SPC統(tǒng)計制程控制培訓教材

1、Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1 1 (1)(1)品質與企業(yè)競爭力品質與企業(yè)競爭力 (2) (2)提高品質的提高品質的2 2種方法：種方法： 企業(yè)競爭力Delivery(納期）Cost(價格）Quality(品質）Time優(yōu)良品質品質企業(yè)競爭力確保 設計，固有（源流）技術均勻品質生產(chǎn)工程的散布最小化政策，戰(zhàn)略散布的85%以上是管理的責任 -DEMING博士 品質活動應該是全員參與的活動，不能光靠想法或者口頭說話，得具有向上品質的挑戰(zhàn)意識，需要持續(xù)參與的政策與戰(zhàn)略?？梢詫崿F(xiàn) 品質政策及戰(zhàn)略的制度為了有效完成課題，培養(yǎng)人才Define(Define(6 6

2、SIGMASIGMA概要概要) )2 2SPC的一般統(tǒng)計工具 QC 7 Tool - Histogram - 特性要因圖 - Pareto分析 - Check Sheet - Graph - 散點圖 新QC 7 Tool - 連貫圖法 - 系統(tǒng)圖法 - Matrix圖法 - PDPC法 - Arrow Diagram - 親和圖法(KJ法) - Matrix Data Analysis 平均/散布的尺度,概率分布,管理圖,工程能力 高級管理圖(CUSUM,EWMA) 統(tǒng)計的推定及假設檢定 新的分析技法(多變量分析,回歸/傾向分析) 信賴性技法(FMEA,FTA,Weibull Analysis

3、) 其他特別管理圖(Q-chart,G-chart) 品質工學,Taguchi法 實驗計劃法,分散分析(2)SPC的高級統(tǒng)計工具Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3 3樣 品 大 小對 象基 礎規(guī)格界限管理界限用 途依 存工程穩(wěn)定性監(jiān)視工程變動產(chǎn)品的一致性產(chǎn)品,測定技 能工 期產(chǎn) 品l何為工程能力何為工程能力? ?l 工程能力是工程能力是 處于管理狀態(tài)的工程所作出的品質向上能力處于管理狀態(tài)的工程所作出的品質向上能力.換句話說換句話說 在標準化的工程上生產(chǎn)出的制在標準化的工程上生產(chǎn)出的制品品( (尺寸尺寸, ,不良率不良率) )表現(xiàn)的散布的范圍表現(xiàn)的散布的范圍

4、 叫做工程能力叫做工程能力. .l工程能力指數(shù)的基本概念工程能力指數(shù)的基本概念l 把工程的狀態(tài)數(shù)量化把工程的狀態(tài)數(shù)量化, ,使其能力能夠以客觀化評價的指標來比較質量散布程度使其能力能夠以客觀化評價的指標來比較質量散布程度( (基本基本:6:6)和工程的質和工程的質量規(guī)格量規(guī)格( (公差公差: :T),T),就能夠測定工程能力指數(shù)就能夠測定工程能力指數(shù)( (T/6)T/6)q規(guī)格界限與管理界限的比較規(guī)格界限與管理界限的比較Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )4 4 市場分析市場分析 信賴性規(guī)格信賴性規(guī)格,壽命壽命/耐久性耐久性 工程管理工程管理 工程能力的研究工

5、程能力的研究 確定品質水準確定品質水準/檢查方案檢查方案 數(shù)據(jù)分析數(shù)據(jù)分析 性能或不良分析性能或不良分析 確定品質水準確定品質水準/檢查方案檢查方案 實驗設計(DOE)/因果分析 顯著性檢驗 方差分析方差分析(ANOVA)/回歸分析回歸分析(REGRESSION) 安全性評價/風險分析 統(tǒng)計抽樣檢查統(tǒng)計抽樣檢查(SAMPLING CURE) 管理圖(CONTROL CHART)/累積和技術(CUSUM)Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )5 5有三種有價值的方法須用于評價所有重要工程的表現(xiàn)有三種有價值的方法須用于評價所有重要工程的表現(xiàn)1. Cp: 潛在工程能力

