制程能力分析释义

1、 ee 1999 1999年對公司來說，可定義為年对公司来说，可定义为OEMOEM品質年，此話怎講品质年，此话怎讲?因為從去年因为从去年HPHP的的PIGLETPIGLET開始生產後，陸陸續續接到开始生产后，陆陆续续接到OEMOEM客戶的訂單，諸如客户的订单，诸如NECNEC、PANASONICPANASONIC、廣宇、以与最近的通用、广宇、以与最近的通用、INTELINTEL等等；等等；我們可以從過去的經驗與事實，去觀察與分析我们可以从过去的经验与事实，去观察与分析OEMOEM客戶非常重視產品的品質管制，認為供應商是產品生產系統的源頭或重要的一部份，足以影響產品是否能与時推上市，獲得好評的重

2、要關鍵之一。客户非常重视产品的品质管制，认为供货商是产品生产系统的源头或重要的一部份，足以影响产品是否能与时推上市，获得好评的重要关键之一。因此對於品質管制手法的使用，一直是因此对于品质管制手法的使用，一直是OEMOEM客戶注意的焦點。客户注意的焦点。尤其是製程能力分析尤其是制程能力分析(Analysis for Process Capab(Analysis for Process Capability) ility) 的應用，大家都視為是一新開發產品導入量產階段的指標，的应用，大家都视为是一新开发产品导入量产阶段的指针，所以本文的主題將針對所以本文的主题将针对製程能力分析制程能力分析來進行研

3、討。来进行研讨。接下來將透過下列幾個問題，來切入正題接下来将透过下列几个问题，来切入正题:一、製程能力是個什麼東西？一、制程能力是个什么东西？二、製程能力分析在什麼時候實施是正確的？二、制程能力分析在什么时候实施是正确的？三、執行製程能力分析前有那些步驟？三、执行制程能力分析前有那些步骤？四、製程能力分析的數據要如何評價？四、制程能力分析的数据要如何评价？五、製程能力分析的數據要如何應用？五、制程能力分析的数据要如何应用？六、究竟要量測多少個樣品才能計算六、究竟要量测多少个样品才能计算CpkCpk？七、七、Cpk Cpk 是否能監測連續生產之製程？是否能监测连续生产之制程？一、製程能力是個什麼

4、東西一、制程能力是个什么东西?所謂所谓製程能力制程能力就是一就是一個製程在个制程在固定的生產因素固定的生产因素(條件条件)与与穩定管制稳定管制下所展現的品質能力。下所展现的品质能力。那些是固定的生產因素那些是固定的生产因素(條件条件)；如設計的品質、模治具、機器設備、作業方法與作業者的訓練、作業照明與環境、檢驗設備、檢驗方法與檢驗者的訓練如设计的品质、模治具、机器设备、作业方法与作业者的训练、作业照明与环境、检验设备、检验方法与检验者的训练.等等皆屬之。等等皆属之。什麼是穩定管制；什么是稳定管制；就是以上因素加以就是以上因素加以標準化标准化設定後，並设定后，并徹底實施彻底实施後，且該製程之后，

5、且该制程之測定值，都是在穩定的管制狀態测定值，都是在稳定的管制状态之下，之下，此時的品質能力才可說是該製程的製程能力。此时的品质能力才可说是该制程的制程能力。製程能力如何表示：制程能力如何表示：1. 製程準確度制程准确度Ca (Capability of accuracy)Ca (Capability of accuracy)2. 製程精確度制程精确度Cp (Capability of Cp (Capability of preprecisioncision ) )3. 綜合評價综合评价 ( (不良率不良率 p ) p )4. 製程能力指數制程能力指数 Cpk Cpk以上最常用的是以上最常用的

6、是 Cpk Cpk、CpCp、CaCa，而，而 p p比較少有人使用。比较少有人使用。1. 製程準確度制程准确度Ca (Capability of accuracy)Ca (Capability of accuracy)標準常態曲線标准常态曲线(設計規格设计规格)製程常態曲線制程常态曲线(生產實績生产实绩)凡從製程中所獲得之數據凡从制程中所获得之数据(實績实绩)，其其平均值平均值( x ) ( x ) 與与規格中心值规格中心值() ) 之間偏差的程度，稱為製程準確度之间偏差的程度，称为制程准确度CaCaXXCaCa( X ( X ) ) / / ( T ( T / 2 ) 2 )TT S SU

