統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)-培訓(xùn)教材

統(tǒng)計(jì)過程控制SPC

1培訓(xùn)師

概述

◎統(tǒng)計(jì)方法的定義：資料的收集、整理與解釋，并導(dǎo)出

結(jié)論或加以推廣。

◎資料種類：計(jì)數(shù)值（間斷資料，DiscreteData）

計(jì)量值（連續(xù)資料，ContinuousData）

◎資料來源：原材料

過程（工序參考）

檢驗(yàn)（產(chǎn)品特性）

2群體與樣本

Ｎμs3

統(tǒng)計(jì)技術(shù)之應(yīng)用

1.

市場分析

2.

產(chǎn)品設(shè)計(jì)

3.

相依性規(guī)格、壽命及耐用性預(yù)測

4.

過程控制及過程能力研究

5.

過程改善

6.

安全評估／風(fēng)險(xiǎn)分析

7.

驗(yàn)收抽樣

8.

數(shù)據(jù)分析，績效評估及不良分析

5

SPC使用之統(tǒng)計(jì)技術(shù)

1.

柏拉圖（決定控制重點(diǎn)）

2.

統(tǒng)計(jì)檢定

3.

控制圖

4.

抽樣計(jì)劃

5.

變異數(shù)分析／回歸分析

6過程控制系統(tǒng)

過程中對策績效報(bào)告成品改善過程中對策人員設(shè)備材料方法環(huán)境成品7常態(tài)分配

μ±Kσ在內(nèi)之概率在外之概率μ±0.67σ50.00%50.00%μ±1σ68.26%31.74%μ±1.96σ95.00%5.00%μ±2σ95.45%4.55%μ±2.58σ99.00%1.00%μ±3σ99.73%0.27%9常態(tài)分配

10控制界限的構(gòu)成

11過程中只有普通原因的變異

13過程中有特殊原因的變異

14第一種錯(cuò)誤與第二種錯(cuò)誤(αrisk;βrisk)

15

普通原因與特殊原因之對策

1.

特殊原因之對策（局部面）

l

通常會牽涉到消除產(chǎn)生變異的特殊原因

l

可以由過程人員直接加以改善

l

大約能夠解決15%之過程上的問題

2.

普通原因之對策（系統(tǒng)面）

l

通常必須改善造成變異的共同問題

l經(jīng)常需要管理階層的努力與對策

l

大約85%的問題是屬于此類系統(tǒng)

17SPC導(dǎo)入流程

建立可解決問題之系統(tǒng)確認(rèn)關(guān)鍵過程及特性導(dǎo)入ＳＰＣ進(jìn)行關(guān)鍵過程及特性之控制檢討過程能力符合規(guī)格程序持續(xù)進(jìn)行過程改進(jìn)計(jì)劃提報(bào)及執(zhí)行過程改善計(jì)劃不足足夠18控制圖的應(yīng)用

決定控制項(xiàng)目決定控制標(biāo)準(zhǔn)決定抽樣方法選用控制圖的格式記入控制界限繪點(diǎn)、實(shí)施持續(xù)改進(jìn)控制圖控制圖判讀處置措施OKOKNG19計(jì)量值／計(jì)數(shù)值控制圖公式匯總

控制圖CLUCLLCL附注計(jì)量值-R

μ，σ未知n=2～5最適當(dāng)n<10以下R

-σμ，σ未知10≦n≦25S-RN=3or5較佳R與之R圖相同X-RmXk：組數(shù)n：樣本大小Rm計(jì)數(shù)值PP使用小數(shù)P使用%Pnn=C樣本大小相同時(shí)使用，n=20~25

U樣本大小不同時(shí)使用(為階梯界限)n=20~25

21

控制圖（平均值與全距）

1.公式：

(1)

控制圖

CL=

UCL=＋A2

LCL=－A2

(2)

R控制圖

CL=

UCL=D4

LCL=D3

2.實(shí)例：

某工廠制造一批紫銅管，應(yīng)用-R控制圖來控制其內(nèi)徑，尺寸

單位為m/m，利用下頁數(shù)據(jù)表之資料，求得其控制界限并繪圖。

（n=5）

22－R控制圖用數(shù)據(jù)表

產(chǎn)品名稱：紫銅管 機(jī)械號碼：XXX質(zhì)量特性：內(nèi)徑操作者：XXX測定單位：m/m測定者：XXX制造場所：XXX抽樣期限：自年月日至年月日