6、指數(shù) 用于評價工程能力2. Cpk: 工程能力指數(shù) 用于評價工程能力3. St: 不穩(wěn)定指數(shù) 用于決定工程的穩(wěn)定性Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )6 6Cp是規(guī)格寬度與工程分布的比率值Cp=規(guī)格寬度/工程分布=(USL-LSL)/6Sigma規(guī)格寬度是預先決定及固定的,所以影響Cp的量是工程分布, 分布很度(多變化)時,Cp就變小,說明工程能力低分布很窄(小變化)時,Cp就變大,說明工程能力高Cp不考慮任何工程飄移,它假設工程處于理想狀態(tài),即中心正好處在兩規(guī)格界限中間作為一個重要的概念推理,CP在單側規(guī)格的工程中不存在Define(Define(6 6 S

7、IGMASIGMA概要概要) )7 7 在現(xiàn)實生活中,幾乎很少的工程滿足其設計的目標,但是,一個偏離目標的工程需要進行修正處理Cpk就是在考慮其偏離目標的情況下的真實能力1) 修正指數(shù) K=(目標-工程平均)/(1/2規(guī)格寬度)2)工程能力指數(shù) Cpk=Cp(1-K)當工程完全滿足目標時, K=0, 此時 Cpk=Cp Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )8 8在下列情況: - 規(guī)格中心未被規(guī)定時 - 規(guī)格中心在規(guī)格界限的中心時 - 單側規(guī)格界限時近年來顧客觀點和要求發(fā)生了重要的變化,顧客不僅僅要求制品“滿足規(guī)格“,同時期望制品”滿足中心“此點已變得越來越重要

8、而“滿足規(guī)格”則越來越無關緊要左圖兩曲線代表制品變動與顧客滿足度的關系,制品離中心越遠,滿足度越低,要取得最高的顧客滿足度,只有使制品正好滿足中心Cpk可以簡化計算為:Cpk=(Xbar-靠近的規(guī)格值)/3Sigma注意注意:規(guī)格中心不在兩規(guī)格界限的中心時規(guī)格中心不在兩規(guī)格界限的中心時 不可使用上述公式不可使用上述公式當下列一個或兩個條件被滿足時當下列一個或兩個條件被滿足時,CPK會增大會增大: - Xbar離規(guī)格中心越來越近時(K變小) - 工程分布越來越小時(工程變化小Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )9 9Cp和Cpk用于決定一個工程的能力,可以通過這

9、兩個指數(shù)來獲得 關于工程能力的重要情報:- Cpk反映現(xiàn)在的工程能力,因為Cpk與工程不良率無直接關系, 它可以用于調查生產(chǎn)制品滿足規(guī)格的工程能力 Cpk也可以用于工程改善計劃及預測工程的結果等- Cp與Cpk必須同時使用,它們能訊速反映實際工程偏離中心的 程度,以及將工程帶回可能位置需要做的工作. Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1010只有當工程在統(tǒng)計控制下Cpk才是一個有意義的工程能力指數(shù),因為不受控時,工程是不可預測的,所以也不能保證將來的工程同今天的一樣,對于此類工程Cpk僅僅反映那一瞬間的能力,因此沒有人敢用此種Cpk來決定一個工程的長期能力一

10、個不受控工程的Cpk只是提供了一個對工程誤導的信息,因此Cpk不可用于不受控的工程上述關于Cp和Cpk的內容只適用于正態(tài)分布,只有來自正態(tài)分布工程的Cp和Cpk計算值才有一定的統(tǒng)計意義因此,用于Cp和Cpk計算的數(shù)據(jù)必須先驗證是否為正態(tài)分布Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1111來自非正態(tài)分布的來自非正態(tài)分布的Cpk不具有同樣的統(tǒng)計意義不具有同樣的統(tǒng)計意義例如:來自非正態(tài)分布的Cpk值與來自正態(tài)分布的Cpk值雖然一樣, 但不良率卻完全不一樣因此,對分布形狀沒有認識的話,使用Cpk可能會導致錯誤地評價工程能力,這些錯誤可能會更進一步的導致技術或商業(yè)上的決策失

11、誤曲線1為正態(tài)分布,曲線2為嚴重傾斜分布,曲線3為矩形分布.他們有同樣的平均值和標準方差,因此有同樣的Cpk值但是很顯然,三個工程能力不一樣及生產(chǎn)制品的不良率也不會一樣因此,如果不知道它們的分布時,僅憑Cpk值我們會認為其具有類似的工程能力及可生產(chǎn)同樣品質的制品Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1212一般地,有三種技術可用于非正態(tài)分布1) 處理數(shù)據(jù)成為一個正態(tài)分布2) 根據(jù)經(jīng)驗模型來決定不良率3) 按正態(tài)分布計算Cpk, 但只有完全理解分布的形狀時可使用此Cpk, 同時可以參考用于推斷工程能力的趨勢 注意注意:此此Cpk值不可單獨用于重要的技術或商業(yè)的決策

