SPC統(tǒng)計制程管制培訓課件4

StatisticalProcessControlSPC統(tǒng)計制程管制

------僅供內部培訓使用------編制：LRH4/8/20231課程大綱SPC背景說明制程變異分析基本概念建立SPC步驟

X-R、P管制圖4/8/20232

SPC興起的背景

SPC的誤區(qū)

SPC的焦點

SPC的困難

SPC的益處一、SPC背景說明4/8/20233大多數(shù)的品質問題是錯在作業(yè)人員容許少數(shù)的不良,意外的瑕疵是無可避免的品質是品管部門的責任

只重視品質檢驗,檢驗人員需負責解決瑕疵品

SPC只是在現(xiàn)場掛管制圖

對品質異常的錯誤觀念4/8/2023485%的品質問題是管理人員所要擔負的,管理者態(tài)度的偏差，更勝過作業(yè)人員的懶散

第一次就把事情做好,并且將后工程視為顧客,才能真正做到零缺點品質

品質和公司每一個人都有關

品質檢驗是可以解決問題但卻無法消除問題

SPC是主品質保證的系統(tǒng)持續(xù)盍不斷改善制程,以提升品質與生產力

對品質的正確觀念4/8/20235SPC興起是宣告『經(jīng)驗掛帥時代』的結束

─手工藝的產業(yè)：SPC無用武之地→經(jīng)驗取勝

─當經(jīng)驗可以整理，再加上設備、制程或系統(tǒng)時，那

SPC時機的導入，就自然成熟了。SPC興起是宣告『品質公共認證時代』的來臨

─1980年以前，客戶大都以自己的資源與方法，來認定某些合格的供應商，造成買賣雙方的浪費。─1980年以后，『GMP』及『ISO9000』的興起，因為重視產品生產的『制程』與『系統(tǒng)』，故更須有有賴

SPC來監(jiān)控『制程』與『系統(tǒng)』的一致性。SPC興起的背景4/8/20236誤區(qū)1：有管制圖就是在推動

SPC？

─這是產品品質

(Q)，還是制程參數(shù)

(P)管制圖？

─這張管制圖是否有意義？

─它所管制的參數(shù)，真的對產品品質有舉足輕重的影響嗎？

─管制界限訂得有意義嗎？

─這張管制圖是否受到應有的重視？是否已遵照規(guī)定，實施

追蹤與研究？SPC的誤區(qū)（1）4/8/20237誤區(qū)2：有了Cpk/Ppk

等計算就是在推動

SPC？

─Cpk/Ppk

有定期審查嗎？

─是否已用Cpk/Ppk

作訂單分派給不同生產線，作為生產的依據(jù)？SPC的誤區(qū)（2）4/8/20238誤區(qū)3：有了可控制的制程參數(shù)

(ProcessParameter)，就是SPC？

─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)與產品品質之間，有因果關系可循嗎？SPC的誤區(qū)（3）4/8/20239

SPC與傳統(tǒng)