7、U S SL L 規格上線规格上线規格下線规格下线如係單邊公差時，則不適用如系单边公差时，则不适用由上述可知由上述可知:1. 平均值平均值( x ) ( x ) 愈接近愈接近規格中心值规格中心值()愈好愈好(儘量趨近或相等尽量趋近或相等)2.2.所以所以CaCa值愈小愈好值愈小愈好(儘量趨近於尽量趋近于0)0)2. 惟群體呈左右對稱之常態分佈時，才能使用惟群体呈左右对称之常态分布时，才能使用CaCa做製程能力做制程能力分析分析。(單邊公差時，单边公差时，CaCa為为0)0)44.正值正值()時表示偏高；时表示偏高；負值负值()時表示偏低。时表示偏低。2. 製程精確度制程精确度Cp (Capab

8、ility of Cp (Capability of precision)precision)從製程中全數檢驗或隨機抽樣从制程中全数检验或随机抽样 ( (一般樣本一般样本 n n 須在须在 50 50個以个以上上 ) ) 所計算出來之所计算出来之樣本標準差样本标准差( ( xx ) )，再乘以，再乘以( n / ( n ( n / ( n 1 1）)，以推定實績，以推定实绩群體標準差群体标准差 ( ( ) ) 。全數檢驗全数检验計算出樣本的计算出样本的xx 隨機抽樣随机抽样 用用33與規格容許与规格容许公差做比較公差做比较。xx ××( n / ( n ( n / ( n

9、1 1）) 計算群體的计算群体的 Cp Cp 規格容許差规格容许差 / 3 / 3 規格公差规格公差 / 6 / 6 ( T/ 2 ) / 3 ( T/ 2 ) / 3由上述可知：由上述可知：1.1.若若T T 6 6 時，时， Cp Cp 值愈大。值愈大。（離散趨勢都在規格內）（离散趋势都在规格内）2.2.Cp Cp 值愈大愈好值愈大愈好（盡量大於（尽量大于11以上）以上）3.3.若若T T 6 6 時，时， Cp Cp 值愈小。值愈小。(表示目前的生產條件，表示目前的生产条件，不適合此精密度之產品不适合此精密度之产品)4.4. Cp Cp 與与 Ca Ca成反比。成反比。(Cp(Cp愈大愈

10、好，愈大愈好，CaCa則反之则反之)3.3.綜合評價综合评价 ( (不良率不良率 p ) p )當有些製程的生產實績為了達成規格之要求，当有些制程的生产实绩为了达成规格之要求，必須必须CaCa值與值与CpCp值兩者都要很好的情況下值两者都要很好的情况下，而對整個製程品質之綜，而对整个制程品质之综合評價，計算出合评价，计算出不良率不良率 p pSS U UXX»mSS L L Z Z1 1 ZZ22ZZ11 3 Cp ( 1 3 Cp ( 1 Ca ) Ca ).由由ZZ11查常態分配表得查常态分配表得PP1 1 ZZ22 3 Cp ( 1 3 Cp ( 1 Ca ) Ca ).由由Z

11、Z22查常態分配表得查常态分配表得PP2 2 ppPP1 1 P P2 2 由上述可知由上述可知: 4. 4.製程能力指數制程能力指数 Cpk CpkCpkCpk是綜合是综合CaCa和和CpCp兩者之指數，其計算公式两者之指数，其计算公式:CaCa( X ( X ) ) / ( T / 2 ) / ( T / 2 ) Cp Cp 規格容許差规格容许差 / 3 / 3 規格公差规格公差 / 6 / 6 ( T/ 2 ) / 3 ( T/ 2 ) / 3CpkCpk ( 1 ( 1 | Ca | ) | Ca | ) ××CpCp由上述可知由上述可知:1. 當当 Ca Ca 0

