QS9000-7

統計製程管制-1-QS9000統計製程管制內部教育訓練用(系列七)統計製程管制-2-~目錄第1章統計製程管制概述與持續改善1.1檢測與預防∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙21.2製程管制系統∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙31.3變異之共同原因與特殊原因∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙41.4特殊變異與系統缺失改善∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙51.5製程管制與製程能力∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙61.6製程改善循環與製程管制∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙91.7製程管制的工具-管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙101.8一般企業應用SPC的困難∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙111.9管制圖的益處∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙121.10如何選用適當之管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙13第2章計量直管制圖2.1X-RCgart平均值與全距管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙152.2X-SCgart平均值與標準差管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙172.3X-RCgart中位數與全距管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙172.4X-SCgart個別值與移動全距管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙192.5運用計量值數據嘹解製程能力及製程運轉∙∙∙∙∙∙∙∙20第3章計數值管制圖3.1pChart不良率管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙223.2npChart不良數管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙233.3cChart缺點數管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙243.4uChart單位缺點數管制圖∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙25第4章附錄4.1常數表與管制圖公式∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙264.2品質管制圖上特殊原因的檢定規則∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙284.3常態分配表∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙∙314.4雙邊等量規格之Cpm與其他指數之關係∙∙∙∙∙∙∙∙∙33統計製程管制-3-統計製程管制(StatisticalProcessControl)第1章統計製程管制概述與持續改善統計方法在現代工商企業內,是每一位員工皆應了解的技術,也是管理者與工程技術人員工作上溝通的共同語言。尤其對客戶承諾的品質保証上,例如設計過程的試驗數據,生產過程的製程數據,客戶使用的故障維護記錄等,都可以作為事實管理(FactControl)的科學方法。