制程管制SPC舆管制.ppt

1、制程管制(SPC)与改善,課 程 大 綱, 壹、統計制程管理（SPC）概念的導入 貳、品質管制的意義 參、制程管制 一、制程管制的意義 二、制造階段品質保證觀念 三、現場實施制程管制的作法,課程大綱,四、實施統計制程管制（SPC）的步驟 五、管制圖介紹 六、管制圖之判讀 七、制程能力分析 肆、演 練 伍、結 論,壹、統計制程管制（SPC）概 念 導 入,一、SPC之演進,1.什麼是SPC（STATISTICAL PROCESS CONTROL） 利用統計各種方法來管制製造程序，使產品一次做好。 SPCSQCQUALITY PLANNING AND DESIGN 2.什麼是SQC（STATIST

2、ICAL QUALITY CONTROL）？ 由SHEWHART在1937年提出“以統計方法協助分析品質問題，進而找出解決問題方案的品管方法”。,一、SPC之演進,這些方法主要有： 管制圖 直方圖 柏拉圖 查檢表 制程能力分析 實驗計劃法 可靠度方法,一、SPC之演進,3.SQC的精神 制程能力的穩定維持 事後制程（AFTER PROCESS）之品質改善分析 阻擋不良品進入/流出（IQC/OUTGOING CONTROL）,一、SPC之演進,4.演進史（參見附圖一）,二、基本統計概念,1.數據的性質 (1)數據的差異 因為沒有兩個產品（或制成品）是完全一樣的， 就算是同一條生產線上用同樣的原料

3、，同樣的方法做出來的，還是會有變動因素所構成的差異。因此，對於製造者而言，每一零件之各品質規格特性，所能做的是：,二、基本統計概念,a.瞭解差異一定存在；b.找出差異的可能原因（原料、儀器、設備、隨機、人為，亦或是不適當之組織機能營運下所潛藏的因素），所以，必須將隨機誤差保持在一可容忍的範圍里，統計品管便由此誕生。,二、基本統計概念,(2)可靠度、精密度、正確度 檢討數據時，應先考慮是否具備a.可靠度；b.精 密度；c.正確度等三個要素。 (3)數據的次數分配 上節我們知道測定任何東西都必有誤差，不可能得到同一的數據，這種現象謂之數據帶有差異。數據帶有差異就是表示數據帶有分配。變異形成之原因，

4、可分為機遇原因及非機遇原因兩類：,二、基本統計概念,A.機遇原因（Chance causes） 又稱為：不可避免之原因、非人為原因、共同原因、偶然原因、一般原因等等。,a.例如某人量身高，用同一量測器，由同一人量測該人之身高數，在短時間內，所得量測值有差異存在，造成此種差異之原因，即屬於機遇原因。 b.在生產工作中，雖然訂有操作標準，但在操作條件容許之範圍內必有變化。,二、基本統計概念,例如：自不同方向及不同位置測量軸徑、車床之 轉速、吃刀之深度、刀具上所受之壓力、潤滑油、冷卻液、地面之震動、工作物與量具間之溫度變化、灰塵與油層之厚薄以及檢驗員之讀量具之讀數其眼睛所產生之誤差，均能使檢驗結果發

5、生差異。,c.原材料之品質在其規格範圍內，容許隨時在變化。 例如：原材料之重量、密度、厚薄及油漆之顏色等。 d.其他如：氣候及環境變化，均可造成變異之原因。,二、基本統計概念,B.非機遇原因（Assignable causes） 又稱為：可避免之原因、人為原因、特殊原因、 異常原因、局部原因等等。,a.例如由於機器之不同、材料之相異、人為之因 素或操作疏忽等原因，影響品質之變異，這些原因都是可以避免的，皆屬於非機遇原因。 b.未遵照操作標準而操作，所發生之變異。,二、基本統計概念,c.雖然遵照操作標準，但操作標準不完善，以致發生之變異。 d.機器設備之變動，發生之變異。 e.操作人員之更動，造

