SPC-制程統(tǒng)計(jì)管制培訓(xùn)教程課件

StatisticalProcessControl製程統(tǒng)計(jì)管制FCN全康精密工業(yè)股份有限公司1

1924年蘇華特（W.A.Shewhart）博士繪製了第一張的SPC圖，並於1931年出版了「加工產(chǎn)品品質(zhì)的經(jīng)濟(jì)控制」（EconomicControlofQualityofManufacturedProducts）之後，SPC應(yīng)用於各種製造過(guò)程改善便就此展開(kāi)。起源SPC統(tǒng)計(jì)製程管制2013/01/222

SPC是一種用來(lái)分析資料的科學(xué)方法，並且利用分析結(jié)果來(lái)解決實(shí)際的問(wèn)題。只要問(wèn)題能以數(shù)字表示，就可以應(yīng)用SPC來(lái)分析。被量測(cè)出的產(chǎn)品品質(zhì)特性均是由於某些偶然因素所造成的結(jié)果。某些「偶然因素下的一致現(xiàn)象」，是任何製造和檢驗(yàn)的架構(gòu)下所固有的。在這固有之”一致現(xiàn)象”的狀態(tài)下的變動(dòng)將無(wú)法找到原因。在該狀態(tài)外的變動(dòng)原因，則是可被發(fā)現(xiàn)而加以改正的。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制SPC基本原理2013/01/223SPC統(tǒng)計(jì)製程管制SPC管制圖2013/01/224統(tǒng)計(jì)理論認(rèn)為母體參數(shù)可由隨機(jī)抽取的樣本來(lái)估計(jì)，SPC圖的統(tǒng)計(jì)基礎(chǔ)即在於此。不同製程管制對(duì)象有不同的資料，所有的資料都可歸類(lèi)到下列其中一種：SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖基本原理-1

－分類(lèi)資料－將產(chǎn)品品質(zhì)分為「好或不好」、「合格或不合格」等－計(jì)數(shù)資料－記錄某產(chǎn)品的某個(gè)特性發(fā)生次數(shù)，例如錯(cuò)誤次數(shù)﹑意外次數(shù)﹑銷(xiāo)售領(lǐng)先次數(shù)等－連續(xù)資料－某個(gè)品質(zhì)特徵的量測(cè)值，例如尺寸﹑成本﹑時(shí)間等2013/01/225SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖基本原理-2利用品質(zhì)特性的發(fā)生機(jī)率來(lái)判斷是否有異常的狀況發(fā)生管制上下限與中心線管制上下限為平均數(shù)上下3個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差範(fàn)圍內(nèi)幾乎會(huì)涵蓋所有可能發(fā)生的狀況超出管制界限範(fàn)圍之外的狀況被視為異常中心線---製程的平均品質(zhì)水準(zhǔn)。2013/01/226管制圖之應(yīng)用有許多方式，在大多數(shù)之應(yīng)用上，管制圖是用來(lái)做製程之線上(on-line)監(jiān)視。管制圖也可以用來(lái)決定過(guò)去之製程數(shù)據(jù)是否在管制內(nèi)，及末來(lái)之製程是否將在管制內(nèi)。管制圖也可用來(lái)做為估計(jì)之工具，當(dāng)製程是在管制內(nèi)時(shí)，則可預(yù)測(cè)一些製程參數(shù)，例如平均數(shù)、標(biāo)準(zhǔn)差、不合格率等。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖的應(yīng)用範(fàn)圍2013/01/227

計(jì)量值

－平均值與全距管制圖

X–RChart

－中位數(shù)與全距管制圖

X–RChart

－個(gè)別值與移動(dòng)全距管制圖

X–RmChart

－平均值與標(biāo)準(zhǔn)差管制圖

X–SChartSPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖的種類(lèi)－～－計(jì)數(shù)值