12、 0 ， Cpk Cpk Cp Cp2. 單邊規格時，单边规格时，Cpk Cpk Cp Cp二、製程能力分析在什麼時候實施是正確的二、制程能力分析在什么时候实施是正确的?正如前面所提到，製程能力的評估必須要在製程穩定正如前面所提到，制程能力的评估必须要在制程稳定後，才能實施后，才能实施，也就是也就是 X-R X-R 管制圖管制图已顯示製程在穩定已显示制程在稳定的統計管制狀態下的统计管制状态下(非機遇原因已經被發現，並經過分析非机遇原因已经被发现，并经过分析與矯正，与矫正，以与防止再發以与防止再发)，而且繼續保持在統計管制狀態，而且继续保持在统计管制状态下。下。因此回憶過去我們所做的，可以發現到

13、一些問題：因此回忆过去我们所做的，可以发现到一些问题：1. 未先執行管制圖以確認製程的穩定性未先执行管制图以确认制程的稳定性，就逕行將所算得，就径行将所算得CpkCpk當做当做真正真正的製程能力。的制程能力。2. 不探討非機遇原因不探讨非机遇原因，只是一味要求算，只是一味要求算CpkCpk，而，而製程並不會隨著時間長而穩定。制程并不会随着时间长而稳定。3. 為達成客戶要求，只好修改數據为达成客户要求，只好修改数据，表面表面的的CpkCpk非常非常良好良好，卻冒著被退貨的高風險。，却冒着被退货的高风险。4. 製程不良率制程不良率變異变异起伏太大時，只好用人海戰術來克服，不斷重工，現場人仰馬翻。起

14、伏太大时，只好用人海战术来克服，不断重工，现场人仰马翻。5. 沒有因為没有因为CpkCpk不好，而針對不好，而针对共同因共同因或或特殊因特殊因，採取矯正措施。采取矫正措施。6.6.只要算得只要算得(尺寸尺寸)多多，就愈接近事實，就愈接近事实(群體群体)，就愈能符合客就愈能符合客戶的要求户的要求？6. 客戶有要求算客户有要求算CpkCpk，才去做？，才去做？三、執行製程能力分析前有那些步驟三、执行制程能力分析前有那些步骤?1. 確定製造流程确定制造流程 : :確定流程确定流程(圖图)，訂定，订定QCQC工程表，列工程表，列出管制之生產條件、品質特性出管制之生产条件、品质特性等。等。2. 製造流程

15、解析制造流程解析 : :利用利用5W1H5W1H手法，將製程各作業單元手法，将制程各作业单元的變異因素加以掌握，並可得知製程的变异因素加以掌握，并可得知制程所處的狀態。所处的状态。3. 決定管制項目决定管制项目 : :依製程之生產條件、品質特性、製程依制程之生产条件、品质特性、制程現況來決定管制項目。现况来决定管制项目。4. 實施標準化实施标准化 : :訂定各項標準，並對相關人員實施各订定各项标准，并对相关人员实施各項標準之教育與訓練。项标准之教育与训练。5. 管制圖的運用管制图的运用 : :應先建立解析用管制圖，評估管制界应先建立解析用管制图，评估管制界限，再實施管制用管制圖，持續觀察限，再

16、实施管制用管制图，持续观察製程的穩定性與異常矯正。制程的稳定性与异常矫正。6. 製程能力分析制程能力分析 : :收集數據，進行分析，以了解是否符收集数据，进行分析，以了解是否符合規格或客戶要求，如不能符合，立合规格或客户要求，如不能符合，立即採取矯正行動。即采取矫正行动。7.7.製程制程之持續管制之持续管制:除非有證據顯示製程平均值或全距除非有证据显示制程平均值或全距值發生變化，否則仍然使用原管制界值发生变化，否则仍然使用原管制界限，不能隨意修改。限，不能随意修改。四、製程能力分析的數據要如何評價四、制程能力分析的数据要如何评价?1. 製程準確度制程准确度Ca (Capability of a

