统计制程管制(SPC)讲义

按一下以編輯母片標題樣式,按一下以編輯母片文字樣式,第二層,第三層,第四層,第五層,*,統計製程管制,(SPC),Statistical Process Control,講師 : 林興龍 先生,1,一、SPC的,源,源起,2,Deming,在,在日,本,本八,日,日演,講,講綱,要,要為,：,：,一、,如,如何,有,有效,地,地營,運,運PDCA？,如,如何,提,提升,品,品質,？,？,二、,具,具備,統,統計,之,之變,異,異的,常,常識,是,是重,要,要的,。,。,三、,以,以管,制,制圖,為,為中,心,心之,製,製程,管,管制,的,的想,法,法，,與,與管,制,制圖,的,的使,用,用方,法,法。,3,日本,品,品質,的,的演,進,進,100 %,75 %,50 %,25 %,1950,1960,1970,1980,1990,2000,檢驗對品,質的頁獻,製程管制,(SPC)對品,質的貢獻,製程與產品,設計對品質,的貢獻,4,二、,品,品質,與,與變,異,異,變異,可,可區,分,分為,機,機遇,原,原因,與,與非,機,機遇,原,原因,機,遇,遇,原,原,因,因：ChanceCause,原,原,就,就存,在,在於,製,製程,中,中的,原,原因,，,，是,屬,屬於,製,製程,的,的一,部,部份,。,。大,概,概有85,製,程,程的,品,品質,問,問題,是,是屬,於,於此,類,類原,因,因，,其,其改,善,善須,管,管理,階,階層,的,的努,力,力方,可,可解,決,決。,非機,遇,遇原,因,因：AssignableCause,原,原,不,不存,在,在於,製,製程,中,中的,原,原因,。,。大,概,概有15,製,程,程的,品,品質,問,問題,是,是屬,於,於此,類,類原,因,因，,其,其改,善,善可,經,經由,基,基層,作,作業,者,者的,努,努力,解,解決,的,的。,5,什麼,是,是良,好,好的,品,品質,？,？,(1)變,異,異性,低,低,(2)耐,用,用度,變異,目標,(3)吸,引,引力,流行,，,，感,覺,覺，,易,易用,額,額外,的,的功,能,能等,(4)合,理,理價,格,格,(1)與(2)：,製,製造,廠,廠家,可,可以,評,評價,(3)與(4)：,消,消費,者,者將,會,會決,定,定,耐用,度,度是,經,經過,時,時間,與,與使,用,用後,仍,仍維,持,持一,定,定的,性,性能,第一,天,天6個,月,月12個,月,月18,個,個月,6,三、SPC的,理,理論,與,與應,用,用範,圍,圍,SPC觀,念,念的,來,來源,1.,沒,沒有,兩,兩件,的,的事,情,情、,產,產品,、,、人,是,是完,全,全一,樣,樣的,。,。,2.,製,製程,的,的變,異,異是,可,可以,衡,衡量,的,的。,3.,宇,宇宙,的,的事,物,物與,工,工業,產,產品,其,其都,是,是呈,常,常態,分,分配,的,的。,4.,變,變異,的,的原,因,因可,以,以分,為,為機,遇,遇原,因,因與,非,非機,遇,遇原,因,因。,7,P(,),0.6827,P(,2,2,),0.9545,P(,3,3,),0.9973,於,K,之,間,間的,機,機率(Probability),常態,分,分配,3,2,1,1, 2, 3,99.73,95.45,68.27,8,常態分配的特性,1.群體平均值()之次數最,多,多,2.兩邊對稱,3.曲線與橫軸,不,不相交,4.曲線之反曲,點,點在1處,5.曲線與橫軸,所,所圍之面積為1,9,統計製程管制的,定,定義,經由製程中去收,集,集資料，而加以,統,統計分析，從分,析,析中得以發覺製,程,程的異常，並經,由,由問題分析以找,出,出異常原因，立,即,即採取改善措施,，,，使製程恢復正,常,常。並透過製程,能,能力解析與標準,化,化，以不斷提升,製,製程能力。