樣組測定值R樣組測定值RX1X2X3X4X5X1X2X3X4X51505049525150.4314534847525150.262475353455049.6815534849515250.653464549484947.4416465053515350.674504849495249.6417505249494949.835464850545049.6818504950495149.826504952515451.2519524952535051.247474950485249.2520504750535250.468485046495148.8521524951535051.049505049515349.0422555451515052.2510495151464849.2523505452504951.0511515049465049.2524475151525250.6512505049525150.4325535151505151.2313494949505550.46125012023

R繪圖步驟

4.求控制界限(1)控制圖CL＝＝50.16UCL＝＋A2＝50.16＋(0.58)(4.8)＝52.93LCL＝－A2＝50.16－(0.58)(4.8)＝47.39(2)R控制圖：CL＝＝4.8UCL＝D4＝(0.11)(4.8)＝10.13LCL＝D3＝(0)(4.8)＝025–R繪圖步驟5.將控制界限繪入控制圖6.點(diǎn)圖7.檢討控制界限

26P控制圖(不良率)

1.公式(1)公組樣本大小n相等時(shí)：CL＝UCL＝＋3LCL＝－3(2)n不等，且相差小于20%時(shí)：CL＝UCL＝＋3LCL＝－329P控制圖(不良率)

(3)n不等，且相差大于20%時(shí)：CL＝UCL＝＋3LCL＝－3

30P控制圖(不良率)

2.實(shí)例

某工廠制造外銷產(chǎn)品，每2小時(shí)抽取100件來檢查，將檢查所得之不良品數(shù)據(jù)，列于下表，利用此項(xiàng)數(shù)據(jù)，繪制不良率(p)控制圖，控制其質(zhì)量

組別ndp組別ndp組別nDP110030.031110030.032110050.05210040.041210060.062210080.08310030.031310080.082310040.04410080.081410050.052410050.05510050.051510020.022510040.04610050.051610030.03合計(jì)2500125710070.071710060.06平均1000.05810050.051810020.02910050.051910070.071010060.062010050.0531P控制圖繪圖步驟

1.求控制界限

CL＝＝＝0.05＝5%UCL＝＋3＝11.54%LCL＝－3（為負(fù)值，視為0）32P控制圖繪圖步驟

2.點(diǎn)繪控制圖

33Workshop

P范例

某工廠之生產(chǎn)線，每分鐘制造產(chǎn)品200個(gè)，今為控制其焊錫不良，采用不良率控制圖加以控制，每2小時(shí)抽查200個(gè)，試根據(jù)下列資料計(jì)算不良率控制圖之中心線及控制界限，并繪制其控制圖。

月日不良罐數(shù)月日不良罐數(shù)10月6日210月9日50742247日311日226212612日48日333442213日234計(jì)量值控制圖常用之系數(shù)表35n234567891011121314151617181920A21.8801.0230.7290.5770.4830.4190.3730.3370.3080.2850.2660.2490.2350.2230.2120.2030.1940.1870.180A32.6591.9541.6281.4271.2871.1821.0991.0320.9750.9270.8860.8500.8170.7890.7630.7390.7180.6980.680B3--------------------0.3030.1180.1850.2390.2840.3210.3540.3820.4060.4280.4480.4660.4820.4970.510B43.2672.5682.2662.0891.9701.8821.8151.7611.7161.6791.6461.6181.5941.5721.5521.5341.5181.5031.490D3-------------------------0.0760.1360.1840.2230.2560.2830.3070.3280.3470.3630.3780.3910.4030.415D43.2672.5742.2822.1142.0041.9241.8641.8161.7771.7441.7171.6931.6721.6531.6371.6221.6081.5971.585E22.6601.7721.4571.2901.1841.1091.0541.0100.9750.9450.9210.8990.8800.8640.8490.9360.8240.8130.803常態(tài)分配統(tǒng)計(jì)量抽樣分配常數(shù)表36n234567891011121314151617181920m31.0001.1601.0901.1981.1351.2141.1601.2231.1761.2281.1881.2321.1961.2351.2031.2371.2081.2391.212d21.1281.6932.0592.3262.5342.7042.8472.9703.0783.1733.2583.3363.4073.4723.5233.5883.6403.6893.735d30.8530.8880.8800.8640.8480.8330.8200.8080.7970.7870.7780.7700.7630.7560.7500.7440.7390.7330.729c20.5640.7240.7980.8410.8680.8880.9030.9140.9230.9300.9360.9410.9450.9490.9520.9550.9580.9600.962c30.4260.3780.3370.3050.2810.2610.2450.2320.2200.2100.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1650.1610.157c40.7980.8860.9210.9400.9520.9590.9650.9690.9730.9750.9780.9790.9810.9820.9840.9850.9850.9860.987c50.6030.4630.3890.3410.3080.2820.2620.2460.2320.2210.2110.2020.1940.1870.1810.1750.1700.1660.161控制圖的判定方法