SQC的最大不同點，就是由

Q→P的轉變

SQC：強調

Quality→產品的品質，換而言之，它是著重于買賣雙方可共同評斷、監(jiān)定的一種『既成事實』。

SPC：則是希望將努力的方向更進一步的放在品質的源頭

→制程

(Process)上。因為制程的起伏變化，才是造成品質變異

(Variation)的主要根源。

SPC的焦點→制程（Process）4/8/202310品質變異的大小，才是決定產品優(yōu)劣的關鍵

制程起伏的條件品質異常產品優(yōu)劣因因果果SPC的焦點→制程（Process）4/8/202311執(zhí)行SPC的困難（1）1、多種少量的生產型態(tài)一般都被連續(xù)制程管制的名詞誤導，以為許久才生產一次的產品難以適用SPC﹑其實只要圖面﹑生產條件及制程因素未改變，仍可依產品別管制。又如為同類產品雖然規(guī)格大小不一，但制程相同，亦可以產品特性選用計量值管制圖。4/8/202312執(zhí)行SPC的困難（2）2、管制計劃不實際雖然多企業(yè)對其管制特性﹑規(guī)則﹑管制方法﹑樣本大小﹑抽樣頻率……等管制項目會建立制程管制計劃或稱QC工程表，但實際生產時可能會因各種制程因素，如人員﹑設備﹑材料﹑方法﹑環(huán)境等而無法依計劃執(zhí)行。在人員穩(wěn)定﹑交期寬松﹑價格合理的情況下，依管制計劃執(zhí)行是不成問題的。但若遇到生產壓力太大時，可能就不易依計劃執(zhí)行。故管制計劃制訂時除了應考慮合理性之外，亦必須考慮其可行性。4/8/202313執(zhí)行SPC的困難（3）3、使用SPC前未作充分準備若生產方式未予標準化，使用SPC就難以收到效果，一般在使用SPC前，應準備事項如下：☆確定制程☆依客戶需求及工程問題點確定管制特性☆決定量測方法及數(shù)據(jù)收集之程序☆設法使管制特性之變異降至最低4/8/202314執(zhí)行SPC的困難（4）4、統(tǒng)計知識欠缺

一般人以為管制特性之群體分配為常態(tài)分配，而抽樣數(shù)據(jù)可以代表群體，其實他可能忘了這只是為了統(tǒng)計方便而作的一個“假設”而已，因為：

☆

抽樣存在抽樣誤差☆沒有一個制程可以做到100%在統(tǒng)計管制狀態(tài)下☆沒有一個產品特性的分配是完全常態(tài)分配所以SPC僅能提供產品特性的資訊而已，對于產品及制程技術之專業(yè)應更加重視，才能達到改善制程的目的。4/8/202315執(zhí)行SPC的困難（5）5、量測數(shù)據(jù)不正確

量測設備之讀值必須為產品特性最小精度至少1/10(例如產品特性公差為0.05，其量測設備必須能讀取0.001以下，參考測量系統(tǒng)分析MSA)，量測系統(tǒng)本身誤差太大，將會影響分析的結果。另外，一般對于平均值應取原數(shù)據(jù)位數(shù)多一位(例如Xi＝X．XX,則Xi應＝X．XXX)，標準差則應取有效位數(shù)至小數(shù)點三位。4/8/202316執(zhí)行SPC的困難（6）6、管理階層不支持

有些管理階層認為SPC是多余的工作，浪費時間，常因客戶要求而臨時拼湊，應付了事，殊不知SPC有其莫大的好處；4/8/202317執(zhí)行SPC的困難（7）7、統(tǒng)計計算繁瑣SPC統(tǒng)計計算雖然有點費時，但若能將運用公式或常數(shù)表置于便于查閱處，將可以減少此類問題。而現(xiàn)今市面上亦有可用之SPC電腦軟體，在現(xiàn)今的社會，采用電腦軟體來協(xié)助運算﹑繪圖﹑分析等，可說是電腦輔管理。4/8/202318執(zhí)行SPC的益處（1）1、經(jīng)濟性/預警性/時效性

管制圖是一項很簡單有用的制程管制工具，以有效的抽樣計劃，不用全數(shù)檢驗，且利用作業(yè)員直接在生產線上繪點，提供一個可靠的資料，用以預估不良及控制成本，使制程因為管制與改善，而趨于穩(wěn)定，更使品質﹑成本﹑交期得以預測與掌握。4/8/202319執(zhí)行SPC的益處（2）2、較正確的預測若制程在統(tǒng)計管制狀態(tài)下，則可以預測產品符合規(guī)格的程度，以確保產品品質的固定水準。4/8/202320執(zhí)行SPC的益處（3）3、提高品質﹑提升效率﹑降低成本

產品的品質可通過減少變異而更好，且不斷地運作制程改善循環(huán)，可令制程微小的變異也能加以改善，讓品質達到：超越顧客滿意度，增加顧客的信賴度。減少產品修補及報廢，降低品質失敗成本。增加制程產能，提升效率。4/8/202321執(zhí)行SPC的益處（4、5）4、分辨共同原因與特殊原因提供管理階層參考，使型I﹑型II誤差不致于發(fā)生，而造成制程對策錯誤之損失。5、檢討之共同語言