,10,四、SPC的應,用,用步驟,一、確立製造流,程,程,二、決定管制項,目,目,三、實施標準化,六、問題分析解,決,決,Cpk1.33,四、製程能力調,查,查,Ca、Cp、Cpk,製程條件變動時,Cpk1.33,五、管制圖的運,用,用,六,、,問題分析解決,七、製程之繼續,管,管制,11,五、確立製造流,程,程,內胎製造流程圖,原料檢驗,倉儲,運送,配混合,檢查制定,儲存,押出,接頭,檢查,儲存,出貨檢查,12,內胎品質管制方,案,案,13,六、決定管制項,目,目,管制項目的決定,有,有助於,1.消除內部縱,、,、橫向之工作浪,費,費,2.不要忽略必,須,須做的事,3.明白區分優,先,先度，指引工作,重,重點方向,4.溝通良,好,好,5.將工作,評,評價的重點,放,放在過程的,評,評價而非僅,評,評價結果,14,七、實施標,準,準化,小柳日：,Shewhart教導,我,我們之實務,步,步驟和方法(如抽樣理,論,論和管制圖,法,法)，讓我,們,們可以估計,變,變動的宇宙,。,。並且將它,當,當作知識般,地,地去量測、,評,評估和利用,。,。,這些知識有,助,助於我們創,立,立標準化,及作業,改,改善的回,饋,饋方法。,15,八、製程能,力,力調查,製程能力定,義,義,使製程標準,化,化，除去異,常,常因素，當,製,製程維持在,穩,穩定狀態時,，,，所實現的,品,品質程度。,16,明確的目的,選定調查對象,4M的標準化,標準作業的教育,4M：人(Man),機械(Machine),材料(Material),方法(Method),標準作業的實施,數據的收集、分析,製程處於管制狀態時,製程處於非管制狀態時,找出非機遇原因,標準化活動,及再發防止,製程能力的把握,能力足夠,能力不足,Cpk1.33,Cpk1.33,(註：視Cpk之值而會有不同之處置),先掌握機械能力，並追究原因,原因不明，且無法採取技術性的措施,調節製程管制,檢討規格公差,修正檢驗等等,標準化活動,17,製程能力,生,產,產,前,前,查,查,核,核,工程品質管,理,理表,作業標準,決定管制項,目,目,作業標準,工程品質管,理,理表,效果確認,改善製程,保養機器,公告,再發防止,製造能力調,查,查,檢,驗,驗,調查原因,開始作業,的查核,(作業狀況),查核(管制,項,項目),解析,市場品質,的評估,非管制狀態,作,業,業,18,數值法製程,能,能力分析,製程準確,度,度Ca (Capabilityof Accuracy),Ca值在衡,量,量製程之實,績,績平寺值與,規,規格中心值,之,之一致性。,(1)Ca,之,之計算,Ca,100,100,TSuSL規格,上,上限規格,下,下限,單邊規格,因,因沒有規格,中,中心值，故,不,不能算Ca,(2)等級,判,判定,Ca值愈小,，,，品質愈佳,，,依Ca值大,小,小分為四級,實績平均值,規格中心,值,值,規格許容差,Xu,T2,19,(3)Ca,等,等級之說明,(4)處置,原,原則,A級：維持,現,現狀,B級：改進,為,為A級,C級：立即,檢,檢討改善,D級：採取,緊,緊急措施，,全,全面檢討，,必,必要時停止,生,生產,(5)例：,某,某鋼管之切,削,削規格為75010,，五月份,之,之切削實績,為X3,7488；六月,份,份為749,8求Ca值。,五月份Ca,值,值,100-20(B級),六月份Ca,值,值,100-10(A級),748750,10,749750,10,12.52550100,規格中心值(),規格上限(,或,或下限),級,級,級,級,20,製程精密,度,度Cp (Capabilityof Precision),Cp在衡量,製,製程之變異,寬,寬度與規格,公,公差範圍相,差,差之情形。,(1)Cp,之,之計算,Cp,雙邊規格時,Cp或Cp,單邊規格,時,時,(2)等級,判,判定,Cp值愈大,，,，品質愈佳,。,。