统计制程管制（SPC）

1統計製程管制(SPC)QBMC.COM2內容大綱統計製程管制的概念與做法管制圖的建立管制圖的判讀與異常處理製程能力分析量測系統的評估3製程管制之活動(2)人性層面提高工廠士氣激勵與維持品質的意願品質目標的溝通目的讓員工看見自己的生產品質4製程管制之責任劃分製造部門品管部門責任人員管制要點主管組長作業員主管工程師巡檢稽核員技術部門查驗製程設定狀況與回饋首件檢查工程中自我管制巡檢稽核異常原因追查與糾正5異常處理之流程品保規範變更設計變更零件補救現場整修報廢停止生產恢復生產對策製造技術採購異常通知單現場檢討品質變異6分配二項分配(Binomialdistribution)卜瓦松分配(Poissondistribution)常態分配(Normaldistribution)說明假設製造過程中的不良率為p，則任意從產線中抽取n個產品，而發現不良品個數為x的機率將會服從二項分配的形態。一件產品中的瑕疵個數或是一片PCB上的不良焊點數x出現的機率將會服從卜瓦松分配的形態。自然界中常見的分配，其機率分布的形狀類似鐘，最主要的特徵是大多數的數據會集中在平均數附近，而極大與及小的數據很少。表示法B(n,p)P()N(,2)平均數np變異數np(1-p)2標準差)1(pnp與管制圖有關之常用分配分配(distribution)：數值的分布狀況，用來綜觀數值的中心位置與集中趨勢之用7變異的來源機遇原因來自於潛在的自然變異消除它們的成本很昂貴可歸屬原因反應製程的不穩定統計製程管制最主要的目的就是要快速的偵測出製程中的可歸屬原因或是偏移的發生8管制圖為一種特殊的趨勢圖，它可以表現出產品特性的變化情形管制圖由三部份組成---管制界限(controllimit)、中心線(centerline)與樣本點分為計數值管制圖與計量值管制圖兩種類型。9管制圖的例子妓セ1510152025恨恨いみ絬恨妓セ翴10計數值管制圖優點計算簡單能夠同時對不同的品質特性做整體性的控制種類p管制圖np管制圖c管制圖u管制圖11p管制圖pChart;Mean:.023346Sigma:.012637n:142.8妓セぃ▆瞯0.00000.023346.0612580.000.010.020.030.040.050.060.0712345678912np管制圖npChart;Mean:4.00000Sigma:1.91833n:50妓セぃ▆计0.000004.000009.7550002468101214124681013c管制圖cChart;Mean:20.0400Sigma:4.47661妓セ翴计6.6101820.040033.4698051015202530354045151015202514u管制圖uChart;Mean:0.700730Sigma:0.184659n:20.55妓セ虫翴计.146754.7007301.254710.00.20.40.60.81.01.21.41510152015RxSxMRx計量值管制圖特性可以獲得較多的製程資訊兩兩一組使用---同時作平均值的控制與變異的控制種類管制圖管制圖管制圖16管制圖RxX-BARMean:74.0012Proc.sigma:.009785n:5妓セ73.988074.001274.014373.9873.9974.0074.0174.021510152025RangeMean:.022760Sigma:.008455n:5妓セ0.00000.022760.0481260.000.020.040.06151015202517管制圖SxX-BARMean:74.0012Proc.sigma:.009830n:5妓セ73.988074.001274.014473.9873.9974.0074.0174.021510152025Std.Dev.Mean:.009240Sigma:.003354n:5妓セ0.00000.009240.019302-0.0050.0020.0090.0160.023151015202518管制圖MRxX-BARMean:16.1052Proc.sigma:.021048n:1妓セ16.042116.105216.168316.0216.0516.0816.1116.1416.1716.201510152025MovingRangeMean:.023750Sigma:.017943n:1妓セ0.00000.023750.0775800.000.020.040.060.08151015202519決定資料形態樣本數是否大於10？資料為計算點數或量測值？樣本數是否為1？樣本大小是否固定？樣本大小是否固定？使用管制圖使用管制圖計算不良數或缺點數？使用管制圖使用u管制圖使用p管制圖使用c管制圖使用np管制圖是否否否計數值資料是是否計量值資料計算不良數（二項資料）計算缺點數（卜瓦松資料）是MRxSxRx管制圖的選擇20管制圖的原理利用品質特性的發生機率來判斷是否有異常的狀況發生管制上下限與中心線管制上下限–為平均數上下3個標準差–範圍內幾乎會涵蓋所有可能發生的狀況–超出管制界限範圍之外的狀況被視為異常中心線---製程的平均品質水準。