SPC的認(rèn)識(shí)及其應(yīng)

1、SPC的認(rèn)識(shí)與應(yīng)用作者：張忠樸一、SPC興起的背景這幾年對(duì)臺(tái)灣的制程業(yè)而言，SPC以乎已變成一個(gè)愈來愈熱門的話題。為了避免盲目地人云亦云，我們更需要先探索一下SPC的來龍去脈。其實(shí)SPC會(huì)興起，是源自于一些特定的時(shí)空背景。1-1 SPC興起是宣告經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí)代的結(jié)束如果工作經(jīng)驗(yàn)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕重的影響(例如：做旗袍或手拉坯)，那么，SPC就沒有太多揮灑的空間。相反地，如果某一公司開始將經(jīng)驗(yàn)加以整 理，而納入設(shè)備、制程或系統(tǒng)時(shí)；也就是說，該公司開始宣告經(jīng)驗(yàn)掛帥時(shí) 代將要結(jié)束，那么 SPC的導(dǎo)入時(shí)機(jī)也就自然成熟了。1-2 SPC興起是宣告品質(zhì)公共認(rèn)證時(shí)代的來臨在傳統(tǒng)個(gè)人自掃門前雪的時(shí)代，每一個(gè)公司

2、都要采用自己的資源與方法，來認(rèn)可某些合格供貨商。 這對(duì)買賣雙方而言， 都是勞民傷財(cái)且浪廢資源的必要之惡。為了提升全人類的福祉，因此，品質(zhì)公共認(rèn)證的制度與機(jī)構(gòu)，就從1980年代逐漸興起，其中已蔚然成風(fēng)的代表者首推GMP與ISO-9000二者。這兩種公共認(rèn)證制度為何能奠定其權(quán)威地位呢？這是因?yàn)樗麄兎浅Ｖ匾暜a(chǎn)品生產(chǎn)的過程與系統(tǒng)，因?yàn)橹挥蟹€(wěn)定而一貫(Consistent )的過程與系統(tǒng)，才能保證長(zhǎng)期做出合格的產(chǎn)品。然 而，如何檢核此一貫過程與系統(tǒng)仍然穩(wěn)定的存在呢？這又必須仰賴 SPC來發(fā)揮功能?；谏鲜鰞牲c(diǎn)主客觀的因素，因此，對(duì)仍想長(zhǎng)期在臺(tái)灣發(fā)展的制程業(yè)者而言，SPC已成為影響生存涉及成敗的關(guān)鍵制度了

3、。、SPC 的迷思（MYTH ）也許由于對(duì)SPC 一知半解，因此在一些己推動(dòng) SPC的公司中，常會(huì) 發(fā)現(xiàn)一些下述的迷思。2-1迷思一：有管制圖就是在推動(dòng) SPC?其實(shí)管制圖只是 SPC的工具之一，因此管制圖= SPC是一種很粗淺的 看法。嚴(yán)謹(jǐn)說來，管制圖不但不等于SPC而且還要進(jìn)而推敲 一一這是產(chǎn)品品質(zhì)（Q）還是制程參數(shù)（P）管制圖9這張管制圖是否有意義？它所管制的參數(shù)真的對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)有舉足輕的影響嗎？管制界限訂的有意義嗎？這張管制圖是否受到應(yīng)有的重視？是否已照規(guī)定執(zhí)行追蹤與研 判？這些問題經(jīng)過推敲之后才能幫助我們對(duì) SPC作更深入的了解。2-2迷思二：有了 Ca/Cp/Cpk 等計(jì)算就是在推動(dòng)

4、 SPC ？Ca/Cp/Cpk是在SPC中計(jì)算制程能力最主要的指針，因此會(huì)作制程能力分 析的公司，當(dāng)然是一個(gè)對(duì) SPC認(rèn)識(shí)較深入的公司，但是值得再深入探討的 是一9 Ca/Cp/Cpk 有定期 Review 嗎？< Ca/Cp/Cpk 被活用了嗎？y是否已用Ca/Cp/Cpk作訂單分派給不同生產(chǎn)線生產(chǎn)的依據(jù)？2-3迷思三：有了可控制的制程參數(shù)（ Process Parameter ）就是SPC?制程參數(shù)的確是SPC的焦點(diǎn)，但是透過此迷思我們應(yīng)深入探究為什么挑出這些制程參數(shù)？這些制程參數(shù)的控制條件是如何決定的？這些制程參數(shù)與成品品質(zhì)間有因果關(guān)系可循嗎？三、SPC的焦點(diǎn)制程（Process）