依Cp值,大,大小分為六,級,級,規格公差,6個標準差,21,(4)處置,原,原則,A+級：考,慮,慮管理的簡,單,單化或成本,降,降低的方法,A級：維持,原,原狀,B級：改進,為,為A級,C級：需全,數,數選別，並,管,管理、改善,工,工程,D級：進行,品,品質的改善,，,，探求原因,，,，需要採取,緊,緊急對策，,並,並且重新檢,討,討規格,(3)CP,等,等及之說明,6,D,級,S,L,規格下限,Su,規格上限,規格中心值,6 C,級,6,B,級,6,A,級,6,A,+,級,22,(5)某電,鍍,鍍品其鍍金,厚,厚度規格為502.0，昨日,產,產之生產實,績為X3S531.5，,本,本日之生產,實,實績為51,2.3,求,求Cp值。,昨日Cp值,1.33,(A級),本日Cp值,0.87(C級),23,製程能力,指,指數Cpk,綜合Ca與Cp兩值之,指,指數,Cpk之計,算,算式,1.Cpk,(1K),K,(1Ca )Cp,當Ca0,時,時 CpkCp,單邊規格時,，,，Cpk即,以,以Cp值計,2.Z,USL,Z,LSL,Cpk,與,的最小值,24,(2)等級,判,判定,Cpk值愈,大,大，品質愈,佳,佳,，,依Cpk值,大,大小分為六,級,級,25,(3)處置,原,原則：,A+級：考,慮,慮管理的簡,單,單化或成本,降,降低的方法,A 級：,維,維持原狀,B 級：,改,改進為A級,C 級：,需,需全數選別,並,並管理、改,善,善工程,D 級：,進,進行品質的,改,改善，探求,原,原因，需要,採,採取緊急對,策,策，並且重,新,新檢討規格,。,。,(4),某,某,電,電,鍍,鍍,品,品,其,其,鍍,鍍,銅,銅,厚,厚,度,度,規,規,格,格,為,為0.70,0.2,；,；,製,製,程,程,實,實,績,為,為X,3S,0.738,0.2175,求,求CPK,值,值,。,。,26,製,程,程,精,精,密,密,度,度(Cp,值,值),與,與,不,不,良,良,率,率,之,之,關,關,係,係,27,28,MOTOROLA,達,達,到,到6Sigma,的,的,步,步,驟,驟,1.,列,列,出,出,要,要,製,製,造,造,之,之,產,產,品,品,或,或,提,提,供,供,之,之,服,服,務,務,。,。,2.,列,列,出,出,產,產,品,品,的,的,顧,顧,客,客,或,或,服,服,務,務,的,的,對,對,象,象,，,，,及,及,他,他,們,們,的,的,要,要,求,求,。,。,3.,訂,訂,定,定,自,自,己,己,所,所,需,需,要,要,的,的,條,條,件,件,，,，,以,以,提,提,供,供,顧,顧,客,客,滿,滿,意,意,的,的,產,產,品,品,或,或,服,服,務,務,。,。,4.,繪,繪,劃,劃(Define),現,現,在,在,的,的,製,製,程,程(,程,程,序,序),5.,改,改,善,善,製,製,程,程(,程,程,序,序),，,，,避,避,免,免,浪,浪,費,費,資,資,源,源,。,。,6.,測,測,量,量,、,、,分,分,析,析,、,、,控,控,制,制,已,已,改,改,善,善,的,的,製,製,程,程(,程,程,序,序),不,不,斷,斷,改,改,良,良,，,，,精,精,益,益,求,求,精,精,。,。,29,MOTOROLA,邁,邁,向,向6Sigma,之,之,路,路,1979,管,管,理,理,階,階,層,層,的,的,承,承,諾,諾,與,與,了,了,解,解,1981,品,品,質,質,喚,喚,醒,醒,5,年,年,內,內10,倍,倍,的,的,改,改,善,善,1986,企,企,業,業,標,標,竿,竿,及,及,品,品,質,質,訪,訪,查,查,1987,6Sigma,遠,遠,景,景,1989,10,倍,倍,之,之,品,品,質,質,改,改,善,善,1991,100,倍,倍,之,之,品,品,質,質,改,改,善,善,1992,6Sigma,1993,超,超,越,越6Sigma,1994,每,每2,年,年10,倍,倍,之,之,品,品,質,質,改,改,善,善,2000,獲,獲,利,利,率,率,乘,乘2,倍,倍,30,十、管制圖的運,用,用,管制圖的由來,管制圖是1924年由蕭華特博,士,士(Dr. W. A. Shewhart),，,，在研究產品品,質,質特性之次數分,配,配時所發現。