解决问题的QC七大手法

解決問題的QC七大手法單元目的解決製程問題的方法不只限於管制圖，品質管理七大手法都是可能的方法，本系統將個別簡介這些手法，並提出實際使用例子，供學習者練習，希望對解決問題能有幫助。單元大綱在進行品質管制時，我們會利用到許多圖形方法來整理顯示資料及數據，這些用作品質改善的圖形工具，通常都不需要複雜的計算，比較常用到的圖形方法有七項，一般稱為品管七大手法（themagnificentseven）。品管七大手法包括：1.管制圖（controlcharts）2.檢核表（checksheets）3.直方圖（histograms）4.柏拉圖（Paretodiagrams）5.特性要因圖（causeandeffectdiagrams）6.散佈圖（scatterdiagrams）7.流程圖（flowcharts）品管七大手法通常會配合層別法一起使用。層別法是經由對可能之原因，如原料、機械或操作員等，分成若干個層，在透過收集數據的分類，找出不良之真正原因。影響品質特性的原因通常包括時間、原料、機器設配、作業方法與操作人員等，所以，我們可以依下列基準來作層別：A.依原料的供應來源或批次層別B.依作業人員的部門、年齡、性別、熟練程度等層別C.依機械設備之種類、廠牌與佈置位置等層別D.依時間，如月、週、日夜、或上下午等層別E.依作業條件，如溫度、壓力、速度或天氣等層別F.依操作方法層別G.依不同生產線層別1.管制圖基本原理統計理論認為母體參數可由隨機抽取的樣本來估計，SPC圖的統計基礎即在於此。但是，SPC圖並不能控制一個製程，它只是提供製程重要的資訊，這個資訊可以作為品質決策與修正製程的基礎。一般SPC圖提供三條製程資訊的管制線：上管制線(uppercontrollimit,UCL)﹑中心線(centerline,CL)﹑下管制線(lowercontrollimit,LCL)。不同製程管制對象有不同的資料，所有的資料都可歸類到下列其中一種：1.分類資料－將產品品質分為「好或不好」、「合格或不合格」等計數資料－記錄某產品的某個特性發生次數，例如錯誤次數﹑意外次數﹑銷售領先次數等3.連續資料－某個品質特徵的量測值，例如尺寸﹑成本﹑時間等前兩種資料為計數值資料，第三種為計量值資料。收集資料時，如果可能應該盡量收集定量資料，因為定量管制圖所需的比較性計算較少，而且能提供較多的資訊。基本計算管制圖可用一通式來表示，假設y為量測品質特性之樣本統計量，y之平均數為μy，標準差為δy，則UCL＝μy＋kδy中心線＝μyLCL=μy－kδy其中kδy為管制界限至中心線之距離。此管制圖之理論首先由美國之WaiterA.Shewhart博士提出，任何依據此原理發展出之管制圖都稱為Shewhart(蘇華特)管制圖。應用範圍管制圖之應用有許多方式，在大多數之應用上，管制圖是用來做製程之線上(on-line)監視。亦即收集製程樣本數據用來設立管制圖，若樣本值落在管制界限內且沒有任何系統性之變化，則稱製程在管制內。管制圖也可以用來決定過去之製程數據是否在管制內，及末來之製程是否將在管制內。管制圖也可用來做為估計之工具，當製程是在管制內時，則可預測一些製程參數，例如平均數、標準差、不合格率等。此種製程能力分析對於管理者之決策分析有相當大之影響，例如自製或外購之決策，工廠及製程之改善以降低變異，及與供應商或顧客間之合約。管制圖實施步驟1.選擇品質特性2.決定管制圖之種類3.決定樣本大小在設計管制圖時，我們必須決定樣本之大小(samplesize)及抽樣之頻率。一般而言，大樣本可以很容易地偵測出製程內小量之變動。當選定樣本大小時，必須先決定所要偵測之製程變動的大小。當製程變動量相當大時，則適合使用小樣本，反之，若製程變動小時則使用大樣本。除了決定樣本大小外，我們同時須決定抽樣之頻率。最理想之狀況是次數頻繁地抽取大樣本。但從經濟觀點而言，此並非最佳之抽樣方法。較可行之方法是在長時間間隔下取大樣本或短時間間隔下取小樣本。