21計數值管制圖p管制圖np管制圖c管制圖u管制圖中心線(CL)ppncu管制上界(UCL)nppp13ppnpn13cc3nuu3管制下界(LCL)nppp13ppnpn13cc3nuu3若每組樣本的樣本數n不固定時，則採用n代替n每組的樣本大小n必須固定若每組樣本的樣本數n不固定時，則採用n代替n附註若所計算出的管制下界小於0時，管制下界等於0Rx管制圖Sx管制圖MRx管制圖計量值管制圖x管制圖R管制圖x管制圖S管制圖x管制圖MR管制圖中心線(CL)xRxSxMR管制上界(UCL)RAx2RD4SAx3SB42MR3dxMR4D管制下界(LCL)RAx2RD3SAx3SB32MR3dxMR3D附註A2、A3、B3、B4、D3、D4、d2的大小與每組的樣本數n有關管制圖的計算22樣本編號不良個數不良率1100.102150.153310.314180.185260.266120.127250.258150.15980.081080.08總計168管制圖的實例(1)Accton終測製程，蒐集到10組樣本，每組100個，各組樣本不良個數如下，請繪製不良數管制圖23056.0100)168.01(168.03168.0)1(3LCL280.0100)168.01(168.03168.0)1(3UCL168.01000168CLnpppnpppp管制圖的實例(2)24管制圖的實例(3)pChart;Mean:.168000Sigma:.037387n:100妓セ絪腹ぃ▆计.055840.168000.2801600.000.050.100.150.200.250.300.35124681025建立管制圖的步驟步驟一：選擇品質特性步驟二：選取合理樣本步驟三：蒐集數據步驟四：決定試用管制界限步驟五：建立修正後的管制界限步驟六：管制圖延續使用26是以試用管制界限與試用中心線繪製管制圖重新決定管制界限與中心線剔除由可歸屬原因所造成的樣本點利用管制界限對製程進行管制是否有樣本點落在管制界限之外或是呈系統狀的排列？否管制界限的決定27ABCCBAUCLLCLCL管制圖的判讀(1)判斷失控的規則樣本點落在管制界限之外連續9點在同側的C區或C區之外28ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL管制圖的判讀(2)連續6點持續地上升或下降連續11點交互一升一降29ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL管制圖的判讀(3)相連3點中有2點在同側的A區或A區之外相連5點中有4點在同側的B區或B區之外30ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL管制圖的判讀(4)連續15點在中心線上下兩側的C區有8點在中心線之兩側，但C區並無點子31製程變異型式意義原因修正動作趨勢、製程偏移1.機器設備性能衰退2.作業員疲勞3.製具磨損4.原料或環境隨時間變動1.修復機器設備或使用備用設備2.與作業員討論以找出原因3.作業員輪調4.修復、校正製具5.對原料的影響進行研究不穩定1.原料品質大量變動2.測試方法與設備的突然變動3.混料1.研究原料品質是否有很大的差異2.評估測試程序3.評估檢查的頻率與方法4.作業員調整製程過度異常處理模式(1)32製程變異型式意義原因修正動作循環1.季節性效應2.定期的作業員或設備輪調3.作業員疲勞4.定期保養5.溫溼度的波動1.若環境因素是可控制的，請調整2.評估機器設備的保養方式3.消除作業員或設備輪調的差異連串1.新手上路2.生產方法或製程的變動3.檢驗設備或方法的變更4.原料來源的變動1.維持固定來源的原料供應2.量測方法的校正3.檢查作業方式與操作說明4.檢查設備的性能異常處理模式(2)33異常處理模式(3)製程變異型式意義原因修正動作管制界限有誤1.管制界限計算錯誤2.製程能力改善3.員工未認真作記錄4.樣本來自有極大差異的產品批中1.檢查管制界限2.檢查抽樣的方式3.檢查記錄的程序4.向改善製程能力的功臣道賀34製程能力分析何謂製程能力？製造程序潛在精度的測定，以衡量加工的一致性製程加工品質在一定因素與正常管制狀態下滿足技術標準的程度基本精神將製程能力計量化將測得的製程能力與品質要求作比較35製程能力分析之用途設計部門可參考目前之製程能力，以設計出可製造的產品評估人員、設備、材料與工作方法的適當性根據規格公差設定設備的管制界限決定最經濟的作業方式36製程能力指標的計算狀況雙側規格M雙側規格M單側規格，只有上限要求單側規格，只有下限要求適用時機望目品質特性望目品質特性望小品質特性望大品質特性公式6LSLUSLCp3,3minLSLxxUSLCpk3xUSLCp3LSLxCp備註1.使用Rx管制圖時，2ˆdR2.使用Sx管制圖時，4ˆcS3.使用MRx管制圖時，2MRˆd37Cp值的範圍級別製程能力的評價對策63.1pCI製程能力過高33.163.1pCII製程能力充分0.133.1pCIII製程能力尚可，但接近1.0時要注意67.00.1pCIV製程能力不足，需要採取措施67.0pCV製程能力嚴重不足，必要時停工整頓1.Cp值過高時縮小規格放寬製程變異改用精度低的設備簡化品質檢驗工作2.Cp值過小時在不影響最終產品性能的基礎上放寬規格分析加工精度低的原因，制定改進措施採用精度更高的設備加強品質檢驗工作製程能力的評估38實驗設計39確認實驗之檢討確認實驗之再現性不佳再現性不佳之原因：可加性差，所選因子有強烈交互作用最佳條件所選之控制因子不足，可能遺漏其他極顯著之因子因子水準距離太小，無法測得因子水準改變所造成之效果每組實驗樣本數過小，造成實驗效果不準確，分析結果有誤差所選之實驗機種對製程條件變化較不敏感40第二次實驗實驗目的消除控制因子間之交互作用，以找出真正影響迴焊製程之因子加大實驗樣本數，並以較高難度之產品進行實驗，以增加實驗結果之準確性決定迴焊製程之最佳ThermalProfile41實驗計畫(1)實驗機種：EH3512A本次實驗固定抽風速度為慢速實驗樣本數每批樣本大小為35片共需9*35=315片實驗因子與水準因子R1斜率P3最高溫溫度183℃以上時間P1+P2時間Level11.5℃/s210℃60sec.130sec.Level22.0℃/s220℃70sec.160sec.Level