正,常,常的工程所生產,出,出來產品之品質,特,特性，其分配大,都,都呈常態分配的,，,，會超出三個標,準,準差(3),的,的產品只有0.27。依據此,原,原理，將常態曲,線,線圖旋轉90度,，,，在三個標準差,的,的地方加上兩條,界,界限，並將抽樣,之,之數據順序點繪,而,而成為管制圖。,31,A區,B區,C區,C區,A區,B區,2.14%,13.59%,34.135%,34.135%,2.14%,13.59%,LCL,CL,UCL,-,-2,-3, +3, +2, +,規格範圍,32,管制圖定義,一種用於調查製,造,造程序是否在,穩定狀態下，或,者,者維持製造程,序在穩定狀態上,所,所用之圖。,33,數 據 分 為,語言資料：用語,言,言所表現的事實,計量值：Variable Data,一種品,質,質特性之數值，,可,可用連續量(Continuous quantity)計量,者,者。,計數值：AttributeData,一種,品,品質特性之數值,，,，可用以間斷數,據,據計數者。,數值數據,34,管制圖的種類,計量值管制圖,XR Chart(平均值與,全,全距管制圖),XR Chart(中位數與,全,全距管制圖),XRm Chart(個別值,與,與移動全距管制,圖,圖),XS Chart(平均值與,標,標準差管制圖),計數管制圖,PChart(不良率管制圖),nPChart(不良數管制,圖,圖),CChart(缺點數管制圖),UChart(單位缺點數管,制,制圖),35,管制圖點繪原則,依照下述這些原,則,則點繪管制圖，,容,容易整齊劃一有,助,助於資料之整理,與,與研判,製程名稱、管,制,制特性、測定單,位,位、規格值、設,備,備號碼、操作者,、,、測定者、抽樣,方,方法、樣本數、,期,期間、製程要因,、,、(人員、設備,、,、材料、方法、,環,環境)之任何變,更,更資料需清楚填,入,入，以便資料之,分,分析整理。,中心線(CL)記以實線，管,制,制上限(UCL)及管制下限(LCL)記以虛,線,線，中心線及管,制,制上、下限，分,別,別記入其數值及CL、UCL、LCL等符號。,CL、UCL,、,、LCL之位數,比,比測定位數多兩,位,位即可。,36,XR Chart,(平均值與全距,管,管制圖),適用製程,可用以管制分,組,組之計量數據，,即,即每次同時取得,幾,幾個數據之工程,。,。,是把握工程狀,態,態最有效的一種,管,管制圖。,37,XR管制圖公,式,式,X管制圖：,中心線(CL),X,管制上限(UCL)XA,2,R,管制下限(LCL)XA,2,R,R管制圖：,中心線(CL),X,管制上限(UCL)D,4,R,管制下限(LCL)D,3,R,38,建立,XR,管制圖步驟,建立解析用管制,圖,圖的步驟：,(1)搜集數據,依測定時間順,序,序排列,(2)數據分組,以35個數,據,據為一組最佳,(3)記入管制,圖,圖的數據欄內,(4)計算平均,值,值X求各組的,平,平均值X,(5)計算全距R求各組的全,距,距R,(6)計算總平,均,均值X求各組,均,均值X的總平均,值,值X,(7)計算全距,的,的平均值R求,各,各組全距R的平,均,均值R,(8)查係數A,2,，D,4,，D,3,並代入公式計算,管,管制界限,(9)繪制管制,界,界限及中心線X管制圖在上，R管制圖在下,(10)點繪,點,點在其數值之位,置,置並以直線連接,之,之,(11)管制界,限,限檢討如流程圖,39,解析用計量值管,制,制圖分析流程(R管制圖),註：摘自SPC Simplified,全距均在管制,界限內嗎？,是,否,只有一個或二個點,在管制界限外？,是,否,3個以上的點在管制界限外,剔除這一或二個,全距值的樣本,重新計算X、R,的全距管制界限,全距失控,停止計算平均值的管制界限限外,其餘的全距值均在界限內嗎？