SPC在SAPR3质量管理中的应用

SPC在SAPR/3质量管理模块中的应用奥特斯(中国)有限公司质量部(201108)李达关键词：统计过程控制SAP质量管理质量控制信息系统Keywords:SPCSAPQualityManagementQualityControlInformationsystem摘要：本文就SPC在SAPQM模块中的具体应用方法进行了详尽的阐述。制造业的实施案例从检验特性、抽样程序、检验计划、SPC准则等方面入手，分析SPC如何帮助企业实现过程参数的监控。Abstract:SpecificapplicationofSPCinSAPQMmodelisdescribedcomprehensivelyinthispaper.Inspectioncharacteristics,samplingprocedure,inspectionplanaswellasSPCcriteriaareincludedinthecasestudysothatit’shelpfulformanufacturingindustrytoImplementSPCinSAP.1．引言在制造业中,SPC作为一种统计工具可以准确、实时检测生产过程的相关参数。然而SPC的实施通常取决于企业所提供的软件。软件的设计和实施对数据的收集是至关重要的，特别是计算机网络技术和系统自动化程度飞速发展的今天，SPC系统已更多采取利用数据采集设备自动进行数据采集，实时传输到质量控制中心进行分析的方式。因此数据是否有用在大多数情况下取决与软件的性能，存储功能，报表等。在众多质量管理软件中，全球最大ERP软件供应商SAP提供的质量管理模块可以轻松的将生产过程中所收集到的数据用SPC来统计管理。本文拟就此项功能抛砖引玉以推动SPC在SAPQM模块中的应用.2．SPC工具及其方法论SPC(统计过程控制(StatisticalProcessControl))主要是指应用统计分析技术对生产过程进行实时监控，科学的区分出生产过程中产品质量的随机波动与异常波动，从而对生产过程的异常趋势提出预警，以便生产管理人员及时采取措施，消除异常，恢复过程的稳定，从而达到提高和控制质量的目的。使用SPC技术，管理者可以清楚地知道：这个过程是否稳定、是否处于受控状态、过程的能力是否足够等，从而采取适当措施以纠正或维持过程现状。SPC技术的出现，让质量管理从被动的成品检验发展到生产过程中积极的预防，从而大大降低了企业的生产运营成本。SPC的实施主要分成两个步骤：数据采集分析阶段和运行监控阶段。首先将相应的测试设备、系统按照要求进行设置。然后利用生产过程来收集大量的数据，作成分析用控制图、或进行过程能力分析。一旦分析完成便可进入监控阶段，即利用控制图（常用的为质量控制图QCC或过程监测图PMC）进行监控。并最终减少生产流程中造成质量损失的那些不必要的波动和影响。稳定的SPC过程报废率是相当的低。SPC统计分析方法不胜枚举,常用的主要有:控制图、柱狀图、运行图（走势图）、因果图、排列图（帕累托图）、散布图、工程能力指数（Cpk）、相关性分析和回归分析等。3．SAP质量管理模块3.1概述SAP质量管理（QM）模块在物流供应链中对检测和保证高质量的过程提供有效的计划和实施。因为只要一个集成系统就可以完全实现ISO9001标准所规定的要求。SAPR3质量管理子系统把质量管理和其他应用模块，例如物料管理MM、生产计划PP、销售和分销SD以及成本会计FI/CO等连接起来。比如因为对原材料收货检验(IQC)而自动触发产生检验批(inspectionlot)就是一个典型的例子。它支持的功能包括：质量计划、质量检验和质量控制。此外它也可以创建质量证书和处理问题/投诉的质量通知(QualityNotification)。