－不良率管制圖

P–Chart

－不良數(shù)管制圖

nP–Chart

－缺點(diǎn)數(shù)管制圖

C–Chart

－單位缺點(diǎn)數(shù)管制圖

U–Chart2013/01/228SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖使用時(shí)機(jī)樹(shù)狀圖2013/01/229－選擇品質(zhì)特性－決定管制圖之種類(lèi)－決定樣本大?。闃宇l率和抽樣方式

SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖實(shí)施步驟－收集數(shù)據(jù)－計(jì)算管制圖之參數(shù)，一般包含中心線和上下管制界限－收集數(shù)據(jù)，利用管制圖監(jiān)視製程2013/01/2210

－管制圖是一改善生產(chǎn)力之有效工具－管制圖是預(yù)防不合格品之有效工具－管制圖可預(yù)防不需要之製程調(diào)整－管制圖可提供診斷之資訊－管制圖可提供有關(guān)製程能力之資訊

SPC統(tǒng)計(jì)製程管制使用管制圖的原因2013/01/2211SPC統(tǒng)計(jì)製程管制管制圖能夠解決之問(wèn)題1.經(jīng)濟(jì)性:有效的抽樣管制，不用全數(shù)檢驗(yàn)，不合格率降低，得以控制成本。使製程穩(wěn)定，能掌握品質(zhì)、成本及交期。2.預(yù)警性:製程的異常趨勢(shì)可即時(shí)發(fā)現(xiàn)並對(duì)策，預(yù)防整批性不良，以減少浪費(fèi)。3.分辦特殊原因:作為局部問(wèn)題對(duì)策或管理階層對(duì)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(píng)估:製程能力可作為製程改善前後比較之指標(biāo)。2013/01/2212X：平均值R：全距Up(Su)：規(guī)格上限Std(u)：標(biāo)準(zhǔn)值(規(guī)格中心線)Low(Sl)：規(guī)格下限UCL：管制上限UCL(X)=X+ARUCL(R)=DRCL：實(shí)績(jī)中心線CL(X)=XCL(R)=RLCL：管制下限LCL(X)=X-ARLCL(R)=DRSPC統(tǒng)計(jì)製程管制FCN－＝－－24－－＝－－－＝232013/01/2213管制圖的判讀(1)判斷失控的規(guī)則樣本點(diǎn)落在管制界限之外連續(xù)9點(diǎn)在同側(cè)的C區(qū)或C區(qū)之外ABCCBAUCLLCLCL2013/01/2214管制圖的判讀(2)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL連續(xù)6點(diǎn)持續(xù)地上升或下降連續(xù)11點(diǎn)交互一升一降2013/01/2215管制圖的判讀(3)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL相連3點(diǎn)中有2點(diǎn)在同側(cè)的A區(qū)或A區(qū)之外相連5點(diǎn)中有4點(diǎn)在同側(cè)的B區(qū)或B區(qū)之外2013/01/2216管制圖的判讀(4)ABCCBAUCLLCLCLABCCBAUCLLCLCL連續(xù)15點(diǎn)在中心線上下兩側(cè)的C區(qū)有8點(diǎn)在中心線之兩側(cè)，但C區(qū)並無(wú)點(diǎn)子2013/01/2217異常處理模式(1)2013/01/2218異常處理模式(2)2013/01/2219異常處理模式(3)2013/01/2220SPC統(tǒng)計(jì)製程管制Ca值：製程準(zhǔn)確度

設(shè)定規(guī)格中心值(u)與管制上限(Su)或管制下限(Sl)的距離為

100%，然後以製程實(shí)績(jī)平均值(X)距離規(guī)格中心值(u)的遠(yuǎn)近作為評(píng)價(jià)的基準(zhǔn)。當(dāng)Ca值＝0時(shí)代表製程之實(shí)績(jī)平均值一致，故Ca值愈小愈好。實(shí)績(jī)平均值－規(guī)格中心值X－u

