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1统计过程控制（统计过程控制（SPCSPC））苗瑞,副教授,博士上海交大机械与动力工程学院工业工程与物流工程系021-34206675(o),13671789106E-mail:miaorui@sjtu.edu.cnSPC兴起是宣告“经验挂帅时代”的结束如果工作经验对产品质量有举足轻重的影响（例如：做旗袍），那么，SPC就没有太多挥洒的空间。如果某一公司开始将经验加以整理，而纳入设备、制程或系统时；则该公司开始宣告「经验挂帅时代」将要结束，那么SPC的导入时机也就自然成熟了。ISO9000认证制度为何能奠定其权威地位呢？这是因为他们非常重视产品生产的「过程」与「系统」，因为只有稳定而一贯的「过程」与「系统」，才能保证长期做出合格的产品。如何检核此一贯「过程」与「系统」仍然稳定的存在呢？这又必须依赖SPC来发挥功能。基于上述两点主客观的因素，SPC已成为影响制程业生存涉及成败的关键制度了。SPC的迷思迷思1：有控制图就是在推动SPC？控制图只是SPC的工具之一，“控制图＝SPC”是一种很粗浅的看法。这是产品质量还是制程参数控制图?这张控制图是否有意义？所控制的参数真的对产品质量有举足轻的影响吗？控制界限订的有意义吗？这张控制图是否受到应有的重视？是否已照规定执行追踪与分析？2迷思2：有了Cpk计算就是在推动SPC？Cpk是在SPC中计算制程能力最主要的指标，因此会作为过程能力分析的公式，当然是一个对SPC认识较深入的公式，但值得再深入探讨的是：Cpk有定期Review吗？是否已用Cpk作订单分派给不同生产线生产的依据？迷思3：有了可控制的制程参数（ProcessParameter）就是SPC？制程参数的确是SPC的焦点，但是透过此迷思我们应深入探究──为什么挑出这些制程参数？这些制程参数的控制条件是如何决定的？这些制程参数与成品质量间有因果关系可循吗？SPC的焦点─过程（Process）SPC与传统SQC的最大不同点在于由Q至P的这两个字转换。在传统的SQC中强调的是Quality，是指产品质量。它着重买卖双方可共同评断与鉴定的一种“既成事实”。而在SPC的想法上，则是希望将努力的方向更进一步的放在质量的源头：Process上。因为制程的起伏变化才是造成质量变异（Variation）的主要根源，而质量变异的大小也才是决定产品优劣的关键。制造条件起伏---品质变异—产品优劣3SPC的步骤P1P2P3P4P3GP2G（能量）ＧP4FP1F（pH值）ＦP4DP2D（速度）ＤP4CP3CP1C（湿度）ＣP3BP2B（压力）ＢP4AP2AP1A（温度）ＡP4P3P2P1制程制程参数因果模式就是找出哪些制程参数（ProcessParameter)对产品质量(ProductQuality)会有举足轻重的影响。在上述模式，理论上所有制程参数都可能会对产品质量造成影响，但事实上，每一制程参数对产品的影响程度一定不会相同。SPC首先要做的是希望能找出孰轻孰重的因果关系，换言之，希望能得到下列这张制程参数的柏拉图：原则上要视产品质量的复杂度而定，如果复杂度原则上要视产品质量的复杂度而定，如果复杂度低，用传统的低，用传统的ChecklistChecklist及分层法及分层法来加以分析。反来加以分析。反之，如果遇到复杂度高的个案，那就不得不借助之，如果遇到复杂度高的个案，那就不得不借助实验设计法实验设计法(D.O.E)(D.O.E)的更高阶分析工具了。的更高阶分析工具了。步骤步骤11：深入掌握因果模式：深入掌握因果模式4步骤2：设定主要参数的控制范围经过上述“步骤1”找出影响结果的主要参数之后，接着要推敲的就是：这些参数该控制在那一个范围内变动才恰当？在这时候，就需要进一步地借助相关与回归分析等统计工具来合理地推测出控制范围。假设该产品质量特性是“抗撕强度”，而经过相关回归分析得知，P2B与抗撕强度成正比关系。