统计制程控制SPC专业培训教材

SPC(SPC(統計品管統計品管))NorthstarQCENorthstarQCEWisentHuangWisentHuang••品管品管方法歷程方法歷程••SPCSPC興起的背景興起的背景••什麼是什麼是SPCSPC••SPCSPC基本觀念基本觀念••SPCSPC的特點的特點••SPCSPC認識誤區的剖析認識誤區的剖析一.品管方法歷程AverageCompany一般公司Bestinclass世界標竿公司1σ2σ3σ4σ5σ6σ3.42336,210690,000300,80066,807產品檢查產品管制製程管制品管7手法(5S、QCC、ISO9001:2000)管理改善(PDCA)一般公司ThreeSigma改善技術改善(MAIC)世界標竿公司SixSigma改善方法管制試驗計劃與製程結合試驗計劃與設計結合產品管制最佳化設計管制最佳化二.SPC興起的背景「經驗掛帥時代」的結束ISO9000品質管理系統的要求「「ISOISO--90009000」。」。要求為客戶提供合格的產品，只有穩定而一貫（要求為客戶提供合格的產品，只有穩定而一貫（ConsistentConsistent））的的「過程」與「系統」，才能保證長期做出合格的產品。然而，如何檢核此一貫「過「過程」與「系統」，才能保證長期做出合格的產品。然而，如何檢核此一貫「過程」與「系統」仍然穩定的存在呢？這必須仰賴程」與「系統」仍然穩定的存在呢？這必須仰賴SPCSPC來發揮功能。來發揮功能。如果工作經驗對產品品質有舉足輕重的影響（例如：手工裁縫），那麼，如果工作經驗對產品品質有舉足輕重的影響（例如：手工裁縫），那麼，SPCSPC就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經驗加以整理，而納入設備、就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經驗加以整理，而納入設備、製程或系統時；也就是說，該公司開始宣告「經驗掛帥時代」將要結束，那麼製程或系統時；也就是說，該公司開始宣告「經驗掛帥時代」將要結束，那麼SPCSPC的導入時機也就自然成熟了。的導入時機也就自然成熟了。19241924年蘇華特（年蘇華特（W.A.ShewhartW.A.Shewhart））博士繪製了第一張的博士繪製了第一張的SPCSPC圖，圖，並於並於19311931年出版了「加工產品品質的經濟控制」（年出版了「加工產品品質的經濟控制」（EconomicEconomicControlofQualityofManufacturedProductsControlofQualityofManufacturedProducts））之後，之後，SPCSPC應用於應用於各種製造過程改善便就此展開各種製造過程改善便就此展開。◆SPC是英文StatisticalProcessControl的字首簡稱,即統計過程控制。◆SPC就是應用統計手法對過程中的各個階段收集的　數據進行分析；並調整製程，從而達到改進與保證質/量的目的。◆SPC強調預防，防患於未然是SPC的宗旨。三.什麼是SPCStatisticalProcessControl規格　制程USL　　UCLSL　　　CLLSL　　LCLσsσaCaCpCpk　群體　樣本μ　　　XbarσσxNnR　計量值：均值極差圖σs規格標准差圖直方圖計數值：P不良率圖C缺點數圖柏拉圖　計量值計量值((Variables):Variables):連續性連續性,,即兩數值間有無限可能數字即兩數值間有無限可能數字..計數值計數值((Attributes):Attributes):間斷性間斷性,,即兩數值間只容許有限可能數字即兩數值間只容許有限可能數字..四四..SPCSPC的基本觀念的基本觀念••世上沒有任何兩件事世上沒有任何兩件事..人員人員..產品是完全一樣產品是完全一樣••製造過程中所產生之變異是可以衡量的製造過程中所產生之變異是可以衡量的••事情事情..