統計方法之運用非常廣泛,其應用之各階段包括:․市場分析․產品設計․相依性規格、壽命及耐用性預測․製程管制及製程能力研究․抽樣技術․數據分析、績效評估及不良分析․製程改善․安全評估、風險分析而專業的統計技術包括:․實驗設計/因素分析․變異數分析/迴歸分析․顯著性檢定․管制圖․統計抽樣檢驗統計製程管制-4-本篇將針對管制圖之使用與數據分析作概括性的介紹1.1檢測與預防傳統的製程是生產單位負責生產,品管單位負責檢查,而在管理方面則是不繼地稽核工作情形,以發現缺失,然面這種方法是非常浪費的,因為有許多資源已經投入于不被接受的產品上了。如果能在生產當初就[避免不良品的發生,將是更為積有效的方法,這就是所謂的不良預防。以下將針對預防的工具統計製程管制系統的各項要素分別說明。總之,檢測是容妨流費;預防才能避免浪費。往后幾節將分別討論下列事項:․何謂製程管制系統?(1.2)․製程變異將如何影響成品?(1.3)․如何運用統計方法來判斷一個問題是單純的變異,或是系統上的缺失?(1.4)․什麼情況製程是在管制狀態下,或是已經達到製程能力之要求?(1.5)․何謂製程改善循環?製程管制應用於哪些方面?(1.6)․什麼是管制圖?如何使用?(1.7)․運用管制圖有何效益?(1.8)1.2製程管制系統製程管制系統是一個回饋系統,包含四個要素:1.2.1製程:指人員、設備、材料、方法及環境的總和,經由一定的程序而得到成品。1.2.2績效報告:從分析成品可以得到有關製程績效的資料,而用以判定製程管制對策應否實施,或改善成品。1.2.3改善製程:是一種預防措施,用以預防製程出不合規格的成品。1.2.4成品改善:對已經製造出的不合格品加以選別,進行全數檢查、修理或報廢。統計製程管制-5-1.3變異之共同原因與特殊原因天下沒有任何兩件成品是完全相同的,因為製程中存在有不同的變因素。有些變異行明顯;有些則很難察覺。有些製程中只會造成短暫的變異;而有些則需經過一段時間才會產生變異。故變異通常規定:在規格以內稱為合格;反之則稱為不合格。為了管制變異及減少變異,應先分辨異的共同原因(機遇性原因)與特殊原因(非機遇性原因)。1.3.1共同原因:製程中變異因素是在統計管制狀態下,其產品之特性有固定之分配,而不外乎有分配位置、分配散佈及分配形狀三種(如下圖)。1.3.2特殊原因:製程中變異因素是不在統計管制狀態下的非機遇性原因,其產品的分配亦沒有固定之分配(如下圖)。統計製程管制-6-1.4特殊變異與系統缺失改善1.4.1特殊變異:可由簡單的統計技術分析(如管制圖)而得,且應由直接負責製程的人員(即發生者)去尋找特殊原因及解決方法,必要時管理階層應予以協助,一般稱為局部問題對策。這類原因約佔製程問題的15%。1.4.2系統缺失:需由製程能力分析去發現,且應由管理階層努力去消除共同原因。這類原因約佔製程問題的85%。統計製程管制-7-1.5製程管制與製程能力1.5.1製程管制的目的是採取經濟而有效的對策以改善製程。亦即避免改善不需對策的製程(過帛苛管制或型I誤差),及不致於應改善的製程而未對(失去管制或型Ⅱ誤差)。為避免這兩種誤差,必須由分析共同原因與特殊原因來決定。1.5.2製程能力是當特殊原因消除后可行到的最小變異,因此它代表的是製程在管制狀態下的好壞程度。它也常被視為成品合乎規格的比例,因為在統計管制狀態下的製程,可以以其分配來預產品超出規格的比例。1.5.3四種管制狀態的說明與建議(如圖):受控失控可接受ⅠⅢ不可接受ⅡⅣ狀態Ⅰ:顯示製程已在管制狀態下且產品亦能達到規格要求,僅需持續改善。狀態Ⅱ:雖製程在管制狀態下,但其產品不符規格,顯示其嚴重的共同原因存在,必須極力加以消除。狀態Ⅲ:雖產品能達到規格要求,但製程無法在管制狀態下,形成不穩定的製程,必須查出特殊原因加以解決。狀態Ⅳ:顯示製程既不在管制狀態下,且其產品亦不能符合規格要求,即存在共同原因與特殊原因,故必須雙管齊下,改善製程。統計製程管制-8-1.6製程改善循環與製程管制1.6.1製程改善循環(如下圖)需不斷的運作。1.6.2製程管制瞭解製程后,須對製程加以監控,對於特殊原因變異應採取有效的矯正及預防措施。1.6.3製程改善對製程中共同原因加以解析與持續改善,務期以最低的成本產出最高的品質及最大的效益。PLANDOACTSTUDYPLANDOACTSTUDYPLANDOACTSTUDY1.製程分析‧是怎樣的製程?‧什麼可以不管制?‧目前在做什麼?‧是否在管制狀態下?‧製程能力如何?2.製程管制‧對製程進行監控。‧特殊原因予以矯正預防。3.製程改善‧共同原因解析與改善。‧減少共同原因的存在。