控制界限如果都在规格界限之内，我们有信心至少有99.73%的产品是合格的，因此生产上最经济。2） 本公司希望以SPC作为初阶，改善品质，降低报废，减少客户的投诉，对产品的质量有完全的把握。 以致达到公司长远目标-零的缺陷，Cpk=Cp=2.00 公司实行公司实行SPC控制图的原因控制图的原

3、因 目前公司实行目前公司实行SPC控制图不足之处控制图不足之处目前公司虽然已实施SPC管制图控制，但是效果不明显。主要存在以下不足的几个方面：员工对SPC控制图理解认识不够，在思想意识上不重视。有些工序的关键的制控点没有受到管制图管控。描图计算不规范及错误。负责员工不能正确判断异常点，不能及时向技术部反应异常情况。针对管制图上已判断的异常点，技术部反应缓慢，不能及时更进和采取改善行动。因此必须重新对员工进行全面的SPC控制图，使管制图发挥真正的作用。SPC是英文Statistical Process Control（统计过程控制）三字首的简称。是将统计学技术，应用于控制生产工序，对过程中的各个

4、阶段进行监控，务求在每一工序所生产的制品都可达到要求的规格，保证产品与服务满足要求的均匀性。而非倚靠最后的品质站拣出潜伏的次品。 推行SPC是现代质量管理的要求，为的是贯彻预防原则。贯彻预防原则是现代质量管理的核心和精髓。 注：这里的统计技术主要是指控制图理论。 SPC概念概念 1） SPC可以判断过程的异常，及时告警。 2）强调全员参加，而不是只依靠少数质量管理人员。 3）强调应用统计技术来保证预防原则的实现。 4）强调从整个过程、整个体系来推行SPC，而不是仅局限于个别工序，采用什么控制图的问题。 SPC的特点的特点SPC控制图的作用控制图的作用 在质量诊断方面在质量诊断方面，可以用来量度

5、过程的稳 定性，即过程是否处于统计控制状态；在质量控制方面在质量控制方面，可以用来确定什么时候需 要对过程加以调整，而什么时候则需要使 过程保持相应的稳定状态；在质量改进方面在质量改进方面，可以用来确认某过程是否 得到了改进。 A. 对工程部门和品质部门来说，SPC可将每一 工序的关键性的参数有系统地记录下来，并研究和 分析其走势、变异，从而预防或补救工序所产生的问题。 B. 对生产部门来说，用SPC来控制生产工序， 可达到稳定的生产率，减少在品质控制(Q.C.)检查 时，因拒收所做之返检、重做、修理等弊病。 C. 生产工序中之直接生产员工或管理人员，若 能够与工程部及品质部等SPC组员多沟通

6、，可加速 新人对工序的了解，从而提升生产技术，培育员工 的归属感。 SPC控制图的好处控制图的好处员工对员工对SPC的责任的责任 A. 对SPC组员工提供正确、真实的数据。 B. 留意SPC图上的数据走势，如有超出UCL (管制上限)， 立即采取相关改善措施。 C. 留意SPC小组制定之次品分析表，关心主要之次品并 向主管反映次品之成因，协助有关人员减低主要次品的形成。 D. 积极参与SPC图的制作，确保SPC图之数据准时更新。唯有工艺稳定，关键因素被控制在制定范围内，即时处理并解决错误问题，才可确保工艺输出品质优良之产品，生产畅顺。SPC控制图定义1、什么是控制图、什么是控制图对过程质量加以

7、测定、记录并进行控制管理的一种用统计方法设计的图。控制图的组成UCL(Upper Control Limit) 上控制限LCL(Lower Control Limit) 下控制限CL (Central Line)中心线按时间顺序抽取的样品统计量数值的描点序列 SPC控制图原理图控制图原理图 SPC管制图采用3控制方式。 3控制方式下的稳态不合格品率为2.7 X 10-3, 3控制方式与6控制方式的比较：控制图演变点的标准分布点的标准分布68.26%95.44%99.73%顾客的需求：这里顾客是指任何后续过程，以及使用最终产品的顾客。关键性的流程控制点：这些关键性的控制点往往是造成缺陷或报废的潜

8、在原因。当前的潜在问题区域：考虑现在的浪费或性能不好的证据（如废品，返工，与目标不符等）以及存在风险的区域（如：对产品设计或服务，或过程中任意要素即将进行变化。）确定5W1H（何时，何地，谁，如何,收集什么信息，为什么）。在研究开始之前应消除不必要的外部变差原因。目的是确定甚至不使用控制图时就能且应纠正的明显问题。在所有情况下，应坚持在过程登记表记录所有相关事件例如：使用流程改变，原材料的变化，员工的变化等）管控点的选择原则管控点的选择原则:描图规则描图规则:1)上下控制限上下控制限用红色红色笔粗虚线粗虚线绘制,中心线中心线用蓝色蓝色笔粗实线粗实线绘制。2)在控制图上打点，一般用“ ”和“X”