12、值不可單獨用于重要的技術或商業(yè)的決策 Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1313傳統(tǒng)的制造工程表現(xiàn)用Cp和Cpk來評價用此類方法可以幫助縮小工程的散布但是,當瞬間測定一個工程時,Cp和Cpk不能反映出工程隨時間變化的一致性Cp和Cpk評價工程時未區(qū)分特殊原因和普通原因,這意味著一個具有很高的Cpk值的工程仍可能存在特殊原因Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1414圖例顯示Cpk很高的工程也可以是不穩(wěn)定的在某一時間,Cpk可能很高,但工程不具有一致性,工程平均值也不維持在同一水平,工程分布也不總是一樣如果單獨考慮Cpk可能會

13、誤認工程很好,但實際是非常不穩(wěn)定及不好Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1515因此,增加一個不穩(wěn)定系數(shù)St來調查現(xiàn)在工程中是否存在特殊原因St是通過測量指定工程中不受控點的數(shù)量來計算St=不受控點的數(shù)量/全體點的數(shù)量*100%1) 如果所有點受控, 則St=02) 如果所有點不受控,則St=100,因此,不穩(wěn)定系數(shù)可正確解釋現(xiàn)在工程中不穩(wěn)定的比率Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1616如果現(xiàn)有的工程中不存在特殊原因,則St=risk例如:因為在大量生產(chǎn)中一個點在3Sigma外的risk=0.27%, 如果St0.27%

14、,說明工程不穩(wěn)定(有很多不受控點), 另一方面,如果St總是于0,說明工程已得到改善 管理限已大6sigma,此時在此縮小分布的基礎上 要重新計算管理界限不穩(wěn)定系數(shù)不穩(wěn)定系數(shù)- 提供了一個判斷工程有無特殊原因的方法- 告知工程是否已得到充分改善及是否要變更管理界限不穩(wěn)定系數(shù)提供了用于持續(xù)改善的方法不穩(wěn)定系數(shù)提供了用于持續(xù)改善的方法, 而這是而這是Cp和和Cpk不能代替的不能代替的Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )17172.2.工程能力工程能力( (CP,CPK)CP,CPK)的計算的計算理論工程能力指數(shù)理論工程能力指數(shù)( (CP)CP)CP只表示對變動的工

15、程的潛在能力.即,工程在規(guī)格限度內的中心上進行正確的作業(yè)時表示相對于規(guī)格界限的工程的狀態(tài).因此,無法提供工程的效果是否在中心的信息.一邊規(guī)格的工程能力指數(shù)CP(CPU,CPL)只有規(guī)格上限時CPU=只有規(guī)格下限時CPL=SU-X3X-SL3規(guī)格界限(規(guī)格幅)管理界限(管理幅)USL-LSLRd2CP=CP=,=,=6= =Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )18183.3.工程能力工程能力( (CP,CPK)CP,CPK)的評價的評價greatergreater無法接受的工程工程分散的一部分在規(guī)格之外難以接受的工程工程的分散勉強在規(guī)格以內可接受的工程規(guī)格內的工

16、程分散良好的工程對誤差能夠提供適當余地的工程評 價CpCpkDefine(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )1919q 現(xiàn)實的工程能力指數(shù)現(xiàn)實的工程能力指數(shù)( (CPK)CPK)CPU=CPL=CPK比較2個,選擇小的CPK=(1-K)CPK(偏移度)=規(guī)格的中心-DATA的中心規(guī)格幅的1/2SU-X3SL-X3Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )20201. 1. 概要概要2. 2. 用語和概念用語和概念3. 3. 測定系統(tǒng)評價指標測定系統(tǒng)評價指標Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2121l測定是測定

17、是? ? 為能顯示對特定屬性的關系，給事物以數(shù)據(jù)。為能顯示對特定屬性的關系，給事物以數(shù)據(jù)。l測定并非絕對的。這些是測定測定并非絕對的。這些是測定 PROCESSPROCESS的結果，與其它測定的結果，與其它測定 PROCESSPROCESS相同都具有變動。相同都具有變動。l測定系統(tǒng)分析提供整個測定系統(tǒng)分析提供整個 PROCESSPROCESS變動中有多少部分根據(jù)測定變動中有多少部分根據(jù)測定 系統(tǒng)決定的系統(tǒng)性接近方法。系統(tǒng)決定的系統(tǒng)性接近方法。MSAMSA由其它方法證明之前，在由其它方法證明之前，在 PROJECTPROJECT應考慮為應考慮為重要的重要的 x x。Define(Define(6