6、成之變異。 f.原材料之不同，發生之變異。 g.量具不準確，造成之變異。,二、基本統計概念,每一成品都不相同,如果制程很穩定，則將形成一種固定形狀，稱為分配。,二、基本統計概念,分配有下列不同之情形,如果制程中，只有機遇原因之變異存在，則其成品將形成一個很穩定的分佈，而且是可以預測的。,二、基本統計概念,如果制程中有非機遇原因之變異存在，則其成品將為不穩定，而且無法預測。,二、基本統計概念,(4)次數分配的作法（直方圖的作法） 步驟1：定組數 步驟2：決定組距 步驟3：決定組的組界 步驟4：求各組之中心值 步驟5：作表及記錄,二、基本統計概念,(5)直方圖的看法 次數分配或直方圖之作用，在於瞭

7、解制程之全貌，可自圖上看出分配之中心傾向，及分配之形狀，散怖狀態與規格間之關係。 2.群體與樣本 以樣本數據為根據而希望加以處理的對象，謂之群體（POPULATION），為某種目的而群體抽取一部分，謂之樣本（SAMPLE）。,二、基本統計概念,(1)抽樣檢驗推定群體的品質,(2)制程管制與制程解析,二、基本統計概念,(3)群體（制程）與樣本間之關係 自制程取樣檢查之目的系藉樣本來瞭解群體（制程），品質人員無法直接瞭解群體是何種狀態，除非把群體整個檢查，此為不可能之事，于是利用樣本來推定群體，則所取之樣本必須合理，否則即失去其意義。樣本與群體之間有一定之關係，分述如後： 設 為樣本平均，為群體平

8、均 se為樣本標準差，為群體標準差,二、基本統計概念,在統計學上 分配之期望值E（ ） 分配之標準差 下面圖二為群體平均值之分配與樣本平均值 之分配之關係，當群體平均值之分配為常態分配時，自群體抽取樣本平均值 之分配亦成為常態分配。,二、基本統計概念,由圖二可知樣本平均值之標準差 比群體標準差小得多，其大小全依樣本數n大小而定，即 。亦即樣本標準差只有群體標準差之 大。,二、基本統計概念,又依據圖二再作進一步之說明：樣本平均之分配，不論其原來群體之分配為何，當n很大時（n30）必成為常態分配。群體為常態分配 N（,2）時，其樣本平均當然為常態分配 N（, ），若群體之形狀雖為長方形或三角形之分

9、配，而n30時，其樣本平均之分配亦可近似成為常態分配 N（, ）。茲用圖三來作一說明：,二、基本統計概念,二、基本統計概念,圖四：管制界限與規格界限之關係,SU,樣本平均值之分配,群體（制程）個 別值之分配,規 格 範 圍,UCL,C L,LCL,SL,-3,+3,+3,-3,注：上圖中之管制圖為 管制圖,二、基本統計概念,3.基本統計量 (1)群體參數 表示群體特性的定數，謂之群體參數（PARAMETER）， 現在一般所使用的群體參數有： 群體平均群體的平均值，以符號 表示。 群體變異群體的變異，以符號 2 表示。 群體標準差群體的標準差，以符號 表示。,二、基本統計概念,(2)統計量 測定

10、樣本所得的測定值，我們謂之統計量，常使 用的統計量一般有： 樣本平均樣本的平均值，以符號 表示。 樣本變異樣本的變異，以符號 S2 表示。 樣本標準差樣本的標準差，以符號 S 表示。 樣本全距樣本的全距，以符號 R 表示。,二、基本統計概念,4.統計量的計算 (1)分配位置的數量表示法 A.平均值 （MEAN）,B.中位數 （MEDIAN） 把數據依大小順序排列，而取其量最中央的數據有奇數個數及偶數個數之取決方式。,二、基本統計概念,(2)分配差異程度的量，一般有下列各種表示法： A.全距R（RANGE） RXmaxXmin B.偏差平方和S（SUM OF SQUARE） S（X1 ）2（X2

11、 ）2（Xn ）2 （Xi ）2,二、基本統計概念,C.不偏差異V（MEAN SQUARE） 即偏差平方和除以（n1） V,D.變異（VARIANCE） 一群體變異2 2,S群體平方和 N群體單位數,二、基本統計概念,s2 ,S樣本平方和 n樣本單位數,E.標準差（STANDERD DEVIATION） 變異開平方根者謂之標準差 一群體標準差 一樣本的標準差 s ,二、基本統計概念,5.各種分配 (1)計量值的分配 A.常態分配 從一群數據里，可以整理為次數分配式或直方圖，如果把數據無限增大時，就可得到下圖之分配曲線。如有群體，其平均值為，標準差為，圖五抽取一個樣本X時，此X值會小於-3或會大