l

正常點(diǎn)子之動態(tài)之控制圖，如圖一。1.

多數(shù)的點(diǎn)子，集中在中心線附近，且兩邊對稱。2.

少數(shù)的點(diǎn)子，落在控制界限附近。3.

點(diǎn)子之分布呈隨機(jī)狀態(tài)，無任何規(guī)則可尋。4.

沒有點(diǎn)子超出控制界限外(就是有也很少)。37控制圖的判定方法l

不正常點(diǎn)子之動態(tài)之控制圖1.

在中心線附近無點(diǎn)子。此種型態(tài)通常稱之為“混合型”，因樣本中可能包括兩種群體，其中一種偏大，另一種偏小，如圖二。2.

在控制界限附近無點(diǎn)子。此種型態(tài)通常稱之為”層別型”，因?yàn)樵后w可能已經(jīng)加以檢剔過，如圖三。3.

有點(diǎn)子逸出控制界限之現(xiàn)象。此種型態(tài)通常稱之為”不穩(wěn)定型”，如圖四。3839A、控制圖的判讀法

控制圖之不正常型態(tài)之鑒別是根據(jù)概率之理論而加以判定的，當(dāng)出現(xiàn)下述之一項(xiàng)者，即為不正常之型態(tài)，應(yīng)調(diào)查其可能出現(xiàn)的原因。40檢定規(guī)則1：3點(diǎn)中有2點(diǎn)在A區(qū)或A區(qū)以外者(口訣:3分之2A)

檢定規(guī)則2：5點(diǎn)中有4點(diǎn)在B區(qū)或B

區(qū)以外者(口訣:5分之4B)41檢定規(guī)則3：

有8點(diǎn)在中心線之兩側(cè)，但C區(qū)并無點(diǎn)子者。

（口訣：8缺C）

42檢定規(guī)則4：

(1)連續(xù)五點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－注意以后動態(tài)。（如圖a）

(2)連續(xù)六點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－開始調(diào)查原因。(如圖b)

(3)連續(xù)七點(diǎn)繼續(xù)上升(或下降)－必有原因，應(yīng)立即采取措施。(如

圖c)

43檢定規(guī)則5：點(diǎn)子出現(xiàn)在中心線的單側(cè)較多時(shí)，有下列狀況者a.

連續(xù)11點(diǎn)中至少有10點(diǎn)b.

連續(xù)14點(diǎn)中至少有12點(diǎn)c.

連續(xù)17點(diǎn)中至少有14點(diǎn)d.

連續(xù)20點(diǎn)中至少有16點(diǎn)檢定規(guī)則6：點(diǎn)出現(xiàn)在控制圖界限的近旁時(shí)一般以超出2σ控制界限的點(diǎn)為調(diào)整基準(zhǔn)，出現(xiàn)下列情形時(shí)，可判定過程發(fā)生異常a.

連續(xù)3點(diǎn)中有2點(diǎn)以上時(shí)b.

連續(xù)7點(diǎn)中有3點(diǎn)以上時(shí)c.連續(xù)10點(diǎn)中有4點(diǎn)以上時(shí)44SPC應(yīng)用所遇到的困難

1.

少量多樣之生產(chǎn)型態(tài)，不勝控制。2.

控制計(jì)劃不實(shí)際，無法落實(shí)。3.

使用SPC前未作充分準(zhǔn)備。例如：過程及控制特性之確定，決定測量方法，數(shù)據(jù)如何收集等。4.