PLAN:計劃DO:執行STUDY:研究ACTION:矯正行動統計製程管制-9-1.7製程管制的工具--管制圖1.7.1管制圖一般分為兩類,一是計量值管制圖,又分為四種‧-RChart:平均值與全距管制圖‧-RChart:中位數與全距管制圖‧-RChart:平均值與標準差管制圖‧Ｘ-RmChart:個別值與移動全距管制圖二是計數值管制圖,又分為四種:‧pChart:不良率管制圖‧npChart:不良數管制圖‧cChart:缺點數管制圖‧μChart:單位缺點數管制圖1.7.2使用管制圖的步驟步驟1.數據收集:決定製程的管制特性,並收集其數據點繪於圖上。步驟2.計算管制界限:依附錄4.1這計算公式求出管制界限,並檢視製程是否在統計管制狀態下,如有附錄4.2所提示的特殊原因變異存在時,則應加以解決,再重新收集數據。步驟3.製程能力分析與改善:在所有特殊原因皆以消除,而製程僅存在共同原因時,始可計算製程能力,借以分析產品符合規格的比例及持續不斷改善。1.8一般企業應用SPC的困難1.8.1多種少量的生產型態一般都被連續製程管制的名詞誤導,以為許久才產生一次的產品難以適用的SPC,其實只要圖面、生產條件及製程因素未改變,仍可依產品別管制。又如為同類產品,雖然規格大小不一,但製程相同,亦可以產品特性選用計量值管制圖。Ｘ~ＸＸ-:統計製程管制-10-1.8.2管制計劃不實際雖然許多廠商對其管制特性、規格、管制方法、樣本大小、抽樣類度……等管制項目會建立製程管制計劃或稱QC工程表,但實際生產時可能會因各類製程因素,如人員、設備、材料、方法、環境等而無法依計劃執行。可以在人員穩定、交期寬鬆、價格合理的情況下,依管制計劃執行是不成問題的。但若當生產情況稍有壓迫時,可能就不易依計劃行事了。故管制計劃制訂時除了應考慮合理性之外,亦必須考慮其可行性。1.8.3使用SPC前未作充分準備若生產方式未予標準化,使用SPC就難以收到效果,一般在使用SPC前,應準備事項如下:‧確定製程‧依客戶需求及工程問題點確定管制特性‧決定量測方法及數據收集之程序‧設法使管制特性之變異降至最低1.8.4統計知識欠缺一般人以為管制特性之群體分配為常態分配,而抽樣數據可以代表群體,其實他可能忘了這只是為了統計方便而作的一個〝假設〞而已,因為:‧抽樣存在抽樣誤差‧沒有一個製程可以做到100%在統計管制狀態下‧沒有一個產品特性的分配是完全常態分配。所以SPC僅能提供產品特性的資訊而已,對於產品及製程技術之專業應更加重視,才能達到改善製程的目的。1.8.5量測數據不正確量測設備之讀值必須為產品特性最小精度至少1/10(例如產品特性公差為0.05,其量測設備必須能讀取0.001以下,參考測量系統分析MSA),量測系統本身誤差太大,將會影響分析的結果。另外,一般對於平均數應取原數據位數多一位(例如Xi=X‧XX,則應=X‧XXX),標準差則應取有效位數至小數點三位。┼─Xi統計製程管制-11-1.8.6管理階層不支持有些管理階層認為SPC是多余的工作,浪費時間,常因客戶要求而臨時拼湊,應付了事,殊不知SPC有其莫大的好處,參考第1.9節。1.8.7統計計算繁瑣SPC統計計算雖然有點費時,但若能將運用公式或常數表置於便於查閱處,將可以減少此類問題。而現今市面上亦有可用之SPC電腦軟體,在現今的社會,採用電軟體來協助運算、繪圖、分析等,可說是電腦輔助管理。1.9管制圖的益處1.9.1經濟性/預警性/時效性管制圖是一項很簡單非常有用的製程管制工具,以有效的抽樣計劃,不用全數檢驗,且利用作業員直接在生產線上繪點,提供一個可靠的資料,藉以預估不良及控制成本,使製程因為管制與改善,而趨於穩定,更使品質、成本、交期得以預測與掌握。1.9.2較正確的預測若製程在統計管制狀態下,則可以預測產品符合規格的程度,以確保產品品質的固定水準。1.9.3提高品質、提升效率、降低成本產品之品質可藉減少變異而更好,且不斷地運作製程改善循環,可令製程微小的變異也能加以改善,讓品質達到:‧超越顧客滿意度,增加顧客的信賴度。‧減少產品修補及報廢,降低品質失敗成本。‧增加製程產能,提升效率。1.9.4分辨共同原因與特殊原因提供管理階層參考,使型Ⅰ、型Ⅱ誤差不致於發生,而造成製程對策錯誤之損失。1.9.5檢討之共同語言可以用以比較同一製程之不同班次(如早、中、晚班)或同一製程不同站另之績效評估。1.9.6善用機器設備統計製程管制-12-可用以估計機器能力,進而妥善安排適當機器生產適當零件。1.10如何選用適當之管制圖確定管制特性是否依缺點數計?抽樣數是否固定?每組抽樣數是否≧9每組標準差s是否容易計算?採用PP:P採用X-RmX-R採用c或u是計量值嗎?特性相同嗎?或不可進行分組抽樣嗎是否依不良數計?每組平均值是否容易計算?採用X-Rm採用p或np抽樣數是否固定?採用X-s採用X-R採用X-R採用X-R採用UP:P採用X-RmX-R~NO採用X-RmX