12、於+3之機會為0.27%。X值在+k與-k之間或然率（Probability）或稱機率如圖六。,二、基本統計概念,以圖六之斜線部份表示，其公式為：,二、基本統計概念,式中e2.718 當一分配經證實為一常態分配時，則算出此常態分配之標準差（）及平均值（）後，其特性可用下列表一及圖七說明如下：,二、基本統計概念,二、基本統計概念,二、基本統計概念,管制圖是以3個標準差為基礎，換言之，只要群體是常態分配，從此群體抽樣時，每10,000個當中即有27個會跑出+3之外，亦即每1,000次中約有3次機會超出+3範圍，吾人認為此三次是因偶然機會（機遇原因）跑出界限而不予計較。,二、基本統計概念,(2)計數

13、值的分配 A.超幾何分配（HYPERGEOMETRIC DISTRIBUTION） 從不良率P，大小N個的群體里隨機抽取樣本n個，這時在樣本里含有個不良品的或然率P P（x，n/p，N）為 P（x，n/p，N）,二、基本統計概念,B.二項分配（BINOMIAL DISTRIBUTION） 屬於超幾何分配的數據，如將其N無限增大時，從無限群體里隨機地抽取n個樣本，則在樣本里含有x個不良品的或然率為 P（x，n/p）（ ）px（1-p）n-x 一般充分大（N10n）時就可把超幾何分配近似為二項分配。,二、基本統計概念,C.卜氏分配（POISSON DISTRIBUTION） 屬於二項分配的分配，如

14、npm為一定，而把n無限的增大時，npm的群體其出現0個,1個,2個不良品的或然率P（x,m）為 P（x，np） 式中，e = 2.71828 這種分配謂之卜氏分配 一般N10n，P0.1時，可把二項分配，近似為卜氏分配。,貳、品質管制的意識,一、產品品質與制程品質的差異,1.產品品質與制程品質的差異 產品品質是什麼？ 是指產品的機能、作用、壽命、形象。 產品完成後顯示出來。 即產品的功用、使用法、使用期限、品牌信譽。 制程品質是什麼？ 是指產品生產的準備、製造、確認、管理。 產品製造中隱藏著的。 即工程標準、作業安全性、檢驗能力、品質意識。,一、產品品質與制程品質的差異,2.品質管制系統簡介

15、 (1)設計管制 檢討、制訂產品製造中各個工程階段應達到標準。 鑑定樣品，印證製造程序。 評核製造工程變異大小。 (2)進料管制 鑑定材料、零件進廠是否維持合用的水準不接受不良。 提供生產者（供應廠商）有關生產產品的品質情報，協助生產者改善管理。,一、產品品質與制程品質的差異,(3)制程管制（含最終檢查） 維持正常的生產力與檢查能力 不製造不良也不流出不良。 機會教育的實施 制程規定的稽核，檢查結果的稽核。 (4)成品管制（含出貨管制） 產品機能測試、評比、報告與成本統計之回饋。 客戶使用時之服務、分析。,一、產品品質與制程品質的差異,(5)品管稽核 品管作業程序、品保系統、品質標準的檢討。

16、品管方針、目標的管理。 3.作業中的品管責任 (1)三不責任作業意識 不接受不良：阻止不良延伸、擴散。 不製造不良：預防不良發生。 不流出不良：確認沒有不良現象。,參、制程管制,一、制程管制的意義,從材料的取得開始，直到產品送達顧客（下一工程人員）手中為止；利用工程知識（生產技術、管理技術）與積累經驗（履歷記錄、數據）將產品製造過程的人員、機械、材料、加工方法予以標準化，（建立工程、作業、檢查等標準）於製造時預防不良之發生，阻止不良之擴散。使生產工作每一次都是好的，（生產成本最低）達到企業獲利的目的。,二、製造階段品質保證觀念（統計制程之意識）,1.品質是製造出來； 2.產品出來後大量檢查是無