9、表示。并细实线连接各点, 所有线必须用直线，不能用铅笔绘制，不可乱划。3)及时写测量值，算平均值和极差值，并及时打点连线，然后进行 “TEST”.仅打“点”，不做分析判断，失去控制图的报警作用。如果发现点子 排列有缺陷，一定要在”失控点已查察“栏打“ X ” 以便观察分析，借此进行工序过程的动态质量控制。4)当一页图描完后，要转入下一页时，必须使用前一页的控制限，中心线等，除非SPC技术员计算新的控制限等。5)不能有无数值的空日期（如休息或无板等），以后就不会有虚线的存在。未到的日期时，后面不能写日期，不能有空的日期。可以在时间栏注明那个日期无此板或休息放假等。见附页n计量管制图：用在可量度的

10、特性计量管制图：用在可量度的特性,例如：线宽，板厚，例如：线宽，板厚，铜厚，距离，浓度，速率等。铜厚，距离，浓度，速率等。n X - R Chart (均值与极差管制图）均值与极差管制图） X- MR Chart （单值和移动极差管制图）（单值和移动极差管制图） 计数管制图：用在不可量度的特性（好计数管制图：用在不可量度的特性（好-坏，是坏，是-不是，不是，通过通过-不通过，接受不通过，接受-拒收等），如不良率，合格率，缺拒收等），如不良率，合格率，缺陷数，单位不合格数。陷数，单位不合格数。 P Chart (不良率管制图）不良率管制图） NP Chart ( 不良数个数管制图）不良数个数管制

11、图） C Chart (缺陷数管制图）缺陷数管制图） U Chart (单位缺陷数管制图）单位缺陷数管制图）常规控制图常规控制图常见的三种图的适用场合常见的三种图的适用场合 X-(MR) chart 因各种原因(时间、费用等)每次只能得到一个样本或不易取得一个以上样本，或希望尽快发现并消除异常因素时用之。 X bar R chart 适用于产品批量较大的工序，通常N=4或5时。 P chart 适用在好/坏立分或进料检验时允收/拒收容易判断的 情况 。Xbar-R Chart定定义义63 在计量值管制图中,X-R管制图系最常用的一种,所谓平均值与全距管制图,系平均值管制图(X Chart)与全

12、距管制图(R Chart)二者合并使用。X:一个子组的平均值-位置的量度。R:每个子组的极差（最大值减最小值）-分布宽度的量度。平均值管制系管制平均值的变化,即分配的集中趋势变化;全距管制图则管制变异的程度,即分配的离散程度的状况。 Xbar-R Chart 子组大小的选择子组大小的选择子组大小选择的原则：合理的选择子组大小，选择应使得一个子组内中各样本之间出现变差的机会小。如果一个子组内的变差代表很短时间内的零件间的变差，则在子组之间出现不正常的变差则表明过程发生变化，应进行调查并采取适当的措施。子组一般由4到5件连续生产的产品的组合，这样做的目的是每个子组内的产品都是在很短的时间间隔内及非

13、常相似的生产条件下生产出来的并且相互之间不存在其他的系统的关系。当这些条件不满足时，最后的控制图可能不会有效区分变差的特殊原因。子组样本应该恒定。Xbar-R Chart子组频率的选择子组频率的选择子组频率：其目的是检查经过一段时间后过程中的变化。应当在适当的时间收集足够的子组，这样才能反映潜在的变化，侦察在此时间段是否有其它不稳定的因素存在。这些变化的潜在原因可能是换班，操作人员的更换，参数的改变，环境的改变，温升趋势，材料批次等原因造成的。在过程的初始研究中，通常是连续进行分组或很短的时间间隔进行分组，以便检查过程在很短的时间间间隔内是否有其它不稳定的因素存在。当证明过程已处于稳定状态（或

14、已对过程进行改进），子组间的时间间隔可以增加。对正在生产的产品进行监测的子组频率可以是每班两次，每6h一次或其它可行的频率。Xbar-R 上下控制线上下控制线计算计算X bar-R控制图控制图 X bar-R控制图是计量值最常用、最重要的控制图，其控制线计算公式如下： 均值X bar图: 极差R图: UCL = X + A2R UCL = D4R CL = X CL = R LCL = X - A2R LCL = D3R式中: X = Xi / m， R = Ri / m = (Ximax - Ximin) / m ， m为样本组数目。 A2、D4 、 D3 为与样本大小 n有关的系数。系数n