5、SPC與傳統(tǒng)SQC的最大不同點(diǎn)，就在于由Q至P的這兩個(gè)字轉(zhuǎn)換。在傳統(tǒng)的SQC中強(qiáng)調(diào)的是Quality，是指產(chǎn)品的品質(zhì)。換言之，它是著重買賣雙方可共同評(píng)斷 與鑒定的一種既成事實(shí)。而在SPC的想法上，則是希望將努力的方向更進(jìn)一步 的放在品質(zhì)的源頭一一制程（Process ）上。因?yàn)橹瞥痰钠鸱兓攀窃斐善焚|(zhì)變 異（Variation ）的主要根源，而品質(zhì)變異的大小也才是決定產(chǎn)品優(yōu)劣的關(guān)鍵。這種 因果關(guān)系，可進(jìn)一步表示如下：製程條件起伏今品質(zhì)變異今產(chǎn)品優(yōu)劣因果因明白上述的因果關(guān)系之后，自然就會(huì)將 SPC的焦點(diǎn)放在制程(Process )上了。四、SPC的步驟在對(duì)SPC有了上述更進(jìn)一步的了解之后，SP

6、C的正確作法，也就會(huì)自然而然的浮現(xiàn)了。一般而言，有效的 SPC應(yīng)循下列步驟依序進(jìn)行：原料丨I *i成品!J製程（Process）（溫度）APAP2AP4A（壓力）EP2BP3B（溫度）CPQP3CPQ（速度）DP2DP4D（pH 值）FP1FP4F（能量）GP2GP3G4-1步驟一：深入掌握因果模式所謂因果模式，就是找出哪些制程參數(shù)（Process Parameter ）對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)（Product Quality ）會(huì)有舉足輕重的影響。 這種探索模式，可以圖標(biāo)方式說明 如上。在上述模式，所有制程參數(shù)，理論上都可能會(huì)對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)造成影響，但事實(shí)上我們都知道，每一制程參數(shù)對(duì)產(chǎn)品的影響程度一定不會(huì)相同

7、。因此,SPC首先要做的就是希望能找出孰輕孰重的因果關(guān)系，換言之我們希望能得到下列這張制程參數(shù)的柏拉圖：品質(zhì)貢獻(xiàn)率(結(jié)果)得到這張柏拉圖有什么好處呢？其好處就是希望能從眾多的操作參數(shù)之中，過濾出少數(shù)舉足輕重的項(xiàng)目來加以管制，因此，如果 能夠作好SPC，其實(shí)管制項(xiàng)目根本不必太多，管制成本當(dāng)然也就會(huì)相對(duì)降低了。至于如何找出上述的因果模式呢？原則上要視產(chǎn)品品質(zhì)的復(fù)雜度 而訂，如果，復(fù)雜度低，用傳統(tǒng)的索檢表(Checklist)及層制法來 加以分析即可。反之，如果遇到復(fù)雜度高的個(gè)案，那可能就不得不 借助實(shí)驗(yàn)計(jì)劃法(D.O.E)的更高階分析工具了。4-2步驟二：設(shè)定主要參數(shù)的控制范圍經(jīng)過上述 步驟一 ”

8、找出影響結(jié)果的主要參數(shù)之后，接著要推敲的就是：這些參數(shù)該控制在那一個(gè)范圍內(nèi)變動(dòng)才恰當(dāng)？這個(gè)時(shí)候，我們就需要進(jìn)一步地借助相關(guān)與回歸分析等統(tǒng)計(jì)工具來合理地推測(cè)出控制范圍。14管制上限管制下限1054巴叭操作拿數(shù))我們繼續(xù)援引“步驟一”之例，來說明如何決定P2B的合理變動(dòng)范 圍。假設(shè)該產(chǎn)品品質(zhì)特性是銅箔的 “抗撕強(qiáng)度”，而經(jīng)過相關(guān)回歸 分析得知，P2B與抗撕強(qiáng)度成正比關(guān)系，如上圖所示。此回歸方程式以公式表示則為:y=-2+4x，其中y=抗撕強(qiáng)度，x=P?B之壓力強(qiáng)度值若己知產(chǎn)品抗撕強(qiáng)度之規(guī)格上限為14 lb/in2,下限為10 lb/in2,那么代入上述回歸方程式，則P2B之管制上限為：14=-2+