17、用，應以預防為原則； 3.運用統計方法加以管理制程的結果； 4.遇有異常發生，迅速排除，使恢復正常，而確 保結果合乎顧客要求。,二、製造階段品質保證觀念（統計制程之意識）,三、現場實施制程管制的作法,分三個階段： 1.第一個階段量試 (1)流程之選定。 (2)機具設備及人員之配置。 (3)各種標準（材料、時間、成本）之訂定。 (4)品管方案之編定。 2.第二個階段量產時之品管 (1)巡回檢查。 (2)設定管制圖。,三、現場實施制程管制的作法,(3)異常原因之追查與處置。 (4)檢查站抽驗。 3.第三階段制程與改善 (1)品質情報資料之分析。 (2)制程能力之分析與評價。 (3)改善對策之確定。

18、 (4)改善結果之追蹤。,四、實施統計制程管制（SPC）步驟,1.作業步驟 (1)依QC工程表到管制站抽樣作品質確認； (2)以解析用管制圖確認制程狀態； (3)制程能力分析； (4)以管制用管制圖管制制程； (5)異常發現與處置。 2.作業分組：分三組 (1)第一組線上操作人員,四、實施統計制程管制（SPC）步驟,a.除操作以外，還需查視自己之工作，有變異時，立即采取矯正行動，當品質水準顯示有相反趨勢時，要提醒檢驗人員。 b.具有品質觀念，在工作中應將不良品分開，而不需要靠檢驗人員去發現。 c.應具有查核自己制品之能力，且具有使用必要儀器及設備之技巧。,四、實施統計制程管制（SPC）步驟,(

19、2)第二組線上品管檢驗人員 a.第一件檢驗 b.巡迴檢驗以尋找問題之早期徵象。 c.對制程中使用之物料，應施以隨機品質抽檢。 (3)第三組試驗室工作人員 a.但任治金、化學、物理及非破壞性試驗等工作。 b.負責制程中電鍍、陽極處理等溶液之分析試驗。 c.提供檢（試）驗記錄資料及有關報告。 d.試驗儀器設備之校正與保養管理工作。,五、管制圖的介紹,1.管制圖的意義 2.品質變異的原因 3.管制圖的種類,五、管制圖的介紹,4.管制圖原理 (1)統計原理：常態分配、二項分配 機率（判讀） (2)樣本與群體之關係: 有限群體 無限群體 (3)生產（制程）之變異: 機遇原因、共同原因 非機遇原因、特殊原

20、因 (4)檢驗之錯誤：第I錯誤 第II錯誤,五、管制圖的介紹,(5) 經濟平衡點之觀念: +3，99.73%（普） +1.96，95%（嚴） +3.09，99.9%（鬆） (6)集中趨勢與離中趨勢 （解析與管制） (7)管制界限之設定原理管理平衡,五、管制圖的介紹,第二種錯誤,第一種錯誤,兩種錯誤總和,損失,+1,+2,+3,+4,+5,+6,管制界限,五、管制圖的介紹,第一種錯誤： 應該是良品（合格品），但被認為是不良品（不合格品）。 第二種錯誤： 是不良品（不合格品），但被認為是良品（合格品）。 管理成本最低的地方是在+3之處！,5.建立管制圖之步驟： 先建立解析用管制圖，等確定管制界限后

21、，再建立管制用管制圖，其步驟如下：,五、管制圖的介紹,(1)建立解析用管制圖 a.選定管制項目 b.搜集數據 c.按產品生產之順序或測定順序，排列數據； d.數據的分組，每組所含之樣本個數為樣本數，以n表示；樣本之組數以k表示，n26較為適當； e.將分組之數據記入記錄表（查檢表）;,五、管制圖的介紹,f.計算各組平均值 ； g.計算各組全距R； h.計算總平均值 ； i.計算全距之平均值 ； j.查系數A2、D4、D3； k.計算管制界限（見公式）；,五、管制圖的介紹,l.繪管制界限； m.點圖； n.管制界限之檢討； o.劃直方圖； p.與規格比較；,(2)建立管制用管制圖 a.記入必要事

22、項（基本事項）； b.作管制界限；,五、管制圖的介紹,c.點圖； d.安全狀態之判定； e.采取對策調查原因： f.管制界限之重新計算。,（例） R計量值管制之作法 實施步驟： 【步驟1】選擇管制對象：,五、管制圖的介紹,第一產品之計量特性很多，如尺寸、色澤、亮度、光度、反光性、音量、雜音等，不一而足，有時一種產品高達數十種之多。在這些特性中，有些品質穩定，有些並不重要，因此值得吾人取而作圖者，為數甚少，一種產品，五種特性已相當多。當然，不能一概而論。,【步驟2】選擇管制站： 決定到底在制程的哪一站或哪幾站建立管制最佳。,五、管制圖的介紹,【步驟3】決定收集資料頻率、方法及負責人。收集資料頻率