18、 6 SIGMASIGMA概要概要) )2222測定系統(tǒng)分析的必要性l為何進行測定系統(tǒng)分析？為何進行測定系統(tǒng)分析？l事例問題事例問題 有把良品判定為不良或把不良判定為良品的概率各自有把良品判定為不良或把不良判定為良品的概率各自的測定系統(tǒng)。的測定系統(tǒng)。-工程真不良為工程真不良為 1% 1%時，觀測不良率是多少？時，觀測不良率是多少？-觀測不良率為觀測不良率為 2% 2%時，實際不良率是多少？時，實際不良率是多少？Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2323解：解：lP = 99% P = 99% * * 0.01 + 1% 0.01 + 1% * * (1 -

19、0.02) = 1.97% (1 - 0.02) = 1.97%l2% = (100 - x)2% = (100 - x)* *0.01 + x0.01 + x* *(1 - 0.02)(1 - 0.02)x = 1.03 %x = 1.03 %l真不良為真不良為 1%1%時檢查結果不良率約顯示為時檢查結果不良率約顯示為 2% 2%，我們知道的不良率與事實，我們知道的不良率與事實有很大的差距。有很大的差距。 l即，視為不良廢棄的產(chǎn)品中實際有一半是良品。即，視為不良廢棄的產(chǎn)品中實際有一半是良品。l由此發(fā)生的損失只要校正測定系統(tǒng)即可解決。由此發(fā)生的損失只要校正測定系統(tǒng)即可解決。Define(Def

20、ine(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2424觀測值變動要素+ += =實際特性值的變動測定變動觀測的變動即使得到了測定后由數(shù)值顯示的即使得到了測定后由數(shù)值顯示的 DATADATA， 也并非能夠也并非能夠把現(xiàn)實完整地表現(xiàn)出來。把現(xiàn)實完整地表現(xiàn)出來。從而，有必要確定已有的從而，有必要確定已有的 DATADATA反映真實的程度有多少。反映真實的程度有多少。我所看到的我所看到的 DATADATA有可能有可能并非與實際并非與實際 100%100%一致！一致！Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2525l妥當?shù)膮^(qū)別力(Discrimination)-在規(guī)格幅

21、和整體工程變動的在規(guī)格幅和整體工程變動的 6 6中可判斷小的中可判斷小的 1/10 1/10以下。以下。 例）允許公差：例）允許公差：1.000 1.000 GAGE GAGE l時間上穩(wěn)定性l測定誤差或散布區(qū)別力不好區(qū)別力不好區(qū)別力好區(qū)別力好Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2626l正確度(Accuracy) 測定值的平均和真值的一致程度-真值理論上正確的值理論上正確的值NIST(National Institute of NIST(National Institute of Standards and Technology)Standards and

22、Technology)標標準等準等-傾斜(Bias)測定值的平均和真值的差測定值的平均和真值的差測定工具的誤差測定工具的誤差l精密度(Precision) 測定系統(tǒng)的總變動(variation)-構成要素重復性(Repeatability)再現(xiàn)性(Reproducibility)l安全性 (Stability) )-測定值的分布和其平均及對標準偏差測定值的分布和其平均及對標準偏差經(jīng)過長時間，一定并可以預測的程度經(jīng)過長時間，一定并可以預測的程度-漂流或突然的變化，無周期性等漂流或突然的變化，無周期性等-可制成傾向度可制成傾向度( (trend chart) trend chart) 進進行評價行

23、評價Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2727正確度觀測值的平均和真值的差異差程度真值真值(Reference Standard) 平均值平均值真值指根據(jù)可推測的真值指根據(jù)可推測的公認標準儀器的測定公認標準儀器的測定值。值。正確度低的潛在原因正確度低的潛在原因 GAGE的刻度調整不妥當 作業(yè)者使用 GAGE不準確 不明確的步驟書 人為的界限Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2828l重復性( Repeatability)-測定系統(tǒng)的固有變動測定系統(tǒng)的固有變動 -在同一條件重復測定同一對象在同一條件重復測定同一對象同一測定者