產品的變異通常根據一定的模式而產生產品的變異通常根據一定的模式而產生••宇宙萬物及工業產品大都呈常態分配；宇宙萬物及工業產品大都呈常態分配；例如例如::身高身高..體重體重..智力智力..考試成績考試成績..所得分配所得分配••變異的原因可分為偶因及異因變異的原因可分為偶因及異因•偶因屬管理系統的範圍屬管理系統的範圍•異因卻是作業人員本身就能解決的卻是作業人員本身就能解決的••應用應用SPCSPC可以確保作業人員的自尊可以確保作業人員的自尊••應用應用SPCSPC可以指出製程最需要改善的地方可以指出製程最需要改善的地方♦♦SPCSPC是全系統的，全過程的，要求全員參加，人人是全系統的，全過程的，要求全員參加，人人有責。這點與全面質量管理的精神完全一致。有責。這點與全面質量管理的精神完全一致。♦♦SPCSPC強調用科學方法強調用科學方法((主要是統計技術，尤其是控主要是統計技術，尤其是控制圖理論制圖理論))來保證全過程的預防。來保證全過程的預防。♦♦SPCSPC不僅用於生産過程，而且可用於服務過程和一不僅用於生産過程，而且可用於服務過程和一切管理過程。切管理過程。五.SPCSPC的特點六.SPC認識誤區的剖析(一)有了可控制的製程參數就是SPC？製程參數的確是製程參數的確是SPCSPC的焦點，但是我們應深入探究的焦點，但是我們應深入探究────zz為什麼挑出這些製程參數？為什麼挑出這些製程參數？zz這些製程參數的控制條件是如何決定的？這些製程參數的控制條件是如何決定的？zz這些製程參數與成品品質間有因果關係可循嗎？這些製程參數與成品品質間有因果關係可循嗎？六.SPC認識誤區的剖析(二)有了Ca/Cp/Cpk等計算就是在推動SPC？Ca/Cp/CpkCa/Cp/Cpk是在是在SPCSPC中計算製程能力最主要的指標，因此會作製程能力分析中計算製程能力最主要的指標，因此會作製程能力分析的公司，當然是一個對的公司，當然是一個對SPCSPC認識較深入的公司，但是值得再深入探討的是認識較深入的公司，但是值得再深入探討的是──zzCa/Cp/Ca/Cp/CpkCpk有定期有定期ReviewReview嗎？嗎？z是否已用是否已用Ca/Cp/Ca/Cp/CpkCpk作訂單分派給不同生產線生產的依據？作訂單分派給不同生產線生產的依據？zCa/Cp/Ca/Cp/CpkCpk被活用了嗎？被活用了嗎？六.SPC認識誤區的剖析(三)有管制圖就是在推動SPCzz這張管制圖是否有意義？這張管制圖是否有意義？zz這張管制圖是否受到應有的重視？是否已照規定執行追蹤這張管制圖是否受到應有的重視？是否已照規定執行追蹤與研判？與研判？這些問題經過推敲之後才能幫助我們對SPC作更深入的瞭解。zz它所管制的參數真的對產品品質有舉足輕的影響嗎？它所管制的參數真的對產品品質有舉足輕的影響嗎？zz管制界限訂的有意義嗎？管制界限訂的有意義嗎？製程（製程（ProcessProcess））────品質的源頭、品質的源頭、SPCSPC的焦點的焦點製程的起伏變化是造成品質變異（製程的起伏變化是造成品質變異（VariationVariation））的主要的主要根源，而品質變異的大小也才是決定產品優劣的關鍵。根源，而品質變異的大小也才是決定產品優劣的關鍵。這種因果關係，可進一步表示如下：這種因果關係，可進一步表示如下：製程條件起伏製程條件起伏品質變異品質變異產品優劣產品優劣因因果果因因果果結論：結論：製程是製程是SPCSPC的焦點的焦點••定義定義••主要統計學名詞主要統計學名詞••舉例說明舉例說明••統計與統計與SPCSPC一一..定義定義為了解被為了解被調調查查群體群體的某些隱含的特性，運用合理的某些隱含的特性，運用合理的抽樣方法從被調查群體中取得適當的的抽樣方法從被調查群體中取得適當的樣本樣本，通過研，通過研究樣本來發現群體的特性究樣本來發現群體的特性!!統計學是科學的以偏概全的方法一葉知秋春霧雨夏霧熱秋霧太陽冬霧雪二二..