23、一般每天15次，每次5個資料，在測試時，須如下圖：連續抽測，如此可以使得組內變異小；組間變異大，使管制圖更具代表性。 【步驟4】資料填入管制圖中。 【步驟5】計算每組之平均 ，全距R，及所有各組之平均 及平均全距 。,五、管制圖的介紹,【步驟6】代入公式，計算試用管制界限： (1)公式之由來 管制圖： CL UCL +3 +3 而d2 ，,五、管制圖的介紹,UCL 設 A2，則 UCL +A2 ；LCL -A2 R管制圖： CLR UCLR 3R 3d3x 3 d3 （1 ） D4,五、管制圖的介紹,其中D41 LCLR 3R（1 ） D3 其中D31 一般n6時，D30,五、管制圖的介紹,【

24、步驟7】由上述公式以求出之試用管制界限（Trial Control Limit）點繪。（系數參閱附表） 【步驟8】在管制圖上畫出管制界限，若有任何點子跑出，則去除該點之數值，以剩下之數據重新計算出第二次試用之管制界限，再觀察各點是否在管制界限內，若又有點子在外，再摒棄此點，重新再算，如此重復做，一直到所有點子在內為止（注意，當數據太少時須再收集足夠資料）。至此，即求出第一次之管制界限，使用到今後之管制。,五、管制圖的介紹,【步驟9】實際使用及觀察：每天點繪、觀察，以推測制程狀況，期能避免不良於未然。,六、管制圖之判讀,1.正常點子之動態：其分佈情形只隨機而是有系統之順序與排列方式，因而集中在中

25、心線之附近，上下兩邊為對稱。 2.不正常點子的動態： (1)在中心線附近無點子為混合型； (2)在管制界限附近無點已經檢過，為層別型； (3)有點子逸出管制界限不穩定型。,六、管制圖之判讀,3.管制狀態檢定規則：,檢定規則1: 有1點在A區以外者。,檢定規則2: 連續9點在C區或C區以外者。,六、管制圖之判讀,檢定規則3: 連續6點持續地上升或下降者。,檢定規則4: 連續14點交互著一升一降者。,六、管制圖之判讀,檢定規則5: 3點中有2點在A區或A區以外者。,檢定規則6: 5點中有4點在B區或B區以外者。,六、管制圖之判讀,檢定規則7: 3點中有2點在A區或A區以外者。,檢定規則8: 5點中

26、有4點在B區或B區以外者。,六、管制圖之判讀,4.連串理論判定隨機性 原理：將管制圖以中心線為主，劃分上、下兩部份， 分別計算其上方或下方之各點所播成之串數（RUN）配合其上下兩部的總點數，以查表結果決定在不同之機率下其分布是否為隨機（是否為正常）。 作法：求上下各串數； 以中心線為準求上、下之點數； 查表求最低之串數； 比較總串數與最低串數（由表得知）以判 定是否為隨機。,七、制程能力分析,1.制程準確度Ca（Capability of Accuracy） Ca值衡量制程之實績平均值與規格中心值之一致性。 Ca之計算 Ca 100% 100% TSUSL規格上限規格下限 單邊規格因沒有規格中

27、心值，故不能算Ca,七、制程能力分析,等級判定 Ca值愈小，品質愈佳。依Ca值大小分為四級,上表之分級僅供參考，非絕對如此不可。,七、制程能力分析,Ca意義之說明： 規格的中心值和上限或下限規格間是產品變異可容許的空間。我們若以此空間當做100%的話，則Ca表示，制程已耗去此空間有多少 %。亦可解釋為，制程之實績中心值偏離目標值的程度。 因此它是愈小愈好。 如下圖X1及X2為兩種情況下制程下制程實績之中心值。,七、制程能力分析,當X1之實績下，Ca0% 當X2之實績時，Ca 100% 換言之，它是實績中心和規格中心差距（X2U占T/2線段有多少百分數。）,七、制程能力分析,七、制程能力分析,2.制程精密度CP（Capability of Precision） Cp在衡量制程之變異寬度與規格公差範圍相差之情形 Cp之計算 Cp 單邊規