規(guī)格公差／２T／2Ca＝X100%＝X100%

T＝Su－Sl

＝規(guī)格上限－規(guī)格下限＝規(guī)格公差＝＝2013/01/2221A級(jí)：理想的狀態(tài)故維持現(xiàn)狀。B級(jí)：儘可能調(diào)整、改進(jìn)為A級(jí)。C級(jí)：應(yīng)立即檢討並予以改善。D級(jí)：採(cǎi)取緊急措施，並全面檢討必要時(shí)考慮停止生產(chǎn)。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制T2T2D級(jí)D級(jí)C級(jí)C級(jí)B級(jí)B級(jí)A級(jí)A級(jí)規(guī)格公差(T)規(guī)格下線Sl-100%-50%-25%-1.25%0%1.25%25%50%100%規(guī)格中心線u規(guī)格上線Su2013/01/2222若以規(guī)格公差（T）與自生產(chǎn)中所獲得產(chǎn)品資料的6個(gè)估計(jì)實(shí)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差（σ）其間相差的程度即稱(chēng)之為『製程精密度Cp』，換言之Cp值即在衡量規(guī)格公差範(fàn)圍與製程變異寬度兩者之間相差的程度。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制Cp值：製程精密度規(guī)格公差T6個(gè)估計(jì)實(shí)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差6σ

規(guī)格上限－實(shí)績(jī)平均值Su－X3個(gè)估計(jì)實(shí)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差3σ

實(shí)績(jī)平均值－規(guī)格下限X－Sl

3個(gè)估計(jì)實(shí)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差3σ

RdCp＝雙邊規(guī)格時(shí)Cp＝Cp＝＝＝＝或單邊規(guī)格時(shí)︿︿︿＝＝σ

＝︿2R為全距平均值，d為管制系數(shù)2－2013/01/2223由公式得知當(dāng)規(guī)格公差（T）大於估計(jì)實(shí)績(jī)標(biāo)準(zhǔn)差（σ）時(shí)，若大得愈多則Cp值也愈大，換言之即製程的變異寬度遠(yuǎn)小於規(guī)格公差，所以Cp值愈大愈好。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制等

級(jí)

Cp值

A+級(jí)

Cp≧1.67A級(jí)1.67＞Cp≧1.33B

級(jí)1.33

＞Cp≧1.00C

級(jí)1.00

＞Cp≧0.67D

級(jí)0.67＞Cp

A+級(jí)：產(chǎn)品變異如大一些也不要緊，考慮管理的簡(jiǎn)單化或成本降低的方法。A級(jí)：理想的狀態(tài)故維持現(xiàn)狀。B級(jí)：確實(shí)進(jìn)行製程管理，使其能保持在管制狀態(tài)，當(dāng)Cp接近於1時(shí)，恐將會(huì)產(chǎn)生不良品故儘可能改善為A級(jí)。C級(jí)：產(chǎn)生不良品，產(chǎn)品須全數(shù)選別，並管理、改善製程。D級(jí)：品質(zhì)無(wú)法在滿足的狀態(tài)，須進(jìn)行品質(zhì)的改善，探求原因。須要採(cǎi)取緊急對(duì)策並重新檢討規(guī)格。*在製程平均數(shù)無(wú)偏移下當(dāng)Cp值=Cpk值=2時(shí)，製程中產(chǎn)生的缺點(diǎn)率=0.002ppm2013/01/2224將Ca與Cp兩值同時(shí)參考而對(duì)製程作一個(gè)客觀評(píng)價(jià)的想法，因而產(chǎn)生了Cpk值的衡量指標(biāo)。SPC統(tǒng)計(jì)製程管制Cpk值：製程能力指數(shù)(1)