主要統計學名詞主要統計學名詞群體群體：於製造業而言，通常指在同一生產條件下符合特定　　　要求的所有個體的集合!也可稱為批量，記為N樣本樣本：於群體中抽樣而得的部份個體的集合，記為nμμ：群體(批量)平均值　Xbar:樣本平均值σ：群體(批量)標准差　σx：樣本標准差RR：全距　概率(六合彩)：正態分布••在中心線或平均值兩側呈現對稱之分佈在中心線或平均值兩側呈現對稱之分佈••常態曲線左右兩尾與橫軸漸漸靠近但不常態曲線左右兩尾與橫軸漸漸靠近但不相交相交••曲線下的面積總和為曲線下的面積總和為11正態分佈基本知識100100個個機螺絲直徑直方圖。機螺絲直徑直方圖。圖中的直方高度與該組的頻數成正比圖中的直方高度與該組的頻數成正比三.舉例說明　　　　　機螺絲直徑直方圖(計量)　　直方圖趨近曲線將各組的頻數用資料總和將各組的頻數用資料總和N=100N=100個個除，就得到各組的發生頻率，除，就得到各組的發生頻率，它表示機螺絲直徑屬於各組的可能性大小。它表示機螺絲直徑屬於各組的可能性大小。顯然，各組頻率加總之和爲顯然，各組頻率加總之和爲11。若以直方面積來表示該組的頻率，。若以直方面積來表示該組的頻率，則所有直方面積總和也爲則所有直方面積總和也爲11。。如果資料越多，如超過如果資料越多，如超過100100個，分組越密，則機螺絲直徑直方圖個，分組越密，則機螺絲直徑直方圖的直方圖也越趨近一條光滑曲線，如直方圖趨近光滑曲線圖所示。的直方圖也越趨近一條光滑曲線，如直方圖趨近光滑曲線圖所示。在極限情況下得到的光滑曲線即爲分佈曲線，它反映了産品質量在極限情況下得到的光滑曲線即爲分佈曲線，它反映了産品質量的統計規律，如分佈曲線圖所示的統計規律，如分佈曲線圖所示。。正態分布中，任一點出現在正態分布中，任一點出現在μμσσ內的概率為內的概率為P(P(μμ--σσXXμμ++σσ)=)=68.27%68.27%μμ22σσ內的概率為內的概率為P(P(μμ--22σσXXμμ+2+2σσ)=)=95.45%95.45%μμ33σσ內的概率為內的概率為P(P(μμ--33σσXXμμ+3+3σσ)=)=99.73%99.73%+++不同的常態分配不同的常態分配μ1μ2X(a)μ1≠μ2，σ1=σ2不同的常態分配不同的常態分配μ1=μ2X(b)μ1=μ2，σ1σ2σ1σ2不同的常態分配不同的常態分配μ2X(c)μ1≠μ2，σ1σ2μ1藍色代表規格分佈形態紅色代表實際製程分佈形態控制圖控制圖::是對過程質量加以測定、記錄從而進行是對過程質量加以測定、記錄從而進行控制管理的一種用科學方法設計的圖。控制管理的一種用科學方法設計的圖。圖上有中心線圖上有中心線((CL)CL)、、上控制界限上控制界限((UCL)UCL)和下控制和下控制界限界限((LCL)LCL)，，並有按時間順序抽取的樣本統計量並有按時間順序抽取的樣本統計量數值的描點序列，參見控制圖示例圖。數值的描點序列，參見控制圖示例圖。控制圖原理的兩種解釋控制圖原理的兩種解釋第一種解釋第一種解釋：：在控制圖上描點，實質上就是進行統計假設檢驗，而控制在控制圖上描點，實質上就是進行統計假設檢驗，而控制圖的上、下控制界即爲接受域與拒絕域的分界限，點落在圖的上、下控制界即爲接受域與拒絕域的分界限，點落在上、下界限之間，表明可接受，點落在上、下界限之外，上、下界限之間，表明可接受，點落在上、下界限之外，表明應拒絕。表明應拒絕。正態分佈有一個結論對質量管理很有用，即無論平均值正態分佈有一個結論對質量管理很有用，即無論平均值μμ和標準差和標準差σσ取何值，産品質量特性值落在取何值，産品質量特性值落在μ±μ±33σσ之間的概之間的概率爲率爲99.7399.73，於是落在，於是落在μ±μ±33σσ之外的概率爲之外的概率爲100%100%--99.73%=99.73%=0.27%0.27%，而超過一側，即大於，而超過一側，即大於μμ--33σσ或小於或小於μμ+3+3σσ的概率爲的概率爲0.27%/2=0.27%/2=0.135%0.135%≈