具体性能如下：基本数据例如，物料主数据，目录(catalogs)，检验特性，检验方法，抽样程序)检验计划采购中的质量管理IQC销售与分销中的质量管理检验批的处理创建检验批和完成检验批)结果记录缺陷记录样品管理质量信息系统检验范围的动态准则质量控制质量证书质量通知测试仪器的管理3.2QM中的SPC性能SPC控制图技术这项功能意味着QM可以提供完整的统计过程控制。制造企业可以利用其支持可视化图表的功能来对输入的测量值进行过程分析和优化。在质量控制这一环节中，可以应用SPC技术来检测和控制生产过程，其中包括使用控制图来显示样本平均值和标准差。控制图就自动成为记录生产过程质量趋势的图形工具。SAPR3质量功能子系统支持下列类型具有正态分布模式的检验特性的控制图：有允差极限的平均值图无允差极限的平均值图标准差图平均值的休哈特图有标准差的休哈特图常规的控制变量有：平均值X、标准差s、极差R、中位值、样品初始值、缺陷部件数、缺陷数除了平均值和标准差以外，若检验特性的公差范围和标称值已知则可以决定CP和CPK。这两个参数是过程的绩效参数。对于一个有效和受控的过程，两个值至少都应该大于1.33。在许多工业界，对制程能力参数的最小要求为1.66或更高。3.3SAP系统中的控制图在创建检验批时，对每一个设定有控制图的特性(inspectioncharacteristics)都会自动产生一条控制图编号。因此当你做结果记录(Resultrecording)时，你可输入测量值然后一个单独的图形窗口将用于显示控制图的轨迹。图1显示了历史和最新输入的检验结果。采用适当的方法，系统可以根据测量结果计算极限值和警告限，当然也可以自己定义。在结果记录期间系统将更新并显示控制图。具体的控制图是在检验计划的检验特性和抽样程序中定义的。例如可以定义一个检验批有独立的控制图，或者对多个检验批(同一物料)使用同一条控制图。也就是说一个控制图表可以包括几个检验批或生产订单的数据，它取决于你所选择的SPC准则。虽然控制图表主要用于生产过程的质量控制，但它也可以被用于其他来源的检验批(例如收货对供应商产品质量进行监控)。图1对测量结果的评估(接受还是拒绝)，可以自动执行，比如一旦超出或低于极限值将会导致对检验特性的拒收。然而这些评估也可以手动来完成(Manualevaluation)。若想关掉一条控制图，它非常类似于完成一个检验特性。因此对下一个检验批，系统重新开启一条新的控制图编号。这就意味着，如果你还需要对下一个检验批进行记录在以前的控制图上，你将不能关掉该控制图。4．实施方案根据SAP在质量管理中的基本流程，下列流程图可以作为实施的基本步骤(参见图２)。首先，你必须将待检参数设置为一个检验特性(Inspectioncharacteristics)，计数型或计量型特性。比如IQC中测量原材料的长度,浓度和重量等。其次，定义抽样程序(Samplingprocedure)，它包括：抽样类型：只允许采用固定样品(FixedSample)评估方式(valuationmode)：选用SPC检验的特殊评估模式，它可以根据质量控制图的上下限对样品或检验特性结果进行评估。控制图类别：对SPC抽样程序，你需要分配某一类型的控制图，比如X-bar/s图样品容量(SampleSize)：使用SPC检验测量值时，抽样范围通常介于3-10，最常见的是n=5。此外，上述信息应该赋给检验计划（inspectionplan）并在检验计划中定义SPC准则。例如控制图是根据检验特性和产品型号组合而成的。它表示所有同一型号的产品的同一检验特性测量结果列在该控制图上。最后，在手动或者根据某些条件触发而产生的检验批上就可以将测试结果记录到SAP系统中，以便于最后通过控制图显示出来并计算相应的制程参数Cpk等。待检清单区域测量结果控制图图25．实战案例分析奥特斯(中国)有限公司作为奥地利在我国进行最大投资的企业，主要生产手机和汽车行业印刷电路板。在它的SAP质量管理特别是成品的过程检验中成功实施了SPC。５.1设置检验特性首先考虑在那些工作站应该引入SPC检验特性。