,找出亦修正非機遇原因,重新收集資,計算平均值的管制界限,是,否,全距值均,在控制中,計算平均值的管制圖,平均值管制圖分析流程,40,建立製程管制,用,用管制圖步驟,(1)記上必要,事,事項,(2)繪入管制,界,界限,(3)繪點,(4)狀態之判,定,定,(5)改正措施,(6)管制界限,的,的延續使用,41,XR Chart(中位數,與,與全距管制圖),適用製程與XR Chart,同,同，但檢出力較,差,差，故多以XR Chart,代,代之。,公式：X管制圖,：,：,中 心 線(CL)X,管制上限(UCL)Xm,3,A,2,R,管制下限(LCL)Xm,3,A,2,R,R管制圖：,中心線(CL),R,管制上限(UCL)D,4,R,管制下限(LCL)D,3,R,42,XRm Chart(個別,值,值與移動全距管,制,制圖),適用製程,耗用時間很多,方,方能完成測試者,屬極為均勻一,致,致之產品,破壞性試驗或,是,是測量不易之產,品,品,產品係非常貴,重,重之物品,產量不大，批,量,量很小時,爭取時效時,43,XRm管制圖,公,公式,X管制圖：,中 心 線(CL)X,管制上限(UCL)XE,2,Rm,管制下限(LCL)XE,2,Rm,Rm管制圖：,中 心 線(CL)Rm,管制上限(UCL)D,4,Rm,管制下限(LCL)D,3,Rm,44,XS Chart(平均值,與,與標準差管制圖),適用製程與XR管制圖同，但,當,當n10，則,使,使用XS管制,圖,圖,X管制圖：,中 心 線(CL)X,管制上限(UCL)XA,3,S,管制下限(LCL)XA,3,S,S管制圖：,中 心 線(CL)S,管制上限(UCL)B,4,S,管制下限(LCL)B,3,S,SC,4,45,P Chart(不良率管制,圖,圖),適用製程,產品依規格分,為,為合格不合格,、,、可以不可以,、,、通過,不通過,公式,中心線(CL),P,當樣組樣本n相,等,等或不超過25,管制,上,上限(UCL)P3,管制,下,下限(UCL)P3,當樣,組,組樣,本,本n,超,超過,25,時,時,管制,上,上限(UCL)P3,管制,下,下限(LCL)P3,46,建立P管,制,制圖,步,步驟,(1)搜,集,集數,據,據,依,依測,定,定時,間,間順,序,序排,列,列,(2)數,據,據分,組,組,每,每組,樣,樣本,內,內含,有,有1,5,個,個不,良,良品,為,為佳,(3)記,入,入管,制,制圖,的,的數,據,據欄,內,內,(4)計,算,算每,組,組之,不,不良,率,率,(5)計,算,算平,均,均不,良,良率P及,平,平均,樣,樣本,數,數,(6)計,算,算管,制,制界,限,限,(7)繪,制,制管,制,制界,限,限及,中,中心,線,線,(8)點,繪,繪,點,點在,其,其數,值,值之,位,位置,，,，並,以,以直,線,線連,接,接之,(9)管,制,制界,限,限之,檢,檢討,如XR管,制,制圖,一,一樣,47,48,49,nPChart(,不,不良,數,數管,制,制圖),適用,製,製程,基,本,本上,與,與P,管,管制,圖,圖一,樣,樣，,惟,惟其,每,每組,樣,樣本,必,必須,相,相同,計,算,算數P管,制,制圖,簡,簡單,，,，適,用,用於,班,班、,組,組長,或,或作,業,業者,自行,繪,繪管,制,制圖,的,的場,所,所,公式,中,心,心,線,線(CL)nP,管制,上,上限(UCL)nP,3,管制,下,下限(LCL)nP,3,50,51,CChart(缺,點,點數,管,管制,圖,圖),適用,製,製程,以,單,單位,數,數量,內,內缺,點,點發,生,生之,次,次數,者,者,公式,中,心,心,線,線(CL)C,管制,上,上限(UCL)C,管制,下,下限(LCL)C,52,53,UChart(單,位,位缺,點,點數,管,管制,圖,圖),適用,製,製程,與C管,制,制圖,同,同，,但,但其,檢,檢查,單,單位(樣,本,本大,小,小),不,不同