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企業現代管理系列培訓教材SPC（Statisticalprocesscontrol）統計制程管制培訓教材編號：QA－040107东莞新隆漆包线有限公司品质部42SPC（Statisticalprocesscontrol）統計制程管制一、前言統的製造方法是生産單位負責生産，品管單位負責檢查成品並剔除所有不合格品；而在管理方面，則不斷稽核工作情形以發現缺失，上述都是基於不良查檢或偵測的觀點，這是非常浪費的，因爲有許多的工時與物料已經投注在被拒絕接收的産品與服務上面了。如果在生産當初就避免不良品，將是更積極而且有效的方法，就是所謂的不良預防爲上。預先防止的觀念，大家都可以理解，我們常聽到“一件産品必須第一次就做好”，然而這種口號是不夠的；爲了確實做好預先防止，我們深信“品質是製造出來的”，在製造生産的品管系統上，我們因有“統計制程管制”的技術，以便分析生産過程中半成品或成品的品質變異，一旦發現任何不正常的狀況，即可採取改正措施，預先防止不良的發生。傳42二、SPC相關名詞定義及解釋變異：各産品間的差異。變異爲制程中無法避免，如何二相同制程的産品必然會有變異存在。變異的來源有二種：一爲機遇原因，一爲非機遇原因。標準差：變異的正平方根。以“σ”表示。柏拉圖：依專案別分層，再按出現次數的大小順序排列，同時表示累積和的圖。例如：將不良品依不良的內容別分類，再按不良『品』數的順序排列繪製柏拉圖，即可瞭解不良的重點順位。平均值：樣本量測的平均數。平均數：通常指算術平均數，以“－”在符號的上方代表之；如X代表X的平均數，X代表X的平均數。特性：制程中的特徵（不一定指産品），可用計量值或計數值以表示其特徵者。特性要因分析：系統性地特定之結果與原因系列的關係圖。也稱爲魚骨圖（圖形狀相似）或石川磬圖（石川磬爲創始人）。個別值：測量一個樣品或一個特性的測量值。計量值：一種品質特性的數值，可用連續值（ContinuousQuantity）計量者。計數值：一種品质特性的數值，可用以計數者，例如：不良數、缺點數等等。管制界線：劃在管制圖上的界限。以便從機遇原因中分辯出非機遇原因來。全距：一組測定值中最大值與最小值的差。制程：製造産品的局部或全部程式。例如：鑄造工程、切削工程、最後加工42工程等。制程能力：對於穩定的制程所持有的特定成果，能夠合理達成的能力界限。通常以品質爲物件，制程制出的産品品質特性的分配呈常態分配時，多數以平均值±3σ表示，但也有僅以6σ表示的（σ爲上述分配的標準差）。中心線：劃在管制圖上表示平均值的線。以“CL”表示。中位數：當測定值依大小次序排列時，其恰恰位於中央的值（測定值數目爲奇數時），或兩中央值（測定值數目爲偶數時）的算術平均數。平均值爲中位數。常態分配：常態分配依其平均值µ即變異數σ2而決定。樣本：依調查群體的特性爲目的，從其中所抽出的物品。例如：燈泡是由單位所構成的批，從其中抽取的一些單位元的集合，即爲燈泡批的樣本。制程管制時，由制程所生産的批，即爲該制程的樣本。實驗計量時，實驗的結果所獲得的資料，即爲一種樣本。常態分配0.00340.02350.1350.340.50.340.1350.02350.0034-5-4-3-2-1012345SxSx至间的次数占全部次数的68.27％SxSx22至间的次数占全部次数的95.46％SxSx33至间的次数占全部次数的99.73％42第1章緒言1.1對管制圖的基本認識管制圖是用統計方法，將收集的資料計算出兩管制界限，也就是我們所能做到的制程能力水準。隨時將樣本記錄計算點入管制圖內，以提醒操作人員的注意，如發現有超出界限外的點或異常現象時，立即自行設法改善工作，以免發生意外。我們在製造過程中所用的管制圖，就如同下列的幾項東西：1.醫院中醫師對病人所用的體溫記錄表。2.汽車上表示速度的路碼表。3.我們整飾儀容所用的鏡子。4.一個定時的鬧鐘。