欠缺統(tǒng)計(jì)技術(shù)。5.

統(tǒng)計(jì)計(jì)算太過繁瑣費(fèi)時(shí)。6.

測量數(shù)據(jù)之有效數(shù)字位數(shù)未標(biāo)準(zhǔn)化。7.

管理階層不支持。53SPC能解決之問題

1.經(jīng)濟(jì)性：有效的抽樣控制，不用全數(shù)檢驗(yàn)，不良率和成本得以控制。使過程穩(wěn)定，能掌握質(zhì)量、成本與交期。2.預(yù)警性：過程的異常趨勢可實(shí)時(shí)對策，預(yù)防整批不良,以減少浪費(fèi)。3.分辨特殊原因：作為局部問題對策或管理階層系統(tǒng)改進(jìn)之參考。4.善用機(jī)器設(shè)備：估計(jì)機(jī)器能力，可妥善安排適當(dāng)機(jī)器生產(chǎn)適當(dāng)零件。5.改善的評估：過程能力可作為改善前后比較之指南。

54過程能力分析

1.CP（精密度，Precision）CP＝T/6σ（雙邊規(guī)格）CP＝（Su－）/3σ或（－SL）/3σ（單邊規(guī)格）2.Cpk（過程能力，ProcessCapabilityIndex）Cpk＝（1－│Ca│）Cp；（Su－）/3σor（－SL）/3σ(取最小的數(shù)值)55過程能力分析4.不良率P↓（綜合評價(jià)）(1)ZU＝3Cp（1＋Ca）超出下限PU%ZL＝3Cp（1－Ca）超出上限PL%P%＝PU％＋PL%總不良率(2)ZU＝（SU－）/σ，ZL＝（SL－）/σ5.定義(1)：過程平均值 (3)T：公差(2)σ：過程標(biāo)準(zhǔn)差 (4)Sc：規(guī)格中心

56例：某產(chǎn)品的電性規(guī)格是560±10m/m，經(jīng)檢驗(yàn)一批后,得出±3σ為561±9m/m。

求：(1)Cp(2)Cpk(3)P%57過程能力等級判斷及處置建議－Cp

等級Cp過程精密度Capabilityofprecision處置建議A1.33≦Cp(T=8σ)此一過程甚為穩(wěn)定，可以將規(guī)格許容差縮小或勝任更精密之工作。B1.00≦Cp＜1.33 (T=6σ)有發(fā)生不良品之危險(xiǎn)，必須加以注意，并設(shè)法維持不要使其變壞及迅速追查原因。C0.83≦Cp＜1.00 (T=5σ)檢討規(guī)格及作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，可能本過程不能勝任如此精密之工作。DCp＜0.83應(yīng)采取緊急措施，全面檢討所有可能影響之因素，必要時(shí)應(yīng)停止生產(chǎn)。59過程能力等級判斷及處置建議－Cpk等級Cpk過程能力指數(shù)ProcessCapabilityIndex處置建議A1.33≦Cpk過程能力足夠B1.0≦Cpk＜1.33過程能力尚可，應(yīng)再努力。C

Cpk＜1.0過程應(yīng)加以改善。60過程能力等級判斷及處置建議－P%等級P%（綜合評價(jià)）處置建議AP≦0.44%穩(wěn)定B0.44%＜P≦1.22%同Ca及CpC1.22%＜P≦6.68%同Ca及CpD6.68%＜P同Ca及Cp61過程能力分析之用途1.提供資料給設(shè)計(jì)部門，使其能盡量利用目前之過程能力，以設(shè)計(jì)新產(chǎn)品。2.決定一項(xiàng)新設(shè)備或翻修之設(shè)備能否滿足要求。3.利用機(jī)械之能力安排適當(dāng)工作，使其得到最佳之應(yīng)用。4.選擇適當(dāng)之作業(yè)員、材料與工作方法。5.過程能力較公差為窄時(shí)，用于建立經(jīng)濟(jì)控制界限。6.過程能力較公差為寬時(shí)，可設(shè)定一適當(dāng)?shù)闹行闹担垣@得最經(jīng)濟(jì)之生產(chǎn)。7.用于建立機(jī)器之調(diào)整界限。8.是一項(xiàng)最具價(jià)值之技術(shù)情報(bào)資料。62過程能力分析之應(yīng)用1.對設(shè)計(jì)單位提供基本資料。2.分派工作到機(jī)器上。3.用來驗(yàn)收全新或翻新調(diào)整過的設(shè)備。4.選用合格的作業(yè)員。5.設(shè)定生產(chǎn)線的機(jī)器。6.根據(jù)規(guī)格公差設(shè)定設(shè)備的控制界限。7.當(dāng)過程能力超越公差時(shí)，決定最經(jīng)濟(jì)的作業(yè)水準(zhǔn)。8.找出最好的作業(yè)方法。63利用控制圖控制過程之程序