假设此回归方程式以公式表示为：y=-2+4x其中，y=抗撕强度，x=P2B之压力强度值若己知产品抗撕强度之规格上限为14，下限为10，那么代入上述回归方程式，则P2B之管制上限为：14=-2+4x→XU=4；同理，管制下限即为：XL=3经过这种相关回归的转换之后，P2B的控制范围就可合理地设定，换言之，只要事先将第二制程之压力好好地控制在规定的范围间，产品的抗撕强度理当不成问题。除非有特殊的意外。步骤3：建立制程控制方法经过“步骤1／步骤2”之后，对SPC而言只能说完成了S与P两部分，而C部分只是刚开始。因为控制范围只是控制方法的一部分，若要谈完整的控制的方法，则需要进一步探究。控制频率：多久该抽样一次？一般抽样频率与制造系统的稳定性有密切的关系，通常若Process的稳定性愈高，则控制频率就可相对的放松；（1）样本抽取方法；（2）样本量测方法5步骤4：抽取成品来印证原始系统是否仍然正常运转经过“步骤1／步骤2／步骤3”之后，SPC的大功就告成了吗？推动SPC后，就再也不需进行成品检验了吗？如果仍要作成品检验，那么与推动SPC之前原来的成品检验有何不同呢？即使“步骤1／步骤2／步骤3”完全做到了，仍要抽查少数成品作检验。因为任何系统无论设计如何的严谨，随着时间的流逝，系统本身都可能“突变”成品检验时机的选择一般应选取在愈接近系统可能产生突变的时机之后，抽验系统的正常与否就有积极的意义。一般地，在设备大修、连续假期，或更换原料之后的“关键时刻”，都是系统最可能出现突变之时机。这时，抽取成品来验证系统的步骤就显得特别重要了。SPC能使管理更合逻辑从上述“步骤1／步骤2／步骤3／步骤4”来看，做好SPC的过程，其实也就是脱离直觉式管理而进入逻辑管理的过程，中国人常说「物有本末，事有始终，知所先后，则近道矣」，这正是SPC的写照？若能愈深入了解SPC，那么管理自然就愈合逻辑。6SPC能使管理掌握先机因为SPC是从产品之质量特性，回溯到源头，从制程参数上着手之管理。这种「源流管理」的想法从消极方面讲，可以防止损失于事先；从积极方面讲，更可创造质量于源头，因此「掌握先机」自然也成为SPC的精髓。SPC能使管理更加省事SPC是从容易控制的制程参数下手，来掌握不容易控制的成品质量。SPC是一种相当省事的管理，试想倘若不实行SPC，那么倒底要投下多少人力物力才能做好成品的全检作业呢？若不做SPC，那么产量愈大，品检人员就要等幅增加。反之，做好SPC后其品检人手是可以不增反减的，因此何者省事、省钱，至此已昭然若揭、有目共睹了。SPC的诊断推动SPC之后，如何知道所推动的SPC是否成功了呢？一般而言，有一些简单明确的验证指标，可以每季检讨一次，这些指标分别是：质量是否更稳定？良品率是否提高？制程是否更流畅？WIP是否更减少？成本是否更低？异常是否更快被侦测到？品管员是否逐渐减少？如果每季检讨时，Yes的答案愈来愈多，那么要特别恭禧贵公司，因为这不但表示贵公司用对了SPC，而且更证明贵公司定将成为一个愈来愈成功的公司。711、了解控制图的涵义、了解控制图的涵义22、建立控制图的基础理论、建立方法、观察和、建立控制图的基础理论、建立方法、观察和分析控制的判别准则、适用条件及使用程序分析控制的判别准则、适用条件及使用程序33、均值、均值--极差控制图极差控制图44、单值、单值--移动极差控制图移动极差控制图55、不合格品率控制图、不合格品率控制图66、单位缺陷数控制图、单位缺陷数控制图控制图控制图19241924年，休哈特首先提出用控制图进行工序控制，起到直接控年，休哈特首先提出用控制图进行工序控制，起到直接控制生产过程，稳定生产过程的质量，达到预防为主的目的。制生产过程，稳定生产过程的质量，达到预防为主的目的。将一个过程定期收集的样本数据按顺序点绘成的一种将一个过程定期收集的样本数据按顺序点绘成的一种图示技术。控制图可展示过程变异并发现变异，并进图示技术。控制图可展示过程变异并发现变异，并进而成为采取预防措施的重要手段。