在大量生產下或有多種可歸屬原因出現下，較適合樣本小而次數多之抽樣。由於檢測器和自動量測技術之發展，目前之趨勢傾向100%檢驗。4.抽樣頻率和抽樣方式管制圖是利用合理樣本組之概念來收集樣本數據。合理樣本組之抽樣方式可讓可歸屬原因出現時，樣本組間發生差異之可能性最大，而樣本組內發生差異之可能性為最小。當管制圖應用到生產時，生產時間次序為一合乎邏輯之合理樣本組取樣方法。一般合理樣本組之抽樣有兩種方式進行。在第一種方式下，組內樣本儘可能在時間差距很短之情況下收集，如右圖之(a)。這種抽樣方法將可使樣本組間之差異為最大而樣本組內之差異為最小。這種抽樣方式也是估計製程標準差之最好方法，一般稱之為瞬時法(instanttimemethod)。第二種方式下，樣本組內之數據為來自於上次抽樣後具代表性之產品。在此種抽樣方式下，每一樣本可視為在抽樣間隔內之隨機樣本，如右圖之(b)。此種抽樣方式稱為分散式抽樣(distributedsampling)或稱為定時法(periodoftimemethod)。這種抽樣方法通常是用在決定自上次抽樣後之產品是否可接受時。5.收集數據6.計算管制圖之參數，一般包含中心線和上下管制界限7.收集數據，利用管制圖監視製程使用管制圖之原因1.管制圖是一改善生產力之有效工具管制圖之有效運用可降低報廢和重工。報廢和重工之降低代表生產力增加、成本降低和產能之增加。2.管制圖是預防不合格品之有效工具管制圖為一預防性之管理工具，強調第一次就做對，它比事後之檢驗更能提昇產品之品質。3.管制圖可預防不需要之製程調整由管制圖可獲知調整製程參數之最佳時機，以避免因過度調整，使製程變異增加，造成製程成效惡化。4.管制圖可提供診斷之資訊管制圖上之非隨機性變化模型(nonrandompatterns)可以提供診斷製程異常之情報。一個非隨機性模型通常是由一組異常原因所造成。由管制圖上非隨機性模型可了解製程何時為異常，並可縮小尋找問題原因之範圍，降低診斷時間。5.管制圖可提供有關製程能力之資訊管制圖可提供製程參數、製程之穩定程度和製程能力等情報，這些資訊對於產品和製程之設計者非常有幫助。管制圖使用時機管制圖使用時機樹狀圖各種管制圖使用時機須仔細判斷以免誤用，致使做出錯誤的決策，下圖是各SPC圖使用時機的決策樹。當收集所得的資料屬於量測數值，通常會使用和R管制圖，和R管制圖每組的抽樣數可從2到10，而實際使用常以3到6最為普遍。如果抽樣數每次皆不定，則會以組標準差取代組距，而成和S管制圖，這種情形並不多見，所以和S管制圖的應用較少。X管制圖只有在資料無法分類的情況下才會使用，因為在某些狀況下，無法一次取得數個抽樣值，例如每月的銷售量，可以將抽樣數訂為1，而用變動平均代替。如果將抽樣的產品分為兩類(合格與不合格)，應該使用或管制圖，但是兩者有兩點不同，一是管制圖是用於不良品百分比，管制圖用於不良品數；其次管制圖可用於抽樣數固定或非固定，管制圖只適用於抽樣數固定。因為管制圖的適用範圍較大，故實際應用上管制圖較少見。通常管制圖每次抽樣數從30到1000之間。如果產品檢驗只分為好或不好，與管制圖相當有用，可是此兩種管制圖無法滿足複雜的產品，例如車輛生產管制，因為車輛不可能一分為二：不是好的就是壞的，此時使用C或U管制圖較適當。對這些計數資料而言，如果每次抽樣不良品發生的機率相當固定，C管制圖(缺點個數)即可適用。但是如果每次抽樣不良品發生的機率不固定，則U管制圖(單位產品缺點數)較適當。實施管制計畫之原則選擇適當之管制圖1.X-R(或X-S)管制圖之適用時機a.新製程或現有製程生產一新產品時。b.製程已存在一段時間但不能符合產品之規格允差。c.對一有問題之製程，管制圖能提供診斷之機會時。d.進行破壞性之測試或高成本之測試。e.當製程在管制狀態時，期望能夠減少驗收抽樣及檢驗。f.已使用計數值管制圖但製程為管制外，或製程是在管制內但製程之不合格率太高。g.當製程需要極嚴之規格，重疊之組合允差或製程存在其他困難之製造問題。