,公式,中心,線,線(CL),管制,上,上限(UCL),管制,下,下限(LCL),54,55,管制,圖,圖的,判,判讀,1.,管制,圖,圖之,管,管制(安,定,定),狀,狀態,之,之鑑,別,別基,準,準係,沒,有,有點,子,子逸,出,出管,制,制界,限,限外,點,子,子的,分,分呈,隨,隨機,分,分佈(無,規,規則,可,可循),2.,管制,圖,圖之,不,不正,常,常型,態,態之,鑑,鑑別,是,是根,據,據或,然,然率,之,之理,論,論,而加,以,以判,定,定的,，,，符,合,合下,述,述之,一,一項,者,者，,即,即為,不,不正,常,常之,型,型態,。,。,(1)點,超,超出,管,管制,界,界限,UCL,CL,+3,+2,+1,A,區,B,區,C,區,56,(2)在,中,中心,線,線同,側,側，,連,連續,三,三點,中,中有,二,二點,落,落在A區,或,或A,區,區以,外,外者,+3,+2,+1,A,區,B,區,C,區,UCL,CL,(3)在中心線同側，連續五點中有四點落在B區或B以外者,+3,+2,+1,A,區,B,區,C,區,UCL,CL,UCL,CL,(4)八個連續點子出現在中心線之同側者,+3,+2,+1,A,區,B,區,C,區,57,(5)連,續,續七,點,點同,一,一方,向,向者,+3,+2,+1,A,區,B,區,C,區,UCL,CL,A,區,B,區,C,區,+3,+2,+1,LCL,58,維持管理,是否須要重新評估標準、管理系統,原因不明,原因明確,須要評估徹底重新,須要重新評估,不須要重新評估,59,十一,、,、問,題,題分,析,析解,決,決,解決,問,問題,重,重要,的,的元,素,素,基,於,於事,實,實的,管,管制,了解,事,事實,的,的真,相,相，,以,以統,計,計的,觀,觀念,來,來思,考,考,優,先,先度,管,管理(重,點,點管,理,理),A,B,C,D,E,F,5,10,15,20,25,30,35,40,項 目,60,Action,Plan,Check,Do,盤旋而上,改善後再改善,全,體,體(,員,員),參,參與,戴,明,明循,環,環,61,十二、製程之繼管制,二、決定管制項目,七、製程之繼續管制,六、問題分析解決,五、管制圖的運用,三、實施標準化,一、確立製造流程,四、製程能力調查,Ca、Cp、Cpk,六、問題分析解決,Cpk1.33,Cpk1.33,製程條件變動時,62,TOYOTA,對,對協,力,力廠,之,之要,求,求,1.,品,品質,改,改善,重要,部,部品,不,不良0,件,件,年,年,交貨,不,不良4PPM,年,年,新車,訂,訂單0,件,件3個,月,月,2.,成,成本,降,降低,3.,輕,輕量,化,化,沒有,這,這樣TOYOTA,無,無法,得,得到,第,第一,63,品,質,質,是90,態,態度,和,和10,知,知識,知識,演,練,練,回,回饋,成,功,功,64,65,標準常態分,配,配,Pz，代表,與,與製程平均,相,相距z個標,準,準差時，製,程,程產品超出,一,一特定值(,例,例如：規格,界,界限)的比,率,率。但是製,程,程必須是在,統,統計管制狀,態,態下，而且,呈,呈常態分配,。,。,實例：1.z2.17 則Pz0.0150,；,；,2. z3 則Pz0.00135或0.135,，因此正,負,負3,所包含的面,積,積應為10.0013520.9973或99.73。,Pz,OR,Pz,SL,SL,X,X,z,z,66,67,SPC,案例介紹,68,69,70,71,72,為何 消音器洩漏量偏高,321,機器,方法,其他,材料,太短,內外套尺寸,太長,毛邊,尺寸太長,不足,破裂,外檔板,睡眠不足,疏忽,心情不佳,磨損,橡膠,不佳,熟練度,易磨耗,磷銅,輪仔,溝太小,不良,內外套,架模,雜物,SPOT,破裂,電流,換模,操作不當,錯誤,未定時保養,有雜物,憑經驗,無標準,磨耗,使用不當,斷裂,無標準,底模,高低,73,74,75,76,77,