可以用以評估比較同一制程之不同班次(如早﹑中﹑晚班)，或同一制程不同站別之績效。4/8/202322執(zhí)行SPC的益處（6）6、善用機器設備可用以估計機器設備能力，進而妥善安排適當機器生產適當?shù)牧慵?/8/202323品質是否更穩(wěn)定？良品率是否在提高？制程是否更流暢？成本是否更低廉？異常是否更快能被偵測到？品管員是否逐漸在減少？實施SPC的結果檢查清單4/8/202324統(tǒng)計制程管制的定義非機遇原因變異機遇原因變異制程改善循環(huán)

二、制程變異4/8/202325統(tǒng)計制程管制的定義經(jīng)由制程中去收集資料，而加以統(tǒng)計分析，從分析中得以發(fā)覺制程的變異，并經(jīng)由問題分析以找出異常原因，立即采取改善措施，使制程恢復正常。并通過制程能力分析與標準化，以不斷提升制程能力。4/8/202326檢測

─容忍浪費

允許將時間和材料投入到生產不一定有用的產品或服務預防

─避免浪費

『第一次就把工作做對』制程控制的需要4/8/202327變異—機遇原因與非機遇原因為了使變異的表示簡化，通常分成下列二種：

☆機遇（共同）原因的變異

制程中變異因素是在統(tǒng)計的管制狀態(tài)下『受控』。

隨著時間的推移，具有穩(wěn)定的且可重復的分

制程中的許多『全距』的原因。

☆非機遇（特殊）原因的變異制程中不常發(fā)生，但造成制程變異的原因。

所造成之分布與時間的關系，是不穩(wěn)定且無法

預期的。4/8/202328如果制程中，只有機遇原因的變異存在，則其成品將形成依各很穩(wěn)定的分布，而且是可以預測的如果制程中，有非機遇原因的變異存在，則其成品將為不穩(wěn)定的分布，而且無法預測的范圍→時間可預測范圍→時間無法預測解釋4/8/202329機遇原因與非機遇原因機遇原因?大量之微小原因所引起?原料在一定范圍內的微小變異?機械之微小振動?儀器測定時，不十分精確之做法?依據(jù)作業(yè)標準執(zhí)行作業(yè)的變化

?實際上，要除去制程上之機遇原因，是件非常不經(jīng)濟之處置非機遇原因?一個或少數(shù)幾個較大原因所引起?使用規(guī)格外的原物料?新手之操作人員?不完全之機械調整?未依據(jù)作業(yè)標準執(zhí)行作業(yè)?所制訂之作業(yè)標準不合理?非機遇原因之變異，不但可以找出其原因，并且除去這些原因之處置，在經(jīng)濟觀點上來說，是正確的4/8/202330局部措施→改善非機遇原因非機遇原因的變異簡單的統(tǒng)計分析可發(fā)現(xiàn)如管制圖直接負責制程的人員去改善局部措施改善對策牽涉到消除產生變異的非機遇原因可由制程人員直接加以改善大約可以解決15%之制程上的問題4/8/202331制程改善循環(huán)PDACPDACPDAC1.分析制程2.維護制程3.改善制程4/8/202332制程改善解釋（1）1.分析制程：

本制程應該做什么？

●

會出現(xiàn)什么問題？

─本制程會有哪些變化？

─我們已經(jīng)知道本制程的什么全距(全距)？

─哪些參數(shù)受全距(全距)的影響最大？

●

本制程正在做些什么？

─本制程是否在生產廢品及需要返工的產品？

─本制程生產的產品是否處于受控狀態(tài)？

─本制程是否有能力？

─本制程是否可靠？

4/8/202333制程改善解釋（2）2.維護(控制)制程：

●

制程是動態(tài)的，并且會隨時間而變化。

●

監(jiān)控制程的能力指數(shù)

●

查出『非機遇原因』的變異，并采取有效的措施3.改善制程：

●

使制程穩(wěn)定，并以維持制程的能力指數(shù)