T6σCpk

＝(1–K)＝(1–︱Ca︱)Cp當(dāng)Ca＝0時(shí)，Cpk＝Cp

︱X–u︱T／2K＝

＝︱Ca︱︿－單邊規(guī)格時(shí)，Cpk即以Cp計(jì)之2013/01/2225SPC統(tǒng)計(jì)製程管制(2)Cpk值亦可以製程的實(shí)績(jī)平均值至規(guī)格界限的距離除以製程實(shí)績(jī)估計(jì)標(biāo)準(zhǔn)差所得到的數(shù)值「Z」來(lái)表示。Zmin3Cpk＝Su-X

σZsu＝Zsl＝－(Sl–X)

σ＝＝︿︿即是Su-X3σ與－(Sl–X)3σ的最小值＝＝︿︿由公式可知為Cp值愈大時(shí)或Ca值愈小時(shí)Cpk值愈大，而Cpk值愈大即代表製程綜合能力愈好。2013/01/2226SPC統(tǒng)計(jì)製程管制D級(jí)時(shí)的6σ分散寬度∞－∞－3σ3σ－2σ－1σ1σ2σC級(jí)時(shí)的6σ分散寬度B級(jí)時(shí)的6σ分散寬度A級(jí)時(shí)的6σ分散寬度A+級(jí)時(shí)的6σ分散寬度－3σ－2σ－1σ1σ2σ3σ－3σ－2σ－1σ1σ2σ3σ3σ2σ1σ－1σ－2σ－3σ規(guī)格中心線u規(guī)格上限Su規(guī)格下限Sl︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿︿2013/01/2227SPC統(tǒng)計(jì)製程管制

規(guī)格公差（T）不良率（規(guī)格以外之比率）Cp值內(nèi)可容納之標(biāo)準(zhǔn)差單邊之場(chǎng)合雙邊之場(chǎng)合0.674σ（±2σ）2.27%4.55%1.006σ（±3σ）0.14%0.27%1.338σ（±4σ）31.8PPM63.6PPM1.468.8σ（±4.4σ）5.47PPM10.9PPM1.589.5σ（±4.74σ）1.33PPM2.66PPM1.609.6σ（±4.8σ）0.81PPM1.62PPM1.639.8σ（±4.89σ）0.49PPM0.98PPM1.669.96σ（±4.98σ）0.30PPM0.60PPM1.7010.2σ（±5.1σ）0.17PPM0.34PPM1.7310.4σ（±5.19σ）0.10PPM0.20PPM1.7610.6σ（±5.28σ）0.06PPM0.12PPM2.0012.0σ（±6.0σ）1PPB2PPB製程精密度（Cp）與不良率之關(guān)係註：Ca等於0時(shí)2013/01/2228

由製程能力指數(shù)Cpk得知，要使製程能力可達(dá)規(guī)格要求，必須Ca值與Cp值兩者均好方可，而製程綜合能力Cpk的好壞又直接與不良率有關(guān)，當(dāng)Cpk值大亦是製程綜合能力好時(shí)則不良率低，而綜合評(píng)價(jià)不良率P即是如同Cpk值一樣將

Ca值與Cp值兩者綜合起來(lái)的評(píng)價(jià)。其計(jì)算方法為先求出“Z”值，而“Z”

值的求法為：

Su－X－（Sl

－X）

σσSPC統(tǒng)計(jì)製程管制綜合評(píng)價(jià)不良率PZsu＝，Zsl＝－－︿︿

Pz，代表製程平均值會(huì)相距Z個(gè)標(biāo)準(zhǔn)差時(shí)，製程產(chǎn)品超出規(guī)格界限的比率。但製程必須是在統(tǒng)計(jì)管制狀態(tài)下，且呈常態(tài)分配。實(shí)例：1.z＝2.17則Pz=0.0150或1.5%；

2.z＝3則Pz＝0.00135或0.135%，因此正負(fù)3σ所包含的面積應(yīng)為

1－0.00135X2＝0.9973或99.73%。再由“Z”值查常態(tài)分配表得到單邊不良率Psu%與Psl%，再將Psu%與Psl%

兩者相加得出綜合不良率P%，亦就是推定其超