TS16949五大工具

QS9000(ISO/TS16949)五大工具(MSA,SPC,FMEA,PPAP,APQP)概要說明PreparedBy沈信亨MSA量測系統分析MeasurementSystemsAnalysis一、量測數據的品質量測(觀測)變異實際過程變異長期過程變異短期過程變異零件變異量具變異評價者變異重複性穩定性校正線性量測變異二、量測過程：標準：零件：儀器：人/程序：環境SWIPE量測數值分析輸入輸出可接受可能可接受須改善量測系統三、量測系統的統計特性1.量測系統均須在統計管制下而其所產生之變異應根源於共同原因，而非特殊原因。2.量測系統之變異須相對小於生產製程之變異。3.量測系統之變異須相對小於規格界限。4.量測系統之最小刻度須相對小於製程變異或規格界限之較小者。四、變異的來源(一)儀器(量具)工作件(零件)擴大量測系統變異變異性敏感性接觸幾何變形效應一致性單一性重複性再現性使用假設穩健設計偏移線性穩定性校準預防性維護維護建立公差發展的變異發展設計變異－夾持－位置－測量站－測量探測器相互關連的特性清潔適合的數據工作的定義彈性變形質量彈性特性支撐特性隱藏的幾何可追溯性校準熱擴散係數彈性特性人員/程序環境教育身體的限制程序目視標準工作規定工作態度經驗培訓經驗培訓理解技能人因工程照明壓力振動空氣污染幾何的相容性陽光人工光陽光陽溫度人員空氣流程熱的系統平等化－系統構成要素周期標準與環境的關係標準五、變異的類型：(一)位置變異(LocationVariation)(二)寬度變異(WidthVariation)(三)量測系統變異(MeasurementSystemVariation)位置(Location)寬度(Width)(一)位置變異準確度(Accuracy)：指一個或多個量測結果的平均數與參考值之間一致的接近程度。(二)寬度變異精密度(Precision)：量測系統整個作業量測範圍內(尺寸、範圍和時間)的分辨力、敏感度和重複性的最終影響。(三)量測系統變異量測系統能力(Capability)：是指短期評估中量測系統變異(隨機的和系統的)組合的估計值。組成要素：‧不準確的偏倚或線性‧重複性或再現性(GRR)，包括短期的一致性。=+2重複性2再現性2GRR2能力2GRR2偏倚(線性)六、量測不確定性(Uncertainty)不確定性(Uncertainty)：是一個與量測結果有關的參數，其特性是由於被測物特徵所可能合理造成的數值離散。量測不確定性＝再現性重複性2平行性2線性2穩定性2校正標準時間2產品2溫度2電性改變222量測系統不確定性七、量測不確定性(Uncertainty)量測不確定性計算量測系統不確定性95%之信賴區間t=真值m=量測值t=m±2量測系統不確定性統計製程管制SPCStatisticalProcessControl供應商組織顧客IPQCIQCFQC/OQCIPQCSPCSQC一、統計技術之應用1.市場分析2.產品設計3.相依性規格、壽命及耐用性預測4.製程管制及製程能力研究5.製程改善6.安全評估／風險分析7.驗收抽樣8.數據分析、績效評估及不良分析一、統計技術之應用(續)二、SPC使用之統計技術1.柏拉圖（決定管制項目）2.直方圖（決定次數分配）3.管制圖4.抽樣計劃5.變異數分析製程中對策績效報告成品改善製程中對策人員設備材料方法環境成品三、製程管制系統一、製程：製程乃指人員、設備、材料、方法及環境的輸入，經由一定的整理程序而得到輸出的結果，一般稱之成品。成品經觀察、量測或測試可衡量其績效。SPC所管制的製程必須符合連續性原則。二、績效報告：從衡量成品得到有關製程績效的資料，由此提供製程的管制對策或改善成品。三、製程中對策：是防患於未然的一種措施，用以預防製造出不合規格的成品。四、成品改善：對已經製造出來的不良品加以選別、或進行全數檢查並修理或報廢。