9、4x XU=4(lb/in 2)同理，管制下限即為：XL=3(lb/in 2)經(jīng)過這種相關(guān)回歸的轉(zhuǎn)換之后，P2B的控制范圍就可合理地設(shè)在3.5 0.5(lb/in2)之間，換言之，只要事先將第二制程之壓力(P2B)， 的抗撕強(qiáng)，理當(dāng)不成問題?；旧?，做到這個(gè)階段，SPC的精神才可算是真正浮現(xiàn)了。當(dāng)然相對(duì)的，今天貴公司所推動(dòng)的SPC，如果 制程參考的控制范圍，并無(wú)嚴(yán)謹(jǐn)脈絡(luò)可循（大部分參數(shù)都是供貨商 提供之所謂技術(shù)資料），那么在 SPC方面就仍許多的值得努力的 空間。4-3步驟三：建立制程控制方法經(jīng)過 步驟一/步驟二”之后，對(duì)SPC而言只能說完成了 S與P兩部份， 而C部只是剛開始而已。因?yàn)榭刂品?/p>

10、圍只是控制方法的一部份， 若要談完整 的控制的方法，則需要進(jìn)一步探究。8控制頻率（換言之，就是多久該抽樣一次？ 一般抽樣頻率與制造 系統(tǒng)的穩(wěn)定性有密切的關(guān)系，通常若Process的穩(wěn)定性愈高，則控制頻率就可相對(duì)的放松）Y樣本抽取方法Y樣本量測(cè)方法 （為了避免造成雞同鴨講的問題，理論上，上述二 者至少應(yīng)與“步驟一/步驟二”在實(shí)驗(yàn)階段時(shí)采取一致的方法，而 在控制一段時(shí)間，驗(yàn)證吻合之后，則可采取自動(dòng)偵測(cè)之儀器來取而 代之，以收事半功倍之效）4-4步驟四：抽取成品來印證原始系統(tǒng)是否仍然正常運(yùn)轉(zhuǎn)是否經(jīng)過 步驟一/步驟二/步驟三 ”之后，SPC的大功就告成了呢？是否 推動(dòng)SPC之后，就再也不需要進(jìn)行成品檢

11、驗(yàn)了呢？如果仍要作成品檢驗(yàn)， 那么與推動(dòng) SPC之前原來的成品檢驗(yàn)有何不同呢？深入研究這些問題，才 有助于明白SPC的全貌。其實(shí)即使 “步驟一/步驟二/步驟三 ”完全做到 了，仍然要抽查少數(shù)成品來作檢驗(yàn)，其目的何在呢？因?yàn)槿魏蜗到y(tǒng)無(wú)論設(shè)計(jì)如何的嚴(yán)謹(jǐn)，隨著時(shí)間的流逝，系統(tǒng)本身都潛伏了突變的可能，現(xiàn)以圖 標(biāo)法說明如下圖5。統(tǒng)(v=-244a )141094僭（操作參數(shù)當(dāng)透過“步驟一/步驟二/步驟三”找出P2B與抗撕強(qiáng)度的關(guān)系 之后，那么，從SPC之角度僅需將P2B控制在3.50.5之范圍內(nèi)即可，但是誰(shuí)能保證原系統(tǒng)永遠(yuǎn)不變呢？因此， 為偵測(cè)“原系統(tǒng)” 是否已產(chǎn)生突變，所以，我們就必須在 P2B的合理