我們建議採用管制圖以處理品質管制的問題，例如：提供重要的品質情報資料；幫助我們控制製造期間的品質；以及判斷品質管制的狀況。換言之，管制圖的功用有三：①決定製造工程所可能達到的目標或標準；②被用爲達到目標的工具；③可借此判斷是否已達到目標。因此管制圖可將『設計』、『製造』、『檢驗』等三個階段的工作連成一體，作爲工廠中在生産工作方面的最有效的協調。管制圖是一種品質的圖解記錄，在圖上設有兩個管制界限，此兩界限用以下幫助判定製造的産品，在一般水準的上下變異，使當製造期間如有一點落於該兩界限之外，即可認爲值得去鑒定變異的原因的一種指示。管制圖與一般統計圖不同，因其不僅能將數值以曲線表示出來，以觀察其變異的趨勢，且能顯示變異是屬於機遇性（Chancecauses）或非機遇性（Assignablecauses）者，以指示某種現象是否正常，而應採取適當的措施。在管制圖上均包含有中心線（Centralline或Averageline）及上下兩條管制界限（UpperandLowerControlLimits），前者表示標準值或品質水準，後者表示其容許變動的範圍或其均勻性，用以判斷品質變異的顯著性（Significance），以測知制程是否在正常狀態。421.2規格界限在解釋管制界限以前，最好先瞭解規格界限的性質，對工作人員（包含技術、製造、檢驗等人員）是最有關係的，是用以說明品質特性的最大許可值，來保證各個單位元産品正確性能。規格界限是製造者在工廠中使用的，或者是購買者收受訂貨時以之作爲檢驗各個製品的根據。規格界限的一個代表性例子：是一根車軸外徑的最大及最小界限。規格上限常用“Su”代表；規格下限常用“SL”代表。1.3管制界限管制圖上所用的管制界限，其含義比規格界限爲多，它不單是用來核對每一單位産品的品質，而且作爲判斷樣本與樣板、批與批、時間與時間的品質變異的顯著性。它提供一個決定生産製造程式是否受到值得加以鑒定的變異原因所幹擾的準則。管制界限應用於一群單位産品基體的量度，這種量度是從一群中各個單位産品所得的觀測值所計算出來的。通常所用的品質量度爲：（1）各個單位産品的觀測值的平均數或中位數。（2）在平均數附近的觀測值離勢，如標準差（）或全距（R）。當試驗或檢查各個單位決定它能否符合某一規定條件時，通常採用不良率（P）。1.4管制圖的用途管制圖最主要的用途位查覺制程有無産生變異的非機遇性原因存在。所謂非機遇性原因，就是引起産品品質大變動的原因。例如：生産條件設定錯誤或使用不合格的原材料加工，使産品品質發生大變動的原因。除此，機器的變異、材料的不同以及作業員的不同等皆會使非機遇性原因存在。這種非機遇性原因的存在會顯著影響産品品質，所以必須徹底尋找其發生的原因，採取適當的對策去消除它，並使以後不再發生。使用管制圖去發現制程有無引起變異的非機遇性原因存在，判斷制程穩定與否，也就是利用管制圖以便瞭解制程是否處於管制狀態（StateofControl）。42管制圖除了上述查覺非機遇性原因外，還有下述各種用途：如無非機遇性原因存在时，可藉管制圖分析制程，分析制程的目的有三個：（1）用所獲得的資料制定或變更規格或判斷制程是否符合規格的要求；（2）利用所獲得的資料提供或變更製造方法；（3）利用所獲得的資料提供或變更檢驗方法、允收方法；再者，管制圖還可以作爲下列用途：（1）作爲對製造或購買的産品允收或拒收的依據；（2）由小批（sub－lot）産品中挑選一些産品組成品質均勻的大批産品（homogeneousgrantlot）的依據；（3）作爲判斷製品品質是否均勻；（4）作爲瞭解採購送驗的品質。例如：購進50盒零件，每一盒裝1000件，欲測試200件，可自每盒中隨機抽取4件組成一組測試，將結果繪成RX管制圖，如顯示正常，則表示進廠産品品質均勻；（5）用於非生産性方面的問題，例如：能源消耗的管制、意外事件的發生頻率、打字或填表的錯誤等等。1.5管制圖的歷史管制圖是於1924年由美國品管大師W·A·Shewhart博士發明。