15、2n3n4n5n6n7n8n9n10A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.308D43.2672.5752.2822.1152.0041.9241.8641.8161.777D30.0760.1360.1840.223x-R Control Chart 繪制步驟:. . a. a.收集數據收集數據( (x x1 1、x x2 2、x x3 3、x x4 4 或或 x x5 5) ) b. b.計算各組平均值計算各組平均值: : x = x = c. c.計算極差計算極差: : R = Xmax-XminR = Xmax-XminX1+X2+X3

16、+X4+（ X5）565Xbar-R控制图描点计算控制图描点计算OCAP Point 失控點生产主管 刘建军Chart Owner(s) :控制图负责人：张*（白班），李*（夜班）6Production supervior:2345AverageRange0.652.821.852.4x 李李李李Operator 员工张张李3:45Time 时间8:359:4520:15 21:20 21:30 22:30Date 日期12345672.0322.942.842.6044.153.446 3.578/1.942.182.562.94.43.145.112.253.52.22.675.752.7

17、52.711.793.32.82.73.673.672.822.934.63.073.042.25ALCL:0Values 数值0.20BC21CCL:1.772.183.63.60.461.481.42.540.222.123.07B4.18是上面5个数中最大减去最小的得数此点出现上面各种测试中的任何一个时，在此点作标示“x。并在背面改善行动中进行记录。上面5个读数的平均数.控制图的判断准则（具体统计学推导较复杂，下一次再详细讲解控制图的判断准则（具体统计学推导较复杂，下一次再详细讲解） 判异准则有两类： 点出界就判异；界内点排列不随机判异。 中心线索CL之上半部分 Test 单点超出 1

18、UCL. A 连续三点中有两点在A区或以上 2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B 连续五点中有四点在B区或以上 3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . C 八点一排在C区事以上 4CL_C

19、八点一排在C区或以下 5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . B 连续五点中有四点在B区或以下 6A 连续三点中有两点在A区或以下 7LCL. 单点超出 8 中心线CL 之下半部分 X-R，X-MR 控制图的判断准则控制图的判断准则控制图的异常点判断控制图的异常点判断测试测试一一 : 一点跌出一点跌出UCL当当控制图的控制图的上半部上半部，出现，出现一点跌出一点跌出 3 sigma控制图的异

20、常点判断控制图的异常点判断测试测试二二 : 连续三点中有两点在连续三点中有两点在 A 区区 或或 以以 上上 当连续当连续三点中有两点三点中有两点超超出出 2 sigma控制图的异常点判断控制图的异常点判断测试三测试三 : 连续连续五点中有五点中有四四点在点在 B 区区 或或 以以 上上连续五点中有四点在 1 sigma之外控制图的异常点判断控制图的异常点判断测试四测试四 ： 连续八个点在连续八个点在C 区或以上区或以上当一排八个点都在中心线的一边 (上方)控制图的异常点判断控制图的异常点判断测试五测试五 ： 连续八个点都在连续八个点都在C 区或以下区或以下当一排八个点都在中心线的一边 (下方

21、 )测试六测试六 ： 连续的五个点中有四个点在连续的五个点中有四个点在 B 区或以下区或以下此项测试是指当连续五个点中有四个点超出1 sigma范围控制图的异常点判断控制图的异常点判断控制图的异常点判断控制图的异常点判断测试七测试七 ： 连续三个点中有两个点在连续三个点中有两个点在A区或以下区或以下当三点中有两点超出2 sigma测试八测试八 ： 单点超出控制下限单点超出控制下限当某点跌出在 控制图下半部分的 3 sigma 限制线控制图的异常点判断控制图的异常点判断趋势、周期性控制图异常点判断控制图异常点判断1.明显的非随机图形明显的非随机图形 倾向倾向 / 趋势趋势倾向倾向/ 趋势趋势图图

22、案为案为连续连续6点的上升或下降点的上升或下降。趋势、周期性控制图异常点判断控制图异常点判断0.500.600.700.800.901.008:5/110:5/112:5/114:5/116:5/18:5/210:5/212:5/214:5/216:5/28:5/310:5/312:5/314:5/316:5/38:5/410:5/412:5/414:5/416:5/48:5/510:5/512:5/514:5/516:5/52.明显的非随机图形明显的非随机图形 周期性周期性。趋势、周期性控制图异常点判断控制图异常点判断4 . Systematic Variation 系统性变异系统性变异系统