h.當作業員需要決定是否調整製程或機器之準備工作必須評估時。i.當需要改變產品規格時。j.當必須經常顯示製程之穩定性及製程能力時。2.計數值管制圖之適用時機a.作業員控制可歸屬變異原因，而且必須減低製程之不合格率。b.製程管制是必須但並不能獲得量測數據。c.製程為一複雜之裝配工作，而且產品品質之量測為產品不合格品之出現次數、產品功能之成功或失敗。屬於這類之製程有電腦、辦公室自動化用品、汽車和這些產品之零組件。d.需要彙整製程成效，以供管理參考。p管制圖、c管制圖及u管制圖等都能有效地記錄及彙整製程之成效以提供管理者參考。3.個別值及移動全距管制圖之適用時機a.由於製程之特性無法或不容易獲得合理樣本組，或抽樣時重複之量測數據僅為實驗或分析之誤差，無法反應製程之變異性。典型之例子為化學工業。b.使用自動化之測試及檢驗允許對每一產品做量測。c.樣本之收集需一很長之等待時間，以使得製程管制無法對製程問題做及時之反應。決定在何處需要實施何種品質特性在開始使用管制圖時，對於何種產品或製程之特性需管制及何處需使用管制圖是一件困難之事。一些可行之準則有:A.在管制圖計畫之開始，將管制圖應用到被認為是重要之產品特性或製造程序上。管制圖所回饋之情報能夠立刻告訴我們是否需要這些管制圖。B.將一些認為非必要之管制圖移去。將工程師或作業員認為必要之管制圖加入。在製程尚未穩定而通常需要較多之管制圖。C.將目前使用之管制圖之數目及種類等資訊記錄下來。一般而言，當管制圖計畫開始施行之初，管制圖數目之成長相當穩定。此後管制圖之數目將減少。當製程穩定後每年間管制圖之數量將不會有太多改變。但它們並不需要是相同之管制圖。D.當管制圖被有效運用，同時也獲得主要製程之有關資訊後，我們將發現計量值管制圖之數量將增加而計數值管制圖之數目將減少。E.在管制圖計畫之開始將有許多計數值管制圖用於半成品及完成品。但當吾人從製程獲得更多資訊後，計量值管制圖將取代計數值管制圖。這些計量值管制圖將被運用在製程較前面之階段，用以管制使完成品產生許多不合格品之重要參數和作業上。在製程較前面之階段使用管制圖，所獲得的效果愈佳。對於複雜之裝配作業，此意謂將管制圖應用在供應商之階段。F.管制圖為連線之管制方法，因此管制圖應該在工作站附近施行及維護，以獲得迅速之回饋。線上作業員及製造工程師負有收集數據，維護管制圖及解釋管制圖之責任。2.檢核表（CheckSheet）[功能與意義|實施步驟|實例]意義與功能檢核表是一種用來收集及分析數據簡單而有效率的圖形方法。檢核表可說是另一種次數分配的表現，使用時只要運用簡單的符號標記出工作目標是否達成或對特定事件發生給予累積紀錄。使用簡單符號如「」、「」、「」、「」或「正」。檢核表的設計要簡單明瞭而且要能涵蓋所要研究的項目，避免工作延遲或遺漏。實施步驟1.招集所有相關人員，運用腦力激盪法製作特性要因圖以列出要因項目。2.將所列出的要因項目層別後，並填入檢核表中。3.操作人員運用簡單的記號將檢核結果紀錄於表中。4.利用所得之資料，整理分析，以便了解管制情況或採取必要措施。實例1.記數表：下表是一個紀錄印刷電路板上的缺點項目。印刷電路板日期最後測試位置測試方法檢驗員樣本大小批號型式不合格點數總和功能測試焊接電鍍其它總和2.檢查用檢核表下表是元智公司用以檢查不良原因之檢核表，一但發生不良品，現場主管可以依此表進行檢查，可以迅速發現原因，避免進一步的損失。元智公司不良原因檢核表編號主管檢核人日期符號Ο：良好△：普通×：較差說明：分類檢核項目○△×品管單位教育訓練1.員工教育是否按計劃實施？2.教育訓練的教材準備？3.教育訓練有無記錄並考核訓練教材？檢驗設備1.有無足夠之量測和檢驗設備？2.檢驗設備是否按時校驗？3.量具、儀器是否標示校驗情況？4.校驗人員是否按標準程序進行校驗？生產單位現場作業1.操作員是否按標準作業程序？2.所使用之生產資料室否正確？3.操作員有無進行自主檢查？設備維護1.機械有無日常保養？