1.繪制「過程流程圖」，并用特性要因圖找出每一工作順序的制造因素（條件）及質(zhì)量特性質(zhì)。2.制訂操作標(biāo)準(zhǔn)。3.實(shí)施標(biāo)準(zhǔn)的教育與訓(xùn)練。4.進(jìn)行過程能力解析，確定控制界限。5.制訂「質(zhì)量控制方案」，包括抽樣間隔、樣本大小及控制界限。6.制訂控制圖的研判、界限的確定與修訂等程序。7.繪制過程控制用控制圖。64利用控制圖控制過程之程序

8.判定過程是否在控制狀態(tài)（正常）。9.如有異?，F(xiàn)象則找出不正常原因并加以消除。10.必要時(shí)修改操作標(biāo)準(zhǔn)（甚至于規(guī)格或公差）。65過程能力評價(jià)之時(shí)期

分定期與不定期兩種：1.定期評價(jià)：每周、每月、每季。2.不定期評價(jià)：由技術(shù)單位規(guī)定，當(dāng)有下列變動時(shí)，須實(shí)施之：(1)買入新設(shè)備時(shí)。 (2)機(jī)器設(shè)備修理完成時(shí)。(3)工作方法變更時(shí)。(4)其它過程條件（因素）變更時(shí)。66過程能力評價(jià)之時(shí)期

(5)某種過程發(fā)生不良時(shí)，對上一道過程作系列之評價(jià)。(6)顧客訂單有特別要求時(shí)。(7)企業(yè)開發(fā)某一特殊新產(chǎn)品時(shí)。67掌握過程控制之主要因素

1.人員方面(1)人人有足夠之質(zhì)量意識。了解質(zhì)量之重要性。了解自己工作之質(zhì)量重要性。有責(zé)任意識，愿意將質(zhì)量做好，進(jìn)行自我檢查等工作。（對質(zhì)量負(fù)責(zé)之意識；我做之工作，由我保證）。(2)人人有品管之能力（指作業(yè)者）。給予完整之檢驗(yàn)說明。68掌握過程控制之主要因素

給予適當(dāng)之測量儀器、設(shè)備、工具。施予檢驗(yàn)訓(xùn)練和培訓(xùn)：測定值讀取方法、測定器正確使用法...。給予清楚之質(zhì)量判斷基準(zhǔn)和準(zhǔn)則。新進(jìn)人員培訓(xùn)應(yīng)重視。(3)提高「檢查精度」檢查治具化、物理化（感官檢查）、（限度樣本）。自動檢查之采用。防錯(cuò)措施/方法（foolproof）之采用。69掌握過程控制之主要因素

多能工種訓(xùn)練和培訓(xùn)（人員請假時(shí)，不良增加之防止）。品管人員要有充分的訓(xùn)練和培訓(xùn)。(4)提高人員能力或技能教育培訓(xùn)、訓(xùn)練、再教育培訓(xùn)。激發(fā)問題意識，改善意識。不斷地改善使工作更好做，而不會錯(cuò)，檢查精度愈高。70掌握過程控制之主要因素

2.材料方面：(1)要有優(yōu)良之協(xié)力廠商選擇質(zhì)量意識高，有信用，有完整品控制度之廠商承制。有適當(dāng)之廠商獎(jiǎng)勵(lì)辦法（激勵(lì)、考核制度）。適價(jià)政策。整合協(xié)力廠商，使其依存度提高。71掌握過程控制之主要因素

(2)交貨質(zhì)量之確保制訂新材料、部品/部件之認(rèn)定辦法。要有清楚、明確之質(zhì)量要求。有采購合同時(shí)，要有「質(zhì)量要求」條款