三、製程管制系統(續)決定管制項目決定管制標準決定抽樣方法選用管制圖的格式記入管制界限繪點、實施重新檢討管制圖管制圖判讀處置措施OKOKNG四、管制圖的應用Cu計數值計量值n=1管制圖的選擇數據性質？樣本大小n=？數據係不良數或缺點數CL性質?n是否相等？單位大小是否一定n=？管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖管制圖n≧2n=2~5n=3或5n10不是是不是是缺點數不良數X-RmPPnRX~RXσ-X五、管制圖的選擇前言:在產品的生產週期內統計技術可用來協助生產製造條件（人、機、材料、環境）之檢討與調整，製程變異性之瞭解、製程變異性相對於產品規格之分析及協助降低製程內之變異性。一般是將產品品質特性之6範圍當作是製程能力之量測。此範圍稱為自然公差界限(naturaltolerancelimits)或稱為製程能力界限(processcapabilitylimits)六、製程能力分析σˆUNTL=上自然允差界限LNTL=下自然允差界限99.73%0.001350.00135LNTLUNTLˆ3xxˆ3x六、製程能力分析(續)ˆ3xˆ3x1.製程能力分析可定義為估計製程能力的一種工作研究，通常是量測產品品質特性進而瞭解現有生產條件(材料、方法、環境)對該特性之管制能力。2.製程能力的估計可用機率分配的型態、位置(平均數)及分散(標準差)來表示。3.製程能力的評估必須要在製程穩定後才實施。亦即管制圖上之點子連續若干點判讀為正常，無非機遇原因，或直方圖顯示，特性數據呈現趨近於常態分配。六、製程能力分析(續)從管制圖中，我們可以判斷製程的是否存移一定狀態，察覺是否有非機遇原存在，但對整體製程的表現,卻無一客觀的數據來衡量。因此，我們通常以一個簡潔的數量化指標來顯示一個製程符合產品規格界限的程度。這個指標稱為製程能力指標。六、製程能力分析(續)製程能力分析指標幾種常用的製程能力指標：1.Ca指標(CapabilityofAccuracy;製程準確度)2.Cp指標(CapabilityofPrecision;製程精密度)3.Cpk指標(製程能力綜合指數)4.p(不良率)六、製程能力分析(續)製程準確度Ca指標(CapabilityofAccuracy;製程準確度)單邊規格無Ca=實際中心值μ=規格中心值T=規格上限–規格下限(SU–SL)六、製程能力分析(續)T/2μxCax製程精密度Cp指標(CapabilityofPrecision;製程精密度)雙邊規格=品質特性實際數據之群體標準差估計值T=規格上限–規格下限(SU-SL)=實際中心值單位規格指定規格上限單位規格指定規格下限ˆ6TCpˆxˆ3xuSpuCˆ3LSxCpl六、製程能力分析(續)FailureModeandEffectsAnalysis(FMEA)失效模式效應分析一、FMEA的基本概念1.對失效的產品進行分析，找出零組件之失效模式，鑑定出它的失效原因，研究該項失效模式對系統會產生什麼影響。2.失效分析在找出零組件或系統的潛在弱點，提供設計、製造、品保等單位採取可行之對策。二、失效的定義在失效分析中，首先要明確產品的失效是什麼，否則產品的數據分析和可靠度評估結果將不一樣，一般而言，失效是指：1.在規定條件下(環境、操作、時間)不能完成既定功能。2.在規定條件下，產品參數值不能維持在規定的上下限之間。3.產品在工作範圍內，導致零組件的破裂、斷裂、卡死等損壞現象。三、FMEA過程順序系統有那功能，特徵，需要條件？會有那些錯誤？發生錯誤會有多慘？那些錯誤是什麼造成的？發生之頻率？有那些預防和檢測？檢測方法能多好程度？我們能做什麼？－設計變更－過程變更－特殊控制－改變標準程序或指南四、FMEA之功用階段功用1.發掘所有可能之失效模式2.依固有的技術進行設計變更3.必要之處採用可靠性高之零組件1.明確把握失效原因，並實施適當的改善2.零件安全之寬放確認3.壽命、性能、強度等之確認1.活用工程設計，進而改善製程上之弱點2.