制程控制SPC培教材

SPC统计过程分析1统计过程控制-SPCSPC统计过程分析2AgendaKickoffSPCworkshop-基本统计概念􀂅-Cp,Cpk制程能力分析􀂅-SPC基本管制图-SPC应用常见问题点讨论Q&ASPC统计过程分析3样品是否合格？􀂅对关键零件进行承认检验-规格：2400±100-工程师取样40pcs样品经测量数值如下：􀂅2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,2325􀂅2415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,2370􀂅2325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315􀂅2498,2461,2480,2352,2392,2418,2420,2319,2355,2419􀂅-量测值都于规格内，样品质量是否合格？假设取样数合于MIL-STD-105E要求检验结果?Pass?SPC统计过程分析4经SPC手法推定结果􀂅-Cp:0.64(D:Cp1.0)􀂅-Cpk:0.63(D:Cpk1.0)􀂅-不良率：约5.73%(单一测站）􀂅综合评价：􀂅Ｄ级：应采取紧急措施，对产品加以分类，全面检讨可能因素，必要时停止生产。SPC统计过程分析5常态分配NormalDistribution自然界绝大部分现象之分配均属常态分配，如身高、体重、质量特性观察值等常态分配之特性􀂅-为一单峰对称分配，呈钟型，以平均数为中心左右对称。􀂅-常态分配的形状决定于两个母数，即平均数μ与标准偏差σ。SPC统计过程分析6名词解释􀂅􀂅μ：母体平均值(PopulationMean)􀂅􀂅σ：母体标准偏差(Populationstandarddeviation)􀂅􀂅X：样本平均值(SampleMean)＝Σxi/n􀂅􀂅S:样本标准偏差(Samplestandarddeviation)SPC统计过程分析7机遇原因和非机遇原因机遇原因自然界不可避免的变化在规格内的微小变化􀂅可能是:􀂅温度􀂅湿度􀂅震动􀂅材料􀂅设备􀂅人员⋯机遇原因(CommonCauses):不可避免，非人为，共同偶然，一般的原因.大量之微小原因引起，因人、机、料、…产生不管发生何种机遇原因，个别变异极微小.实际上要除去制程中的机遇原因是非常不经济的SPC统计过程分析8非机遇原因􀂅可以被避免及控制的􀂅重大影响的􀂅可能是:􀂅机器之不同量具之不精确􀂅作业标准之变动.􀂅不同材料混合􀂅人员疏忽􀂅环境条件失控􀂅设备磨损􀂅⋯非机遇原因(SpecialCauses)可避免之原因，人为原因，特殊原因，异常原因，局部原因.一个或少数几个较大之原因引起.􀂅任何一个非机遇原因都可能引起大的变异􀂅除去非机遇原因,在经济观点是正确的机遇原因和非机遇原因SPC统计过程分析9稳定制程vs不稳定制程稳定的制程可以预计未来的质量状况.不稳定的制程可能无法预计未来的质量状况机遇原因机遇原因非机遇原因SPC统计过程分析10制程能力分析SPC统计过程分析11制程能力分析􀂅-Cp:(CapabilityofPrecision)制程精确度􀂅-Ca:(CapabilityofAccuracy)制程准确度􀂅-Cpk:(Processperformance)制程能力指标SPC统计过程分析12制程能力分析的作业确定能代表制程能力的质量特性。1.由制程抽取样本，测定其特定性值􀂅建议:生产制程普通需收集100至250个数据。􀂅工程验证的过程约30个2.观察数据是否属于常态分配。􀂅点绘出的形态，计算其平均值与标准偏差。􀂅计算Cp,Ca,Cpk加以判定及分析SPC统计过程分析13Cp􀂅Cp:(Capabilityofprecision)制程精密度􀂅-制程能力比(processcapacityratio/PCR)􀂅-实际生产产品之质量水平与工程规格上下限相比校，所衡量品质水平满足工程规格的程度规格公差单边规格偏移Cp的公式：双边对称Cp的公式：单边&不对称SPC统计过程分析14Cp评价：Ａ等级：此一工程甚为稳定，可以将规格容许差缩小获胜任更精密的工作Ｂ等级：表示尚佳，要设法维持，不要使其变坏Ｃ等级：本工程能力不足，有改善必要，必要时检讨规格及作业标准Ｄ等级：应采取紧急措施，对产品加以分类，全面检讨可能因素，必要时停止生产。SPC统计过程分析15􀂅Ca:(Capabilityofaccuracy)制程准确度􀂅无单边Ca，Ｋ值=|Ca|Ca双边实际中心值-规格中心值(规格上限-规格下限)/2SPC统计过程分析16Cpk综合指标Cpk:(processperformance)制程绩效指标􀂅要制程达到规格要求，必须K与Cp均好方可，但有时K虽很好但Cp不好，结果会有不良品，有时Cp很好，但K不好，也会有高不良率产生。综合评价是将K与Cp两者综合起来评定等级。(K=Ca)对称规格计算公式:Cpk=(1-｜Ca｜)*Cp单边&非对称规格SPC统计过程分析17分散及集中的影响SPC统计过程分析18Cpk为什么要大于或等于1.33假设；某产品由20个部件所组成，每个部件有五个关键尺寸，请预估其生产良率，若:1.各关键尺寸的Cpk值均为1Ans:Yield=((0.9973)5)20=76.31%2.各关键尺寸的Cpk值均为1.33Ans:Yield=((0.999927)5)20=99.27%SPC统计过程分析19比较SPC统计过程分析20制程能力分析与分级制程精密度制程准确度SPC统计过程分析21制程的四种状态Cpk描述行动1.68~2Extremecapable做为生产的标竿1.34~1.67Capable在改善行动进行下可生产1.00~1.33Justcapable只有在品保核准及改善行动并行下才可生产1Veryincapable不可进行生产SPC统计过程分析22SPC基本管制图SPC统计过程分析23管制图基本概念u-3δ+3δ-3δ+3δUCL管制上限CL中心线LCL管制下限翻转90度样本点•利用质量特性的发生机率来判断是否有异常的状况发生•管制上下限与中心线–管制上下限•为平均数上下3个标准偏差•范围内几乎会涵盖所有可能发生的状况•超出管制界限范围之外的状况被视为异常–中心线---制程的平均质量水平。