23、性的变异显现出图案中有14点上下交替的长链的情形点上下交替的长链的情形。X-（MR）管制圖的管制圖的定义定义63管制图(X Chart)与移动极差图(R Chart)，一般只给出X Chart图。子组n=1X:每次测量值-位置的量度。R:相邻子组的极差（第二个值减第一个值）。一般用在取样较难，或测量费用很大，很困难时，或者任何时刻点的输出性质比较一致时（例如：破坏性实验，微蚀速率，化学溶液浓度，PH值的化验）。单值图在检查过程变化时不如X-R图敏感。不能区分过程产品间的重复性，因此在很多情况下，最好是使用常规的子组样本的X-R控制图，尽管在子组间要求较长的时间。一般只画单值图X-Chart，用

24、单值图分析异常点，MR移动极差用来计算上下控制线用。X-（MR）控制图控制图的的计算计算63X (MR)控制图控制图 其控制线计算公式如下： X bar图: UCL = X + A2R CL = X LCL = X - A2R式中: X = Xi / m， R = Ri / m = (X前 X后) / m ， m为样本组数目。 A2系数为1.880描图规则描图规则I-(MR)控制图控制图Tests: Upper Half: Single Point Above the UCL? 2 from 3 Points in Zone A or Above? 4 from 5 Points in Zon

25、e B or Above? 8 In a row in the Upper Half? 上半区：单点超上控限？3点中有2点在A区或之上？5点中有4点在B区或之上？连续8点在上半区？Lower Half: Single Point Below the LCL? 2 from 3 Points in Zone A or Below? 4 from 5 Points in Zone B or Below? 8 In a row in the Lower Half? 下半区：单点超下控限？3点中有2点在A区或之下？5点中有4点在B区或之下？连续8点在下半区？Rule: If one of the te

26、sts is true, then the process is out of control and has to follow the Out-of-Control Action Plan 若任一项出现，则过程失控，必须跟进失控行动计划。Remark 备注參考文件：CQA-SPC-001I - (MR) Control Chart I-(MR) 控制图控制图Process:M/C #工艺机器编号Month/Year:Control Item：Frequency:月/年控制项目频率UCL:4.48A3.9B3.32CCL:2.74C2.16B1.58ALCL:1Date 日期12345678

27、9101112131415161718Time 时间21:309:4520:1521:2021:3022:3021:20Value 数值2.0322.942.842.6044.153.4463.578Operator 员工李李李李李李李Out of controlpoint Reviewed失控點已查察Chart Owner(s) :Production Supervisor:PE Engineer :控制图负责人生产主管工艺工程师P-Chart 上下控制线上下控制线的计算的计算 p控制图控制图 P图用来测量在一批检验项目中不合格品的百分数（不合格率，缺陷率）。 p控制图的控制线为： UCL

28、= p + 3 p（1 - p）/ n CL = p LCL = p - 3 p（1 - p ）/ n 式中: p = di / ni ， n为恒定的样本容量， di 为不合格品数。P-Chart描图及计算描图及计算Tests: Single Point Above the UCL? Single Point Below the LCL? 9 Points in a row in the Upper Half? 9 Points in a row in the Lower Half? 6 Points in a row steadily increasing or decreasing? 单点

29、超上控限？单点超下控限？连续9点在上半区？连续9点在下半区？连续6点上升或下降？Rule: If one of the tests is true, then the process is out of control and has to follow the Out-of-Control Action Plan 若任一项出现，则过程失控，必须跟进失控行动计划。Remark 备注參考文件：CQA-SPC-001302427263029控制图负责人生产主管工艺工程师Out of controlpoint Reviewed失控點已查察次品数 次品百分率Operator 员工子組數量( 批量)11

30、0009368111701149293708184Date 日期0.15%0.25%0.20%0.35%CL:0.3%.0.40%0.45%月/年控制项目取樣方法分組數量 不定量0.25%0.30%0.27%0.27%0.32%0.31%Chart Owner(s) :Production Supervisor:PE Engineer :变化的变化的P chart控制线例子控制线例子010200.0200.0250.030Sample NumberProportionP Chart for ShortP=0.02526UCL=0.02770LCL=0.02282上控制线的趋势下，那么下控制线一

31、定往上。点超出控制线则应通知主管，工程师及技术员。点在控制线的中间说明：如果LCL不是零，则中线一定在上下线的中间。P chart判断准则判断准则P chart:必须有上下控制限。必须有上下控制限。 取样数变化太大时，应采用变化的控制限。取样数变化太大时，应采用变化的控制限。判断准则：判断准则：单点超控制限；连续单点超控制限；连续6点趋于上升或下降；连续点趋于上升或下降；连续9点在上点在上(或下或下)半区。半区。画画P chart 时应注意的事项时应注意的事项Rule: If one of the tests is true, then the process is out of contro