17、ccuracy)Ca (Capability of accuracy)評價等級评价等级分級基準分级基准處置原則处置原则AA |Ca| |Ca|£12.512.5作業員遵守作业员遵守SOPSOP操作並達到規格之要求，所以持續維持。操作并达到规格之要求，所以持续维持。BB12.512.5 |Ca| |Ca| £ 25 25如有必要時，盡可能改進為如有必要时，尽可能改进为AA級。级。CC2525 |Ca | |Ca |£ 50 50作業員可能看錯規格不按作业员可能看错规格不按SOPSOP操作或檢討規格与作業標準。操作或检讨规格与作业标准。DD 50 50 |Ca|Ca|

18、應採取緊急措施，全面檢討有可能影響之因素，必要時得停止生產。应采取紧急措施，全面检讨有可能影响之因素，必要时得停止生产。*對策方法是以製造單位為主、技術对策方法是以制造单位为主、技术/品管單位為輔。品管单位为辅。2. 製程精確度制程精确度Cp (Capability of Cp (Capability of precisionprecision ) )評價等級评价等级分級基準分级基准處置原則处置原则AA 1. 1.33 33 £ Cp Cp甚為穩定，可考慮將規格公差縮小或此製程可勝任更精密之工作。甚为稳定，可考虑将规格公差缩小或此制程可胜任更精密之工作。BB1.00 1.00

19、63; Cp Cp 1.33 1.33有發生不良品的危險，必須加以注意，並設有发生不良品的危险，必须加以注意，并设法維持不要使其變壞与迅速追查。法维持不要使其变坏与迅速追查。CC0.83 0.83 £ Cp Cp 1.00 1.00檢討規格与作業標準，可能本製程不能勝任如此精密的工作。检讨规格与作业标准，可能本制程不能胜任如此精密的工作。DD Cp Cp 0.83 0.83應採取緊急措施，全面檢討有可能影響之因素，必要時應停止生產。应采取紧急措施，全面检讨有可能影响之因素，必要时应停止生产。* * 對策方法是以技術單位為主、製造对策方法是以技术单位为主、制造/品管單位為輔。品管单位为

20、辅。3. 綜合評價综合评价 ( (不良率不良率 p ) p )評價等級评价等级總評总评 ( (不良率不良率 p p ) )AA P P £ 0.44 0.44 BB0.44 0.44 P P £ 1.22 1.22 CC1.22 1.22 P P £ 6.68 6.68 DD 6.68 6.68 P P注意注意;（11）其等級）其等级BB、CC、DD須照须照CaCa与与CpCp來處理。来处理。（22）由於總評是根據由于总评是根据CaCa与与CpCp推定不良，其處置是要視推定不良，其处置是要视下一工程或客戶之要求。下一工程或客户之要求。（33）如不符合客戶要求，一定

21、要立即處理，避免遭遇到如不符合客户要求，一定要立即处理，避免遭遇到退貨的危險。退货的危险。 4. 4.製程能力指數制程能力指数 Cpk Cpk評價等級评价等级CpkCpk值值處置原則处置原则AA 1.33 1.33 £ Cpk Cpk 製程能力已足夠制程能力已足够BB1.00 1.00 £ Cpk Cpk 1.33 1.33尚可，應再努力尚可，应再努力CC Cpk Cpk 1.0 1.0應加以改善应加以改善五、製程能力分析的數據要如何應用五、制程能力分析的数据要如何应用?1. 對設計單位提供基本資料：对设计单位提供基本资料：使其了解製程能力，從設計使其了解制程能力，从设计面

22、解決問題。面解决问题。2. 分派工作到適當的機器上：分派工作到适当的机器上：決定一項機器設備能否滿决定一项机器设备能否满足要求。足要求。3. 用來驗收全新或翻修調整過之設備：用来验收全新或翻修调整过之设备：利用機械之能力安排適當工利用机械之能力安排适当工作，使其得到最佳之應用。作，使其得到最佳之应用。4. 選用合格之作業員：选用合格之作业员：剔除不合格人員或再施予剔除不合格人员或再施予教育和訓教育和训練。练。5.5.選擇適當之工作方法：选择适当之工作方法：建立標準化建立标准化SOPSOP6.6.根據規格公差設定設備之管制界限：根据规格公差设定设备之管制界限：為獲得最經濟、最为获得最经济、最穩定