24、同一測定者同一測定器同一測定器同一環(huán)境條件同一環(huán)境條件-也稱重復試驗錯誤或短期變動也稱重復試驗錯誤或短期變動l再現(xiàn)性( Reproducibility)-不同條件下測定同一對象不同條件下測定同一對象不同測定者不同測定者不同測定器不同測定器不同環(huán)境條件不同環(huán)境條件長期長期-被推定為在其它條件下得到的測定被推定為在其它條件下得到的測定值平均的標準偏差值平均的標準偏差精密度是包括重復性和再現(xiàn)性的測定系統(tǒng)中精密度是包括重復性和再現(xiàn)性的測定系統(tǒng)中整體變動的推定值。整體變動的推定值。Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )2929真值同一人利用同一裝備重復測定同一部品的同一特

25、性同一人利用同一裝備重復測定同一部品的同一特性雖不正確但雖不正確但重復性好重復性好!雖然正確雖然正確但重復性但重復性太差了太差了!重復性低的潛在原因重復性低的潛在原因測量儀器測量儀器 人人GAGE需要修理 環(huán)境原因(照明, 噪音)需要更精密的 GAGE 身體原因(視力)有需要改善的部品 Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3030 不同不同( (同一同一) )人利用同一人利用同一( (不同不同) ) 裝備測定同一部品的同一特性。裝備測定同一部品的同一特性。真值檢查者 A檢查者 B檢查者 C檢查者 A檢查者 B檢查者 C雖不準確，但雖不準確，但檢查者間再現(xiàn)檢查者

26、間再現(xiàn)性非常好性非常好! !檢查者間再現(xiàn)性檢查者間再現(xiàn)性非常不好非常不好! ! 測定方法是否還測定方法是否還沒形成標準化沒形成標準化? ? 低再現(xiàn)性潛在原因低再現(xiàn)性潛在原因 測定步驟不明確 作業(yè)者沒有學清楚 GAGE使用方法和 GAGE讀法 事務間接 PROJECT情況 測定定義不明確Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3131隨時間的正確度或精密度的變動程度隨時間經(jīng)過，根據(jù)異常要因影響測定系統(tǒng)的變動。始點 1始點 2真值始點 1始點 2穩(wěn)定性好穩(wěn)定性好穩(wěn)定性不好穩(wěn)定性不好Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3232練習：正確

27、度和非正確度練習：正確度和非正確度觀看下面 4個圖，評價正確度和精密度 YES NO正確度精密度YES NO正確度精密度YES NO正確度精密度YES NO正確度精密度在表格里正確標識在表格里正確標識 Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3333rpdrptMS222測定精密度rpdrptMS222rpdrptMS222重復性再現(xiàn)性標準偏差精密度散布散布MSproducttotal222正確度MSproducttotal平均平均傾斜傾斜測定誤差分解測定誤差分解測定誤差 =精密度+正確度Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )343

28、4l測定系統(tǒng)分散測定系統(tǒng)分散 : : -測定系統(tǒng)整體性的精密度測定系統(tǒng)整體性的精密度-測定系統(tǒng)的使用與否判斷基礎測定系統(tǒng)的使用與否判斷基礎-% % 貢獻度貢獻度(%(%Contribution) Contribution) l 和產(chǎn)品和產(chǎn)品/ /工程變動的比較工程變動的比較; ;-% %R&R(%Repeatability and Reproducibility)R&R(%Repeatability and Reproducibility)-S/NS/N比比( (Single-to-Noise Ratio)Single-to-Noise Ratio)-Number of dis

29、tinct categoriesNumber of distinct categoriesl 和公差的比較和公差的比較 -P/TP/T概率概率( (Precision-to-Tolerance Ratio) Precision-to-Tolerance Ratio) rpdrptMS222MS2MS2 精密度精密度 正確度正確度Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3535LSLUSLToleranceToleranceTPMS-(%)10015.5/(%)100&%TotalMSRR(%)10022TotalMS2.1. %Contribution3.

30、5.15 = 2.575 5.15 = 2.575 * * 2 2， 包括整個觀測值包括整個觀測值99%99%的范圍的范圍)( )( SN RatioMSp測定系統(tǒng)變動部品變動4.相應測定系統(tǒng)可區(qū)別的相應測定系統(tǒng)可區(qū)別的 區(qū)間的數(shù)區(qū)間的數(shù) Number of distinct categories = SN比5. Define(Define(6 6 SIGMASIGMA概要概要) )3636% %ContributionContribution% %R&RR&R或或 P/TP/TDistinct Distinct CategoriesCategories良好良好 1% 1% 10% 10%10 10 以上以上考慮考慮費用和費用和重要性重要性 10% 30% 30% 4成就度成就度baselinebaseline培養(yǎng)培養(yǎng)mas