●

充分理解『機遇原因』造成的變異

●

減少『機遇原因』造成變異的發(fā)生4/8/202334三、基本概念統(tǒng)計方法的意義?群體與樣本?品質管制與統(tǒng)計方法4/8/202335統(tǒng)計概念-----第1、第2種錯誤區(qū)分沒有原著差異有原著差異沒有顯著差異βRiskTypeIIerror有顯著差異αRiskTypeIerror事實上判斷上4/8/202336I（α）、II（β）類錯誤圖示I類（生產者風險）II類（消費者風險）4/8/202337群體〈Population〉，可為整個制程的所有制品或半成品之全部測定值，亦可為一大批貨品，一小批貨品，一天內的制品或半成品，一小時內的制品。

群體〈Population〉

以

N

表示

。計數(shù)值

群體不合格率

計量值

群體平均數(shù)

μ，群體標準差

σ群體的構成，特別應注意

層別

：

不同批原料、不同機器設備、不同班別、不同操作員等

群體與樣本4/8/202338樣本〈Sample〉，為自群體中選取的一部分制品或半成品之測定值，或自整個檢驗批中抽取一部分制品或半成品之測定值。

樣本〈Sample〉

以

n

表示。

計數(shù)值

樣本不合格率

計量值

樣本平均數(shù)

X，樣本標準差

σx

樣本的取得，特別應注意

隨機性：并能夠代表群體為原則。

群體與樣本4/8/202339品質管制的發(fā)展階段：操作員品管、領班品管、統(tǒng)計品管〈SPC〉、全面品管〈TQC〉、全面品質管理〈TQM〉，六大階段。

自第四階段的統(tǒng)計品管〈SPC〉，Dr.Shewhart

博士(1924年)發(fā)表『制造產品品質的經(jīng)濟管制』以后，統(tǒng)計方法即持續(xù)運用于品質管制中。

舉凡

(1)市場分析(2)產品設計(3)可靠度規(guī)格，壽命/耐用性預測(4)制程管制/制程能力分析(5)品質水準/抽樣檢驗計畫之決定(6)數(shù)據(jù)分析/性能評估/缺點分析

等，均導入適當之統(tǒng)計方法。

品質管制與統(tǒng)計方法關系4/8/202340可用的特殊統(tǒng)計方法及應用包含〈但并不限于〉：

(1)實驗計畫法/因子分析(2)變異數(shù)分析/回歸分析(3)安全性評估/風險分析(4)管制圖(5)抽樣檢驗

品質管制與統(tǒng)計方法4/8/202341確立制造流程、制造流程解析

決定管制項目

實施標準化

管制圖的運用

四、建立SPC的步驟4/8/202342一

確立制造流程

二

決定管制項目

三

實施標準化

五

制程能力調查

Ca、Cp、Cpk四

管制圖的運用

六

問題分析解決

六

問題分析解決

七

制程繼續(xù)管制

Cpk<1.33Cpk>1.33制程條件變動時

步驟流程圖4/8/202343藉由所需的人員、程序、機器、物料等(輸入)

，經(jīng)由必要的作業(yè)活動來產生一特定的產品或

信息(輸出)1、流程的定義4/8/202344資

料

→物

料

→顧客需求

→資源設備

→人

員

→標

準

→教

育

→增加附加價值的工作

→產品

→輸出→服務

輸入→流的基本模式4/8/202345訂單

產品/服務

制造流程圖4/8/202346管制項目的定義

為維持產品的品質，作為管制對象所列舉的項目→

特殊特性：

尺寸、材質、性能、外觀2、決定管制項目4/8/202347產品/服務

KPCKPCKCCKCCKCCKCCKCCKCCKPCKCCKCCKCCKPC:KeyProductCharacteristicsKCC:KeyControlCharacteristics產品特性分類4/8/202348意義：所做的每一件工作、產品，都是

可以成為可靠的工作與可靠的產品?目的：不會做出標準以下的工作、產品步驟：1.成立標準化體制

2.標準化的計劃

3.標準化的運作

4.標準化的評價

管制計劃

ControlPlan3、實施標準化4/8/202349控制計劃4/8/202350管制圖是1924年由蕭華特博士()，在研究產品品質特性之次數(shù)分配時所發(fā)現(xiàn)。正常工程所產生出來產品之品質特性，其分布大都呈正態(tài)分布的，會超出三個標準差(3)的產品只有0.27%，依據(jù)此原理，將正態(tài)曲線圖旋轉90度，在三個標準差的地方加上兩條界限，并將抽樣的順序點繪成為管制圖。