SPC统计过程分析24•优先选用计量值管制图，因为–计量值，如.X-barRChart是对制程活动的实时监控。–计数值，如.pChart则是对制程管制结果的事后调查。管制图的选用考虑SPC统计过程分析25不同管制表之选用资料性质?样本数n2?中心线CL之性质?n是否较大?计量值n2XbarX中位值-chartn10-Rchartn10-RchartX-Rmchartn=1数据是不良数或缺点数?n是否一定?PnchartPchart计数值不良数缺点数单位大小是否一定?cchartuchart一定不一定不一定一定SPC统计过程分析26•能测定的产品或制程特性•与客户使用及生产关系重大的特性•对下工程影响较大的特性•经常出问题的特性•关键制程的特性管制图特性选用原则SPC统计过程分析27取样原则：系统、随机、批次、分散-避免影响统计结果取样取样数建议，n≧30(计量值)􀂅-依统计原理，对一般样本母体，n≧30可获得合理的近似常态分配􀂅-样本数n越大，估计母体的参数越准确SPC统计过程分析28•区域检定法则–将管制中心的两侧，各分割为三个区域。–每个区域之宽度为一个标准偏差。–各区域以A、B和C区称之。管制图的区域检定+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限SPC统计过程分析29异常管制图的天龙八部SPC统计过程分析30异常管制图的天龙八部SPC统计过程分析31异常管制图之天龙八步计量值计数值11在外---1点超出由中心线算起3个Sigma。ˇˇ22/3A---3点中有2点分布在从中心线算起2个Sigma以上的位置(同侧)。ˇ34/5B---5点中有4点分布在从中心线起算1个Sigma以上(同侧)。ˇ46连串---6点以递增或递减的连串趋势分布。ˇˇ58缺C---8点落在两侧但都没有点子落在1个sigma的范围(两侧)。ˇ69单侧---9点落在同一侧。ˇˇ714升降---14点落在两侧，分布呈上下交替。ˇˇ815C---15点分布在从中心线起算1Sigma的范围(两侧)。ˇ管制图异常点的设定对照表SPC统计过程分析32•点子呈现往上或往下趋势现象。•可能由于零件或工具逐渐老化而导致，亦可能因作业员疲劳。管制图的区域检定--趋势性变化SPC统计过程分析33•数据点子呈现平移的现象。•可能肇因于新的作业者、新方法、物料、机器、检验方法改变所造成。管制图的区域检定--平均值平移+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限SPC统计过程分析34•数据点子呈现循环变化现象。•可能因为系统环境有周期性的变化所造成，如.环境温/湿度、轮班制作业、作业者疲劳…所造成。管制图的区域检定--循环型变化SPC统计过程分析35•数据点子呈规律上下跳动现象。•可能肇因于不合理之抽样，如.中心线上方为机器A，下方为机器B。管制图的区域检定--系统性变化SPC统计过程分析36•数据点子大部分落于接近上、下管制界线附近，中心线附近只有少数点子。•主因可能为来自两个或多个群体分配(来自两部机台或作业员)。•作业员调动频繁而导致过度反应，即可能如此。管制图的区域检定--混合型变化SPC统计过程分析37•数据点集中于中心线附近而缺乏自然变异现象。•发生原因在于管制界限设定错误。•亦可能是原群体可能已经加以检剔过管制图的区域检定—层别型变化SPC统计过程分析38单点超出管制上限或下限连续5点中有4点在B区或以外连续3点中有2点在A区或以外+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限连续6点在同一方向连续9点出现在中心线同侧制程不安定状态之处置方案--A38SPC统计过程分析39制程不安定状态之处置方案--ARChart原因1.机台功能劣化2.作业员因素(疲劳、新手)3.工具磨损4.生产方法或制程变动1.作业员技术退步2.作业员疲倦3.进料品质因应对策1.通知领班或工程师停机检查机台功，并立即修复2.与领班或工程师讨论作业过程之可能问题3.暂时调换作业人员4.作业员训练5.修复或更换工具6.检验进料7.检查作业方式与操作说明X-barChart原因•注：上表亦适用于计数值管制图之异常处置。SPC统计过程分析40+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限连续8点在管制上下限之间跳跃制程不安定状态之处置方案--BSPC统计过程分析41RChart原因1.原物料供应比率改变2.新作业员或新机台3.工法/工程改变4.检验设备或方法改变5.作业者过度调整1.物料改变、混料2.工法改变3.作业员改变4.检验方式改变因应对策1.供料稳定措施2.进料检验3.检查设备能力(machinecapability)4.检视工法指导书5.检验设备校正6.作业者训练X-barChart原因制程不安定状态之处置方案--BSPC统计过程分析42+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限在管制中心在线下循环变动极小制程不安定状态之处置方案--CSPC统计过程分析43RChart原因1.管制界限计算错误2.作业员未检查数据3.制程确实有改善1.抽样批次差异极大2.制程确实有改善因应对策1.检查管制界限2.检查抽样内容3.检查作业员记录的程序4.恭贺当事人的努力成就X-barChart原因制程不安定状态之处置方案--CSPC统计过程分析44+3s+2s+1s-1s-2s-3sA区B区C区C区B区A区中心线管制上限管制下限在管制上下限之间