而成为采取预防措施的重要手段。在现场直接研究质量数据随时间变化的统计规律在现场直接研究质量数据随时间变化的统计规律的的动态方法动态方法；；控制图控制图是判别生产过程是否处于控制状态的一种是判别生产过程是否处于控制状态的一种手段；手段；利用它可以区分质量波动是由利用它可以区分质量波动是由偶然原因偶然原因引起的还引起的还是由是由系统原因系统原因引起的。引起的。1、关注顾客；2、采用有效的测量手段；3、过程控制的目标是预防；4、技能训练和继续培养；5、保证质量的发展战略、实施措施、政策规定、方法步骤和实践过程；6、通过逐步的增量改进、企业运作程序的重构和发明创新，不断进取；7、六条原则要综合协调发挥作用；顾客经营143267⑤8采用七项质量管理原则前采用七项质量管理原则前采用七项质量管理原则后采用七项质量管理原则后故障故障检验检验核对核对预防预防故障故障检验检验核对核对预防预防25~40%25~40%10~25%10~25%差额差额25%25%消除浪费消除浪费使用正确的过程控制技术，可使得质量提高而成本降低使用正确的过程控制技术，可使得质量提高而成本降低ProcessPerformanceMeasuresConsiderameasurementsystemasaprocessthatproducesdata.影响输入到输出转变的噪声变量统计模型与物理系统之间的连续迭代关系9Time时间Variation偏差---Initialvariation初始偏差---Inherentdesignvariation固有设计偏差th---Timereachesinherentvariation固有设计偏差的时间202220t0thGoalofVariationReductionActivities偏差减少活动的目的Goal（目的）:1.Reducetheinitialvariationthroughbetterproductionsystemcalibrationandinstallation;通过构建更好的生产系统标定和安装调试，减少初始偏差2.Reducetheramp-uptimebyquicklyidentifytherootcausesofprocessvariation;通过快速鉴别出过程偏差的根原因来减少调试时间3.Reducetheinherentdesignvariationbyoptimalproduct/processdesign.通过优化产品/过程设计来减少固有设计偏差Whyvariationreduction?为什么减少偏差VariationistheNo.1qualityconcerninpractice!偏差是实际过程中首先要关注的质量问题Meandeviationcanbeadjustedoncethevariationisminimized.一旦偏差被最小化，均值偏差就能够被调整0.000.501.001.502.002.503.00JSNMeasurement(mm)-1.00-0.500.000.501.001.502.00JSNMeasurement(mm)In-ProcessQualityImprovements(在线过程的质量改进)Manufacturing制造Design设计Measurement测量EndProduct最终产品Shipping运输Concept概念Evaluation评价Management管理(Taguchimethod,1980’s)（田口方法，1980’s）(SPCTechniques,1924)（统计过程控制技术，1924）(Deming’sQCPhilosophy,1950’s)（戴明的质量控制哲学，1950’s）In-ProcessQualityImprovement:Real-TimeDefectPreventionduringthestageofproductmanufacturing在线过程的质量改进：产品制造阶段实时缺陷预防I