比如在镀铜线上对pH值定期测量，因此先建立一个含SPC属性和上下限的检验特性C01-1-1，然后赋到检验计划中。在这一阶段你必须将检验特性标注上抽样程序(Samplingprocedure)和SPC属性。如图３和图４所示。图３图４此外对已知上下限的检验特性,可以选择上下限标签（indicator）。随后系统会要求你输入那些数值。图５５.2定义抽样程序（SPC控制图类别）同时创建抽样程序CO01，其中的抽样类型选择：固定抽样；评估方式(valuationmode)：选用SPC检验控制图类型定义为：ShewhartchartforXbar/samples；最后在检验计划中定义SPC准则：根据”Masterinspectioncharacteristic/material”，它使得该特性的所有数据都累加在一条控制图上，除非你手动关掉该曲线图。（参见图6、图7和图8）图6图7图8其中当设定抽样容量时，需考虑下列因素：如果你想使样品数n=1，你应保证：控制图不含s-track，因为n=1时，标准差总是等于零。5.3结果记录（数据录入）一旦仪器设备的测量活动结束后，就可以将结果输入到SAP中让系统自动进行评估。由于SAP的数据接口提供了各种方法，你可以轻而易举的实现这一功能。典型的方案是将Microsoft-excel的数据传送到SAP中。如图9所示：图9该方法使得含VBA程序的MS-Excel文件直接读取测试仪器的数据并存储成为可能，随后SAP质量管理功能所提供的增强模式（Enhancement）将Excel单元格中的数据直接上传到SAP服务器上，以实现进一步的分析和计算。5.4数据图表（典型图表）图1是一个记录好结果以后的典型例子。在其中，图标和分别代表该特性后台对应的控制图和柱状图。简单单击他们你就可以看到这些结果。其中控制图代表所有的历史数据（每次测量的平均值）将根据你设定的SPC准则来显示。而它的走势图（Runchart）只能对一次测量过程的若干次结果进行排列（如图10所示，对同一样品测量10的次结果），而在控制图上它只显示一个点（10次测量的平均值）。图10图11图12带PC机的测试仪器含VBA和宏的MS-Excel在SAP中记录结果并进行评估此外SAP系统也提供柱状图(图11)，整理成正态分布形状以后可以通过菜单：GotoStatisticalvalues…来计算相应的制程能力参数Cpk、标准差S值等。5.5数据下传与外部其他系统的接口SAP系统中列出了几种统计评估方法，比如平均值、标准偏差、过程能力指数等。他与其他强大的专业质量工程软件(比如Minitab)有良好的数据共享性。它所提供的数据下传功能目的就在于可以将SAP在检验过程中记录的那些数据源下载到到外部的特殊统计软件中完成进一步的评估和分析，例如计算GageR&R等。因此SAP系统提供一种所谓的的统计数据接口(StatisticdataInterface)QM-STI经由RFC(RemoteFunctionCall)来帮助实现这一功能。它在三个地方可以实现：a)记录结果时（图1），通过菜单：ExtrasStatisticsQM-STIevaluationb)在SPC控制图区域（图1）用图标来实现c)系统会对所有的定量特性保存一个历史记录。因此在历史纪录中你也可以下载所有的历史数据。SPC成功实施以后,可以传送下列数据到外部:检验结果(测量值)检验规范(公差、上下限等)参考数据(样品容量、检验批号、物料编号/产品型号等)其他数据(产品描述、测量单位等)6．结论在当今信息飞速发展的时代，SAP作为大型应用管理软件将企业的各项信息集于一体，从原材料到成品管理、从生产计划的安排到销售系统的统计、从质量管理、设备管理到财务管理都能实时运行。他的及时性和灵活性使企业的优化和决策得以顺利实现。在它所提供的质量管理功能中，笔者通过长时间的实践取得了如何成功实施SPC的经验，它的运用可以给企业对生产过程的监控带来巨大的利益，从而保证了产品的稳定性和可靠性，降低