4、管制圖的運用4/8/202351提供正在進行制程控制的作業(yè)人員使用

有助于制程在品質上和成本上能持續(xù)的、可預測的維持下去

提供檢討制程狀況之共通的語言

分辨『機遇與非機遇』原因的變異，提供采行局部或系統(tǒng)糾正措施的依據(jù)

管制圖的作用4/8/202352管制圖質量特性的分類管制圖的分類4/8/202353管制圖的構成管制圖應用的二個階段控制限的計算判異準則4/8/202354質量特性分類計量型：用各種計量儀器測出、以數(shù)值形式表現(xiàn)的測量結果，包括用量儀和檢測裝置測的零件直徑、長度、形位誤差等，也包括在制造過程狀態(tài)監(jiān)控測得的切削力、壓力、溫度、濃度等。計數(shù)型：通常是指不用儀器即可測出的數(shù)據(jù)。計件如不合格件數(shù)；計點如PCB上的漏焊數(shù)、溢膠數(shù)等計量型計數(shù)型計件型計點型4/8/202355管制圖的構成+3s1234567891018171615141312111098765-3s

Average點落在該區(qū)間的概率為99.7%ComponentsofEveryControlChart:1.DataPoints 3.UpperControlLimit2.CenterLine 4.LowerControlLimit4/8/202356管制圖的要素縱坐標：數(shù)據(jù)（質量特性值或其統(tǒng)計量）橫坐標：按時間順序抽樣的樣本編號上虛線：上控制界限UCL下虛線：下控制界限LCL中實線：中心線CL控制界限=平均值±3σ4/8/202357管制圖原理：1）3σ原理：若變量X服從正態(tài)分布,那么,在±3σ范圍內包含了99.73%的數(shù)值。2）中心極限定理：無論產品或服務質量水平的總體分布是什么，其的分布（每個都是從總體的一個抽樣的均值）在當樣本容量逐漸增大時將趨向于正態(tài)分布。4/8/202358管制圖的分類計量型管制圖計數(shù)型管制圖4/8/202359計量型管制圖均值-極差管制圖()均值-標準差管制圖()單值-移動極差管制圖()……4/8/202360計數(shù)型管制圖不良率管制圖（P圖）不良品數(shù)管制圖（Pn圖）缺陷數(shù)管制圖（C圖）單位缺陷數(shù)管制圖（U圖）4/8/202361計量型數(shù)據(jù)嗎？

性質上是否均勻或不能按子組取樣？關心的是不合格品率嗎？樣本容量是否恒定？樣本容量是否恒定？子組容量≥9？np或p圖p圖C或U圖U圖是否是是是是是否否否否否關心的是單位零件缺陷數(shù)嗎？是選擇合適的管制圖4/8/202362計量型管制圖4/8/202363計數(shù)型管制圖4/8/202364分析階段控制階段管制圖應用的二個階段4/8/202365分析階段在管制圖的設計階段使用,主要用以確定合理的控制界限;每一張管制圖上的控制界限都是由該圖上的數(shù)據(jù)計算出來;4/8/202366從分析階段轉入控制階段在什么條件下分析階段確定的控制限可以轉入控制階段使用：管制圖是受控的過程能力能夠滿足生產要求4/8/202367控制階段管制圖的控制界限由分析階段確定;管制圖上的控制界限與該圖中的數(shù)據(jù)無必然聯(lián)系;使用時只需把采集到的樣本數(shù)據(jù)或統(tǒng)計量在圖上打點就行;4/8/202368何時應該重新計算控制界限管制圖是根據(jù)穩(wěn)定狀態(tài)下的條件（人員、設備、原材料、工藝方法、測量系統(tǒng)、環(huán)境）來制定的。如果上述條件變化，則必須重新制定管制圖.一定時間后檢驗管制圖還是否適用；過程能力值有大的變化時。4/8/202369V.控制限的計算方法4/8/202370X-R控制圖的控制限限計算2.計算控制界限：X管制圖R管制圖常數(shù)