产品设计_CPK能力分析

1CPK製程能力分析By:TomsHuang06/21/20072Why?„疑問一：我不是品管工程師為何要學CPK？„產品導入過程，經常出現的問題1.樣品OK，但量產時零件產生問題?2.產品特性都在規格內，但量產後不良品產生3.如何在零件高精度要求時，確認內外部的製程的能力?1.製程能力驗證2.加速結果分析3.不良率預估4.合理的規格要求3應用範例:樣品是否合格?„ＲＤ對關鍵零件進行零件承認的檢驗規格：2400±100工程師取樣40pcs樣品經量測數值如下：2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,2325,2415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,2370,2325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315,2498,2461,2480,2352,2392,2418,2420,2319,2355,2419問題一：樣品是否品質是否合格？問題二：如果因為設計需求，規格需要改成2400±90有什麼影響?4分析結果CPK:0.63不良率：約5.36%規格2400±90CPK=0.57不良率：約8.2%綜合評價：Ｄ級：應採取緊急措施，對產品加以分類，全面檢討可能因素，必要時停止生產。5製程能力分析„目的：․衡量製程的自然公差、協助設定製程標準和規格、以及確定和消除「非自然變異」(Production)․可以協助製造前之開發活動、找出問題、設定標準與降低成本(Design)„何謂製程能力?美國品質協會對製程能力的定義為：「對一指定特性的固有製程變異性的統計量測」6應用範圍機構-關鍵規格、重量或尺寸塑膠、五金、...電子-關鍵電路量測值:電路關鍵電壓位準影像訊號變壓器輸出高壓...成品-功能測試值MTF、Skew、...7製程能力分析製程能力指數․Ca:(CapabilityofAccuracy)製程準確度․Cp:(CapabilityofPrecision)製程精密度․CPK:(Processperformance)製程績效指標又準又精不準不精NominalvalueUpperspecificationLowerspecificationProcessdistribution準而不精不準而精8製程能力分析的作業流程1.由製程抽取樣本，測定其特定性值建議:生產製程普通需收集100至250個數據工程驗證的過程約30個(依統計原理，對一般樣本n≧30可獲得合理的近似常態分配，樣本數n越大，估計母體的參數越準確)2.觀察數據是否屬於常態分配點繪出的形態，計算其平均值與標準差3.計算Cp,Ca,CPK並加以判定及分析4.發掘異常現象，確定在經濟上是否值得採取措施對異常現象採取措施9名詞解釋„USL：規格上限LSL：規格下限Upper/LowerSpecificationLevel„X(μ)：平均值(SampleMean)„S(δ):標準差(Samplestandarddeviation)∑nXi1)(2−−∑nXXniiEx:數值1,2,3,4,5求平均值跟標準差10)35()34()33()32()31(22222=−+−+−+−+−(1-3)+(2-3)+(3-3)+(4-3)+(5-3)=058.11510=−數值與平均值的平均值MicrosoftExcel工作表10Ca解說„製程準確度Ca(CapabilityofAccuracy)„Ca：表示製程特性中心位置的偏移程度，值等於零，即不偏移。值越大偏移越大，越小偏移越小。„單邊規格無Ca(沒有規格中心值)„評等參考：Ca值愈小，品質愈佳。依Ca值大小可分為四級採取緊急措施，全面檢討必要時停工生產50%≦|Ca|　D立即檢討改善　25%≦|Ca|≦50%C改進為A級12.5%≦|Ca|≦25%B維持現狀　|Ca|≦12.5%A處理原則Ca值等級|Ca|1=CPK變負值(平均值超出規格界限時)11Ca公式分析„T=USL-LSL=規格上限-規格下限=規格公差„當Ca＝0時，代表量測製程之實績平均值與規格中心相同；無偏移„當Ca＝±1時，代表量測製程之實績平均值與規格上或下限相同；偏移100%2/)()2/()()(規格公差規格中心值實績平均值−=−=TUXKCaEx:200+10/-5規格中心=(210+195)/2Ex:200+10/-5規格公差=10+5X=U時Ca=0為最佳12Cp解說„製程精密度Cp(CapabilityofPrecision)„Cp：表示製程特性的一致性程度„評等參考：Cp值越大越好„Cp不良時，其對策方法以技術單位為主，製造單位為副，品管單位為輔。應採取緊急措施，對產品加以分類，全面檢討可能因素，必要時停止生產。Cp≦1.0D本工程能力不足，有改善必要，必要時檢討規格及作業標準1.0≦Cp≦1.33C表示尚佳，要設法維持，不要使其變壞1.33≦Cp≦2B此一工程甚為穩定，可以將規格容許差縮小獲勝任更精密的工作2≦Cp　A處理原則Cp值等級13Cp公式分析雙邊規格單邊上規格單邊下規格σ6LSLUSLCp−=σ3XUSLCPU−=σ3LSLXCPL−=規格越大，Cp越大σ越小Cp越大14CPK解說„CPK:(processperformance)製程績效指標要製程達到規格要求，必須Ca與Cp均好方可，但有時Ca雖很好，但Cp不好，結果會有不良品，有時Cp很好，但Ca不好，也會有高不良率產生。綜合評價是將Ca與Cp兩者綜合起來評定等級。