32、l and has to follow the Out-of-Control Action Plan 若任一项出现，则过程失控，必须跟进失控行动计划。2%CL:4%3%6%5%UCL:7%我们暂时不理这两个固定的上下限，使用变化的上下限。 必须按合适比例写明数值。错误！控制限和实际点未错开。正确！控制限和实际点错开。LCL 没有负数，最小是零。画画P chart 时应注意的事项时应注意的事项:CAL改善行动日记规则改善行动日记规则 当发现控制图显示工艺有失控现象，立刻采取下列行动 :1).如果超出規格限制，停生产 2).如果是超出控制，执行失控行动计划.3). 填写下表 4).通知主管，工程师

33、及技术员.Date and TimeOperator/SupervisorTechnician orEngineer日期/时间员工/主管工程师/技术员May 05,2005张 * * CANDYReviewed by Production supervisor/ superintedent :Date:Approved by Production Manager :Date:生产主管/ 总管審閱日期生产經理批核日期Date:Approved by QA Engineer :Date:日期品質工程師審閱日期Date:Approved by QA Manager :Date:日期品質經理批核日期F

34、ollow Up by QAQA负责跟进Follow update andtime跟进日期&时间 产生原因及改善行动(需注明完成日期）工藝工程經理批核Corrective Action Log (CAL) 改善行动日记改善行动日记Process:M/C #机器编号Fregnency:频率 Once per shift工艺 EtchControl item：工藝工程師審閱Approved by PE Manager :控制项目 Etch FactorMonth/year:月/年 May,05Problem Found 发现之问题Reviewed by PE engineer :子工艺Measur

35、ement Method:量度方法 Microscope 200XSub-process:单点超上控限Root Cause and CorrectiveActionF/CQA-SPC-05B在叫PE工程师写改善行动时即时让他们在这里签名并写上时期,SPC 图由描图员工放回SPC 专栏白板.PE工程师应及时采取改善行动并填写此栏.解决问题通常是最困难最费时的一步。需要有彻底性，耐心，洞察力和理解力。OCAP定义定义 OCAP(失控行动计划)就是Out of Control Action Plan 的简称 。 它以文件形式体现，当现场人员描管制图发现异常点时，而立即采取的一种及时改善行动，使制造流

36、程能及时返回受控状态。 OCAP由流程技术部门负责编写，可以由一组人员包括技术部门，生产部门，维修部，QA等集体讨论，根据已有的知识经验制定相关失控行动计划。 现场人员一旦发现SPC管制图出现异常时，立即启动OCAP寻找分析原因，必要时寻求技术部的协助。 OCAP文件格式文件格式 问答式问答式OCAPOCAP是个动态文件，不需要受控，它以二种文件格式表示：是个动态文件，不需要受控，它以二种文件格式表示：1. 1. 问答式（是，不是）问答式（是，不是） 2. 2. 流程图流程图 操作员操作员Date/日期Date/日期RevisionTime/时间Time/时间 1. 计算结果和控制图上描的点是

37、否正确?正确 继续下一个问题。不正确 纠正计算和图上所描的点, 负责员工在纠正预防行动表上签名, 继续运行。2. 蚀刻速度是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。不是 调整速度在控制要求内。3. 蚀刻段有没有喷嘴堵塞?有 清洗喷嘴，定期保养确保喷嘴畅通。没有 继续下一个问题。4. 蚀刻压力是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。不是 调整压力在控制要求内。5. 蚀刻温度是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。 不是 调整温度在控制要求内。6. Cu2+ 浓度是不是在控制要求内 ?是 继续下一个问题。不是 调整浓度在控制要求内。7. HCL 浓度是不是在控制要求内 ?是 继续下一个问题。不是 调

38、整浓度在控制要求内。是 继续下一个问题。不是 调整浓度在控制要求内。9. 显影速度是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。不是 调整速度在控制要求内。10. 显影段有没有喷嘴堵塞?有 清洗喷嘴，定期保养确保喷嘴畅通。没有 继续下一个问题。11. 显影压力是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。不是 调整压力在控制要求内。12. 显影温度是不是在控制要求内?是 继续下一个问题。不是 调整温度在控制要求内。13. Na2CO3浓度是不是在控制要求内 ?是 继续下一个问题。不是 调整浓度在控制要求内。14. 以上所有行动都失败 ?是 联系PE负责人立即采处其他有效行动。15. 行动被采处后重新在管制图上所画的点是否正常 ?是 关闭。不是 重复此失控行动计划。8. GC30浓度是不是在控制要求内?Process: Etchin