23、之生產。稳定之生产。7.7.當製程能力超越公差時，決定最經濟之作業水準：当制程能力超越公差时，决定最经济之作业水准：（1） 製程能力較公差為窄時，用於建立經濟管制界制程能力较公差为窄时，用于建立经济管制界限。限。（2） 製程能力較公差為寬時，須調整一適當中心值，制程能力较公差为宽时，须调整一适当中心值，以獲得最經濟之生產。以获得最经济之生产。8.8.找出最好的作業方式：找出最好的作业方式：建立最具價值之技術情報資料。建立最具价值之技术情报资料。六、究竟要量測多少個樣品才能計算六、究竟要量测多少个样品才能计算Cpk?Cpk?之前我們已經討論到，製程能力的評估必須要在製之前我们已经讨论到，制程能力

24、的评估必须要在制程穩定後，才能實施，程稳定后，才能实施，也就是也就是 X-R X-R 管制圖管制图已顯示製已显示制程在穩定的統計管制狀態下程在稳定的统计管制状态下 ( (非機遇原因已經被發，並非机遇原因已经被发，并經過分析與矯正，以与防止再發经过分析与矫正，以与防止再发)，而且繼續保持在統，而且继续保持在统計管制狀態下。计管制状态下。要多少個樣本數才能顯示出製程的穩定性？要多少个样本数才能显示出制程的稳定性？理論理论要求最好有要求最好有 25 25 個以上的樣組，才具代表性。个以上的样组，才具代表性。請大家注请大家注意！意！這裏所提到的这里所提到的25 25 個以上的樣組數是針對管制圖而言个以

25、上的样组数是针对管制图而言，並不是指并不是指CpkCpk。所以只要能了解製程的穩定性，即使所以只要能了解制程的稳定性，即使 n n 2 52 5也能計算也能计算CpkCpk，但是唯一前提是必須先用計量值管制圖，來持續觀察製程穩定但是唯一前提是必须先用计量值管制图，来持续观察制程稳定 ( (必要時採取矯正行動必要时采取矫正行动)。以上所探討的角度，是從產品製程上出發，以上所探讨的角度，是从产品制程上出发，若是談論到單一的模具、機器、設備若是谈论到单一的模具、机器、设备.等等，個人建議是等等，个人建议是連續取樣连续取样 100pcs 100pcs來計算。来计算。如果所有生產條件一样，為何第一次與第

26、二次的如果所有生产条件一样，为何第一次与第二次的CpkCpk會有差異？会有差异？這就是我們接下來要討論的重點这就是我们接下来要讨论的重点.七、七、Cpk Cpk 是否能監測連續生產之製程？是否能监测连续生产之制程？請看下列的示意圖，複習一下抽樣的概念请看下列的示意图，复习一下抽样的概念:第一次抽樣的樣本第一次抽样的样本:第二次抽樣的樣本第二次抽样的样本: 假設同一量測假设同一量测員，採用隨機抽樣的手法，抽樣區域可能落在群體上，员，采用随机抽样的手法，抽样区域可能落在群体上，不同的位置，自然會產生不同的結果不同的位置，自然会产生不同的结果，只要結果是在規格內我們都會允收。，只要结果是在规格内我们

27、都会允收。當然以少數樣本的成績代表群體的真實面貌，會有風險；当然以少数样本的成绩代表群体的真实面貌，会有风险；如好批誤判壞批，壞批誤判好批。如好批误判坏批，坏批误判好批。(如何避免風險？如何避免风险？這不是現在要談的主題，所以不再深入探討，回歸正題。这不是现在要谈的主题，所以不再深入探讨，回归正题。)這裡所要表達的是，这里所要表达的是，在製程穩定下，抽樣實值有變化是屬於正常現象，只是我們自己了不了解這個在制程稳定下，抽样实值有变化是属于正常现象，只是我们自己了不了解这个變化变化，究竟是屬於系統，究竟是属于系统(共同因變異共同因变异)或是突發或是突发(特殊因變異特殊因变异)事件所產生的？事件所产生的？所以我們用某段時間的製程能力，並不足以代表整個製程是在穩定狀態下所以我们用某段时间的制程能力，并不足以代表整个制