12、范圍內(nèi)（3.50.5）,抽取一些樣本來對(duì)成品的抗撕強(qiáng)度特性加以檢查，如果結(jié) 果顯示抗撕力正常（在122之內(nèi)），那么，P2B繼續(xù)控制在3.50.5之內(nèi)就有意義；反之，如果抽出樣本的結(jié)果顯示抗撕強(qiáng)度異常（如上圖落在49之間全部Out Spec），那么，我們就要立刻警覺系統(tǒng)是否已在不知不覺中突變了。有了這種認(rèn)知我們就不難明白，其實(shí)推動(dòng) SPC時(shí)，仍要做少數(shù)成 品檢驗(yàn)的，只是SPC中成品檢驗(yàn)的目的，是要確認(rèn)原系統(tǒng)有沒有 產(chǎn)生突變，這與傳統(tǒng)用成品抽樣檢驗(yàn)來作全批“允收”的目的是不相同的。既然在SPC中的成品檢驗(yàn)是要驗(yàn)證原系統(tǒng)是否有發(fā)生突變， 所以, 成品檢驗(yàn)的時(shí)機(jī)就需要講究。一般應(yīng)選取在愈接近系統(tǒng)可能產(chǎn)

13、生突 變的時(shí)機(jī)之后，抽驗(yàn)系統(tǒng)的正常與否就有積極的意義。一般而言， 在設(shè)備大修、連續(xù)假期，或更換原料之后的“關(guān)鍵時(shí)刻”，都是系 統(tǒng)最可能出現(xiàn)突變之時(shí)機(jī)。這時(shí)，抽取成品來驗(yàn)證系統(tǒng)的步驟就顯 得特別重要了。上述“步驟一/步驟二/步驟三/步驟四”，是推動(dòng)執(zhí)行SPC的 系統(tǒng)的必要過程，值得有心人多加推敲玩味。五、SPC的精髓SPC系統(tǒng)如果能夠循序漸進(jìn)地落實(shí)執(zhí)行，那么，就能逐漸體會(huì)到下述各項(xiàng)SPC的精髓。5-1 SPC能使管理更合邏輯從上述 步驟一/步驟二/步驟三/步驟四”來看，做好 SPC的過程，其實(shí)也就是脫離直覺式管理而進(jìn)入邏輯管理的過程，中國(guó)人常說物有本末，事 有始終，知所先后，則近道矣，這豈不正是

14、SPC的寫照？因此，若能愈深 入了解SPC，那么管理自然就愈合邏輯。5-2 SPC能使管理掌握先機(jī)因?yàn)镾PC是從產(chǎn)品之品質(zhì)特性，回溯到源頭從制程參數(shù)上著手之管理。這 種源流管理的想法從消極方面講， 可以防止損失于事先； 從積極方面講， 更可創(chuàng)造品質(zhì)于源頭，因此掌握先機(jī)自然也成為SPC的精髓。5-3 SPC能使管理更加省事SPC是從容易控制的制程參數(shù)下手，來掌握不容易控制的成品品質(zhì)。因此，是一種相當(dāng)省事的管理， 試想倘若不實(shí)行 SPC，那么倒底要投下多少人力物 力才能做好成品的全檢作業(yè)呢？尤其麻煩的是，若不做SPC，那么產(chǎn)量愈大，品檢人員就要等幅增加。反之，做好SPC后其品檢人手是可以不增反減的

15、，因此何者省事、省錢，至此已昭然若揭有目共睹了。5-4 SPC使制造成本更低推動(dòng)SPC除了可使5-3節(jié)所說的鑒定成本得以節(jié)省之外，更可使內(nèi)部的失 敗成本大幅降低。若以 PCB為例，其Pink Ring的缺點(diǎn)在傳統(tǒng)的品管方式 中（列：甲廠）常在黑化處理的4天之后才可能發(fā)現(xiàn)；而一旦Pink Ring在PTH中發(fā)現(xiàn)時(shí)，四天來的 WIP都有可能受到波及的機(jī)會(huì)。但是若在另一家（乙廠）妥善實(shí)行 SPC的公司，則黑化線透過 SPC的監(jiān)視，其潛伏的 PinkRing，可能在黑化線出問題之后的兩小時(shí)內(nèi)就被掌握了。以一個(gè)中級(jí)廠的規(guī)模，每小時(shí)生產(chǎn)250 ft2板子而言，所以甲廠（未推行SPC）與乙廠（推行SPC）在Pink Ring損失上最大的差異， 可能就是24,000 ft 2（250 X24用）與500 ft 2（250>2）之比。想想看，這對(duì)成本的影響該有多大呢？因此，做好SP