因爲其用法簡單且效果顯著，人人能用，到處可用，遂成爲實施品質管制時不可缺少的主要工具。而統計的品質管制（StatisticalQualityControl簡稱SQC）亦即遂管制圖的誕生而開始。1931年W·A·Shewhart博士發表了“EconomicControlofQualityofManufactureProduct”（工業製品品質的經濟管制）一書，更奠定了今日管制圖的基礎。茲將世界品管先進國家對管制圖的演進記載，略述如下：美國政府於1941—1942年，即二次世界大戰期間，制定下列三種強制性的戰時規格，作爲實施統計的品質管制（SQC）的主要內涵，就其規格標題用字來看，可見當時美國採用管制圖方法的積極與重視。後人有說，美國能獲得二次世42界大戰的勝利，SQC的貢獻極大。1.Z1－1－1941GuideforQualityControl2.Z2－2－1941ControlChartMethodforanalyzingDate3.Z1－3－1942ControlChartMethodforControlQualityDuringProduction上述三項戰時規格的內容，全部屬於管制圖的資料。英國在1932年，邀請W·A·Shewhart博士到倫敦，主講統計品質管制（管制圖）；而提高了英國人將統計方法應用到工業方面的氣氛。1940年前後，英、美兩國把管制圖方法大舉引進工廠，普遍應用到生産過程中。當時管制圖不但與其他方法同樣簡便，而且顯著的效果，也廣泛地被承認。日本在1950年，邀請美國品管權威W·E·Deming博士到日本，以管制圖位中心舉行講習會，此爲管制圖引入日本的開端，受到這一活動的刺激後，管制圖在日本普及很快。同年，日本規格協會成立了品質管制研究委員會，檢討實施品質管制的各項問題與困難，於是制定了下列各種規定：1.1954年制定JISZ9021：規定RX，UCPnP,,,等管制圖的作法及使用方法。2.1959年制定JISZ9022：規定X~管制圖的作法及使用方法。3.1959年制定JISZ9023：規定X管制圖的作法及使用方法。上列三項規定完全是管制圖的內容。W·E·Deming博士後被稱爲日本品管之父。我國於1953年春天，自美國引進了管制圖後，即爲各公、民營工廠廣泛採用，一直迄今。政府亦於53—56年間，將管制圖法公佈爲下列三種中國國家標準：1.53年7月7日，CNS2311Z45：『品質管制指南』，內容包含管制圖意義、規格界限、管制界限、品質管制的原因、管制狀態、管制界限的建立、管制圖的主要用途、應用管制圖以判斷管制是否存在及應用管制圖以達成品質的管制等。2.54年1月6日，CNS2312Z46：『分析資料用的管制圖法』，內容包括管制圖所用樞機的性質、管制圖統計量的計算、管制圖的種類、管制圖的繪製、管制圖法的一般說明及管制界限的選擇等。3.56年10月14日，CNS2580Z79：『生産過程中管製品質用的管制圖42法』，內容包含建立管制程式的開始步驟、管制圖的開始、在生産時所應用的管制圖及說明範例等。42第2章管制圖的原理2.1品質變異的原因儘管在相同的製造條件（同批材料、同部機器設備、同一操作員、同一加工方法）之下，在批與批之間或樣本或樣本之間，量度産品的品質時，仍有很多變異發生，這些變異形成的原因，可分爲下列兩類：2.1.1變異——（機遇）及（非機遇）原因如果制程中，只有機遇原因的變異存在，則其成品將形成一個很穩定的分佈，而且是可以預測的。如果制程中有非機遇原因的變異存在，則其成品將爲不穩定，而且無法預測。2.1.2機遇原因（Chancecauses）又稱爲：不可避免的原因、非人爲原因、共同原因、偶然原因、一般原因等等。1.例如某人量身高，用同一量測器，由同一人量測該人的身高數次，在短時間內，所得量測值有差異存在，造成此種差異的原因，即屬於機遇原因。2.在生産工作中，雖然訂有操作標準，但在操作條件容許的範圍內必然有變化。例如：自不同方向及不同位置量測軸徑、車床的轉速、吃刀的深度、刀具上所