„CPK值越大越好在改善行動進行下可生產1.33≦CPK≦1.67B不可進行生產CPK≦1　D只有在品保核準及改善行動並行下才可生產1≦CPK≦1.33C做為生產的標竿1.67≦CPKA處理原則Cpk值等級15分散及集中的影響16CPKvsDefectiveYield17CPK公式分析„雙邊規格/雙邊不對稱„單邊上規格„單邊下規格CpKKC)1(P−=);(PCPLCPUMinKC=CPUKC=PCPLKC=P建議使用此公式CPU=CPL，Ca較小18範例-1規格：2400±100工程師取樣30pcs樣品經量測數值如下，試求CPK值2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,23252415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,23702325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315Ans:Ca=-0.07Cp=0.64CPK=0.59MicrosoftExcel工作表)2/()(TUXCa−=σ6LSLUSLCp−=CpKKC)1(P−=19範例-2規格：2400+150/-50工程師取樣30pcs樣品經量測數值如下，試求CPK值2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,23252415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,23702325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315Ans:Ca=-0.57Cp=0.64CPU=0.27CPL=1.01CPK:0.27MicrosoftExcel工作表)2/()(TUXCa−=σ6LSLUSLCp−=CpKKC)1(P−=20範例-3規格：2400+100工程師取樣30pcs樣品經量測數值如下，試求CPK值2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,23252415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,23702325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315Ans:CPU=0.69CPK:0.69MicrosoftExcel工作表CPUKC=Pσ3XUSLCPU−=21Primax工程改善工具22CPKTable數據輸入區結果輸出區規格輸入區明細輸入區CPK等級參考23明細輸入此格請填入機種別例：KILO此格請填入機種,半品或零件之名稱例：TopCover此格請填入零件之料號例:911100000810此格請填入圖紙版本此格請填入發行人員此格請填入審核人員此格請填入發行日期工具版本24規格輸入此格請依序填入重點尺寸之編號此格請選規格形式:雙邊規格(為上下限意思如:8±0.1,,...),單邊USL或單邊LSL如規格下限LSL為:29.9其意思為不可低於29.9此格請填入量測工具代號.如:CP(卡尺)MM(千分尺)CM(三次元)PJ(投影儀)此格請填入圖面標示重點尺寸對應圖框上之位置此格請填入圖面上所使用之單位,如mm,Inch此格請填入一模內之穴數,如一模2穴,共有3個重點尺寸(Datasymbol:1,2,3),則分別填入1\1,1\2,1\3,2\1,2\2,2\3此格請填入規格尺寸此格請填入尺寸上限值此格請填入尺寸下限值當游標靠近紅色三角時,將顯示此項中文說明25結果輸出此範圍為填入上下空白顏色區後,自動產生之數據,無須另外填上,而主要要看的是Cpk需≧1.33其次為:Cp,CUP,CPL,而其他可為判斷分析.各項意思亦可見每項右上角之紅色備註.而Cpk等級可見表格右下方之RemarkData1~Data30請填入實際量測尺寸值.26範例-4某工程師取樣30pcs樣品經量測數值如下:2410,2440,2352,2410,2345,2397,2413,2364,2413,23252415,2437,2367,2310,2408,2384,2375,2433,2466,23702325,2368,2328,2369,2458,2485,2343,2485,2473,2315請使用CPKTable，試求下列各項規格之CPK值1.規格：2400±1002.規格：2400+150/-503.規格：2400+1004.規格：2400-10031_2007_0601-N檔案27CPKTool(CtrlP/CtrlE)常態分配判定結果選擇要分析的資料直方圖分析推估不良率MicrosoftExcel工作表28資料正確性檢查„須進行資料正確性的檢查：偏態不正常的數據：雙峰異常、單向偏移經過濾的數據：非常態分配須排除異常數據：離峰異常數據需要以常態分布的數據進行分析查明原因且去除該等不正常數據29案例同一個位置但CPK跟FAI尺寸分佈不同1C1Percent248.80248.79248.78248.77248.76248.75248.74248.73999590807060504030201051Mean0.005248.8StDev0.01042N30AD1.135P-ValueProbabilityPlotofC1NormalC1Frequency248.80248.79248.78248.77248.76248.75248.74181614121086420HistogramofC1由直方圖跟常態檢定判定非常態分配230案例CPK值過大3三個不同位置都只有1組數據不一樣431案例5數據重複明顯造假CPK為負值產品平均值落在規格外632