利用FMEA之過程製訂必要之製程標準1.不同之環境產生之失效，以FMEA克服2.不同之使用法產生之失效，以FMEA克服4.客戶抱怨階段1.設計階段2.開發階段3.製造階段五、FMEA之演變1.FMECA之前身為FMEA，係在1950由格魯曼飛機提出，用在飛機主控系統的失效分析。2.波音與馬丁公司在1957年正式編訂FMEA的作業程序，列在其工程手冊中。3.60年代初期，美太空總署將FMECA成功的應用於太控計畫。美軍同時也開始應用FMECA技術，並於1974年出版MIC-STD-1629FMECA作業程序。4.1980修改為MIC-STD-1629A，延用至今。5.1985由國際電工委員會(IEC)出版之FMECA國際標準(IEC812)，即參考MIC-STD-1629A加以部份修改而成。六、FMEA之特徵1.是一項以失效為討論重點的支援性與輔助性的可靠度技術。2.用表格方式進行工程分析，使產品在設計與製程規劃時，早期發現缺陷及影響程度以便及早提出解決之道。3.是一種系統化之工程設計輔助工具。4.FMEA因分析對象不同分成“設計FMEA”及“製程FMEA”。5.FMEA為歸納法之應用，根據零組件的失效資料，由下而上推斷系統的失效模式及其效應，是一種向前推演的方法。七、國際間採用FMEA之狀況1.ISO90048.5節FMEA作為設計審查之要項，另FTA亦是。2.CE標誌，以FMEA作為安全分析方法。3.ISO14000，以FMEA作為重大環境影響面分析與改進方法。4.QS9000以FMEA作為設計與製程失效分析方法。八、設計FMEA之目的1.幫助設計需求與設計方案的評估。2.幫助初始設計對製造和裝配的需求。3.在設計發展階段，增加失效模式和系統效應分析的次數。4.提供另一項分析資訊，幫助設計驗證之規劃。5.根據對顧客需求的影響性，列出失效模式的排序，並按序改善。6.提供一項改善方案，可以減少矯正與追查的活動。7.提供更好的參考資料，協助現場解決問題，評估設計變更和發展更進一步的設計。九、設計FMEA作業流程組成DFMEA小組資料蒐集釐訂DFMEA計畫建立功能方塊圖產品結構樹設計可靠度展開(DQFD)決定分析之項目功能進行DFMEA分析選擇關鍵失效模式矯正預防填寫矯正後風險優先數FTA分析DFMEA報告紀錄保存設計審查選擇關鍵失效模式所有RPN小於規定值？YYNN十、製程FMEA作業流程組成PFMEA小組資料蒐集釐訂PFMEA計畫建立功能方塊圖製程可靠度展開(PQFD)決定需分析之製程功能及需求進行PFMEA分析風險優先數選擇關鍵失效模式矯正預防PFMEA報告所有RPN小於規定值？YN十一、FMEA結果之應用1.在開始新產品或新製程時，參考類似產品設計或製程之FMEA分析資料，避免採用不良率高之設計或製程，在適當程序加入檢查點，選擇適當的檢查項目與規格等，在對新產品設計或製程進行FMEA時，類似產品設計與製程之FMEA資料更是重要的參考資料之一。2.FMEA最重要的價值在於協助改善產品設計與製程，但經過FMEA之後所發現的失效模式必然很多，一時無法立即全部加以改善，應從關鍵性的失效模式中根據其關鍵性，建立改進行動之優先順序，集中資源，循序改善產品設計或製程。十一、FMEA結果之應用(續)3.經由分析所得失效模式，按其優先順序進行改善，然後再重覆分析、改善，如此不斷的循環，持續提昇產品設計可靠度，降低製程不良率或提高不良品之檢測能力，提昇設計與製造品質。4.將製程FMEA的分析結果回饋給設計工程師，可以讓產品設計工程師瞭解現行的設計在實際進入製程時所可能產生的問題，作為改進產品設計之參考。5.當實際發生失效時，可查看FMEA報告，若找到相同之失效模式、原因或效應時，可立即應用已分析過之改進建議；若FMEA報告中無類似資料或與實際情況不符時，則修改FMEA資料，如此相互配合，可減少失效處理之時間，並充實FMEA資料。6.配合設計審查作業，作為正式生產前產品可靠度、製程安全性、與環境污染